Kierunek

Budownictwo

Data

11.04.2013

Temat ćwiczeń : Badania wybranych właściwości fizycznych i chemicznych wapna palonego.

Imię i nazwisko studenta:

Ocena :

Wstęp

Wapno należy do spoiw powietrznych, które otrzymuje się w wyniku wpalania kamienia wapiennego w temperaturze około 900⁰C według reakcji:

Głównym składnikiem kamienia wapiennego jest CaCO₃ – węglan wapnia (kalcyt). W wapnie występują w różnych ilościach magnezyt (MgCO₃), dolomit (CaCO₃ • MgCO₃), piasek (SiO₂) oraz w niewielkich ilościach tlenek żelaza (FeO,  FeO₃).

Reakcja gaszenia wapna palonego jest silnie egzotermiczna i zależy od zawartości tlenku wapnia w produkcie. W zależności od procentowej zawartości CaO wapno dzielimy na:

• gatunek ekstra (zawartość CaO > 84%),

• gatunek 01 (CaO 82 – 84 %),

• gatunek 02 (CaO 80 – 82 %),

• gatunek 03 (CaO 75 – 80 %),

• wapno pozagatunkowe (CaO < 75%).

Opis

1. Badanie zawartości aktywnych tlenków CaO i MgO w wapnie palonym w przeliczeniu na CaO.

Odważyliśmy trzy próbki wapna palonego każda o masie 0,7g. Rozpuściliśmy każdą próbkę osobno, w wodzie destylowanej w kolbie stożkowej. Do każdej z nich do powstałego wodorotlenku wapnia dodaliśmy dwie krople fenoloftaleiny. Całość dokładnie wymieszaliśmy. Miareczkowaliśmy całość 0,8 molowym roztworem kwasu solnego, aż do zaniku barwy roztworu niepojawiającej się ponownie minimum 3 minuty (osad jednak może się leciutko zabarwić).

CaO  +  H₂O  = Ca(OH)₂  + Q

Ca(OH)₂ +  2HCl = CaCl₂  +  H₂O

Ilość kwasu solnego jaką użyliśmy do każdej z próbek pozwoli obliczyć procentową zawartość CaO w próbce. Skorzystamy ze wzoru:

∖n1000cm³ 0, 8 mol HCl − 28g CaO

x cm³ HCl − x g CaO

Odwazka − 100%

x g Cao − y %

Uzyskaliśmy następujące wyniki:

1. użyliśmy 22,6 cm³ HCl

1000cm³ HCl − 28g CaO

22, 6 cm³ HCl − x g CaO

$x\ g\ CaO = \ \frac{22,6\ \bullet 28\ \bullet 0,8}{1000} \approx 0,51$ g

 0.7 g CaO − 100%

0, 51 g CaO − y

$$y = \ \frac{0,51\ \bullet 100}{0,7} \approx 73\ \%$$

1. użyliśmy 21,2cm³ HCl

1000cm³ HCl − 28g CaO

21, 2 cm³ HCl − x g CaO

$x\ g\ \text{CaO} = \ \frac{21,2\ \bullet 28\ \bullet 0,8}{1000} \approx 0,47\ g$ g

 0.7 g CaO − 100%

0, 47 g CaO − y

$$y = \ \frac{0,47\ \bullet 100}{0,7} \approx 67\ \%$$

1. użyliśmy 21,5 cm³ HCl

1000cm³ HCl − 28g CaO

21, 5 cm³ HCl − x g CaO

$x\ g\ CaO = \ \frac{21,5\ \bullet 28\ \bullet 0,8}{1000} \approx 0,48$ g

 0.7 g CaO − 100%

0, 48 g CaO − y

$$y = \ \frac{0,48\ \bullet 100}{0,7} \approx 68\ \%$$

Zawartość CaO w badanej próbce
Lp.
1.
2.
3.

1. Wyznaczanie czasu gaszenia wapna palonego.

Naczyniem do tego badania był uproszczony kalorymetr, składający się ze zlewki zewnętrznej i wewnętrznej, oddzielonych od siebie warstwa izolacyjną rozdrobnionego styropianu. Do zlewki wewnętrznej wlaliśmy 20cm³ wody, którą musieliśmy jednak uprzednio wygotować w celu pozbycia się CO₂ i wystudzić. Dosypaliśmy 10 gramów wapna palonego. Następnie zawartość lekko zamieszaliśmy termometrem. Od momentu zmieszania wapna z wodą w odstępach 30 sekund należy mierzyć i notować temperaturę tak długo aż po osiągnięciu maksimum zacznie opadać. Uwzględniając czas gaszenia wyróżniamy następujące gatunki wapna:

• Szybko gaszące < 10 min – symbol s,

• Umiarkowanie gaszące 10 min – 30 min – symbol u,

• Wolno gaszące > 30 min – symbol w.

Zależy od:

• ilości CaO i MgO w wapnie palonym, co wynika z rodzaju surowca z którego wapno zostało wypalone (CaCO może być od 60 do ponad 90%),

• jeżeli jest dużo CaO to proces gaszenia jest szybki,

• jeżeli jest dużo MgO to proces gaszenia jest wolniejszy.

Badanie wykonaliśmy dla dwóch próbek.

Pomiar temperatury podczas procesu gaszenia wapna palonego
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.

Wnioski

Badanie wartości tlenku wapnia w badanym wapnie palonym wykazało, że należy ono do najsłabszej kategorii wapna, do wapna pozagatunkowego z uwagi na to, że we wszystkich trzech oznaczeniach otrzymany wynik był mniejszy niż 75%.

Pomiar czasu niezbędnego do przebiegu reakcji gaszenia wapna palonego w obu przypadkach wynosił 60s. Wynik ten nie jest bardzo dokładny jednak pozwala na zaklasyfikowanie badanej próbki do kategorii wapna szybko palonego, które oznaczymy symbolem s.

Literatura

1. Budownictwo ogólne, praca zbiorowa, wyd. Arkady, ISBN : 978-83-213-4334-1, Warszawa 2008

Podpis