Caliza. Química pirotécnica: análisis técnico - Godovskaya K.I. Impacto de las condiciones climáticas

INSTITUCIÓN EDUCATIVA MUNICIPAL ESCUELA SECUNDARIA s. OKTYABRSKOYE

DISTRITO DE STERLITAMAK DE LA REPÚBLICA DE BASHKORTOSTAN

Sección: Mundo de la Química

Categoría: El mundo que nos rodea

Realizado:Zaydullina Alsou, estudiante de séptimo grado de la escuela secundaria de la institución educativa municipal del pueblo. Oktiabrskoe

Supervisora científica: Iskhakova R.U., profesora de química de la escuela secundaria MOBU. Oktiabrskoe

2015

Introducción

estudiar la literatura sobre este tema;

estudiar las propiedades físicas de la piedra caliza;

estudiar Propiedades químicas caliza;

consiga piedra caliza usted mismo;

sacar conclusiones.

ESTUDIO DE LA LITERATURA. ¿Qué es la piedra caliza?

Caliza -roca sedimentaria de origen orgánico, constituida principalmente por carbonato de calcio ( CaCO3 ) en forma de cristales de calcita de varios tamaños.

La piedra caliza, formada principalmente por conchas de animales marinos y sus fragmentos, se llama roca de concha. Además, hay calizas numulíticas, briozoarias y marmóreas, en capas masivas y en capas delgadas.

Entre las calizas organogénicas-clásticas, dependiendo de la composición y tamaño de las partículas, se distinguen: calizas de arrecife; piedra caliza de concha (roca de concha), compuesta principalmente de conchas enteras o trituradas unidas por carbonato, arcilla u otro cemento natural; caliza detritus compuesta por fragmentos de concha y otros fragmentos organógenos cementados con cemento de calcita; caliza de algas. Las calizas organógenas-clásticas también incluyen la tiza blanca (la llamada escritura).

Las calizas organógenas-clásticas se caracterizan por una gran porosidad y masa y se procesan fácilmente (aserrado y pulido). Caliza clástico-cristalina compuesta de detritos de carbonato Diferentes formas y tamaño (grumos, coágulos y nódulos de calcita de grano fino), incluidos granos y fragmentos individuales varias razas y minerales, lentes de pedernal. A veces la piedra caliza se compone de granos oolíticos, cuyos núcleos están representados por fragmentos de cuarzo y pedernal. Caracterizado por pequeños poros de diferentes formas, variables. masa volumétrica, baja resistencia y alta absorción de agua. La piedra caliza sinterizada (travertino, toba calcárea) se compone de calcita sinterizada. Se caracteriza por su celularidad, su bajo peso volumétrico y es fácil de procesar y aserrar.

La piedra caliza tiene aplicación universal en la industria, la agricultura y la construcción:

En metalurgia, la piedra caliza sirve como fundente.

En la producción de cal y cemento, la piedra caliza es el componente principal.

La piedra caliza se utiliza en las industrias química y alimentaria: como material auxiliar en la producción de refrescos, carburo de calcio, fertilizantes minerales, vidrio, azúcar y papel.

Se utiliza en la depuración de productos derivados del petróleo, destilación seca de carbón, en la fabricación de pinturas, masillas, caucho, plásticos, jabón, medicamentos, lana mineral, para limpieza de tejidos y tratamiento de cueros, encalado de suciedades.

La piedra caliza se ha utilizado como material de construcción desde la antigüedad; y al principio fue bastante “ingenuo”: encontraron una cueva y la arreglaron de acuerdo con sus necesidades.

2. ESTUDIO DE PROPIEDADES FÍSICAS.

(Apéndice 2).

Cada mineral tiene sus propias características, únicas para él, consideré los siguientes signos:

Brillar

mate

Dureza

promedio

Color

blanco-gris

Densidad

2000-2800kg / metro 3

Conductividad eléctrica

10~5 a 10~~4

Conductividad térmica

0,470m*K

Solubilidad. (Apéndice 3)

solubilidad en agua

La piedra caliza no se disuelve en agua.

Solubilidad en acetona (solvente orgánico)

La piedra caliza no se disuelve en acetona.

ESTUDIO DE PROPIEDADES QUÍMICAS

(Apéndice 4)

Experiencia número 1. Interacción de la piedra caliza con ácidos (clorhídrico, acético, nítrico).

Productos químicos y equipos:

Ácidos fuertes: HCI (clorhídrico), HNO 3 (nitrógeno).

CH 3 COOH débil (acético).

Gradilla con tubos de ensayo, lámpara de alcohol, soporte.

Reactivo

Observaciones

Conclusión

HCl(sal),

La reacción es violenta.

Funciona bien con ácido clorhídrico

H NO 3 (nitrógeno)

Aparecieron gotas de agua en las paredes del tubo de ensayo y se liberó dióxido de carbono.

La reacción es violenta.

Interactúa bien con el ácido nítrico. Mejor con agua salada.

CH 3 COOH(acético)

Aparecieron gotas de agua en las paredes del tubo de ensayo y se liberó dióxido de carbono.

La reacción es lenta, pero cuando se calienta, la velocidad de reacción aumenta.

Interactúa mal con el ácido acético. Porque ácido débil.

caco 3 +2HCl=CO 2  +H 2 O+CaCI 2

caco 3 +2CH 3 COOH= (CH 3 ARRULLO) 2 Ca+H 2 O+CO 2 

caco 3 + 2HNO 3 =Ca(NO 3 ) 2 +CO 2 +H 2 oh

Conclusión: la piedra caliza reacciona con los ácidos para liberar dióxido de carbono y agua. Con ácidos fuertes la reacción fue violenta, pero con un ácido débil la reacción comenzó sólo después de calentar.

Experiencia número 2. Interacción con álcalis (bases solubles en agua).

(Apéndice 4)

Productos químicos y equipos:

Hidróxido de sodio - NaOH , soporte con tubos de ensayo, lámpara de alcohol, soporte.

Descripción de la experiencia : Se añadió cierta cantidad de piedra caliza a un tubo de ensayo y se le añadió hidróxido de sodio. No hubo reacción, después de 15 minutos agregué más reactivo y lo calenté. No se observó reacción.

Conclusión: la piedra caliza no reacciona con los álcalis.

Experiencia número 3. Descomposición de la piedra caliza.

(Anexo No. 5).

Productos químicos y equipos: piedra caliza, trípode, tubo de salida de gas, matraz, antorcha, lámpara de alcohol.

Descripción de la experiencia : Se colocó piedra caliza en un tubo de ensayo y se cerró con un tubo de salida de gas, cuyo extremo se introdujo en el matraz. Encendieron la lámpara de alcohol y empezaron a calentarla. La presencia de dióxido de carbono se determinó utilizando una astilla encendida.

Observaciones: La piedra caliza se está descomponiendo. El color se volvió blanco. Aparecieron gotas de agua en las paredes del tubo de ensayo y se liberó dióxido de carbono.

CaCO 3 CaO+ CO 2

Conclusión: Cuando se calienta, la piedra caliza se descompone formando óxido de calcio y agua.

Experiencia número 4. Hacer piedra caliza en casa.

Para completar el experimento necesitarás:

Cubo de plástico

copas de plástico

yeso seco

mezcla de yeso

Hora de realizar el experimento: 15 minutos para prepararse para el experimento. y 5 días para obtener caliza.

Para conseguir piedra caliza:

Nota:

Las conchas pueden ser de cualquier tamaño, pero utilice conchas más pequeñas para obtener piedra caliza de la mejor calidad.

Observación: ¿La piedra caliza resultante se parece a la natural?

Resultado:

La piedra caliza es un tipo de roca sedimentaria. Cuando los animales marinos microscópicos mueren, caen al fondo del océano, donde son recogidos por las conchas. Entonces, con el tiempo, las conchas recogen estas partículas y se forma piedra caliza..

Caliza es una roca sedimentaria blanda de origen organoquímico u orgánico, compuesta principalmente de calcita (carbonato de calcio) y que a menudo contiene impurezas de partículas de cuarzo, silicio, fosfato, arena y arcilla, así como restos de esqueletos calcáreos de microorganismos. La mayoría de las veces tiene un color blanco, amarillento, gris claro o beige claro, con menos frecuencia es de color rosado. La piedra caliza blanca-amarilla y blanca-rosa se considera la más valiosa. Según su estructura, las calizas se dividen en marmóreas, densas y porosas. Teniendo en cuenta que la piedra caliza es una de las opciones más económicas a la hora de elegir piedra natural, pedir productos elaborados con ella es una excelente solución a un problema comercial.

Jaspeado Las rocas son un eslabón intermedio entre la piedra caliza y el mármol, y se utilizan en la construcción de edificios y la creación de esculturas.

Rocas densas Ampliamente utilizado para la fabricación de losas de revestimiento (utilizadas para el revestimiento exterior e interior de edificios). Esta piedra ha sido popular desde la antigüedad; incluso las antiguas pirámides egipcias están cubiertas por una gruesa capa de piedra caliza. En nuestro país se utilizó mucho para la construcción de templos. A menudo se encuentran variedades de rocas duraderas resistentes a las heladas, que permitieron que las estructuras antiguas sobrevivieran hasta nuestros días, manteniendo su apariencia casi sin cambios.

Calizas porosas Tienen varios tipos, diferenciándose entre sí en el grado y naturaleza de granularidad: oolítica, pisolita, concha, toba calcárea y otras. Las rocas oolíticas están compuestas de pequeñas bolas, cada una de las cuales contiene un grano de arena, un fragmento de concha u otro material extraño en el centro. Las cuentas más grandes se llaman piedra caliza pisolita. La roca de concha es una acumulación de pequeños fragmentos de conchas. Algunas variedades de conchas se consideran un material decorativo y pueden procesarse e incluso pulirse fácilmente. La roca de concha, que consta de conchas microscópicas, se llama tiza. Las rocas porosas se utilizan como Material de construcción para la construcción de muros, así como para el revestimiento interior y exterior de edificios. Los depósitos muy porosos se denominan toba calcárea.

Composición química caliza: Química. la composición de la piedra caliza pura es cercana a la calcita (CaO 56%, CO2 44,0%). La composición de la parte carbonatada de la piedra caliza también incluye dolomita CaMg(CO3)2, FeCO3 y MnCO3 (menos del 1%), impurezas no carbonatadas: aluminosilicatos de arcilla y minerales de sílice (ópalo, calcedonia, cuarzo), en pequeñas cantidades óxidos, hidróxidos y sulfuros de Fe, Ca3(PO4)2, CaSO4, org. en en. Paseo. La clasificación de las calizas se basa en la relación entre el contenido de calcita y las principales impurezas, dolomita y sustancias arcillosas, cuyas cantidades pueden variar continuamente hasta alcanzar el predominio completo. Las calizas suelen clasificarse como rocas con un contenido de calcita de al menos el 50%.

Propiedades físicas de la piedra caliza: Principal propiedades físicas caliza son la plasticidad, lo que permite dar a los productos elaborados con él cualquier forma, durabilidad, pureza de color, resistencia, uniformidad de estructura, así como altas propiedades de aislamiento térmico. Se puede serrar, cortar y clavar en cualquier dirección, procesar en torno o manualmente, plasmando cualquier idea arquitectónica. Este material reacciona violentamente a compuestos ácidos y se disuelve en agua. Como resultado de su descomposición se forma dióxido de carbono.

Densidad 2700-2900 kg/m3,

Masa volumétrica:

Para rocas de concha: alrededor de 800 kg/m3

Para calizas cristalinas hasta 2800 kg/m3

Fuerza compresiva:

Para roca de concha 0,4 MPa

Para calizas cristalinas y afaníticas 300 MPa

Absorción de agua: del 0,1 % al 2,1 %

Porosidad: del 0,5 % al 35 %

Dureza en la escala de Mohs: alrededor de 3

Resistencia a las heladas para calizas cristalinas, 300-400 ciclos

Características de la formación de piedra caliza: La gran mayoría de estas rocas se formaron en cuencas marinas poco profundas (aunque algunas de ellas también se formaron en masas terrestres de agua dulce) y se presentan en forma de estratos y sedimentos. Según su origen, las calizas se dividen en organógenas (a partir de residuos orgánicos), quimiogénicas (como resultado de la precipitación de calcita) y clásticas (producto de la destrucción de otras calizas).

Minería de piedra caliza: Producción piedra natural caliza Se lleva a cabo de forma abierta, utilizando palancas y martillos especiales que rompen la capa superior de roca y excavadoras que levantan bloques de piedra. En Rusia, la extracción de esta piedra natural se realiza en las regiones de Leningrado, Arkhangelsk, Vologda, Tula, Belgorod, Voronezh, en la región de Moscú, en los Urales, en la región del Volga, en el territorio de Krasnodar, en el Cáucaso Norte, en Urales y en varias regiones del este de Siberia. Algunas de las más comunes son las calizas del horizonte Myachkovsky (región de Riazán) y la caliza de Vladimir.

Ámbito de aplicación de la piedra caliza: 28 siglos antes de Cristo, en la orilla izquierda del Nilo, se erigió la estructura arquitectónica más grande de todos los tiempos: la Pirámide de Keops, para cuya construcción se extrajeron 2,5 millones de m3 de bloques de piedra caliza. La pirámide evoca admiración por su tamaño colosal, sus proporciones estrictas y la gran perfección del trabajo de los antiguos constructores. Tiene una altura de 147 m.

En Europa, los antiguos griegos y romanos comenzaron a utilizar piedra blanca (caliza y arenisca) para la construcción de edificios religiosos y civiles, a partir de los siglos V-VII a.C. (la primera Acrópolis de Atenas se construyó en el siglo VI a.C. ).

Productos elaborados con ingredientes naturales. piedra de revestimiento La piedra caliza se utiliza para la construcción de edificios y estructuras y su revestimiento, se utiliza en la fabricación de plataformas, columnas, portales de chimeneas y otros. elementos decorativos, indispensable para decoración de interiores pisos y paredes, puertas y aberturas de ventanas, incluso en habitaciones con mucha humedad (baños, piscinas). Estos productos se utilizan en diseño de exteriores al diseñar caminos, fuentes, terrazas, paredes decorativas y otros objetos de jardín, así como para decorar vallas y estructuras toboganes alpinos(retiene el calor, deja pasar el agua y el aire, normaliza la composición del suelo). La concha y las tejas elaboradas con ella se utilizan para la decoración exterior e interior de locales (apartamentos, restaurantes, oficinas, saunas), así como para la fabricación de elementos arquitectónicos decorativos, revestimientos de chimeneas y estufas. Es el único material que tiene un 100% de protección radiológica. La piedra caliza es una de las soluciones para pisos más duraderas y es ideal para usar en cocinas y baños, ya que es impermeable y no se vuelve resbaladiza cuando se moja. En los últimos años, el uso de baldosas de piedra caliza para suelos ha ganado popularidad. Además de para suelos, la piedra caliza también se puede utilizar para muchas otras superficies. La piedra caliza se utiliza comúnmente como superficie de trabajo para encimeras de cocina, barras de bar, alféizares de ventanas, revestimiento de fachadas, decoración de paredes interiores, paisajismo, piscinas y para crear impresionantes escaleras.

El carbonato de calcio es una roca sedimentaria de origen orgánico, con menos frecuencia quimiogénico, compuesta casi en un 100% por CaCO3 (piedra caliza) en forma de cristales de calcita de varios tamaños.

Las calizas son rocas sedimentarias compuestas principalmente de calcita. Las calizas pueden contener diversas impurezas (partículas clásticas, compuestos orgánicos, etc.) El nombre de caliza se da en función de las características de sus componentes.

Las calizas se utilizan ampliamente en la construcción (como piedra de revestimiento, para la producción de cal, etc.), en la industria del vidrio y en la metalurgia (fundentes).

Las calizas puras son de color blanco o gris claro; las impurezas de sustancias orgánicas tiñen el carbonato de calcio de negro y gris oscuro, y los óxidos de hierro de amarillo, marrón y rojo.

Descripción del objeto

Carbonato de calcio

Sal; cristales blancos
ρ= 2,74 g/cm³, t p l = 825°C,
Higroscópico
Solubilidad en agua 0,00015 g/100 ml
K 0 s = 3,8·10⁻⁹

Se utiliza como colorante alimentario blanco, para escribir en pizarras, en la vida cotidiana y en la construcción.

Teoría electrónica (donante-aceptor) Lewis 1926

CaCO₃↔ Ca 2 ⁺ + CO₃ 2-

Ca 2 ⁺ - es un ácido

CO₃ 2- - es una base

Desde el punto de vista de esta teoría:

Ca 2 ⁺ es un aceptor de pares de electrones para formar un par covalente común.

CO₃ 2- es un donante de pares de electrones para la formación de un par covalente común.

Selección de métodos de análisis.

Porque K 0 s< 10⁻⁸ титрование CaCO₃ кислотой

o álcali es imposible.

Análisis gravimétrico

El análisis gravimétrico se basa en la medición precisa de la masa de una sustancia de composición conocida, relacionada químicamente con el componente que se está determinando y aislando como compuesto o como sustancia simple. El nombre clásico del método es análisis de peso. El análisis gravimétrico se basa en la ley de conservación de la masa de una sustancia durante las transformaciones químicas y es el más preciso de los métodos de análisis químicos: el límite de detección es del 0,10%; corrección (error relativo) - 0,2%.

Métodos de destilación. la sustancia que se está determinando se convierte en un estado volátil, se destila y se absorbe mediante algún absorbente, a partir de cuyo aumento de masa se calcula el contenido del componente.

Disolución de la muestra.
Creación de condiciones de deposición.
Lavar el sedimento.
Cálculo de los resultados del análisis.

El formulario depositado debe ser:

1. Suficientemente soluble para asegurar la liberación casi completa del analito de la solución.

2. El precipitado resultante debe estar limpio y fácilmente filtrable.

3. La forma precipitada debería transformarse fácilmente en forma gravimétrica.

Requisitos básicos para la forma gravimétrica:

1. Correspondencia exacta de su composición a una determinada fórmula química.

2. Estabilidad química en un rango de temperatura bastante amplio, falta de higroscopicidad.

3. Un peso molecular lo más grande posible con el menor contenido del componente a determinar, para reducir la influencia de los errores durante el pesaje en el resultado del análisis.

La deposición completa se logra si K s 0<10 -8 .

Análisis titrimétrico

1. El análisis valorimétrico (volumétrico) es una de las secciones del análisis cuantitativo, que se basa en la medición precisa del volumen de una solución reactiva (valorante) que ha entrado en reacción química con la sustancia que se está determinando. Se debe conocer con precisión la concentración de la solución. Una solución de un reactivo (valorante) con una concentración conocida con precisión se denomina solución de trabajo estándar o titulada.

2. La operación más importante del análisis titrimétrico es la titulación: el proceso de agregar gradualmente una solución de trabajo titulada a la sustancia que se está determinando. La valoración se continúa hasta que la cantidad de valorante sea equivalente a la cantidad de analito que reacciona con él.

Selección de métodos de análisis.

método gravimétrico

CaCO₃ sólido se puede utilizar:

Método de destilación
Método de precipitación, después de transferir primero la muestra a una solución con ácido clorhídrico.

Análisis titrimétrico

Permanganatometria

Los objetos de la permanganatometría son alcoholes, sacáridos, agentes oxidantes e iones que no tienen actividad reductora, por lo que el método de titulación permanganatométrica es adecuado para el análisis del carbonato de calcio.
La esencia del método: la sustancia a determinar se titula con una solución de permanganato de potasio.

MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5 = Mn2⁺ + 4H₂O

Dado que la constante es alta, podemos aplicar este método para el análisis.

Valoración complexométrica

Basado en la reacción de formación de complejos de iones metálicos con ácidos aminopolicarboxílicos (complejonas).

De los numerosos ácidos aminopolicarboxílicos, el más utilizado es el ácido etilendiaminotetraacético.

HOOC H₂C CH₂ COOH

NH⁺ CH₂ CH₂ NH⁺

‾OOC H₂C CH₂ COO‾

Análisis de muestras

método gravimétrico

Cálculo de la masa de una muestra de la sustancia analizada y su pesaje.
Disolución de la muestra.
Creación de condiciones de deposición.
Precipitación (obteniendo una forma precipitada).
Separación del precipitado por filtración.
Lavar el sedimento.
Obtención de una forma gravimétrica.
Pesaje en forma gravimétrica.
Cálculo de los resultados del análisis.

método gravimétrico

CaCO₃ es un sólido insoluble en agua. Para transferirlo a solución, usaremos HCl.

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

método gravimétrico

Método de destilación

La sustancia a determinar se convierte en un estado volátil, se destila y se absorbe mediante algún absorbente, a partir de cuyo aumento de masa se calcula el contenido del componente.

Progreso del análisis:

Al determinar el carbonato de calcio en piedra caliza, se aísla el CO 2 (actuando sobre el ácido CaCO 3 o por calcinación), pasándolo a través de un tubo de absorción de gas con cal sodada o ascarita, aumentando la masa del tubo, se determina la masa de carbono absorbido. dióxido y calcular la masa y la fracción de masa de carbonato de calcio en la muestra analizada.

CaCO₃ CaO + CO₂

CO₂ + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O

m(CO₂) = m(extremo de la tubería) – m(inicio de la tubería)

Según la ecuación de reacción.

norte(CO₂) = norte(CaCO₃)

m (CaCO₃) = n (CaCO₃) * M (CaCO₃)

método gravimétrico
La esencia del método: CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Ca 2 ⁺ + C₂O₄ 2 ⁻ + H₂O = CaC₂O₄ * H₂O ↓

El compuesto analizado (CaCO₃) es insoluble en agua. Antes de iniciar el análisis, es necesario disolver una muestra del mismo en ácido:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Para cuantificar el Ca 2+ se precipita en forma de oxalato de calcio CaC 2 0 4 *H 2 0 (sal del ácido oxálico H 2 C 2 0 4). La precipitación se lleva a cabo con una solución de (NH₄)₂C 2 O₄ que reacciona con CaCl 2:

La tendencia del CaC 2 O₄*H 2 0 a precipitar en forma de un precipitado cristalino fino que puede pasar a través del filtro es una propiedad que complica mucho el trabajo. Por lo tanto, aquí es muy importante el cumplimiento de la condición básica para la formación de precipitados cristalinos suficientemente gruesos: la precipitación de una solución ligeramente sobresaturada. Este objetivo se logra mediante la precipitación de CaC 2 O₄ no de una solución neutra, sino ácida.

El ácido oxálico se ioniza según las ecuaciones:

Sus constantes de ionización son respectivamente:

Los iones C 2 O₄⁻ aparecen como resultado de la segunda etapa de ionización, que, como lo muestra el valor de la constante correspondiente (K₂), avanza relativamente débilmente. De esto se deduce que cuando la solución se acidifica, la mayoría de los iones C₂O₄⁻ introducidos en ella con (NH 4) 2 C 2 O₄ se unirán a los aniones HC₂O₄⁻ y luego al H₂C 2 O 4 libre:

Como resultado, su concentración disminuirá y, además, cuanto más fuerte, más H + se introduce en la solución. Con una acidificación suficientemente fuerte de la solución, la concentración de C 2 O 4 ⁻ disminuirá tanto que el producto de solubilidad de CaC 2 0 4 será igual a

no se alcanzará y no se formará ningún precipitado.

Sin embargo, si se agrega NH 4 OH gota a gota a una solución tan fuertemente ácida, entonces la concentración de H + disminuirá gradualmente y la concentración de C₂O₄⁻ aumentará.

Con el tiempo, el producto de las concentraciones [Ca 2+ ] [С₂О₄⁻] excederá el valor del producto de solubilidad y comenzará a formarse un precipitado. Pero como el amoníaco se añade gota a gota, la concentración de C₂0 4 ⁻ en la solución aumenta muy lenta y gradualmente. Como resultado, la precipitación ocurre todo el tiempo a partir de una solución ligeramente sobresaturada en relación con CaC₂0 4, y sus cristales pueden volverse lo suficientemente grandes.

A medida que disminuye la concentración de H⁺ en la solución, la precipitación de Ca 2+ será cada vez más completa.

La precipitación es casi completa ya con un pH = 3,3.

No tiene sentido seguir añadiendo NH4OH. El momento en que el pH de la solución se vuelve igual a 4 se puede detectar realizando precipitación en presencia del indicador naranja de metilo, que aproximadamente a este valor de pH cambia su color rosa a amarillo.

El precipitado de CaC₂0 4 es bastante soluble en agua; el lavado con agua limpia provocaría una pérdida notable del mismo. Por tanto, es necesario introducir iones C₂О₄⁻ en el líquido de lavado, que reducen la solubilidad del precipitado.

Al eliminar el Cl⁻ mediante lavado, se evita la pérdida de precipitado durante la ignición debido a la formación de CaCl2 volátil.

En la determinación considerada, la forma en peso que se obtiene habitualmente es el óxido de calcio CaO, formado a partir de CaC₂0 4 -H 2 0 a 900-1200 ° C; la reacción se desarrolla según la ecuación

La desventaja del CaO como forma de pesaje es su higroscopicidad y su capacidad para absorber CO₂ del aire, por lo que al pesar se deben observar una serie de precauciones. Además, el porcentaje de Ca en CaO (y por tanto el factor de conversión) es elevado, lo que también es desventajoso.

Debido a estas desventajas del CaO como forma ponderal, a veces se prefiere convertir CaC₂0 4 *H 2 0 en CaC0 3 mediante calcinación a una temperatura de aproximadamente 500 °C o en CaS0 4 mediante tratamiento con una solución de H 2 S0 4. , seguido de eliminar el exceso de ácido evaporándolo cuidadosamente y calcinando el residuo seco.

método pemanaganatométrico

Características del método:

Disponibilidad
Baratura
Alto potencial redox
La sustancia no es estándar, requiere estandarización.
Se produce una reacción secundaria en soluciones de ácido clorhídrico, por lo que se utiliza una mezcla de Reinhard-Zimmermann.

método pemanaganatométrico

La esencia del método es el método de determinación cuantitativa de sustancias utilizando un valorante: una solución de permanganato de potasio KMnO 4.

Composición de piedra caliza

La composición química de las calizas puras es cercana a la de la calcita, donde el CaO es del 56% y el CO 2 es del 44%. La piedra caliza en algunos casos incluye mezclas de minerales arcillosos, dolomita, cuarzo, con menos frecuencia yeso, pirita y residuos orgánicos, que determinan el nombre de piedra caliza. La piedra caliza dolomitizada contiene de 4 a 17% de MgO, piedra caliza margosa, de 6 a 21% de SiO 2 + R 2 O 3. La piedra caliza arenosa y silicificada contiene mezclas de cuarzo, ópalo y calcedonia. Se acostumbra reflejar en el nombre de las calizas la presencia predominante de restos organógenos (briozoos, algas), o su estructura (cristalina, coágula, detritus), o la forma de las partículas formadoras de rocas (oolíticas, brecciformes).

Descripción y tipos

Según su estructura, las calizas se distinguen en cristalinas, organogénicas-clásticas, detríticas-cristalinas (estructura mixta) y sinterizadas (travertino). Entre las calizas cristalinas, según el tamaño de los granos, se distinguen en gruesas, finas y criptocristalinas (afaníticas), y según el brillo de la fractura, recristalizadas (mármol) y cavernosas (travertino). La piedra caliza cristalina es masiva y densa, ligeramente porosa; travertino: cavernoso y muy poroso. Entre las calizas organogénicas-clásticas, dependiendo de la composición y tamaño de las partículas, se distinguen: calizas de arrecife; piedra caliza de concha (), compuesta principalmente de conchas enteras o trituradas, unidas con carbonato, arcilla u otro cemento natural; caliza detritus compuesta por fragmentos de concha y otros fragmentos organógenos cementados con cemento de calcita; caliza de algas. La piedra caliza blanca (la llamada escritura) también pertenece a las calizas organógenas-clásticas. Las calizas organógenas-clásticas se caracterizan por tener una masa volumétrica grande y pequeña y se procesan fácilmente (aserradas y pulidas). La caliza clástico-cristalina consiste en caliza carbonatada de diversas formas y tamaños (grumos, coágulos y nódulos de calcita de grano fino), con la inclusión de granos individuales y fragmentos de diversas rocas y minerales, lentes de pedernal. A veces la piedra caliza se compone de granos oolíticos, cuyos núcleos están representados por fragmentos de cuarzo y pedernal. Se caracterizan por pequeños poros de diferentes formas, masa volumétrica variable, baja resistencia y alta absorción de agua. La piedra caliza sinterizada (travertino, toba calcárea) se compone de calcita sinterizada. Se caracteriza por su celularidad, su bajo peso volumétrico y es fácil de procesar y aserrar.

Según la macrotextura y las condiciones de aparición, las calizas se clasifican en masivas, en capas horizontales y oblicuas, en losas gruesas y delgadas, cavernosas, fracturadas, manchadas, grumosas, de arrecife, libra, estilolita, deslizamientos de tierra submarinos, etc. Se clasifican en calizas organógenas (biogénicas), quimiogénicas, clásticas y mixtas. Las calizas organógenas (biogénicas) son acumulaciones de restos de carbonato o formas esqueléticas enteras de organismos marinos, con menos frecuencia de agua dulce, con una pequeña mezcla de cemento predominantemente de carbonato. Las calizas quimiogénicas surgen como resultado de la precipitación de cal seguida de la recristalización de la masa carbonatada de los sedimentos, principalmente del agua de mar (caliza cristalina) o de depósitos mineralizados (travertino). Las calizas clásticas se forman como resultado de la fragmentación, lavado y redeposición de fragmentos angulosos de carbonato y otras rocas y restos esqueléticos, principalmente en cuencas marinas y costas. Las calizas de origen mixto son un complejo de depósitos resultantes de la superposición secuencial o paralela de diversos procesos de formación de sedimentos carbonatados.

El color de las calizas es predominantemente blanco, gris claro, amarillento; la presencia de impurezas orgánicas, ferrosas, de manganeso y otras provoca coloraciones gris oscuro, negra, marrón, rojiza y verdosa.

La piedra caliza es una de las rocas sedimentarias más extendidas; compone varios accidentes geográficos de la Tierra. Los depósitos de piedra caliza se encuentran entre sedimentos de todos los sistemas geológicos, desde el Precámbrico hasta el Cuaternario; la formación más intensiva de calizas se produjo en el Silúrico, Carbonífero, Jurásico y Cretácico Superior; Constituyen entre el 19 y el 22% de la masa total de rocas sedimentarias. El espesor de los estratos de piedra caliza es extremadamente variable: desde unos pocos centímetros (en capas individuales de sedimentos) hasta 5000 m.

Propiedades de la piedra caliza

Las propiedades físicas y mecánicas de la piedra caliza son extremadamente heterogéneas, pero dependen directamente de su estructura y textura. La densidad de la piedra caliza es de 2700-2900 kg/m 3, varía según el contenido de impurezas de dolomita, cuarzo y otros minerales. La masa volumétrica de la piedra caliza varía de 800 kg/m3 (para rocas de concha y travertino) a 2800 kg/m3 (para calizas cristalinas). La resistencia a la compresión de la piedra caliza varía de 0,4 MPa (para roca de concha) a 300 MPa (para piedra caliza cristalina y afanítica). Cuando están mojadas, la resistencia de las calizas a menudo disminuye. La mayoría de los depósitos se caracterizan por la presencia de calizas que no tienen una resistencia uniforme. Las pérdidas por desgaste, abrasión y triturabilidad aumentan, por regla general, con una disminución de la masa volumétrica de piedra caliza. La resistencia a las heladas de las calizas cristalinas alcanza los 300-400 ciclos, pero cambia drásticamente para las calizas de diferente estructura y depende de la forma y la conexión de los poros y grietas. La trabajabilidad de las calizas tiene una conexión directa con su estructura y textura. Las conchas de concha y la piedra caliza porosa son fáciles de aserrar y recortar; Las calizas cristalinas están bien pulidas.

Aplicación de piedra caliza

La piedra caliza tiene aplicaciones universales en la industria, la agricultura y la construcción. En metalurgia, la piedra caliza sirve como fundente. En la producción de cal y cemento, la piedra caliza es el componente principal. La piedra caliza se utiliza en las industrias química y alimentaria: como material auxiliar en la producción de refrescos, carburo de calcio, fertilizantes minerales, vidrio, azúcar y papel. Se utiliza en la depuración de productos derivados del petróleo, destilación seca de carbón, en la fabricación de pinturas, masillas, caucho, plásticos, jabones, medicamentos, lana mineral, para la limpieza de tejidos y tratamiento de cueros y encalado de suelos.

La piedra caliza es el material de construcción más importante; con ella se fabrican los revestimientos.

Para el encalado se utilizan diversos abonos de cal: harina de cal (que se obtiene triturando calizas, calizas y dolomitas dolomitizadas, margas), rocas calcáreas sueltas, cal quemada o apagada, residuos industriales de cal, etc. Todos estos materiales contienen grandes cantidades de dióxido de carbono o sosa cáustica. calcio o magnesio (a veces silicato de calcio), pequeñas cantidades de carbonato de hierro, manganeso (aproximadamente 0,3%), P2O5 (0,01 - 0,2%), álcali, así como impurezas insolubles en ácido de cuarzo, arcilla, sustancias orgánicas y pirita.
Se puede dar una idea aproximada de la composición de la piedra caliza mediante una muestra cualitativa con HCl diluido (1: 4): las calizas puras hierven violentamente y se disuelven rápidamente en el frío en ácido clorhídrico débil, y las dolomitas, las calizas dolomitizadas y el carbonato de hierro se disuelven. en estas condiciones relativamente lentamente, sin que se note una ebullición. Las tobas y margas calcáreas, si no contienen grandes cantidades de carbonato de magnesio y hierro, también se disuelven con un punto de ebullición importante, pero cuando las margas se exponen al HCl, quedan bastantes impurezas insolubles.
Cuando se utilizan rocas calizas como fertilizantes, se realiza una determinación química de dióxido de carbono, capacidad neutralizante, residuos insolubles, sesquióxidos, calcio, magnesio y pérdidas por ignición. En la mayoría de los casos, estos datos son suficientes para caracterizar la roca calcárea.
Para determinar el grado de solubilidad de diferentes calizas, Popp y Contzen propusieron tener en cuenta el grado de solubilidad de los fertilizantes de cal en 0,025 y. Solución de CH3COOH utilizando el siguiente procedimiento.
Se muelen 5 g de una muestra promedio de piedra caliza hasta pasar por un tamiz No. 100 (0,17 mm). Una muestra de 0,25 g se trata con 400 ml de 0,025 N. Solución de CH3COOH durante 1 hora y filtrar rápidamente. Después de eliminar el dióxido de carbono por ebullición y enfriamiento, se titulan 100 ml del filtrado con 0,05 N. Solución de NaOH para fenolftaleína. Con base en los resultados de la titulación se determina el porcentaje de carbonatos disueltos en las muestras de piedra caliza estudiadas. En los experimentos de los autores del método, se disolvió lo siguiente: de dolomita - 23%, de piedra caliza dolomitizada con 7,5% de MgCO3 - 87%, de piedra caliza con un menor contenido de MgCO3 - 100%.
El método, según los autores, caracteriza la velocidad relativa y el grado de efecto neutralizante de fertilizantes calcáreos de diferente calidad sobre el suelo, lo que puede ser significativo a la hora de dosificar diferentes calizas o a la hora de decidir el grado deseado de molienda antes de aplicar al suelo ( finura de molienda).
La calidad del fertilizante de cal utilizado como material para neutralizar la acidez del suelo está determinada, además de por su composición química, por otras propiedades: dureza de la roca, finura de molienda, tostado y otras, que afectan la solubilidad y, en consecuencia, la eficacia de los fertilizantes de cal utilizados.
El encalado masivo de suelos césped-podzólicos y podzólicos ha revelado la necesidad de desarrollar métodos más simples, rápidos y al mismo tiempo bastante precisos para analizar piedras calizas que no requieran laboratorios especialmente equipados.
Al analizar la piedra caliza como material para encalar suelos, es posible reducir significativamente el número de definiciones anteriores (Blinova, 1931), al mismo tiempo que se establece significativamente el contenido de carbonatos en la piedra caliza. De los métodos existentes para determinar el CO2, describiremos tres variantes del método de titulación como las más simples, rápidas y precisas. También destacamos el conocido método volumétrico del gas, basado en la determinación de la cantidad total de carbonatos de CO2 en los fertilizantes calcáreos mediante un calcímetro.
Determinación del contenido de carbonatos de CO2 en cal carbonatada por método de titulación.
1er método (Treadwell). Una muestra de 2 g de piedra caliza tomada a escala técnica se coloca en un matraz aforado de 500 ml y se vierte sobre él 50 ml de 1,0 N. Solución de HCl y diluir a 500 ml con agua.
El matraz y su contenido se calientan primero a fuego lento y luego gradualmente a fuego más alto, hasta que la solución hierva. Se mantiene un punto de ebullición bajo de la solución (en la rejilla) hasta que la piedra caliza se descompone por completo (se detiene la liberación de burbujas de CO2, lo que tarda entre 15 y 20 minutos); luego se deja enfriar el matraz, se diluye el contenido hasta el límite con agua, se agita y se deja reposar. Del líquido sedimentado en el matraz, tomar 100 ml de solución, correspondientes a 10 ml o 1/5 del 1,0 N añadido inicialmente. Solución de HCl y titulada a 0,1 y. Solución de NaOH en presencia de naranja de metilo o bromotimol azul. En función de la cantidad de HCl gastada en la descomposición de la piedra caliza, se calcula la cantidad de dióxido de carbono y, por tanto, de carbonatos de calcio (y magnesio) en una muestra determinada de piedra caliza.

Segundo método (según Förster, en la descripción de N.I. Alyamovsky, 1963). Después de la molienda, se coloca una muestra de 5 g de fertilizante de cal en un matraz de 500 ml y se humedece con agua; después de esto, se añaden al matraz 250 ml de 1 N. HCl, calentar durante 30 minutos. en un baño de agua hirviendo con agitación ocasional; Después de enfriar, el contenido del matraz se lleva a la línea con agua, se mezcla y se filtra a través de un filtro seco en un recipiente seco. Del filtrado, tomar 100 ml (correspondientes a 50 ml de HCl 1 N o 100 ml de HCl 0,5 N) en un matraz cónico o vaso de precipitados de 250-300 ml, añadir 2-3 gotas de fenolftaleína y HCl libre, titular con 0,5 N . con solución de NaOH hasta que el color rosado no desaparezca en 1 minuto. (1ª titulación).
A continuación hacen dos cosas:
A. Si el precipitado es ligero, añadir 2 ml de 1 N a una solución casi transparente. HCl (o 4 ml de HCl 0,5 N) y colocar durante 30 minutos. en un baño de agua hirviendo para eliminar el CO2 restante (ya que el CO2 se titula en presencia de fenolftaleína). Después de esto, sin enfriar, la solución se titula finalmente (2ª titulación).
b. Si la cal es de baja calidad, después de la primera titulación suele precipitar un precipitado marrón de Fe(OH)3, que enmascara el color de la fenolftaleína. En este caso, la solución se filtra en un matraz aforado de 200 ml y la torta de filtración se lava con agua destilada caliente. Luego se añaden exactamente 2 ml de 1 N al matraz de filtración. HCl y agua destilada hasta la marca. De un matraz bien mezclado, pipetee 100 ml y transfiéralo a un matraz cónico, un vaso de 250-300 ml. El matraz de vidrio se coloca en un baño de agua hirviendo, después de lo cual la solución caliente se titula con fenolftaleína 0,5 N. Solución de NaOH. El consumo de álcali se multiplica por 2, ya que se tituló la mitad del volumen de la solución.
La suma de óxido, hidróxido y carbonato de calcio y magnesio se calcula mediante la fórmula:

Para el encalado, es importante conocer al menos aproximadamente el contenido de magnesio de la piedra caliza; Para hacer esto, no es necesario realizar un análisis completo de la piedra caliza, sino que, después de haber establecido mediante titulación el contenido total de carbonatos, determinar adicionalmente el calcio en la misma solución y luego, mediante un nuevo cálculo, encontrar el porcentaje de carbonato de calcio. en la roca. Conociendo el porcentaje total de carbonatos y el contenido de carbonato cálcico, es fácil calcular la cantidad de carbonato de magnesio en la piedra caliza dolomitizada a partir de la diferencia.
Al analizar las calizas en sí, es posible evitar la doble precipitación de calcio, lo cual es necesario cuando se analizan dolomitas y calizas dolomitizadas, donde hay una cantidad significativa de magnesio que puede ser absorbido por el precipitado de oxalato de calcio.
Para evitar la pérdida de magnesio junto con el oxalato de calcio, Wissman recomienda realizar el análisis de Richards.
Para precipitar el calcio según Richards, la solución se calienta sobre una rejilla hasta que hierva, se añaden unas gotas de naranja de metilo y una solución de ácido clorhídrico hasta que aparece un color rosado distintivo. Luego agregue una solución caliente que contenga 0,5 g de ácido oxálico en 10 ml de HCl al 10% (gravedad específica 1,05); la solución se neutraliza lentamente mientras hierve con amoníaco al 1% (esta neutralización dura aproximadamente media hora). El final de la neutralización se reconoce por la transición del color rojo al amarillo, luego añadir 50 ml de una solución caliente de (NH4)2C2O4 al 5%, retirar la llama y dejar reposar durante 4 horas. Después de esto, filtrar, lavar el precipitado con una solución de oxalato de amonio al 1% hasta que desaparezca la reacción con Cl.
Análisis de cal quemada y apagada. Además del carbonato de cal, al encalar suelos, también se utiliza cal quemada y apagada (pelusa) y otros fertilizantes que contienen estas formas de cal. La cal quemada, que se obtiene cociendo piedra caliza a una temperatura de 800-900°, tiene, debido a la pérdida de CO2, la mitad del peso de la cal carbonatada. Cuando se apaga, la cal quemada se desintegra fácilmente en un polvo fino, lo que hace que su distribución en el suelo sea muy conveniente. Cuantas menos impurezas contenga la piedra caliza original, mejor se apagará el producto obtenido tras la cocción. Si la cal no se quema lo suficiente, cuando no se ha descompuesto todo el CaCO3, la cal quemada no se desintegra en polvo durante el apagado, sino que permanece en forma de trozos.
La cal viva, cuando se almacena en el aire en trozos, cambia en la superficie, absorbiendo agua y CO2; por tanto, para el análisis es necesario tomar trozos que hayan sido despejados de la parte superior de la masa suelta; el pesaje se realiza en un vaso con tapón esmerilado.
Determinación por titulación de la suma de CaO, Ca(OH)2 y CaCO3. La cal quemada y apagada se diferencia de la piedra caliza por tener una forma de calcio más soluble. Contiene CaO o Ca(OH)2 y sólo trazas de CaCO3. El análisis químico convencional determina sólo la cantidad total de calcio (y otros componentes) en la cal, pero no determina sus formas. Para determinar el contenido de CaO, Ca(OH)2 y CaCO3 en la cal se utiliza el método volumétrico de Treadwell.
Se coloca una muestra de 10 g de cal en una taza de porcelana, se apaga el óxido de calcio con el triple del peso de agua destilada hervida, se frotan cuidadosamente todos los trozos con una varilla de vidrio con una extensión en el extremo y se transfieren a través de un embudo a un Matraz aforado de 500 ml, enjuagar el vaso y el embudo, luego agregar el contenido de los matraces hasta la marca con agua libre de dióxido de carbono. Después de agitar bien, verter 50 ml de la solución turbia (suspensión) en otro matraz de medio litro, agregar agua hervida hasta la marca y tomar parte de la solución de titulación de allí.
Para determinar la cantidad de CaO + Ca(OH) 2 + CaCO3 mediante titulación, verter en un matraz 50 ml de la suspensión preparada, que corresponde a 0,1 g de cal. A la suspensión se le añaden 50 ml de 0,1 N. Solución de HCl y hervir durante 10-15 minutos. Después de enfriar, agregue 2-3 gotas de naranja de metilo y valore el exceso de ácido a 0,1 y. Solución de NaOH. Así, en total se tienen en cuenta CaO, Ca(OH)2 y CaCO3.
El porcentaje de la suma de formas alcalinas de calcio se calcula mediante la siguiente fórmula:

Para determinar mediante valoración la cantidad de CaO y Ca(OH2), tomar una nueva porción de 50 ml (que corresponden a 0,1 g de cal) de una suspensión previamente mezclada, añadir 1-2 gotas de fenolftaleína y valorar con ácido clorhídrico en el frío mientras tiembla; Se añade gota a gota el ácido titulado hasta que la solución se decolora. En la valoración con fenolftaleína sólo se determinan CaO y Ca(OH)2. El porcentaje de cal se calcula en equivalentes de CaO.
La cantidad total de CaO y Ca(OH)2 equivale al consumo de ácido clorhídrico durante la titulación de la suspensión analizada con fenolftaleína.
El porcentaje de calcio se calcula mediante la siguiente fórmula:

donde c es la cantidad de 0,1 n. Solución de HCl utilizada para suspensión con fenolftaleína, ml;
d es una porción pesada de cal correspondiente a la cantidad de suspensión tomada para la titulación, g.
La cantidad de carbonato de calcio corresponde a la diferencia entre la suma de todas las formas de calcio - CaO, Ca(OH)2 y CaCO3 (ver resultados de la retrovaloración de la suspensión con naranja de metilo) - y la suma de CaO + Ca (OH)2 (ver los resultados de la retrovaloración de la suspensión con fenolftaleína).
La cantidad de carbonato de calcio contenida en la cal se calcula mediante la siguiente fórmula (en equivalente de CaO);