Paulina Magdzicka gr.5 zespół nr 7, Wydział Inżynierii Lądowej 30.11.2010
Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia praktycznego nr 8.1
Temat: Oznaczanie zawartości aktywnego tlenku wapnia w wapnie palonym
Cel doświadczenia
Oznaczenie zawartości wolnego tlenku wapnia w wapnie palonym metodą fenolową, oraz określenie gatunku wapna niegaszonego na postawie zawartości CaO w wapnie palonym.
Wstęp teoretyczny
Wapno palone otrzymuje się w procesie wypalania wapienia. Polega on na reakcji endotermicznego rozkładu węglanu wapniowego:
CaCO3 = CaO + CO2↑
Gaszenie wapna jest egzotermiczną reakcją hydratacji:
CaO + H2O = Ca(OH)2
W wyniku wzrostu temperatury znaczna część wody odparowuje. W zależności od ilości wody użytej do gaszenia można otrzymać produkty o różnych właściwościach: wapno suchogaszone, ciasto wapienne, mleko wapienne. Miarą zdolności wiążących wapna palonego jest zawartość wolnego tlenku wapnia. Oznaczenie jego zawartości w wapnie palonym można przeprowadzić metodą fenolową. Polega ona na działaniu wodnego roztworu fenolu na próbkę zgaszonego wapna Ca(OH)2. W wyniku reakcji wodorotlenku wapniowego (zasada) z fenolem (kwas) powstaje sól – fenolan wapniowy:
2 C6H5OH + Ca(OH)2 -> (C6H5O)2Ca + 2 H2O
Po przesączeniu roztworu ilość powstałej soli oznacza się przez miareczkowanie próbki kwasem solnym wobec oranżu metylowego:
(C6H5O)2Ca + 2 HCl = 2 C6H5OH + CaCl2
1cm3 HCl o stężeniu 0,25 mol/dm3 zużyty na miareczkowanie próbki zawierającej fenolan wapniowy odpowiada 0,000125 molom CaO, tj. 0,0070g CaO.
Przebieg doświadczenia i obserwacje
Pierwszą z wykonywanych na stanowisku pracy czynnością było odważenie w parownicy 12,5g wapna palonego. Następnie odmierzoną próbkę przykryliśmy szkiełkiem zegarkowym i zgasiliśmy za pomocą wody destylowanej. Zawartość parownicy spłukaliśmy przez lejek jakościowy do kolby miarowej o pojemności 250cm3. Kolbę uzupełniliśmy wodą destylowana do kreski. Kolejnym etapem było przelanie po 25cm3 mętnej cieczy do dwóch cylindrów o pojemności 50cm3. Następnie oba cylindry zostały dopełnione do 50cm3 10-procentowym roztworem fenolu. Tak przygotowane próbki były pozostawione na 40 min. i cyklicznie wstrząsane. Po 40 minutach przesączyliśmy zawartości obu cylindrów przez sączek do kolby stożkowej. Z kolby pobraliśmy trzy próbki, po 25cm3 każda (do trzech kolb stożkowych). Każda z trzech kolb została uzupełniona o trzy krople oranżu metylowego.
Ostatnią czynnością laboratoryjną było miareczkowanie HCl do zmiany barwy. Następnie przystąpiłam do wyznaczenia ilości CaO w badanej próbce.
Obserwacje i Obliczenia
Tabela 1 przedstawienie ilościowe kolejnych prób
| Kolba | Ilość HCl użyta* | Ilość CaO w miareczkowanym roztworze |
|---|---|---|
| 1 | 16 cm3 | 0,1120 g |
| 2 | 15,3 cm3 | 0,1085 g |
| 3 | 15,2cm3 | 0,1064 g |
*po tej ilości nastąpiła zmiana barwy
Średnia ilość HCl użyta=(16+15,3+15,2):3=15,5 [cm3]
1 cm3 0,25 m HCl – 0,007g CaO
15,5 cm3 0,25 m HCl – x
X=0,1085g
Obliczenia wg wzoru:
$$\% CaO = \ \frac{20\ *\text{\ ilo}sc\text{\ CaO\ w\ miareczkowanym\ roztworze\ }}{\text{masa\ pr}o\text{bki}}*100\%$$
%CaO = 17,36%
Wniosek
W badanej próbce wapna palonego stwierdzono niewielką ilość tlenku wapnia CaO, nie spełnia wymagań wapna budowlanego, ponieważ ma za małą zawartość CaO, a w związku z tym nie mieści sie w normach ujętych w PN-EN 459-1 „Wapno budowlane”. Ta odmiana wapna ma zdolności do reakcji z wodą, ale są one jednak małe. Zawartość MgO<5%, świadczy o tym, że jest to wapno wapniowe, produkowane z wapieni czystych.
Literatura
L. Czarnecki, P. Łukowski, A. Garbacz, B. Chmielewska „Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej”, Warszawa 2007, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
– L. Czarnecki, T. Broniewski, O. Henning „Chemia w budownictwie” , Warszawa 1994, wyd. Arkady