Właściwości fizyczne kredy i jej zastosowanie

Taka znajoma szkolna kreda, ile wesołych wspomnień trzyma ... Tylko tutaj dla pozornej prostoty kryje się cała historia rozwoju planety. "Jak to możliwe?" - pytasz. Odpowiedź na to pytanie w tym artykule. Będziesz nie tylko badał fizyczne właściwości kredy i jej zastosowanie, ale także zapoznał się z procesami powstawania skał osadowych wapienia w skorupie, które tworzyły nowoczesny wygląd Ziemi.

Minerały i skały pochodzenia biogennego

Około 130-65 milionów lat temu, w okresie kredowym w epoce mezozoicznej, morza starożytnej planety były wypełnione planktonowymi i bentonicznymi gatunkami foraminifera, a także mięczaki, które przypominały nowoczesne ostrygi, przegrzebki i nautilus. W ich zewnętrznych szkieletach i skorupach gromadziły się związki wapnia, fosforu, magnezu i, zamierając, uformowane warstwy mułu wapiennego na dnie zbiorników. Pod działaniem wysokiego ciśnienia i w wyniku procesów chemicznych powstały z niego osady wapienia i kredy. Fizyczne właściwości i skład tych skały osadowe bardzo podobne do siebie, ale mają też charakterystyczne cechy. Procesy geologiczne, które miały miejsce na Ziemi, spowodowały powstanie oddzielnych odcinków dna oceanicznego i zejście stref kontynentalnych. Do czego to doprowadziło?

Wycieczka do geologii

Redystrybucja powierzchni litosfery i skorupy wodnej planety spowodowała pojawienie się łańcuchów górskich i grzbietów składających się ze skał osadowych. Są to Alpy, góry Kaukazu, Himalaje, Pireneje. I klify Dover i składa się z czystej kredy. Dają angielskiej linii brzegowej unikalny wygląd i długo służyły statkom jako sygnał zbliżania się mglistego Albionu. W Rosji unikalne krajobrazy na tle kredowych klifów można zobaczyć w wioskowym Strażniku w pobliżu Woroneża. Po przeanalizowaniu geografii rozmieszczenia skał biogennych, teraz jest czas na bardziej szczegółowe zbadanie fizycznych właściwości kredy.

Jakie są charakterystyczne cechy naturalnych związków?

Wewnętrzne rozmieszczenie przestrzenne atomów i cząsteczek ciała - sieci krystalicznej - całkowicie determinuje stan skupienia, topnienia i punktów wrzenia, gęstość itp. Są to parametry odnoszące się do właściwości fizycznych. Wzór cząsteczkowy CaCO3 odpowiada od razu kilku krystalicznym związkom zawierającym naładowane cząsteczki w miejscach sieci - jony. Są to: marmur, aragonit, dźwigar islandzki, wapień i kreda. Takie zjawisko w chemii nazywa się polimorfizmem i jest dokładnie wyjaśnione przez kształt kryształu. Stąd wniosek: właściwości fizyczne miedzi, złota, kredy, kwasu octowego i jakiejkolwiek innej substancji są określone przez jej stan skupienia, w zależności od wewnętrznej struktury związku.

Rodzaje wapienia

Specjaliści mogą odróżnić do 4 form substancji w zależności od jej struktury i cech fizycznych. Zatem czysty węglan wapnia ma drobną ziarnistą powierzchnię, gdy w kontakcie z powierzchnią łatwo pozostawia biały ślad i zawiera do 5% zanieczyszczeń, głównie w postaci siarczanu magnezu lub wapnia. Beżowo-biała kreda gliniasto-piaskowcowa, również o drobnoziarnistej strukturze, ma jednak wyższą lepkość i zawiera do 10% obcych związków, na przykład siarczanu wapnia, tlenek krzemu lub aluminium. Zielony, żółty lub szary kredowy margiel ma jeszcze więcej zanieczyszczeń, a kredowy wapień jest łatwo rozpoznawany przez duże żółte lub białe kryształy o gęstych właściwościach cementujących. Należy zauważyć, że na zajęciach z chemii, odpowiadając na zadanie: "opisz fizyczne właściwości kredy", powinieneś skupić się na pierwszym typie substancji. Czysty, naturalny węglan wapnia zawierający minimum zanieczyszczeń balastowych, jest substancją oferowaną studentom jako badany związek.

Jak zaznajomić dzieci z właściwościami kredy

Po raz pierwszy studenci zapoznają się z węglanem wapnia na lekcjach chemii wprowadzającej, które dają pojęcie o czystych substancjach i mieszaninach, a także rozważają podstawowe metody ich rozdzielania. Na przykład, podczas prowadzenia prac laboratoryjnych, nauczyciel sugeruje oddzielanie metalowych trocin od wiórów drewna za pomocą magnesu. Roztwór cukru odparowuje się i otrzymuje czystą krystaliczną substancję, a fizyczne właściwości kredy i węgla bada się po oddzieleniu dwóch substancji przez osiadanie, a następnie przesączenie zawiesiny węglanu wapnia w wodzie. Dydaktyczna zasada ciągłości i spójności w badaniu nowego materiału stosowana jest przy zapoznawaniu studentów z fizycznymi zjawiskami i reakcjami chemicznymi. Przeprowadza się następujący eksperyment: soda techniczna i roztwory chlorku wapnia wlewa się do jednej probówki. Obserwuj zmętnienie roztworu, a następnie tworzenie osadu. Jest to kreda, zostaje odfiltrowana i do powstałego białego proszku dodaje się kroplami kwas chlorowodorowy. Reakcja polega na szybkim uwalnianiu się pęcherzyków dwutlenku węgla. Jak widać, program chemii, klasa 8, bada fizyczne właściwości kredy wraz z główną cechą chemiczną substancji - jej zdolnością do reagowania z silnymi kwasami, która towarzyszy wydzielaniu CO ₂ .

Charakterystyka węglanu wapnia

Rozpatrywana substancja należy do grupy soli średnich. Jest zwykle biały i, jak powiedzieliśmy, jest naturalnym pół-kamieniem pochodzenia biogennego. Składa się z cząstek płaszcza, małych kryształów kwarcytu, węglanów magnezu i wapnia, a także tlenków tych metali. Kreda pochłania i zatrzymuje wodę, a jej wytrzymałość jest mniejsza. Nie rozpuszcza się w wodzie, ale tworzy w niej mętną zawiesinę. W rozwiązywaniu problemów doświadczalnych w chemii, fizyczne właściwości kredy, w szczególności jej nierozpuszczalność w wodzie, są wykorzystywane do wykrywania dwutlenku węgla. Kiedy CO2 _jest przepuszczany przez wodę wapienną, staje się on zmętniony z powodu tworzenia nierozpuszczalnego osadu węglanu wapnia. Ta reakcja ma charakter jakościowy i jest stosowana w chemii analitycznej.

Jak zwiększyć lepkość i ciągliwość wapienia

Co powoduje zalanie kredowych skał podziemnymi wodami podziemnymi? Jeżeli zawartość wilgoci w skale jest nieznaczna - nie więcej niż 2%, to siła kryształów maleje. Jednak przy silnym zwilżaniu warstw CaCO ₃ , na przykład o 25%, wytrzymałość na ściskanie substancji wzrasta prawie 3-krotnie. Jednocześnie polepszają się właściwości fizyczne kredy, w szczególności plastyczność i lepkość. To bardzo komplikuje technologię jego produkcji. Z tego powodu górne i suchsze warstwy osadów, aczkolwiek z małą zawartością czystego węglanu wapnia, są wykorzystywane do produkcji przemysłowej.

Gdzie i jak używa się kredy

Największa ilość substancji trafia do wapna palonego, wodorotlenek wapnia i dwutlenek węgla. W tym celu powstaje węglan wapnia tlenek wapnia i dwutlenek węgla. Pierwsza substancja nazywana jest także wapnem palonym lub gotuje się. Jest on łączony z wodą, proces ten towarzyszy wydzielaniu dużej ilości ciepła, w wyniku czego uzyskuje się wapno gaszone - ważny surowiec dla przemysłu budowlanego. W kompleksie z piaskiem i wodą, wodorotlenek wapnia jest używany do tynkowania i mocowania cegieł podczas murowania. Wapnowanie zakwaszonych gleb jest znaną i ekonomicznie tanią metodą rekultywacji, która zwiększa żyzność gleby i nie ma negatywnego wpływu na skład gatunkowy organizmów glebowych.

W niniejszej pracy zbadano fizyczne właściwości kredy i rozważono obszary jej zastosowania w przemyśle i rolnictwie.