Fizikalna svojstva krede i njezina primjena

Tako poznata školska kreda, koliko vesele uspomene on čuva ... Samo ovdje zbog prividne jednostavnosti skriva cijelu povijest razvoja planeta. "Kako to može biti?" - pitaš. Odgovor na ovo pitanje u ovom članku. Ne samo da ćete proučavati fizička svojstva krede i njezinu primjenu, već ćete se upoznati i s procesima stvaranja vapnenačkih sedimentnih stijena u kori, koje su oblikovale suvremeni izgled Zemlje.

Minerali i stijene biogenog podrijetla

Prije 130-65 milijuna godina, u razdoblju krede mezozoika, more drevnog planeta bilo je ispunjeno planktonskim i bentičnim vrstama foraminifera, kao i mekušcima koji su sličili modernim kamenicama, školjkama i nautilusu. U svojim vanjskim kosturima i školjkama nakupili su spojeve kalcija, fosfora, magnezija i, umirući, formirali slojeve vapnenačkog mulja na dnu akumulacija. Pod djelovanjem visokog tlaka i kao rezultat kemijskih procesa nastale su naslage vapnenca i krede. Fizička svojstva i sastav ovih tvari sedimentne stijene vrlo slične jedna drugoj, ali imaju i osobine. Geološki procesi koji su se dogodili na Zemlji uzrokovali su porast odvojenih dijelova dna oceana i silazak kontinentalnih zona. Što je to dovelo?

Izlet u geologiju

Preraspodjela površine litosfere i vodene ljuske planeta uzrokovala je pojavu planinskih lanaca i grebena koji se sastoje od sedimentnih stijena. To su Alpe, planine Kavkaza, Himalaje, Pirineji. I stijene Dover i sastoje se od čiste krede. Oni daju engleskoj obali jedinstven izgled i dugo su služili brodovima kao znak približavanja maglovitom Albionu. U Rusiji, jedinstveni krajolici na pozadini stijena od krede mogu se vidjeti u selu Watchdog u blizini Voroneža. Nakon pregleda geografije raspodjele biogenih stijena, sada je vrijeme da se detaljnije prouče fizička svojstva krede.

Koja su obilježja prirodnih spojeva?

Unutarnji prostorni raspored atoma i molekula tijela - kristalna rešetka - u potpunosti određuje stanje agregacije, točke taljenja i vrenja, gustoću itd. To su parametri koji se odnose na fizička svojstva. Molekulska formula CaCO ₃ odjednom odgovara nekoliko kristaliničnih spojeva koji sadrže nabijene čestice u mrežnim mjestima - ionima. To su mramor, aragonit, islandski spar, vapnenac i kreda. Takva pojava u kemiji naziva se polimorfizam i objašnjava se upravo oblikom kristala. Otuda zaključak: fizička svojstva bakra, zlata, krede, octene kiseline i bilo koje druge tvari određena su agregativnim stanjem, ovisno o unutarnjoj strukturi spoja.

Vrste vapnenca

Stručnjaci mogu razlikovati do 4 oblika tvari, ovisno o njezinoj strukturi i fizičkim značajkama. Tako čisti kalcijev karbonat ima finu zrnatu površinu, kada u dodiru s površinom lako ostavlja bijeli trag i sadrži do 5% nečistoća, uglavnom u obliku magnezijevog sulfata ili kalcija. Međutim, bež-bijela glinena pješčana kreda, također fino zrnate strukture, ima veću viskoznost i sadrži do 10% stranih spojeva, na primjer, kalcijev sulfat, silicij oksid ili aluminija. Zeleni, žuti ili sivi kredasti lapor ima još više nečistoća, a vapnenac nalik kredi lako se prepoznaje po velikim žutim ili bijelim kristalima s gustim svojstvima cementiranja. Treba napomenuti da u nastavi kemije, odgovarajući na zadatak: "opisati fizička svojstva krede", trebate se usredotočiti na prvu vrstu tvari. Čista, prirodna kalcijev karbonat sadrži najmanje balastne nečistoće, tvar koja se nudi studentima kao ispitivani spoj.

Kako upoznati djecu s osobinama krede

Prvi put će učenici upoznati kalcijev karbonat u uvodnim lekcijama iz kemije, koji daju ideju o čistim tvarima i smjesama, te također razmatraju osnovne metode njihovog odvajanja. Primjerice, pri provođenju laboratorijskih radova, nastavnik predlaže odvajanje metalne piljevine i drvne sječke jedan od drugog pomoću magneta. Otopina šećera se ispari i dobije se čista kristalna tvar, a fizička svojstva krede i ugljena proučavaju se nakon odvajanja dviju tvari taloženjem, nakon čega slijedi filtriranje kaše kalcijevog karbonata u vodi. Didaktičko načelo kontinuiteta i dosljednosti u proučavanju novog materijala koristi se kod upoznavanja studenata s fizičkim pojavama i kemijskim reakcijama. Proveden je sljedeći pokus: tehničke sode i otopine kalcijevog klorida ulivaju se u jednu epruvetu. Promatrajte zamućenost otopine, a zatim stvaranje taloga. To je kreda, odfiltrirana je i klorovodična kiselina je dodana kap po kap u dobiveni bijeli prah. Reakcija dolazi uz brzo oslobađanje mjehurića ugljičnog dioksida. Kao što možete vidjeti, program kemije, razred 8, proučava fizička svojstva krede zajedno s glavnom kemijskom značajkom tvari - njezinom sposobnošću da reagira s jakim kiselinama, što ide uz oslobađanje CO ₂ .

Značajke kalcijevog karbonata

Ispitivana tvar spada u skupinu srednjih soli. Obično je bijela i, kao što smo rekli, prirodna poludijak biogenog podrijetla. Sastoji se od čestica ljuske, malih kristala kvarcita, magnezijevih i kalcijevih karbonata, kao i oksida tih metala. Kreda upija i zadržava vodu, dok joj se snaga smanjuje. Ne otapa se u vodi, već stvara zamućenu suspenziju. U rješavanju eksperimentalnih problema u kemiji, fizička svojstva krede, osobito njezina netopljivost u vodi, koriste se za otkrivanje ugljičnog dioksida. Kada se CO2 propušta kroz vapnenu vodu, postaje zamućen zbog stvaranja netopljivog taloga kalcijevog karbonata. Ova reakcija je kvalitativna i koristi se u analitičkoj kemiji.

Kako povećati viskoznost i duktilnost vapnenca

Što uzrokuje poplave krednih stijena podzemnim podzemnim vodama? Ako je vlaga stijene neznatna - ne više od 2%, tada se smanjuje čvrstoća kristala. Međutim, s jakim ovlaživanjem CaCO ₃ slojeva, na primjer, za 25%, tlačna čvrstoća tvari raste gotovo 3 puta. Istovremeno se poboljšavaju fizička svojstva krede, posebice plastičnosti i viskoznosti. To uvelike otežava tehnologiju njezine proizvodnje. Zbog toga se gornji i suhi slojevi naslaga, iako s niskim sadržajem čistog kalcijevog karbonata, upotrebljavaju za komercijalnu proizvodnju.

Gdje i kako se koristi kreda

Najveća količina tvari ide u vapno, kalcijev hidroksid i ugljični dioksid. Za to se sagorijeva kalcijev karbonat kalcijev oksid i ugljični dioksid. Prva tvar se naziva i vapno ili kuhano. Kombinira se s vodom, proces ide uz oslobađanje velike količine topline, a kao rezultat toga dobiva se gašeno vapno - važna sirovina za građevinsku industriju. U kompleksu s pijeskom i vodom, kalcijev hidroksid se koristi za žbukanje i pričvršćivanje opeke tijekom zidanja. Limiranje zakiseljenih tala poznata je i ekonomski jeftina metoda melioracije, koja povećava plodnost tla i nema negativan utjecaj na sastav vrsta organizama u tlu.

U ovom radu istraživana su fizička svojstva krede i razmatrana su područja njegove primjene u industriji i poljoprivredi.