химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

дметов, а также в качестве вяжущего строительного материала.78-69

Углекислые соли щелочноземельных металлов практически нерастворимы в воде. При накаливании они отщепляют С02 и переходят в окиси. По ряду Са — Sr — Ва термическая устойчивость карбонатов быстро возрастает. Наиболее практически важен из них карбонат кальция.

Применение отдельных природных разновидностей СаСОз различно. Известняк непосредственно используется при строительных работах, а также служит исходным сырьем для получения важнейших строительных материалов — извести и цемента. Мел потребляется в качестве минеральной краски, как основа составов для полировки и т. д. М р а-мор является прекрасным материалом для скульптурных работ, изготовления электрических распределительных щитов и т. д.

Ежегодная мировая выработка извести из известняка исчисляется десятками миллионов тонн. Термическая диссоциация СаС03 идет со значительным поглощением тепла:

СаС03-|-43 ккал ^± СаО + С02

Зависимость положения равновесия этой реакции от температуры видна из следующих данных:

Температура. °С.... 550 600 650 700 750 800 850 897 Давление С02, мм рт. ст. 0,4 1,8 6,9 22,2 63 167 372 760

Технически обжиг известняка чаще всего осуществляется в шахтных печах (рис. XII-49). Важным побочным продуктом производства является углекислый газ.

Известь находит широкое применение в ряде отраслей промышленности. Значительные ее количества потребляются также сельским хозяйством. Важнейшей и с наиболее давних времен известной человечеству областью применения извести является, однако, использование ее (под названием «известкового раствора») в качестве вяжущего строительного материала для скрепления д?уг с другом камней, кирпичей и т. п. Обычно приготовляют смесь извести с песком (1 вес. ч. на 3—4 вес. ч. песка) и количеством вбды, достаточным для получения тестообразной массы. Последняя постепенно твердеет вследствие кристаллизации гидроокиси кальция и образования кристаллического СаС03 (за счет С02 воздуха) по реакции

Са(ОН)2 + С02 = СаС03 + Н20 + 27 ккал

Одновременно идет образование также силикатов кальция (за счет Si02 песка). Ввиду выделения воды при твердении известкового раствора в построенных с его помощью зданиях долго сохраняется сырость. *>~92

Рис XII-49. Схема шахтной печи дли обжига известняка.

Значительные преимущества перед известью имеет искусственный вяжущий материал — цемент. Помимо того, что его применением устраняется долговременная сырость зданий, цемент характеризуется способностью затвердевать не только на воздухе, но и под водой. Твердеет он значительно быстрее-известкового раствора, причем дает гораздо более прочный камень. Выработка цемента по СССР составила в 1972 году 104 млн. т (против 5,7 млн. т в 1940 г. и 1,5 млн. гв 1913г.).

Цемент представляет собой зеленовато-серый порошок, состоящий в основном из смеси различных силикатов и алюминатов кальция. Будучи замешан с водой, он дает отвердевающую массу. Переход последней из тестообразного в твердое состояние носит название «схватывания» и осуществляется обычно в течение нескольких часов. С химической стороны схватывание цемента обусловлено главным образом гидратацией его составных частей.93-101

Наряду с рассмотренными выше солями Са, Sr и Ва для химии этих элементов важны их известные только в растворе бикарбонаты Э(НС03)2. Они образуются при взаимодействии растворенного в воде углекислого газа с нормальными карбонатами по схеме

ЭС03 -f С02 + н2о

Э(НС03)2

Реакция эта обратима, причем нагревание смещает ее равновесие в сторону распада бикарбоната. В природных водах из бикарбонатов щелочноземельных металлов обычно содержится только Са(НС03)2. Наличие его придает воде приятный освежающий вкус (который отсутствует у дистиллированной воды).102

Содержание в природной воде солей кальция и магния часто оценивают, говоря о той или иной ее «жесткости». При этом различают жесткость карбонатную («временную») и некарбонатную («постоянную»). Первая обусловлена присутствием Ca(HC03)s, реже Mg(HC03)2. Временной она названа потому, что может быть устранена простым кипячением воды: бикарбонаты при этом разрушаются, и нерастворимые продукты их распада (карбонады Са и Mg) оседают на стенках сосуда в виде накипи.

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния, не дающих осадка при кипячении. Наиболее обычны сульфаты и хлориды. Из них особое значение имеет малорастворимый CaS04, который оседает в виде очень плотной накипи.

При работе парового котла на жесткой воде его нагреваемая поверхность покрывается накипью. Так как последняя плохо проводит тепло, прежде всего становится неэкономичной сама работа котла: уже слой накипи толщиной 1 мм повышает расход топлива приблизительно на 5%. С другой стороны, изолированные от воды слоем накипи стенки котла могут нагреться до весьма высоких температур. при этом железо постепенно окисляется и стенки теряют прочность, что может повести к взрыву котла. Так как паросиловое хозяйство существует во многих промышленных предприятиях, вопрос о жесткости воды весьма практически важен.

Жесткая вода оказывается непригодной также для проведения технологических процессов ряда отраслей промышленности (например, красильной). Пользование ею чрезвычайно затрудняет стирку белья, мытье волос и другие операции, связанные с потреблением мыла. Обусловлено это нерастворимостью кальциевых и магниевых сол^й входящих в его состав органических кислот, из-за чего, с одной стороны, загрязняются отмываемые предметы, с другой — вызывается непроизводительный расход мыла.103

Так как очистка воды от растворенных солей при помощи перегонки слишком дорога, в местностях с жесткой водой для ее «умягчения» пользуются химическими методами. Карбонатную жесткость обычно устраняют, прибавляя к воде Са(ОН)2 в количестве, строго отвечающем найденному по анализу содержанию бикарбонатов. При этом по реакции

Са(НС03)2 + Са(ОН)г = 2СаС04 + 2Н20

весь бикарбонат переходит в нормальный карбонат и осаждается. От некарбонатной жесткости чаще всего освобождаются добавлением к воде соды, которая вызывает образование осадка по реакции

CaS04 + Na2C03 = CaCOaJ + Na2S04

Воде дают затем отстояться и лишь после этого пользуются ею для питания котлов или в производстве. Для умягчения небольших количеств жесткой воды (в прачечных и т. п.) обычно добавляют к ней иемиого соды и дают отстояться. При этом кальций и магний полностью осаждаются в виде карбонатов, а остающиеся в растворе соли натрия употреблению мыла ие мешают.

Из изложенного следует, что содой можно пользоваться для устранения и карбонатной, и некарбонатной жесткости. Тем не менее в технике все же стараются пс возможности применять именно Са(ОН)г, что обусловлено гораздо большей дешевизной этого продукта сравнительно с содой.104^10'

Дополнения

1) Соединения кальция (известняк, гипс) были известны и практически использовались еще в глубокой древности. Барий открыт в 1774 г., стронций — в 1792 г.

Элементарные Са, Sr и Ва впервые получены в 1808 г. По кальцию имеется монография *.

2) Раднй был предсказан Д. И. Менделеевым в 1871 г. и открыт в 1898 г. Добыто его лишь около 2,5 /се. Ломимо урановых руд, источниками получения радия

qq могут служить воды некоторых буровых сква-'s ^ жни. Недавно было обнаружено, что ил на

дие океана значительно более богат радием,

5s~4cT чем пеРвичные месторождения этого элемента.

г По приблизительной оценке верхний слой

60

земной коры (толщиной 16 км) содержит

- 7sr»d около 2-107 т радия.

5s 5р 3) Природный кальций слагается из изо7s 7р топов с массовыми числами 40 (96,97%), 42

30

«S6P (0,64), 43 (0,14), 44 (2,06), 46 (0.003), 48

(0,19); стронций —Ы (0,56%), 86 (9,86), 87

(7,02), 88 (82,56); барий—130 (0,10%), 132

6s5d (0,10), 134 (2,42), 135 (6,59), 136 (7.81), 137

20^ (11,32), 138 (71,66). Из изотопов радия основ' 4s2 5s2 6s2 7s2 ИОе значение имеет встречающийся в природе ^' са~~

страница 68
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
дизельные котлы китурами одноконтурные
черный список подарков
Royal London 41325-05
лайтбоксы изготовление москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)