Mariusz Chmielewski

Gr. 4

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI AKTYWNEGO TLENKU WAPNIOWEGO W WPANIE PALONYM

Cel:

Celem zadania praktycznego jest ocena zdolności spoiwa wapiennego do reakcji z wodą oraz gatunku wapna niegaszonego na postawie zawartości CaO w wapnie palonym.

Data wykonania ćwiczenia:

20.10.2005

Podstawy teoretyczne:

Wapno palona otrzymujemy w procesie wypalania wapienia. Polega ona na reakcji endotermicznego rozkładu węglanu wapniowego:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑

Natomiast gaszenie wapna jest egzotermiczną reakcją hydratacji (z wydzieleniem ciepła). Przebiega zgodnie z równaniem:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Temperatura wzrasta i znaczna część wody odparowuje. W zależności od ilości wody użytej do gaszenia można otrzymać produkty o różnych właściwościach: wapno hydratyzowane, ciasto wapienne, mleko wapienne. Miarą zdolności wiążących wapna palonego jest zawartość wolnego tlenku wapniowego. 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

Liczba moli CaO = liczba moli Ca(OH)₂ = liczba moli fenolanu wapniowego = ½ c_HClV_HCl

gdzie:

c_HCl - stężenie molowe HCl [mol/dm³],

V_HCl - objętość kwasu zużytego do miareczkowania [dm³].

Zatem 1cm³ HCl o stężeniu 0,25 mol/dm³ zużyty na miareczkowanie próbki zawierającej fenolan wapniowy odpowiada 0,000125molom CaO, tj. 0,0070g CaO.

Przebieg wykonywanych czynności:

Najpierw próbkę wapna palonego o masie 12,5g umieściłem w parownicy. Przykryłem szkiełkiem zegarowym. Po czym ostrożnie gasiłem wodą destylowaną. Zawartość parownicy spłukałem (przez lejek) do kolby miarowej o pojemności 250cm³. Kolbę uzupełniłem wodą destylowana do kreski. Następnie do dwóch cylindrów miarowych o pojemności 50cm³ przelałem z kolby miarowej po 25cm³ mętnej cieczy, starając się jednocześnie wstrząsać kolbą tak aby osad nie opadł na dno. Oba cylindry dopełniłem do 50cm³ 10-procentowym roztworem fenolu. Zamknąłem je i wytrząsałem w ciągu jednej minuty. Po czym pozostawiłem na około 40 minut, możliwie często wstrząsając. Po tym czasie zawartość obu cylindrów przesączałem przez jeden sączek do kolby stożkowej. Z przesączu znajdującego w kolbie pobrałem pipetą o pojemności 25cm³ trzy próbki i przelałem do trzech kolb stożkowych. Do każdej z nich dodałem po trzy krople oranżu metylowego i miareczkowałem 0,25 m HCl do zmiany barwy. Każdorazowo oczytałem wskazanie dołu menisku wklęsłego. Na koniec obliczyłem zawartość CaO w badanej próbce w procentach. Pamiętałem o tym, że 1cm³ 0,25 m HCl odpowiada 0,0070g CaO. Oraz wiedząc o tym, że określona w ten sposób ilość tlenku wapniowego jest odniesiona do 1/20 części badanego roztworu, ze względu na przeprowadzane dwukrotnie rozcieńczenie roztworu próbki.

Wyniki:

Ilość HCl użyta do miareczkowania:

12,5cm³ 12,5cm³ 12,9cm³

Obliczenia:

1cm³ HCl - 0,0070g CaO

12,5cm³ HCl - X [g] CaO

Stąd: X =
= 0,0875g

1/20 - 0,0875g CaO

1 - Y [g] CaO

Stąd: Y =
= 1,75g CaO

12,5g - 100%

1,75g - Z [%]

Stąd: Z =
% = 14%

Analogicznie dla 12,9cm³ mamy:

X = 0,0903

Y = 1,806

Z = 14,448%

Analiza i wnioski:

Opisana metoda badania zawartości CaO w wapnie palonym pozawala na kontrolowanie jakości produktu. Im wyższa zawartość węglanu wapnia, tym lepsze właściwości spoiwa. Jak widać wapno jest bardzo słabej jakości, ponieważ zawartość procentowa CaO jest znikoma. Gatunek wapna niegaszonego zgodnie z normą PN - 90/B - 30020 jest ostatnim z możliwych, czyli 03. Jego zdolność do reakcji z wodą jest bardzo mała.

Literatura:

• „Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej” Praca zbiorowa pod redakcją Lecha Czarneckiego

• „Chemia w budownictwie” Lech Czarnecki

1

---