Известь формула химическая

Натронная известь: формула химическая, состав и характеристики

В настоящее время люди изобрели уже достаточно большое количество разнообразных веществ и приспособлений, которые каким-либо образом влияют на их жизнь. Одним из таких изобретений стала и натронная известь, формула которой достаточно проста, но сам продукт при этом получил довольно широкое распространение.

Общее описание

Прежде чем перейти к рассмотрению способов ее производства или действия, необходимо разобраться с основными вещами, такими как ее состав и прочее. Натронная известь, что это такое? Это тривиальный термин. Он применялся достаточно широко пару десятилетий назад. Если свериться с современной номенклатурой, то правильнее будет называть ее не натронной, а натровой известью, хотя оба варианта все еще используются и не являются ошибочными.

Формула натронной извести состоит из NaOH и Ca(OH)2. Старое ее название – натристая известь.

Особенности соединения и формула

Если говорить о структуре такого вещества, то оно довольно схоже с белой массой, которая характеризуется наличием множества мелких пор. Натрий, который по своей природе является едким веществом, в данном случае еще называют каустической содой, гидроксидом натрия или же просто едкой щелочью.

Что касается объемов производства, то на сегодняшний день можно утверждать следующее: за год изготавливается около 60 миллионов тонн натронной извести. Формула ее, как уже известно, следующая: (NaOH) + Ca(OH)2.

Из-за объемов, в которых выпускается данная щелочь, она считается наиболее распространенной. По внешнему виду известь представляет собой белое твердое вещество. Из отличительных характеристик можно отметить ярко выраженную гигроскопичность. Что касается растворимости в водной среде, то она на очень высоком уровне, а кроме того, выделяется достаточно много тепловой энергии в результате этого процесса.

Гашеная известь

Для того, чтобы понять процесс создания, стоит начать с того, что такое гашеная известь. Это гидроксид кальция, который является одним из составляющих формулы натронной извести. По внешнему виду – это белый порошок, который к тому же довольно плохо растворяется в жидкости.

С увеличением температуры это свойство будет только крепнуть. Здесь очень важно отметить, что химической реакции между двумя веществами NaOH и Ca(OH)2 не будет происходить. Это объясняется тем, что оба химиката принадлежат к группе едких щелочей. Наиболее существенная разница между ними заключена в том, что один из компонентов плохо растворяется в воде, а другой, наоборот, достаточно хорошо. Именно отсутствие взаимодействия этих двух щелочей между собой и сделало возможным их соединение в одну формулу. Благодаря чему химическая формула натронной извести и приобрела свою нынешнюю форму.

Свойства вещества

Стоит более подробно рассмотреть свойства, которыми обладает такое соединение.

Как уже отмечалось ранее, одна из ключевых особенностей, которая является и основным свойством – это гигроскопичность. Другими словами, способность вещества поглощать влагу, находящуюся в воздухе. Благодаря этому удается получить два новых компонента. Это будут карбонаты натрия и карбонаты кальция, формула которых выглядит как Na2CO3 и CaCO3.

Первое вещество – это кальцинированная сода, она же карбонат натрия. Представляет собой белое вещество, которое не имеет запаха, а также обладает порошкообразной формой. Свойство гигроскопичности так же остается, а гранулы имеют форму кристаллов.

ГОСТ и карбонат кальция

ГОСТ натронной извести и других соединений 9179-77. Данный документ регламентирует качество этого соединения, его производство и прочее. Есть достаточно простой и легкий в плане выполнения способ, при помощи которого можно проверить, качественная натронная известь или нет. Для этого необходимо провести прокалывание рассматриваемого соединения с чистым сахаром. Если результатом данного опыта станет выделение аммиака, значит, в составе присутствуют азотистые и азотнокислые соли.

Что касается карбоната кальция, то он встречается в жизни человека достаточно часто. Обычно содержится в таких горных породах, как мел, мрамор и известняк. Однако выделение именно карбоната кальция в этом случае будет говорить о низком качестве натронной извести. Формула по ГОСТу предусматривает лишь наличие Ca(OH)2. Если же выделений CaCO3 не будет, то в таком случае можно без всяких опасений применять натронную известь для тех целей, для которых она, собственно, и предназначена.

Сфера использования состава

Широкое распространение данная известь получила как раз благодаря тому, что может использоваться в разных областях. Основное применение связано либо с поиском либо устранением углекислого газа, в аэрокосмическом производстве, медицине и лабораториях. Выделяют следующие несколько областей применения такого вещества:

1. Первое – это впитывание углекислых газов. Прежде всего, как и указано, это касается поглощения углекислого газа, однако, если говорить о подобном эффекте на другие вещества, то оно также отлично себя проявляет. Довольно часто этот компонент применяется в различных системах дыхания. В данном случае имеются в виду либо замкнутые, либо наполовину замкнутые приспособления. К ним относятся, к примеру, противогазы или снаряжение для водолазов.
2. Часто используется для поглощения углекислого газа при проведении различного рода медицинских операцияй. К примеру, такой операцией является процедура искусственного вентилирования легких человека с применением аппарата ИВЛ, у которого имеется полузакрытый принцип функционирования.
3. Как упоминалось ранее, применяется в лабораториях. Чаще всего для определения количества азота в составе. Для этого есть два различных способа. Кроме этого, натронная известь способна тут же поглощать углекислоту, которая образуется в процессе проверки.
4. Довольно часто такая известь может заменять едкий калий.
5. Довольно неожиданно, но натронная известь стала хорошим помощником при изготовлении стекла. Кроме того, именно этот вид стекла стал одним из наиболее распространенных среди других типов технических прозрачных изделий.

Получение вещества в лаборатории

Что касается приготовления данного вещества в лабораторных условиях, то рецепт и процедура довольно простые.

Необходимо взять не слишком большую фарфоровую емкость, в которую налить 60 мм воды, а также насыпать 135 грамм гидроксида натрия. Сразу после этого без задержек нужно в состав добавить еще один килограмм обожженного недавно оксида кальция. Вместе с этим нужно добавить раствор гидроксида натрия в количестве шестьдесят шесть грамм в триста миллилитров H2O. При проведении данной процедуры очень важно защитить глаза и кожу от попадания брызг.

Хранение вещества

Натронная известь — такое соединение, которое достаточно сильно нуждается в правильном хранении. Если не соблюдать все условия, то велик шанс того, что вещество либо будет испорчено в плане своего состава, либо же примет тот вид, при котором его будет невозможно применять по назначению.

Во-первых, внутрь 5 л канистры натронной извести не должна попадать влага, воздух. Во-вторых, не должны на нее падать прямые солнечные лучи. Довольно часто, чтобы сохранить такой вид извести в надлежащем состоянии, ее заливают парафином. Так как данный компонент является небезопасным для здоровья человека, необходимо избегать попадания на слизистые оболочки или открытые участки кожи.

Технические характеристики и свойства извести, область ее использования и виды

В производстве стройматериалов и как сырье для обработки некоторых поверхностей широко используется известь. Известь производится путем обжига в специальных оборудованных печах при температуре от 1000 до 1200 градусов карбонатных горных пород. Термически обработанная известь приобретает вид кусков неправильной формы, которые в процессе дальнейшего использования подвергаются различной переработки.

Химическая формула и состав извести

Для производства извести не применяется никаких химических катализаторов, главное условие ее получения только соответствующий термический режим. Благодаря этому в процессе изготовления изготавливается полностью натуральный материал, допускается содержание в извести небольших примесей глины.

Известняк имеет формулу CaCO3, так как преимущественно состоит из кальция. В процессе температурного воздействия углекислый газ высвобождается и произведенное сырье имеет формулу CaO.

Разгашенная известь может находиться в нескольких состояниях:

• Пушонка или мелкий порошок получается в результате смешивания кусков извести с водой, причем процент влаги должен составлять от 60 до 70%.
• Известковое тесто — это соединение исходного материала с водой, ее требуется примерно в 3,5 раза больше. В результате такого гашения образуется плотная масса, используемая в разных сферах.
• Если развести куски извести с водой в соотношении 1:10, то можно получить известковое молоко. Такую гашеную известь используют для побелки внутренних помещений зданий, фасадов, хозяйственных пристроек.
• Если гашеная известь долгое время не используется, то происходит обратный процесс, то есть раствор поглощает углекислый газ и твердеет. В продаже чаще всего можно встретить известь – пушонку или кусковую.

Фото молотой строительной извести

Технические свойства

К изготовлению гашеной и негашеной извести предъявляются особые требования, регулируемые государственным стандартом (ГОСТ 9179-77):

1. При производстве извести используется только карбонатные породы и некоторое количество минеральных добавок. Объем добавок не должен превышать количество, указанное в стандартах для определенного сорта извести.
2. Негашеная известь подразделяется на три сорта и не должна содержать добавок, порошкообразная с добавками выпускается двух сортов, гашеная может иметь или не иметь добавок и распределяется на два сорта.
3. В кальциевой извести основным компонентом является кальций, процент МgО не должен быть более 5.
4. Доломитизированаяя известь содержит МgО до 20%
5. Доломитовая до 40% МgО.
6. В гидравлическую может входить кремнезем, окислы железо, небольшое количество глины.

Свойства извести определяются применямыми при обжиге породами и самим процессом изготовления. В результате термической обработки известняка из печей выходят прочные куски негашеной извести, ее цвет зависит от присутствующих добавок, чем белоснежнее оттенок, тем выше сорт материала. Доломитовая и гидравлическая известь имеют сероватый оттенок.

Негашеная известь – это известное практически всем вещество, которое востребовано в разных сферах. Она незаменима при получении бетона, строительного раствора, вяжущих веществ, искусственного камня, всевозможных деталей и т. д.

При контакте с водой высвобождается углекислый газ и известь переходит в жидкое состояние, концентрация которого зависит от количества воды. В зависимости от технологического процесса обжига и температуры можно получить различную по прочности известь — твердо обоженную, промежуточный вариант и мягко обоженную.

Как строительный материал большей распространенностью пользуется мягко обоженная, она отличается следующими характеристиками:

• Наименьшим размером зерна.
• Меньшей плотностью.
• Наименьшим временем периода гашения. Твердо обоженная переходит в жидкое состояние за 10 минут, мягко обоженная за три минуты.

Плотность негашеной извести зависит от используемой температуры в печах. Известь, обожженная при 800 градусах, имеет плотность 1,6, увеличение температуры до 1300 градусов позволяет получить куски сырья с плотностью в 2,9 гр /см3.

По классу опасности известь относится к малоопасным веществам. Но к ее хранению и транспортировке предъявляются определенные требования. Негашеная известь должна защищаться от увлажнения, так как попадание влаги и выход тепла могут вызвать пожар.

Сертификат соответствия извести должен содержать информацию о ее сорте, процентах примесей, состоянии. Сертификат выдается определенным организациям, которые соблюдают ГОСТ по изготовлению этого строительного материала.

Известь считается экологически безопасным и чистым материалом. Гашеная известь хорошо дезинфицирует помещения, не дает развиться грибкам и негативно влияет на паразитов. Побелка стен и потолка обеспечивает микроскопическое проникновение воздуха, поэтому влажность в таких помещениях всегда будет на нормальном уровне.

Хорошо известь переносится людьми с аллергическими заболеваниями дыхательных путей. Но в тоже время не нужно забывать о том, что при гашении материала возможно получение ожогов, а выделяемые в это время пары опасны для слизистых дыхательных путей и глаз. При соблюдении мер безопасности при работе с известью она полностью безопасна и не вредна для здоровья.

Гашеная известь получается при смешивании с водой извести не гашеной, название последней оксид кальция. Химический процесс гашения сопровождается повышением температуры

Марки и некоторые виды извести

Известь подразделяется и по сортам и по используемому первичному сырью.

Видом и маркой извести определяется и основная сфера ее применения:

• Строительная известь производится из кальциевых и магниевых пород. Применяют известь строительную для введения как пластификатора в бетонные смеси, растворы. Строительная известь выпускается в комках, в виде мелкой пушонки или известкового теста.
• Гидравлическая известь — продукт обжига известняков содержащих от 6 до 20% примесей глины. Используют этот вид извести для производства бетона низких марок, так как наравне с высокой прочностью она имеет низкую пластичность. Гидравлическая известь часто используется при возведении построек, эксплуатация которых предусматривает нахождение во влажной среде.
• Комовая известь это полуфабрикат, используемый для изготовления порошкообразного сырья или растворов. Комки извести хранят на закрытых складах, предохраняя от влажности. Комовая известь поступает в продажу для приготовления растворов для побелки.
• Садовая известь необходима для обогащения кислых почв. В кислых почвах содержание кальция минимально, что приводит к плохому росту и развитию растений. Введение гашеной и негашеной извести в почву осуществляют весной или осенью и желательно во время дождей, так известняк лучше растворяется. Не вносят известь одновременно с использованием других удобрений, а во время работы обязательно нужно защищать глаза и руки.
• Натровая (натронная) известь — пористая белая масса, представляющая собой смесь едкого натра и гашеной извести. Натровая известь используется как поглотитель углекислого газа и влаги из воздуха. Применяется в химических лабораториях, для производства противогазов, водолазного снаряжения. В медицине используется как сорбент для аппаратов наркоза и барокамер.
• Хлорная известь получается в процессе сложного сочетания свободного хлора и гидроксида кальция. Хлорная известь обладает сильными дезинфицирующими свойствами, ранее в чистом виде использовалась в учреждениях здравоохранения. На сегодня хлорка применяется для обеззараживания туалетов, выгребных ям, для производства растворов для дезинфекции. Хлорная известь обладает и свойствами отбеливания.

Известь

Известь — белое кристаллическое вещество. Это общепринятое во всем мире понятие, условно объединяющее продукты обжига (и переработки впоследствии) мела, известняка и других карбонатных пород. Как правило, под словом «известь» имеется в виду известь негашеная и продукт взаимодействия ее с водой. Данный материал может быть в порошкообразном, молотом виде или в виде теста. Формула негашеной извести – СаО.

СТРУКТУРА

СВОЙСТВА

Молярная масса составляет 55,07 грамм/моль. Плотность равна 3,3 грамм/сантиметр³. Температура плавления равна 2570 градусов. Температура кипения составляет 2850 градусов. Молярная теплоёмкость (при стандартных условиях) равна 42.06 Дж/(моль·К). Энтальпия образования (при стандартных условиях) составляет -635 кДж/моль

Оксид кальция (формула CaO) – это основной оксид. Поэтому он может: – растворяться в воде (H₂O) с выделением энергии. При этом образуется гидроксид кальция. Эта реакция выглядит так: CaO (оксид кальция) + H₂O (вода) = Ca(OH)₂ (кальциевый гидроксид) + 63,7 кДж/моль; – реагировать с кислотами и кислотными оксидами. При этом образуются соли. Вот примеры реакций: CaO (кальциевый оксид) + SO₂ (сернистый ангидрид) = CaSO₃ (сульфит кальция) CaO (кальциевый оксид) + 2HCl (соляная кислота) = CaCl₂ (кальциевый хлорид) + H₂O (вода).

МОРФОЛОГИЯ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

В прошлом для образования извести выполняли тепловую обработку известняка. В последние годы данный метод используется все реже, поскольку в результате реакции выделяется диоксид углерода. Альтернативным методом является термическое разложение кальциевых солей, содержащих кислород.

Первый этап – добыча известняка, которая проводится в карьере. Вначале порода дробится, сортируется, а потом обжигается. Обжиг производят в обжигательных печах, которые могут быть вращающимися, шахтными, напольными или кольцевыми.

В большинстве случаев применяются печи шахтного типа, которые функционируют на газе, пересыпным способом или с выносными топками. Наибольшую экономию дают устройства, которые работают пересыпным способом на антраците или тощем каменном угле. Объем производства с помощью таких печей – в районе 100 т в сутки. Их недостатком является высокая степень загрязнения топливной золой.

Получить более чистую известь можно в устройстве с выносной топкой, которое работает на дровах, буром угле или торфе, или в газовом устройстве. Однако мощность подобных печей значительно ниже.
Высшее качество у вещества, обработанного во вращающейся печи, но такие механизмы используются довольно редко. Печи кольцевого и напольного типа имеют невысокую мощность и требуют больших объемов топлива, поэтому на новых предприятиях их не устанавливают.

ПРИМЕНЕНИЕ

Из известняка изготавливают не только стеновые блоки, но плиты для облицовки, мощения полов и тротуаров. Порода идет на фундаменты строений. Камень измельчается и добавляется в автодорожное покрытие. Правда, в ход оно идет лишь на трассах второй категории. Так называют дороги для особых нужд, не подвергающиеся постоянным нагрузкам. Известняк также используется в качестве сырья в мыловарении, полиграфии и производстве удобрений. В пищевой промышленности камень применяется в качестве фильтра при изготовлении сахара

В гидросооружения встраивают фильтры воды из известняка. Для этого используют камень пористой, а не кристаллической структуры. Кроме того, порода является составной бетона. Известняк нужен в стекольной промышленности. Здесь используют породу с преобладанием оксида кальция. Его должно быть не меньше 53-х процентов. Кальцит – минерал, известняк же – порода, то есть состав из множества минералов. Известняк называют мономинеральной породой. Это значит, что кальцита в ней всегда больше, чем других элементов, но это не значит, что он единственный.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E-529.

Известняк

Известняк является горной породой, образованной в результате осаждения частиц органогенного и хемогенного характера. Месторождения минерального сырья, применяющегося в различных отраслях производства, распространены на обширных территориях.

Характеристика минерального состава породы

В таблице величин твердости по Моосу камень известняк занимает 3-е место по мере возрастания показателей. Его твердость соответствует 3, а плотность зависит от содержания примесей, в том числе доломита, кварца и других минералов.

Вещества, входящие в химический состав известняка, могут разрушаться под действием воды, медленно разлагаться на соответствующие основания с выделением углекислого газа. Эти природные процессы являются источниками газа для минеральных вод и факторами, способствующими образованию карстовых пещер в земных глубинах.

При повышении температурного градиента до 200°C камень быстро разлагается, а в результате обжига образуется известь.

Формула известняка, состоящего из кальцита, — это CaCO3. Если состав содержит доломит, то химическая формула включает магний CaMg(CO3)2. Известняковая горная порода, состав которой формируют раковины и их обломки, называется ракушечник (ракушняк).

Цвет минерала обычно белый или серый, но примеси органических веществ изменяют породу, привнося черный и темно-серый оттенки. Наличие соединений железа в разных концентрациях придает желтую, красную или коричневую окраску.

Виды породы

Физические свойства известнякового материала зависят от наличия пустот и пор в породе. Залежи минерального сырья встречаются во всех геологических системах.

Наиболее интенсивное формирование отложений — в карбоне, меле. Основная характеристика известняка из карбона — отсутствие блеска и белый с желтоватым оттенком цвет. Его отличительная особенность — легкость в обработке, разнообразие текстурных поверхностей и естественных рисунков.

Структура минерала разнообразна и служит в качестве основы для выделения разновидностей породы. Выделяют такие типы:

• органогенно-обломочную;
• кристаллическую;
• смешанную (обломочно-кристаллическую);
• травертин (натечную).

По размеру зерен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллические виды известняков.

Материал, используемый в качестве писчего инструмента, для нанесения контуров на ткань, с целью развития у детей творческого уклона, более известный как мел (белый известняк), относится к типу органогенно-обломочных образований. Если рассмотреть кусочек мела при увеличении, то можно увидеть в нем мелкие ракушки.

Мощность толщ породы зависит от условий формирования осадочных образований и составляет от нескольких сантиметров до 5 км. Прочность известняка невысокая, а во влажном состоянии она снижается.

Для каждого месторождения характерен неравномерный показатель прочности сырья. Мраморовидный известняк в отличие от других минеральных образований, в том числе гранита, имеет меньшую твердость и легко поддается обработке.

Свойства минерала зависят от характера его образования и состава. Иногда порода сложена оолитовыми зернами, обломками кварца и кремния, характеризуется мелкими порами, невысокой прочностью.

Так, например, травертин (натечное образование) характеризуется структурой в виде ячеек, невысокой объемной массой; он легко поддается обработке.

Типичный пример карбонатных образований в современных условиях наблюдается возле источников, в водах которых растворенный компонент оседает на растениях и разнообразных предметах в виде налета.

Путиловский известняк в свое время являлся основным материалом при строительстве города на Неве. Отличные физико-химические свойства, минеральный состав и устойчивость к воздействию внешней среды позволяют активно внедрять его в строительство в качестве декоративного экономически выгодного материала.

Мраморизованный известняк состоит из карбонатов, в его составе содержатся окаменелости в виде моллюсков, раковин. Добываемый материал серовато-голубого, белого цвета с желтым оттенком. Мраморную известняковую породу используют в качестве отделочного компонента для фасадов при выполнении реставрационных работ.

Сферы применения минерального сырья

Горная порода не является редкой, месторождения разрабатываются во всем мире. Запасы доломитов на территории РФ распределены неравномерно, а основные залежи сырья сосредоточены в Центральном федеральном округе, на Урале и в Сибири.

В зависимости от форм залегания породы и глубины разработки добыча известняка производится с использованием специальной техники, различной по функциональности.

Применяется материал в различных отраслях промышленного производства, металлургии. Известняк в строительстве используется в качестве:

• необработанных глыб камня;
• щебня;
• извести (белого цвета);
• облицовочных плит;
• минеральной крошки и песка;
• стенового камня;
• минеральной ваты и порошка;
• муки.

В цементной отрасли используются разновидности минерального сырья — мел и мергель. Использование материала в строительстве в качестве компонента для растворов, бетона, штукатурки повышает качество и надежность работ.

Особенные свойства карбонатных образований делают их привлекательным материалом для декоративных и отделочных работ. Разнообразие текстурных и фактурных характеристик служит украшением любого интерьера.

Карбонатный материал (алебастр, гипс) является поделочным камнем. В течение многовековой истории его используют для изготовления статуэток, подсвечников, ювелирной бижутерии. Изделия, дошедшие до наших времен, пользуются спросом среди коллекционеров и ценителей искусства.

Флюсовый известняк и доломит применяются в металлургии в качестве материала и сырья для переработки нефелиновых руд на цемент, соду и глинозем. Известковый камень используют в качестве материала для строительства гидротехнических сооружений.

Флюсующая добавка компонента, вводимая в доменную шихту с целью снижения температуры плавления породы, не содержащей рудный компонент, является единственным видом основной добавки. В металлургии используют доломитизированный известняк, повышающий содержание в шлаке оксида магния, который увеличивает подвижность и стабильность химических и физических свойств материала при изменении температурного градиента.

Производство использованного соединения, изменившего требования к свойствам флюса, предоставило возможность работать с непрочными материалами. Поэтому в качестве шихты применяют ракушечник. Его структура (большая пористость) позволяет улучшить технологический процесс и качество материала, а химический состав положительно влияет на сохранение температурных условий.

Применение известняка в сельскохозяйственном производстве (доломитовая мука) позволяет снизить кислотность почвы и увеличить урожайность культур. В качестве сырья порода используется в стекольной промышленности.

Известняковый компонент используется для очистки сахара от примесей, полировки изделий из цветных металлов, внешнего покрытия электродов и теплоизоляции конструкционных соединений.