Sprawozdanie z doświadczeń laboratoryjnych z chemii budowlanej.

Prowadzący doświadczenie: Iwona Chudyk

Grupa 1.

Zespół 7.

Rok studiów: I

Wydział Inżynierii Lądowej

Data wykonywania doświadczenia: 25.11.2013r.

Data oddania sprawozdania: 02.12.2013r.

Nr doświadczenia: 8.1

Temat doświadczenia: Oznaczanie zawartości aktywnego tlenku wapnia w wapnie palonym.

I. Cel prowadzonego doświadczenia

Określenie odmiany badanego wapna i jego zdolności do reakcji z wodą na podstawie zawartości CaO.

II. Wstęp teoretyczny

Oznaczenie zawartości wolnego tlenku wapniowego w wapnie palonym można przeprowadzić metodą fenolową. Polega ona na działaniu wodnym roztworem fenolu na próbkę zgaszonego wapnia.

Gaszenie wapna jest egzotermiczną reakcją hydratacji, przebiegającą zgodnie z równaniem:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Następnie w wyniku reakcji wodorotlenku wapnia (zasada) z fenolem (kwas) powstaje sól - fenolan wapnia:

2C₆H₅OH + Ca(OH)₂ → (C₆H₅O)₂Ca + 2H₂O

Po przesączeniu roztworu, ilość powstałej soli oznacza się przez miareczkowanie próbki kwasem solnym wobec oranżu metylowego:

(C₆H₅O)₂Ca + 2HCl → 2C₆H₅OH + CaCl₂

Na podstawie równań reakcji:

liczba moli CaO = liczba moli Ca(OH)₂ = liczba moli fenolanu wapniowego = $\frac{1}{2}$ ∙ C_HCl ∙ V_HCl

gdzie:

C_HCl – stężenie molowe HCl mol/dm³

V_{HCl –} objętość kwasu zużytego do miareczkowania (dm³)

Zatem 1cm³ 0,25-molowego HCl zużyty na zmiareczkowanie próbki zawierającej fenolan wapnia odpowiada 0,007 g CaO.

Na podstawie obliczonej zawartości CaO oraz znajomości zawartości MgO ocenić można rodzaj i odmianę badanego wapna oraz jego zdolność do reakcji z wodą.

Klasyfikacja i wymagania wobec wapna budowlanego zawarte są w normie PN-EN 459-1 „Wapno budowlane”. Wapno powietrzne, w zależności od zastosowanego surowca, może być wapnem wapniowym (CL – produkowanym z wapieni czystych) lub wapnem dolomitowym (DL – produkowanym z wapieni zawierających dolomit, czyli węglan wapniowo-magnezowy). Miarą zdolności wiążących wapna powietrznego jest zawartość wolnego tlenku wapnia i tlenku magnezu.

Tabela 1 – Wybrane wymagania wobec wapna powietrznego według PN-EN 459-1.

Odmiana wapnia	Zawartość CaO + MgO, %	Zawartość MgO, %	Zawartość niedopalonego węglanu wapnia w przeliczeniu na CO2, %	Zawartość siarczanów w przeliczeniu na SO3, %	Zawartość wolnej wody, %
CL 90	≥ 90	≤ 5	≤ 4	≤ 2	wapno suchogaszone ≤ 2 (ciasto wapienne 45÷70)
CL 80	≥ 80	≤ 5	≤ 7
CL 70	≥ 70	≤ 5	≤ 12
DL 85	≥ 85	≥ 30	≤ 7
DL 80	≥ 80	≥ 5	≤ 7

III. Przebieg doświadczenia

Odważyłam 6,0 g wapna palonego i przełożyłam do parownicy, a następnie przykryłam szkiełkiem zegarowym. Ostrożnie zgasiłam wapno wodą destylowaną. Zawartość parownicy przelałam przez lejek jakościowy do kolby miarowej o pojemności 250 cm³ i dolałam wody destylowanej do kreski.

Do dwóch cylindrów miarowych o pojemności 50 cm³ przelałam z kolby miarowej po 25 cm³ mętnej cieczy starając się jednocześnie wstrząsać kolbę miarowo tak, aby osad nie opadł na dno.

Obydwa cylindry dopełniłam do 50 cm³ 10% roztworem fenolu, zakręciłam je i każdy z nich wytrząsałam przez minutę. Cylindry odstawiłam na 40 minut możliwie często wstrząsając.

Po upływie 40 minut przesączyłam zawartość cylindrów przez sączek do kolby stożkowej. Z przesączonego roztworu utworzyłam 3 próbki po 25 cm³ i do każdej z nich dodałam 3 krople oranżu metylowego. Następnie przystąpiłam do miareczkowania.

1 miareczkowanie – pierwsza próbka zmieniła barwę na różową po dodaniu 22,6 cm³ 0,25-molowego HCl

2 miareczkowanie – druga próbka zmieniła barwę na różową po dodaniu 22,8 cm³ 0,25-molowego HCl

3 miareczkowanie – trzecia próbka zmieniła barwę na różową po dodaniu 22,5 cm³ 0,25-molowego HCl

$$\times_{s\text{r.\ }1\ i\ 3} = \ \frac{22,6 + 22,5}{2} = 22,55\ \lbrack\text{cm}^{3}\rbrack$$

$$1\ \text{cm}^{3}\ \left( 0,25\ \frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}} \right)\ HCl\ - 0,007g\ CaO\backslash n$$

x = 0, 15785g ≈ 0, 16g

$$\% CaO = \ \frac{20 \times ilosc\ CaO\ w\ miareczkowanym\ roztworze}{masa\ probki} \times 100\%$$

$$\% CaO = \frac{20 \times 0,16g}{6g} \times 100\% = 53,33\%$$

IV. Wnioski

Bada próbka wapna palonego to:

• wapno wapniowe,

• wapno nieklasyfikowane,

• wapno o średniej zdolności do reakcji z wodą.

V. Bibliografia

L. Czarnecki, P. Łukowski, A. Garbacz, B. Chmielewska, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, Warszawa 2007