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 c_HClV_HCl

gdzie:

c_HCl - stężenie molowe HCl mol/dm³

V_{HCl -} 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.

---