Физические и химические свойства известняка
Известняк – горная порода осадочного происхождения, преимущественно состоящая из карбоната кальция в форме кальцита.
Химический состав выражается формулой – CaCO3. Молярная масса – 100 г/моль.
Химические свойства основной составляющей известняка – карбоната кальция
Карбонат кальция – соединение нерастворимое в воде. При прокаливании разлагается на образующие его оксиды:
Растворяется в разбавленных растворах кислот, в результате чего образуется неустойчивая угольная кислота (H2CO3), которая мгновенно разлагается на углекислый газ и воду:
Карбонат кальция реагирует со сложными веществами – кислотными оксидами, солями, аммиаком и др.:
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2↑ (t );
CaCO3 + 2NH3 = CaCN2 + 3H2O (t );
CaCO3 + H2S = CaS + H2O + CO2↑ (t ).
Володарские каменоломни, внизу. Ликбез на тему «Что такое известняк»
Среди реакций взаимодействия карбоната кальция с простыми веществами наиболее важной является реакция взаимодействия с углеродом:
CaCO3 + С = CaO + 2CO↑.
Физические свойства основной составляющей известняка – карбоната кальция
Карбонат кальция представляет собой твердые кристаллы белого цвета, практически нерастворимые в воде. Температура плавления – 1242 С. Кальцит – минерал из которого состоит известняк обладает тригональной кристаллической структурой.
Получение известняка
Известняк — широко распространённая осадочная порода , образующаяся при участии живых организмов в морских бассейнах. Название разновидности известняка отражает присутствие в нём остатков породообразующих организмов, район распространения, структуру (например, оолитовые известняки), примесей (железистые), характер залегания (плитняковые), геологический возраст (триасовые).
Применение известняка
Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур.
Примеры решения задач
| Задание | какую массу негашеной извести можно получить из известняка массой 500 г, содержащего 20% примесей. |
| Решение | Негашеная известь – это оксид кальция (CaO), известняк – карбонат кальция (CaCO3). Молярные массы оксида и карбоната кальция, рассчитанные с использованием таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 56 и 100 г/моль, соответственно. |
Запишем уравнение термического разложения известняка:
Содержание чистого (без примесей) карбоната кальция в известняке:
ω(CaCO3)cl = 100% — ωadmixture = 100% — 20% = 80% = 0,8
Тогда, масса чистого карбоната кальция:
m(CaCO3)cl = 500 × 80 / 100% = 400 г
Количество вещества карбоната кальция равно:
n(CaCO3) = 400 / 100 = 4 моль
Известняк
Согласно уравнению реакции n(CaCO3): n(CaO) = 1:1, следовательно n(CaCO3) = n(CaO) = 4 моль. Тогда, масса негашеной извести будет равна:
m(CaO) = 4×56 = 224 г.
| Задание | Рассчитайте объем 20%-го раствора соляной кислоты (ρ = 1,1 г/мл), необходимый для получения 5,6 л (н.у.) углекислого газа из известняка. |
| Решение | Запишем уравнение реакции: |
Рассчитаем количества вещества выделившегося углекислого газа:
n(CO2) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль
Согласно уравнению реакции n(CO2): n(HCl) = 1:2, следовательно n(HCl) = 2 × n(CO2) = 0,5 моль. Молярная масса соляной кислоты, рассчитанная с использованием таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 36,5 г/моль. Тогда, масса соляной кислоты будет равна:
m(HCl) = 0,5×36,5 = 18,25 г.
Масса раствора соляной кислоты будет равна:
m(HCl)solution = m(HCl) / ω(HCl) / 100%;
m(HCl)solution = 18,25 / 20 / 100% = 91,25 г.
Зная плотность раствора соляной кислоты (см. условие задачи), рассчитаем её требуемый объем:
ИсточникОбразование и применение известняка
На протяжении всей истории человечества самым распространенным строительным камнем был известняк.
До нашего времени дошли древние строения, созданные в древности.
Среди них египетские пирамиды, руины храмов Эфеса и Пальмиры. Из известняка сложены города Средневековой Европы. В России известняк также всегда был очень популярен.
До того, как был изобретен кирпич, тысячелетиями именно известняк был основой строительства крепостей, дворцов, рынков, площадей. Камень залегает близко от поверхности, и добывать его не составляет труда.
В процессе разработки известнякового карьера получают еще один ценный строительный материал. В результате обжига известняковой крошки получают известь, которую использовали в качестве связующего материала.
Таким образом, известь заменяла цемент на протяжении веков и только в ХХ веке была заменена цементом.
В ХХ веке появились и другие синтетические строительные материалы. Они потеснили известняк, так как стоимость их намного дешевле. Известняк стали применять, в основном, как облицовочный материал. Отделка зданий известняком придает им уникальность и красоту.
Известняк образовался в земле в результате оседания на дно древних морей остатков реликтовой флоры и фауны. За миллионы лет слои оседали на дно и спрессовывались под давлением своего веса.
В результате получалась твердая горная порода. Добываемые сейчас известняки имеют возраст 400-20 миллионов лет. Они залегают неглубоко на платформе более древних пород.
Известняк относится к карбонатным осадочным породам и составляет три четверти всех пород, которые применяет человек в процессе своей жизнедеятельности. Популярность известняку придает еще и то, что он имеет разнообразную окраску, что зависит от химического состава камня.
Цветовая палитра варьируется от белого, бежевого и кремового до желтого и светло-коричневого.
Известняк имеет различные техники и способы обработки. Чаще всего его распиливают на большие прямоугольные блоки, которые потом могут потом шлифовать. В Древней Индии зародилось искусство резьбы по камню.
Резьба по известняку, выполненная старинными умельцами, украшала прекрасные дворцы и храмы. Всемирно известный мавзолей Тадж Махал выполнен из известняка.
Храмы городов Варанаси, Агры и других украшают изображения богов и героев. Именно поэтому культовые сооружения Индии выглядят очень нарядно.
ИсточникСвойства и применение известняка
Примерно 20% от всех добываемых горных пород для строительства занимает добыча известкового камня — известняка. Это один из недорогих материалов из осадочных пород.
Состав известняка
Известняк состоит из разрушенных пород, распавшихся скелетов животных и других организмов, с течением времени превратившейся в плотную структуру.
Добывают известняк открытым карьерным методом. Толщина залежи породы может быть от нескольких сантиметров до нескольких километров.
Свойства известняка
Его свойства во многом зависят от влажности и доминирующего состава. Это может быть кварц, доломит или другие минералы. Если влажность территории залежей известняка более высокая и в породе содержатся перечисленные примеси — тогда известняк будет менее прочным.
Таким образом известняк, — это сложное химическое соединение с различными примесями. Научное название известняка — карбонат кальция.
Примеси в известняковой породе зависят от мести происхождения и в нем может присутствовать кроме всего прочего, торф, глина и оксиды металлов. От эприсутствия этих примесей зависит и цвет известняковой породы. Он может иметь различные оттенки серого, желтого, красного, бурого цвета, в то время как самостоятельный чистый карбонат кальция вещество бесцветное.
основными характеристиками для определения класса известнякового щебня считают:
Морозостойкость, лещадность, удельная доля слабых пород, плотность, доля гнилистых веществ.
Практически повсеместное наличие известковых пород и доступность добычи, оставляет за ним пальму первенства по ценовой доступности в отличие от гранитного или гравийного щебня.
Как и любой другой щебень, известняковый щебень так же квалифицируют по размеру фракций.
Известняк может и не самый прочная каменная порода, по сравнению с мрамором или гранитом, но дома и дворцы построенные из известняка насчитывают не одну сотню лет.
Известняк в декорировании
Его используют и как отделочный материал и материал для декорирования. Это связано с широкой палитрой цвета этого камня. Цветные бассейны и разноцветные дорожки украсят любой сад. он прекрасно шлифуется и поддается обработке, поэтому известняк часто используют в производстве сложных структурных форм. Еще он легкий и прекрасно переносит перепады температур, что делает его преимущества перед другими материалами более ощутимыми. Это один из самых экологично чистых и долговечных камней.
он прекрасно нашел свое применение в архитектуре в виде облицовочного камня, в строительстве дорог и основы для сооружений, в производстве извести и минеральных удобрений, его используют как натуральный фильтр в гидросооружениях.
Низкая стоимость и широкий спектр применения сделали известняк одной из самых добываемых и популярных природных материалов в мире.
Источник