Fizikalne lastnosti krede in njena uporaba

Tako znana šolska kreda, koliko veselih spominov ohranja ... Samo tu zaradi navidezne preprostosti skriva celotno zgodovino razvoja planeta. "Kako je to mogoče?" - vprašaš. Odgovor na to vprašanje v tem članku. Ne boste samo proučevali fizikalnih lastnosti krede in njene uporabe, temveč boste spoznali tudi procese nastajanja apnenčastih sedimentnih kamnin v skorji, ki so oblikovali sodoben videz Zemlje.

Minerali in kamnine biogenega izvora

Pred 130-65 milijoni let, v kredni dobi mezozojske dobe, so bila morja antičnega planeta napolnjena s planktonskimi in bentoškimi vrstami foraminifer ter mehkužci, ki so spominjali na sodobne ostrige, pokrovače in nautilus. V svojih zunanjih skeletih in lupinah so se nabrali spojine kalcija, fosforja, magnezija in umrli, na dnu rezervoarjev nastali sloji apnenčastih muljev. Pod vplivom visokih tlakov in kot posledica kemijskih procesov so iz nje nastajale usedline apnenca in krede. Fizikalne lastnosti in sestava teh sedimentne kamnine zelo podobni, vendar imajo tudi posebne značilnosti. Geološki procesi, ki so se zgodili na Zemlji, so povzročili nastanek ločenih delov oceanskega dna in spust kontinentalnih območij. Kaj je privedlo do tega?

Izlet v geologijo

Prerazporeditev površine litosfere in vodne lupine planeta je povzročila nastanek gorskih verig in grebenov, ki so sestavljeni iz sedimentnih kamnin. To so Alpe, gore Kavkaza, Himalaje, Pireneji. In skalovje Doverja in je sestavljeno iz čiste krede. Angleški obali dajejo edinstven videz in že dolgo služijo ladjam kot znak približevanja megleni Albion. V Rusiji, edinstvene pokrajine proti ozadju krede pečine je mogoče videti v vasi Watchdog v bližini Voronezh. Po pregledu geografije porazdelitve biogenih kamnin je zdaj čas, da podrobneje preučimo fizikalne lastnosti krede.

Katere so značilnosti naravnih spojin?

Notranja prostorska razporeditev atomov in molekul telesa - kristalne rešetke - v celoti določa stanje agregacije, tališča in vrelišča, gostoto itd. To so parametri, ki se nanašajo na fizikalne lastnosti. Molekularna formula CaCO ₃ ustreza več kristaliničnim spojinam, ki vsebujejo nabite delce v mrežnih mestih - ionih. To so marmor, aragonit, islandski spar, apnenec in kreda. Takšen pojav v kemiji se imenuje polimorfizem in je natančno pojasnjen z obliko kristala. Zato sklepamo, da so fizikalne lastnosti bakra, zlata, krede, ocetne kisline in katere koli druge snovi določene glede na njihovo agregativno stanje, odvisno od notranje strukture spojine.

Vrste apnenca

Strokovnjaki lahko razlikujejo do 4 oblike snovi, odvisno od njene strukture in fizičnih lastnosti. Tako ima čisti kalcijev karbonat fino zrnato površino, ki v stiku s površino zlahka zapusti belo sled in vsebuje do 5% nečistoč, predvsem v obliki magnezijevega sulfata ali kalcija. Begasto bela glinena peščena kreda, tudi iz drobnozrnate strukture, ima višjo viskoznost in vsebuje do 10% tujih spojin, na primer kalcijevega sulfata, silicijev oksid ali aluminija. Zeleni, rumeni ali sivi kredni lapor ima še več nečistoč, kreda podoben apnenec pa se zlahka prepozna po velikih rumenih ali belih kristalih z gostimi cementnimi lastnostmi. Treba je opozoriti, da v razredih kemije, ki se odzivajo na nalogo: "opišite fizikalne lastnosti krede," se morate osredotočiti na prvo vrsto snovi. Čista, naravna kalcijev karbonat vsebujejo najmanj balastne nečistoče, je snov, ki se študentom ponuja kot preučevana spojina.

Kako seznaniti otroke z lastnostmi krede

Prvič bodo študentje spoznali kalcijev karbonat v uvodnih lekcijah kemije, ki dajejo idejo o čistih snoveh in zmesih, in upoštevajo tudi osnovne metode njihovega ločevanja. Na primer, pri opravljanju laboratorijskih vaj učitelj predlaga ločevanje kovinske žagovine in lesnih sekancev med seboj s pomočjo magneta. Raztopino sladkorja uparimo in dobimo čisto kristalinično snov, preučimo fizikalne lastnosti krede in premoga po ločitvi obeh snovi z usedanjem, čemur sledi filtriranje kalcijevega karbonata v vodi. Didaktično načelo kontinuitete in doslednosti pri proučevanju novega materiala se uporablja pri seznanjanju študentov s fizikalnimi pojavi in ​​kemičnimi reakcijami. Izveden je naslednji poskus: raztopine sode in kalcijevega klorida se vlijejo v eno epruveto. Opazujte motnost raztopine in nato nastanek oborine. Je kreda, odfiltrirana in k nastopnemu belemu prahu po kapljicah dodana kloridna kislina. Reakcija prihaja s hitrim sproščanjem mehurčkov ogljikovega dioksida. Kot lahko vidite, program kemije, razred 8, preučuje fizikalne lastnosti krede skupaj z glavno kemijsko značilnostjo snovi - njeno sposobnost reagiranja z močnimi kislinami, ki gre z sproščanjem CO ₂ .

Značilnosti kalcijevega karbonata

Obravnavana snov spada v skupino srednje soli. Ponavadi je bela in, kot smo rekli, je naravna polstena biogenega izvora. Sestoji iz delcev lupine, majhnih kristalov kvarcita, magnezija in kalcijevih karbonatov ter oksidov teh kovin. Kreda absorbira in zadržuje vodo, njena moč pa se zmanjša. Ne raztopi se v vodi, ampak v njem nastane motna suspenzija. Pri reševanju eksperimentalnih problemov v kemiji se fizične lastnosti krede, zlasti njena netopnost v vodi, uporabljajo za odkrivanje ogljikovega dioksida. Ko CO ₂ prehaja skozi apneno vodo, se obarva zaradi nastajanja netopne oborine kalcijevega karbonata. Ta reakcija je kvalitativna in se uporablja v analitični kemiji.

Kako povečati viskoznost in duktilnost apnenca

Kaj povzroča poplave krednih kamnin s podzemno vodo? Če je vsebnost vlage v kamnini nepomembna - ne več kot 2%, se moč kristalov zmanjša. Pri močnem omočenju CaCO ₃ plasti, na primer za 25%, se tlačna trdnost snovi poveča skoraj 3-krat. Istočasno se izboljšajo fizikalne lastnosti krede, zlasti plastičnost in viskoznost. To močno otežuje tehnologijo njegove proizvodnje. Zato se zgornje in suhe plasti usedlin, čeprav z nizko vsebnostjo čistega kalcijevega karbonata, uporabljajo za komercialno proizvodnjo.

Kje in kako se uporablja kreda

Največja količina snovi gre za apno, kalcijev hidroksid in ogljikov dioksid. V ta namen se kalcijev karbonat sežge kalcijev oksid in ogljikov dioksid. Prvo snov imenujemo tudi živo apno ali kuhamo. Kombiniramo ga z vodo, proces se sproži z izpuščanjem velike količine toplote, zaradi česar dobimo gašeno apno - pomembno surovino za gradbeno industrijo. V kompleksu s peskom in vodo se kalcijev hidroksid uporablja za ometanje in pritrjevanje opeke med stenami. Limiranje nakisanih tal je dobro znana in ekonomsko poceni metoda melioracije, ki povečuje rodovitnost tal in nima negativnega vpliva na vrstno sestavo talnih organizmov.

V tem prispevku so proučevali fizikalne lastnosti krede in upoštevali področja njene uporabe v industriji in kmetijstvu.