UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT BUDOWNICTWA

CHEMIA

BUDOWLANA

TEMAT: Spoiwa wapienne. Identyfikacja materiału na podstawie

oznaczenia zawartości CaO i MgO.

GRUPA LABORATORYJNA 10 PODGRUPA A

ZESPÓŁ 25

Kucharska Jowita

Słonina Joanna

ROK AKADEMICKI 2005/2006

SPIS TREŚCI

I. Część ogólna.

1. Przedmiot badania.....................................................................................................

2. Zadanie do wykonania...............................................................................................

3. Cel ćwiczenia............................................................................................................

II. Część teoretyczna.

4. Surowce używane do otrzymywania wapna budowlanego.........................................

5. Sposób i podstawowe reakcje chemiczne zachodzące podczas otrzymywania wapna palonego...........................................................................................................

6. Gaszenie wapna palonego...........................................................................................

1. ciasto wapienne,.............................................................................................

6.2. wapno hydratyzowane....................................................................................

7. Wapno hydrauliczne. Otrzymywanie i skład..............................................................

8. Mechanizm wiązania i twardnienia wapna budowlanego...........................................

9. Podstawowe wiadomości o miareczkowaniu kompleksometrycznym z zastosowaniem EDTA (jako titranta)..........................................................................

III. Część doświadczalna.

10. Oznaczenie zawartości CaO iMgO w badanym materiale..........................................

1. Oznaczenie zawartości CaO.........................................................................

1. Skrócony opis oznaczenia...................................................................

2. Obliczenie miana EDTA wyrażonego w gramach CaO/cm3..............

3. Wynik miareczkowania i obliczenie zawartości CaO.........................

1. Oznaczenie zawartości MgO i weryfikacja zawartości CaO.......................

1. skrócony opis oznaczenia...................................................................

2. Obliczenie miana EDTA wyrażonego w gramach MgO/cm3............

3. Wynik miareczkowania i obliczenie zawartości MgO.......................

4. Miareczkowanie weryfikacyjne, wyniki iwnioski..............................

1. ostateczne wyniki oznaczenia CaO iMgO.....................................................

11. Identyfikacja i klasyfikacja badanego materiału...................................................................

12. wykaz literatury, z której korzystano przy wykonywaniu sprawozdania.............................

1. Przedmiot badania.

Materiał (surowiec, spoiwo) związany z technologią spoiw wapiennych.

2. Zadanie do wykonania.

2.1. Oznaczyć zawartość CaO iMgO w badanym materiale.

2.2. Zidentyfikować i sklasyfikować materiał.

3. Cel ćwiczenia.

1. Poznanie chemicznej analizy miareczkowej - kompleksometryczne.

2. Utrwalenie podstawowych wiadomości z zakresu fizykochemii spoiw wapiennych.

3. Zapoznanie się z normą budowlaną PN-B-30020.

4.Surowce używane do otrzymywania wapna budowlanego.

Głównym składnikiem jest węglan wapnia CaCO₃ , przez prażenie skały wapiennej, a następnie woda która umożliwia gaszenie wapna.

5.Sposób i podstawowe reakcje chemiczne zachodzące podczas otrzymywania wapna palonego.

Wapno palone otrzymuje się poprzez prażenie wapieni (węglanu wapnia)w temp. 800-1000⁰C czego produktem rozpadu jest wapno palone:

6. Gaszenie wapna palonego.

Wapno palone gasimy wodą w wyniku czego powstaje wodorotlenek wapnia:

CaO +H₂O = Ca(OH)₂ +15,5kcal

6.1. ciasto wapienne.

Jest to gęsta mieszanina wodorotlenku wapniowego i nasyconego roztworu wodorotlenku w wyniku, otrzymujemy w wyniku gaszenia wapna nadmiarem wody.

6.2. wapno hydratyzowane.

Jest otrzymywane przez gaszenie wapna palonego możliwie najmniejszą ilością wody niezbędną do wytworzenia wodorotlenku wapnia.

7. Wapno hydrauliczne. Otrzymywanie i skład.

Wapno hydrauliczne otrzymujemy po przez wypalanie wapieni marglistych, zawierających 6-20% domieszek gliniastych w temp. 900 - 1100⁰C w piecach szybowych. Następuje rozkład węglanu wapniowego i powstają krzemiany,gliniany i żelaziany wapniowe nadające spoiwu właściwości hydrauliczne. Po wypaleniu gasi się niewielką ilością wody,aby tlenek wapnia przeszedł w wodorotlenek a krzemiany,gliniany i żelaziany wapniowe nie uległy uwodnieniu

Skład:

-tlenek wapnia CaO

-krzemian dwuwapniowy 2CaOSiO₂

-glinian trójwapniowy 3CaOAl₂O₃

-żelazian dwuwapniowy 2CaOFe₂O₃

7. Mechanizm wiązania i twardnienia wapna budowlanego.

Ciasto wapienne wymieszane z piaskiem lub innymi wypełniaczami drobnoziarnistymi tworzy zaprawy budowlane, które wiążą i twardnieją na powietrzu. Proces wiązania i twardnienia zapraw wapiennych na powietrzu polega na:

- utracie wody (wysychanie),

- wydzielaniu kryształków wodorotlenku wapniowego z przesyconych roztworów wodnych po ich odparowaniu,

- działaniu CO₂ z powietrza zgodnie z reakcją: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Proces wiązania zachodzi w kilka godzin po nałożeniu zaprawy wapiennej, natomiast proces twardnienia przebiega powoli i przez długi czas. Rezultatem procesów chemicznych przebiegających w zaprawie wapiennej jest powstawanie kryształków CaCO₃ i kryształków Ca(OH)₂, które zrastają się ze sobą i z ziarnami wypełniacza, przybierając stopniowo cechy sztucznego kamienia. W pierwszym rzędzie CaCO₃ tworzy się na powierzchni stykającej się z powietrzem, a kryształki Ca(OH)₂ - w głębi masy. Przebieg procesu twardnienia zachodzi bardzo powoli. Piasek nie bierze udziału w reakcji, ułatwia jednak dostęp dwutlenku węgla, co pozwala na przyspieszenie procesu i lepsze przerosty masy kryształkami węglanu wapniowego.

Spoiwo wapienne w proszku wykazuje swoją odrębność w zachowaniu się przy wiązaniu i twardnieniu w porównaniu z wapnem gaszonym. Odrębność ta polega na fakcie, że przy wapnie gaszonym proces wiązania i twardnienia musi odbywać się na powietrzu, a więc w układzie trójfazowym: spoiwo wapienne - woda - powietrze; natomiast przy spoiwie wapiennym niegaszonym w proszku, proces ten zachodzi również w wodzie, a więc w układzie dwufazowym: spoiwo wapienne - woda. Dalsze przebywanie na powietrzu powoduje już tylko kontynuację procesu twardnienia w układzie trójfazowym: spoiwo - woda - powietrze.

9. podstawowe wiadomości o miareczkowaniu kompleksometrycznym z zastosowaniem EDTA (jako titranta).

MIARECZKOWANIE - dodawanie mianowanego roztworu odczynnika (zw. titrantem) do roztworu substancji badanej w celu jej ilościowego oznaczenia (na podstawie pomiaru objętości odczynnika zużytego do jej całkowitego przereagowania — tzw. punkt równoważnikowy); punkt końcowy miareczkowania wyznacza się wizualnie, stosując odpowiednie wskaźniki, lub instrumentalnie, korzystając z metod amperometrycznych, potencjometrycznych, konduktometrycznych i in.; oznaczenie jest tym dokładniejsze, im mniej różnią się punkty końcowy i równoważnikowy.

W powszechnym użyciu są metody kompleksometryczne, polegające na miareczkowaniu jonów metali mianowanymi roztworami kompleksonów, a przede wszystkim kompleksonu III (EDTA, Na2H2Y - sól dwusodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego). Metody te mają tę wielką zaletę, że w roztworze tworzy się tylko jeden kompleks oznaczonego metalu z ligandem o stosunku M:L jak 1:1, bez względu na wartościowość metalu.

W przypadku miareczkowania za pomocą EDTA reakcja między jonami metalu M² a jonami kompleksonu III (H2Y² ) przebiega według następującego równania:

M + H2Y MY + 2H

Bez względu na wartościowość metalu w reakcji z anionami H2Y zawsze 1 mol jonów metalu zastępuje 2 mole jonów wodorowych.

Stężenia kompleksonu podaje się w mg/ml (lub g/ml) oznaczonych jonów lub związku albo w molach na litr.

W kompleksometrii stosuje się cztery metody miareczkowania:

1. miareczkowanie bezpośrednie roztworem EDTA;

2. miareczkowanie nadmiaru kompleksonu - stosowane przede wszystkim wówczas, gdy w warunkach miareczkowania oznaczane jony tworzą osad, zachodzi inna reakcja uboczna lub reakcja kompleksowania zachodzi powoli;

3. miareczkowanie pośrednie - metoda stosowana do oznaczenia kompleksometrycznego anionów. Polega ona na strąceniu oznaczonych anionów - w postaci osadu trudno rozpuszczalnej soli - mianowanym roztworem soli metalu dodanym w nadmiarze. Następnie strącony osad albo osadza się i miareczkuje kompleksometrycznie nadmiar metalu, albo rozpuszcza się osad i miareczkuje uwolnione jony metalu za pomocą EDTA, albo też rozpuszcza się osad w nadmiarze roztworu EDTA i po doprowadzeniu do odpowiedniego pH miareczkuje się nadmiar EDTA roztworem soli magnezu lub innego metalu.

4. metoda podstawiania lub wypierania - polega na dodawaniu do roztworu oznaczonego metalukompleksonianu innego metalu M”. Oznaczony metal wypiera z kompleksonianu równoważną ilość jonów M”, które ostatecznie miareczkuje się za pomocą EDTA. Musi być spełniony warunek: βMDETA > βM'EDTA.

10. oznaczenie zawartości CaO iMgO w badanym materiale.

10.1. oznaczenie zawartości CaO₂

a) skrócony opis oznaczenia.

5

2-

+

-

---