Fyzikální vlastnosti křídy a její aplikace

Taková známá školní křída, kolik veselých vzpomínek zachovává ... Jen zde pro zdánlivou jednoduchost skrývají celou historii vývoje planety. "Jak to může být?" - ptáte se. Odpověď na tuto otázku v tomto článku. Budete nejen studovat fyzikální vlastnosti křídy a její aplikace, ale také se seznámíte s procesy tvorby vápencových sedimentárních hornin v kůře, které tvořily moderní vzhled Země.

Minerály a horniny biogenního původu

Asi před 130-65 miliony let, v křídovém období mezozoiku, byly moře staré planety naplněny planktonickými a bentické foraminiferní druhy, stejně jako měkkýši podobní moderním ústřicím, hřebenatkám a nautilům. Ve svých vnějších kostrech a skořápech shromáždili sloučeniny na bázi vápníku, fosforu, hořčíku a při odumírání vytvořily vrstvy vápence na dně nádrží. Při působení vysokého tlaku a v důsledku chemických procesů se z něj vytvořily vápence a křída. Fyzikální vlastnosti a složení těchto látek sedimentární horniny velmi podobné, ale mají také charakteristické znaky. Geologické procesy, ke kterým došlo na Zemi, způsobily vzestup jednotlivých částí oceánské podlahy a sestup kontinentálních zón. K čemu to vedlo?

Exkurze do geologie

Redistribuce povrchu litosféry a pláště vody na planetě způsobila vzhled horských řetězců a hřebenů složených ze sedimentárních hornin. Jedná se o Alpy, Kavkazské hory, Himálaje, Pyreneje. A útesy z Doveru se skládají z čisté křídy. Dávají anglickému pobřeží jedinečný vzhled a dlouho sloužily lodím jako signál přiblížení se k mlhavému Albionu. V Rusku se v obci Watchdog poblíž Voroněje nachází jedinečná krajinná krajina na pozadí křísných útesů. Po přezkoumání geografie distribuce biogenních hornin je nyní čas podrobněji studovat fyzikální vlastnosti křídy.

Jaké jsou charakteristické vlastnosti přírodních sloučenin?

Vnitřní prostorové uspořádání atomů a molekul těla - krystalová mřížka - zcela určuje stav agregace, teploty tání a varu, hustotu atd. Jedná se o parametry, které se týkají fyzikálních vlastností. Molekulární vzorec CaCO3 koresponduje najednou s několika krystalickými sloučeninami, které obsahují nabité částice v mřížích - ionty. Jedná se o mramor, aragonit, islandskou spar, vápence a křídu. Takový fenomén v chemii se nazývá polymorfismus a je přesně vysvětlen tvarem krystalu. Závěr: fyzikální vlastnosti mědi, zlata, křídy, kyseliny octové a jakékoli jiné látky jsou určovány agregačním stavem, v závislosti na vnitřní struktuře sloučeniny.

Druhy vápence

Odborníci mohou rozlišovat až 4 formy látky v závislosti na struktuře a fyzikálních vlastnostech. Čistý uhličitan vápenatý má tedy jemný granulovaný povrch, který v kontaktu s povrchem snadno opouští bílou stopu a obsahuje až 5% nečistot, zejména ve formě síranu hořečnatého nebo vápníku. Béžově bílá jílovitá písková křída, která má také jemně zrnitou strukturu, má však vyšší viskozitu a obsahuje až 10% cizorodých sloučenin, například síranu vápenatého, oxid křemíku nebo hliníku. Zelená, žlutá nebo šedá kalená marl má ještě více nečistot a křídovitý vápenec je snadno rozpoznán jeho velkými žlutými nebo bílými krystaly s hustými cementačními vlastnostmi. Je třeba poznamenat, že v třídách chemie, které reagují na úkol: "popište fyzikální vlastnosti křídy", měli byste se zaměřit na první typ látky. Čistý, přirozený uhličitan vápenatý obsahující minimální nečistoty ze zátěže, je látka, která je nabízena studentům jako studovaná sloučenina.

Jak seznámit děti s vlastnostmi křídy

Poprvé se studenti seznámí s uhličitanem vápenatým v úvodních cvičeních chemie, které poskytují představu o čistých látkách a směsích a také zváží základní metody jejich separace. Například při provádění laboratorní práce učitel navrhne oddělit kovové piliny a dřevní štěpku od sebe navzájem pomocí magnetu. Roztok cukru se odpaří a získá se čistá krystalická látka a fyzikální vlastnosti křídy a uhlí se zkoumají po rozdělení dvou látek usazováním a následnou filtrací kalu uhličitanu vápenatého ve vodě. Didaktický princip kontinuity a konzistence ve studiu nového materiálu se používá při seznámení studentů s fyzickými jevy a chemickými reakcemi. Následuje experiment: technické roztoky chloridu sodného a chloridu vápenatého se vlijí do jedné zkumavky. Pozorujte zakalení roztoku a pak vytvořte sraženinu. Je to křída, odfiltruje se a k výslednému bílému prášku se po kapkách přidá kyselina chlorovodíková. Reakce přichází s rychlým uvolňováním bublin oxidu uhličitého. Jak vidíte, program chemie, stupeň 8, zkoumá fyzikální vlastnosti křídy spolu s hlavním chemickým znakem látky - schopností reagovat se silnými kyselinami, což jde s uvolněním CO ₂ .

Charakteristika uhličitanu vápenatého

Uvažovaná látka patří do skupiny středních solí. Obvykle je bílá a, jak jsme říkali, je přirozenou polokouhou biogenního původu. Skládá se ze skořápkových částic, malých krystalů křemičitanu, uhličitanů hořečnatých a vápenatých, jakož i oxidů těchto kovů. Křída pohlcuje a zadržuje vodu, zatímco její síla je snížena. Rozpouštědlo se nerozpouští ve vodě, ale v něm vytváří zakalené suspenze. Při řešení experimentálních problémů v chemii se fyzikální vlastnosti křídy, zejména nerozpustnost ve vodě, používají k detekci oxidu uhličitého. Když se CO2 prochází vápennou vodou, zmrzne se kvůli tvorbě nerozpustného precipitátu uhličitanu vápenatého. Tato reakce je kvalitativní a používá se v analytické chemii.

Jak zvýšit viskozitu a tvárnost vápence

Co způsobuje zaplavení křovinatých hornin podzemními podzemními vodami? Pokud je obsah vlhkosti v hornině nevýznamný - ne více než 2%, pak se snižuje pevnost krystalů. Při silném zvlhčování vrstev CaCO3, například o 25%, se síla v tlaku látky zvyšuje téměř třikrát. Současně se zlepšují fyzikální vlastnosti křídy, zejména plasticita a viskozita. To značně komplikuje technologii své výroby. Z tohoto důvodu se horní a suché vrstvy usazenin, i když s nízkým obsahem čistého uhličitanu vápenatého, používají k jejich komerční výrobě.

Kde a jak se používá křída

Největší množství látky jde k získání nehaseného vápna, hydroxid vápenatý a oxid uhličitý. K tomu se spaluje uhličitan vápenatý oxid vápenatý a oxid uhličitý. První látka je také nazývána nehaseným vápnem nebo vroucí. Je kombinován s vodou, proces probíhá s uvolněním velkého množství tepla a v důsledku toho se získává hasené vápno - důležitá surovina pro stavebnictví. V komplexu s pískem a vodou se hydroxid vápenatý používá při omítání a upevňování cihel. Vápnění okyselených půd je známá a ekonomicky levná metoda rekultivace půdy, která zvyšuje úrodnost půdy a nemá negativní vliv na druhové složení půdních organismů.

V této práci byly studovány fyzikální vlastnosti křídy a byly zvažovány oblasti její aplikace v průmyslu a zemědělství.