При твердении протекает реакция 12 страница

351. Какую массу Na₃PO₄, надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 мэкв/л? Ответ: 136,6 г.

352. Какие соли обусловливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной, некарбонатной? Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? Ответ: 2 мэкв/л.

353. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 см³ воды, требуется 15 см³ 0,08 н  раствора HCl. Ответ: 6 мэкв/л. ,

354. В 1 л воды содержится ионов магния 36,47 мг и ионов кальция 50,1 мг. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 5,5 мэкв/л.

355. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 400 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 3 мэкв/л. Ответ: 63,6 г.

356. Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 мэкв. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды? Ответ: 126,3 г.

357. Вычислите жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержится 65,7 г гидрокарбонате магния и 61,2 сульфата кальция. Ответ: 3,2 мэкв/л.

358. В 220 л воды содержится 11 г сульфата магния. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 0,83 мэкв/л.

359.Жесткость воды, в которой растворен только гидрокарбонат кальция, равна 4 мэкв. Какой объем 0,1 н раствора HCl потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 75 см³ этой воды? Ответ: 3 см³.

360. В 1 м³ воды содержится 140 г сульфата магния. Вычислите жесткость этой воды. Ответ: 2,33 мэкв/л.

 

ТЕМА : р- Элементы (… ns ² np ^1-6 )

Контрольные вопросы

361. В каком газообразном соединении азот проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций получения этого соединения: а) при взаимодействии хлорида аммония с гидроксидом кальция; б) разложением нитрида магния водой.

362. Почему фосфористая кислота способна к реакциям самоокисления — самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений составьте уравнение процесса разложения H₃PO₃, учитывая, что при этом фосфор приобретает низшую и высшую степени окисления.

363. В каком газообразном соединении фосфор проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций: а) получения этого соединения при взаимодействии фосфида кальция с хлороводородной (соляной) кислотой; б) горения его в кислороде.

364. Какую степень окисления проявляют мышьяк, сурьма и висмут? Какая степень окисления является более характерной для каждого из них? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) мышьяка с концентрированной азотной кислотой; б) висмута с концентрированной серной кислотой.

365. Как изменяются окислительные свойства галогенов при переходе от фтора к йоду и восстановительные свойства их отрицательно заряженных ионов? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций:

а) С1₂ + I₂ + H₂O =; б) KI + Вr₂ =. Укажите окислитель и восстановитель.

366. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции, происходящей при пропускании хлора через горячий раствор гидроксида калия. К какому типу окислительно-восстановительных процессов относится данная реакция?

367. Какие реакции нужно провести для осуществления следующих превращений:

NaCl → HCl → Cl₂ → KСlO₃

Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на основании электронных уравнений.

368. К раствору, содержащему SbCl₃ и BiCl₃, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке?

369. Чем существенно отличается действие разбавленной азотной кислоты на металлы от действия хлороводородной (соляной) и разбавленной серной кислот? Что является окислителем в первом случае, что — в двух других? Приведите примеры.

370. Напишите формулы и назовите кислородные кислоты хлора, укажите степень окисления хлора в каждой из них. Какая из кислот более сильный окислитель? На основании электронных уравнений закончите уравнение реакции:

KI + NaOCl + H₂SO₄ → I₂ + ...

Хлор приобретает низшую степень окисления.

371. Какие реакции нужно провести, имея азот и воду, чтобы получить нитрат аммония? Составьте уравнения соответствующих реакций.

372. Какую степень окисления может проявлять кремний в своих соединениях? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Mg₂Si → SiH₄ → SiO₂ → K₂SiO₃ → H₂SiO₃

При каком превращении происходит окислительно-восстановительная реакция?

373. Какое применение находит кремний? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

SiO₂ → Si → K₂SiO₃ → H₂SiO₃

Окислительно-восстановительные реакции напишите на основании электронных уравнений.

374. Как получают диоксид углерода в промышленности и в лаборатории? Напишите уравнения соответствующих реакций и реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaHCO₃ → CO₂ → CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂

375. Какие из солей угольной кислоты имеют наибольшее промышленное применение? Как получить соду, исходя из металлического натрия, хлороводородной (соляной) кислоты, мрамора и воды? Почему в растворе соды лакмус приобретает синий цвет? Ответ подтвердите составлением уравнений соответствующих реакций.

376. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Al → Al₂(SO₄)₃ → Na[Al(OH)₄] → Al(NO₃)₃

377. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) алюминия с раствором щелочи; б) бора с концентрированной азотной кислотой.

378. Какой процесс называется алюминотермией? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции, на которой основано применение термита (смесь Аl и Fe₃O₄).

379. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

B → H₃BO₃ → Na₂B₄O₇ → H₃BO₃

Уравнение окислительно-восстановительной реакции составьте на основании электронных уравнений.

380. Какая степень окисления наиболее характерна для олова и какая для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой.

381. Чем можно объяснить восстановительные свойства соединений олова (II) и окислительные свинца (IV)? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций: a) SnCl₂ с HgCl₂; б) РЬО₂ с НС1 конц.

382. Какие оксиды и гидроксиды образуют олово и свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления элементов? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора гидрoксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II).

383. Какие соединения называются карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций: а) карбида алюминия с водой; б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой. Являются ли эти реакции окислительно-восстановительными? Почему?

384. На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции фосфора с азотной кислотой, учитывая, что фосфор приобретает высшую, а aзот - степень окисления + 4.

385. Почему атомы большинства р-элементов способны к реакциям диспропорционироваиия (самоокисления — самовосстановления)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения серы в концентрированном растворе щелочи. Один из продуктов содержит серу в степени окисления +4.

386. Почему сернистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций H₂SO₃: а) с сероводородом; б) с хлором.

387. Как проявляет себя сероводород в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора сероводорода: а) с хлором; б) с кислородом.

388. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций НNO₂: а) с бромной водой; б) с HI.

389. Почему диоксид азота способен к реакциям самоокисления — самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений напишете уравнение реакции растворения N0₂ в гидроксиде натрия.

390. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и концентрированной — с медью. Укажите окислитель и восстановитель.

 

ТЕМА : Минеральные вяжущие

 

Вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при затворении водой приобретают пластичные свойства, образуя постепенно твердеющее тесто, способное связывать отдельные куски или массу твердых пород в монолит.

Вяжущие материалы подразделяются на воздушные (при смешении с водой они затвердевают и длительное время сохраняют прочность только на воздухе) и гидравлические (могут затвердевать на воздухе и в воде). Поэтому воздушные вяжущие применяются в надземных сооружениях, а гидравлические – как в надземных, так и в подземных гидротехнических сооружениях.

Сырьем для производства вяжущих материалов служат природные горные породы: известково-глинистые (мергели), магнезиальные, карбонаты, кремнеземистые, гипс и другие, а также отходы некоторых производств: доменные шлаки, золы, фосфогипс и др.

Гипсовые вяжущие материалы

сырьем для производства является природный двуводный гипс СаSO₄∙2Н₂О, природный ангидрит СаSO₄ и отход производства фосфорной кислоты – фосфогипс.

Получение строительного гипса основано на химической реакции

                  170-180°

    СаSО₄∙2Н₂О → СаSО₄∙0,5Н₂О + 1,5 Н₂О

При твердении протекает реакция

    СаSО₄∙0,5Н₂О + 1,5 Н₂О → СаSО₄∙2Н₂О

При t = 600-700°С образуется обожженный гипс, ангидритовый цемент.

При 800-1000°С получают высокообожженный гипс – эстрихгипс, который твердеет при затворении водой без катализатора, так как в нем присутствует примесь СаО, образовавшаяся в результате частичного разложения СаSО₄.

В строительной технике гипсовые вяжущие широко применяются для изготовления блоков, панелей, перегородок, гипсобетона, сухой штукатурки, легковесных теплоизоляционных изделий. Заполнителями служат известь, шлак, пемза, мел, опилки и т.д. Все строительные изделия из гипса неводостойки и поэтому их применяют во внутренних элементах сооружений. Водостойкость повышают органические и минеральные добавки, а также водоотталкивающие обмазки.

 Воздушная известь.

Воздушную известь получают путем обжига известняков, мела, доломитовых известняков, содержащих не более 8% примесей

              900-1000°С

    СаСО₃ → СаО + СО₂

Негашеную известь (СаО) – кипелку измельчают. При действии воды образуется известь гашеная СаО + Н₂О → Са(ОН)₂. Реакция сопровождается выделением тепла.

Известковое тесто, смешанное с песком, измельченным шлаком и т.п. применяют в виде строительных растворов при кладке стен и для штукатурки.

Известковый раствор на воздухе постепенно отвердевает под влиянием двух одновременно действующих факторов: удаления свободной воды и действия СО₂. Удаление воды приводит к выделению и кристаллизации Са(ОН)₂. В результате действия СО₂ образуется карбонат кальция Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О. Кристаллы срастаются между собой и с зернами наполнителя, образуя искусственный камень. Твердение воздушных известковых растворов протекает медленно и связано с протеканием реакции Са(ОН)₂ + SіО₂ → СаО∙SіО₂∙Н₂О, компоненты которой находятся в твердой фазе. Для ускорения этого процесса к извести добавляют цемент, гидравлические добавки или гипс.

Гидравлическая известь.

Гидравлическая известь, в отличие от воздушной, начав твердеть на воздухе, может продолжать твердение в воде. Способность гидравлической извести сохранять и увеличивать прочность в воде объясняется наличием в ее составе, кроме свободной СаО, силикатов, алюминатов и ферритов кальция, которые образуются при обжиге за счет реакций между глиной и известняком. Эти реакции, если глинистых примесей 6-20%, приводят к получению извести с гидравлическими свойствами. Гидравлическая известь оценивается по основному (гидравлическому) модулю m = .

Для слабогидравлической извести он равен 4,5 – 9,0, сильногидравлической – 1,7 – 4,5, романцемента – 1,7.

Портландский цемент.

Наибольшее значение как вяжущий материал в строительстве имеет портландцемент – продукт помола клинкера, полученного обжигом до спекания смесей из известняков и глин, встречающихся в природе (мергели) или искусственно составленных. При помоле к клинкеру добавляется гипс (до 2%) для замедления схватывания и гидравлические добавки (до 15%), увеличивающие стойкость портландцемента к разрушающему действию природных вод. Химический состав портландцемента следующий: СаО – 62-67%, SiО₂ – 20-24%, Al₂О₃ – 4-7%, Fe₂О₃ – 2,5%, MgO, SO₃ и прочих 1,5-3%. Состав портландцемента выражают при помощи модулей основного, или гидравлического – Г, силикатного – n и глиноземистого – Р, соответственно определяемых:

Г =  = 1,9 2,4;

n =

 

Р = .

Оксиды связаны в клинкере в следующие минералы

 

    3СаО∙SiO₂ (C₃S) – алит, 37 - 60%

    2СаО∙SiO₂ (C₂S) – белит, 15 - 37%

    3CaO∙Al₂О₃ (С₃А) – трехкальциевый алюминат, 7 - 15%

    4CaO∙Al₂О₃∙Fe₂О₃ (C₄AF) – четырехкальциевый алюмоферрит, 10 - 18%

эти соединения реагируют при затворении цемента водой и дают различные гидраты, выделяющиеся в виде студней-гелей; они образуют пластичное тесто, которое затем схватывается и упрочняется в цементый камень

3СаО∙SiO₂ + (n+1)H₂O → 2 СаО∙SiO₂· nH₂O + Ca(OH)₂

2СаО∙SiO₂ + n H₂O → 2 СаО∙SiO₂ ·nH₂O

3CaO∙Al₂О₃ + 6 H₂O → 3CaO∙Al₂О₃∙6 H₂O

4CaO∙Al₂О₃∙Fe₂О₃ + (m + 6)H₂O → 3CaO∙Al₂О₃∙6 H₂O + CaO∙Fe₂О₃∙mH₂O

Ca(OH)₂

→ 3(4)CaO∙Fe₂О₃∙xH₂O

 Глиноземистый цемент.

Глиноземистый цемент представляет собой продукт тонкого помола обожженной до плавления или до спекания сырьевой смеси, состоящей из боксита и известняка. Химический состав глиноземистого цемента следующий: около 40% СаО, около 40% Al₂О₃, остальное – примеси Fe₂О₃ (нежелательные) и др. оксиды СаО и Al₂О₃ находятся в глиноземистом цементе главным образом в виде минерала – однокальциевого алюмината СаО∙Al₂О₃. глиноземистый цемент быстро твердеет

2(СаО∙Al₂О₃) + 11Н₂О → 2 Al(ОН)₃ + 2СаО∙Al₂О₃∙8Н₂О.

Уже на третий день твердения прочность его приближается к максимальной. Сооружения из глиноземистого цемента стойки к сульфатной коррозии, но не стойки в щелочных средах, в которых идет разрушение камня в результате взаимодействия Al₂О₃ и Al(ОН)₃ со щелочами.

Магнезиальные цементы.

Активным началом магнезиальных цементов является оксид магния. Сырьем служат природный магнезит MgСО₃ и доломит СаСО₃∙MgСО₃. В соответствии с этим различают два вида магнезиальных цементов – каустический магнезит, получаемый обжигом до полного удаления СО₂ при 800-1000° С, и каустический доломит. В отличие от других вяжущих магнезиальные цементы затворяются не водой, а растворами солей MgCl₂ или MgSO₄, в некоторых случаях – серной или соляной кислотой. При твердении магнезиальных цементов происходит образование Mg(ОН)₂ сначала в коллоидном, а затем в кристаллическом состоянии; частично образуется оксихлорид магния

mMgO + MgCl₂ + pH₂O → (MgO)_m∙(MgCl₂)∙(H₂O)_p.

Магнезиальное вяжущее находит применение в производстве ксилолита, фибролита (термоизоляционного, конструктивного и фибролитовой фанеры), пено- и газомагнезита, оснований под чистые полы и других строительных деталей.

 

Коррозия бетонов.

Камневидное тело портландцемента подвержено коррозии в водах, богатых углекислотой, солями постоянной жесткости СаSО₄, MgSО₄ и др.

 

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О           углекислотная

  коррозия

сульфатная коррозия сопровождается образованием сульфоалюминатов, вызывающих местные напряжения за счет увеличения в объеме изделий, в объеме структуры последних.

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 148; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!