1cm3 0,25 m HCl 0,0070g CaO
Wojciech Pętelski 17.10.2006
Chemia Budowlana - ćwiczenia
Zadanie numer 8.1:
Oznaczanie zawartości aktywnego tlenku wapniowego w wapnie palonym.
Zadanie miało na celu przyswojenie podstawowych informacji o metodzie oznaczenia zawartości wolnego tlenku wapniowego w wapnie palonym przy wykorzystaniu wodnego roztworu fenolu i miareczkowania kwasem solnym. Dzięki oznaczeniu ilości tlenku wapniowego możemy ocenić zdolność spajającą. Wymagania ustala norma PN-B-30020:1999 mówiącą szczegółowo o rodzaju wapna w zależności od użytego surowca do produkcji.
Wyróżnia się 3 główne grupy wapieni:
-czyste - wapno wapniowe
-zawierające dolomit - wapno dolomitowe
-ilaste - wapno hydrauliczne
Każde z tych wapieni ma zawartość CaO (w sumie z MgO) na poziomie minimum 70%. I jedynie takie spełnia normy.
Należy obliczyć zawartość CaO w badanej próbce a także na podstawie wyniku określić gatunek i ocenić zdolność spoiwa wapiennego do reakcji z wodą
Podstawy teoretyczne:
Oznaczenie zawartości wolnego tlenku wapniowego w wapnie palonym można przeprowadzić metodą fenolową, po zajściu reakcji dodatkowo miareczkuje się HCl, dzięki niemu jest możliwość obliczenia zawartości CaO.
Gaszenie wapna przebiega według reakcji:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Przy tej reakcji następuje wzrost temperatury i odparowanie wody.
Po otrzymaniu wapna gaszonego należało spłukać zawartość parownicy do kolby miarowej i uzupełnić wodą destylowaną do poziomu 250cm3, po wymieszaniu wody destylowanej z wapnem gaszonym należało przelać część mętnej cieczy do dwóch cylindrów o pojemności 50cm3 po 25cm3.
Następnie należało uzupełnić cylindry do pełna 10% roztworem fenolu, zamknąć i wstrząsać przez około 1 minutę. Tak przygotowane cylindry odstawiono na okres 40 minut, możliwie często nimi wstrząsając.
Reakcja w cylindrach przebiegała następująco:
2C6H5OH + Ca(OH)2 → (C6H5O)2Ca + 2H2O
Po upływie 40 minut należało przesączyć zawartość obu cylindrów przez 1 sączek do kolby stożkowej. Następnie pobrano 75cm3 przesączu i podzielono po 25cm3 do 3 kolb stożkowych.
Do każdej z próbek dodano po 3 krople oranżu metylowego. Następnie miareczkowano 0,25 m HCl do zmiany barwy (lekko różowy, landrynkowy kolor).
Reakcje przeprowadzono 3 razy aby uzyskać dokładniejszy wynik uśredniając go z 3 obliczeń.
Przebieg reakcji z kwasem solnym:
(C6H5O)2Ca + 2HCl → 2C6H5OH + CaCl2
Po dokonaniu wszystkich reakcji i zapisaniu obserwacji otrzymano zależność:
Liczba moli CaO = liczba moli Ca(OH)2 = liczba moli fenolanu wapniowego = ½ cHClVHCl
gdzie:
cHCl - stężenie molowe HCl mol/dm3
VHCl - objętość kwasu zużytego do miareczkowania (dm3)
Mając podane te dane i wiedząc, że 1cm3 0,25 HCl odpowiada 0,0070g należało obliczyć zawartość procentową CaO w badanej próbce.
Wnioski:
Uśredniony wynik pomiarów z miareczkowania wyniósł 7,8 cm3 0,25 m HCl.
A więc:
1cm3 0,25 m HCl 0,0070g CaO
7,8cm3 x
x = 7,8 * 0,0070 = 0,0546g CaO
Zważywszy, że przeprowadzono dwukrotne rozcieńczanie otrzymany wynik jest 1/20 faktycznej wagi CaO, więc:
0,0546g * 20 = 1,092g
Co procentowo daje wynik równy:
1,092/12,5 * 100% = 8,736%
Otrzymany wynik ukazuje nam jak mała ilość CaO uległa reakcji z H20 dając wapno gaszone Ca(OH)2. Z tego powodu możemy przypuszczać, że rodzajem wapna niegaszonego było wapno przepalone, którego zdolność spajająca jest bardzo niska.