Карбонат кальция разложение


Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

При более детальном изучении реакции разложения карбоната кальция оказалось, что карбонат и окись кальция обладают в некоторой степени взаимной растворимостью в твердых фазах. Это обстоятельство усложняет теоретическую обработку реакции, но зато помогает понять некоторые особенности при практическом осуществлении ее.  [16]

При температуре - 600 С начинается разложение карбонатов кальция, а при более высоких температурах - карбонатов строн-эдя и наконец, карбонатов бария.  [17]

Слоним [31] показал, что скорость разложения карбоната кальция подчиняется закону первого порядка, и нашел для энергии активации значение 41 - 44 ккал, которое весьма близко к величине теплоты образования.  [18]

Большое значение и промышленных условиях имеют скорости разложения карбоната кальция, влияющие на продолжительность обжига, а следовательно, и на производительность печи. Скорость разложения СаСО3 зависит глянцы м обрядом от температуры разложения, и резко возрастает при ее повышении.  [19]

Для производственных условий имеет большое значение скорость разложения карбоната кальция, от чего зависит продолжительность обжига, а следовательно, производительность печи.  [21]

Для производственных условий большое значение имеет скорость разложения карбоната кальция, влияющая на продолжительность обжига, а следовательно, и на производительность печи.  [22]

Для производственных условий большое значение имеет скорость разложения карбоната кальция, влияющая на продолжительность-обжига, а следовательно, и на производительность печи.  [23]

При ат - 1 27 - 1 41 разложение карбоната кальция происходит несколько быстрее, чем при более низких коэффициентах избытка воздуха, несмотря на то, что при т 0 4 - 0 6 с интенсивность связывания образующейся свободной окиси кальция не зависит от коэффициента избытка воздуха. Из этих данных также вытекает, что основные процессы с окисью кальция в факеле совершаются в течение короткого ( периода.  [24]

При температуре раскаленного железа ( спирали) происходит разложение карбоната кальция. Через 7 - 10 минут после начала опыта несколько крупинок мела снимают со спирали, бросают в воду и испытывают фенолфталеином.  [25]

При обжиге карбонатного сырья наряду с химическими реакциями разложения карбонатов кальция и магния протекает ряд побочных вредных реакций: взаимодействие образующейся окиси кальция СаО с окислами железа, алюминия и кремния, содержащимися в виде примесей в известняке и меле и входящими в состав золы топлива и огнеупорного кирпича, применяемого для футеровки печи. Эти побочные реакции понижают эффективность процесса обжига, так как некоторая часть получаемой окиси кальция связывается в соединения, которые не могут быть использованы на последующей стадии производства для получения известкового молока.  [27]

Во время этого опыта с учащимися повторяют материал о разложении карбоната кальция. Обращают внимание на тепло, которое затрачивается на проведение этой, реакции. При образовании же карбоната, наоборот, тепло выделяется.  [28]

Получение извести из известняка путем его обжига заключается в разложении карбоната кальция под действием высокой температуры на окись кальция ( известь) и углекислый газ.  [29]

При этом под теоретическим расходом энергии понимают количество тепла, необходимое для проведения реакций разложения карбонатов кальция и магния ( СаСО3 и MgCO3) с целью получения газообразного диоксида углерода и оксида кальция; разложения гидрокарбонатов натрия и аммония; регенерации аммиака и диоксида углерода из гидрокарбоната маточника; выполнение работы ( тепловой эквивалент) по компримирова-нию газообразного диоксида углерода и перекачиванию оборотной воды ( тепловой эквивалент) с целью отвода теплоты реакции поглощения диоксида углерода и кристаллизации гидрокарбоната натрия.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Карбонат кальция

Кальция карбонат представляет собой твердые белые кристаллы без запаха и вкуса нерастворимые в воде, этаноле и легко растворимые в кислотах с выделением углекислого газа. Это неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. В природе встречается в виде минералов, различающиеся кристаллической структурой - широко распространённый кальцит, арагонит и ватерит, является главной составной частью известняка, мела и мрамора, одно из самых распространенных на Земле соединений.

Плотность карбоната кальция

Плотность (кальцит) 2,74 г/см³, (арагонит) 2,83 г/см³.

Температура плавления карбонат кальция

Температура плавления (кальцит) 825° C, (арагонит) 1339° C,

Температура разложения карбоната кальция

Температура разложения 900-1000° C.

Формула карбоната кальция

Химическая формула: CaCO3.    

Получение карбоната кальция

Кальция карбонат получают взаимодействием известкового молока с углекислотой или хлоридом кальция (СаСl2) с карбонатом натрия (Na2CO3) в водном растворе.

Применение карбоната кальция

Кальция карбонат (углекислый кальций, мел, кальциевая соль угольной кислоты) применяется:

  • в лакокрасочной промышленности, в производстве красок и отделочных материалов;
  • в химической промышленности при производстве карбида кальция;
  • в стекольной промышленности при изготовлении стекла;
  • в строительстве при производстве шпатлевок, различных герметиков и др.;
  • в сельском хозяйстве, как известковое удобрение и для комплексного агрохимического окультуривания полей;
  • в качестве наполнителя для резиновых смесей, бумаги, линолеума;
  • в медицине как антацидное, противоязвенное, восполняющее дефицит кальция средство;
  • в косметической промышленности при производстве зубного порошка, как наполнитель косметических средств;
  • в пишевой промышленности, как пищевая добавка краситель E170.
Таблица 1. Физико-химические показатели карбоната кальция
Наименование показателяНорма
Содержание хлоридов, %, не более 0,033
Содержание cульфатов, %, не более 0,25
Содержание мышьяка (As), %, не более 0,0001
Содержание бария (Ba), %, не более 0,0001
Содержание железа (Fe), %, не более 0,01
Содержание фтора (F), %, не более 0,005
Содержание ртути (Hg), %, не более 0,00005
Содержание свинца (Pb), %, не более 0,0003
Содержание тяжелых металлов, %, не более 0,002
Электрические свойства наполнителей на основе карбоната кальция (2 таблицы):

Таблица 2.

Диэлектрическая проницаемость (при 17-22°C) при 104 Гц:Диэлектрическая проницаемость (при 17-22°C) при 108 Гц:
кальцит в направлении, перпендикулярном оптической оси 8,5
кальцит в направлении параллельном оптической оси 8,0
доломит, в направлении, перпендикулярном оптической оси 8,0
доломит, в направлении параллельном оптической оси 6,8

Таблица 3.

Удельное электрическое сопротивление мрамора при 20°C:Удельное электрическое сопротивление дисперсии 5г CaCO3 в 100 мл воды при 23 °C, Ом:
объемное, Ом·см 109-1011
поверхностное при 50%-ной отн. влажности, Ом (3-8)·109
поверхностное при 90%-ной отн. влажности, Ом (1-3)·107
кальцит (CaCO3) 17 000-25 000
доломит (CaCO3·MgCO3) 3 000-5 000
pH кальцита 9,0-9,5
pH доломита 9-10
Удельное объемное электрическое сопротивление ПВХ композиции электроизоляционного назначения при 50°C, Ом·см >4·1014
Таблица 4. Физические свойства различных типов карбонатов.
ПоказателиКальцит CaCO3 (наиболее устойчивая модификация)Арагонит CaCO3 (метастабильная модификация, переходит в кальцит)Доломит CaCO3-MgCO3 (45% масс. MgCO3)Магнезит MgCO3

www.xumuk.ru

Лабораторная работа № 1

Изучение химического равновесия в гетерогенной системе

(Расчет термодинамических характеристик реакции

Разложения карбоната кальция)

Цель работы: освоить статический метод исследования химического равновесия; обработать экспериментальные данные для оценки термодинамических характеристик реакции; изучить зависимость химического равновесия от температуры.

Приборы и реактивы

  1. Печь трубчатая.

  2. Вакууметр.

  3. Милливольтметр.

  4. Карбонат кальция.

Методика выполнения работы и ее обоснование

Химическое равновесие в гетерогенных системах рассмотрим на примере реакции диссоциации карбоната кальция.

Процессы диссоциации карбонатов широко распространены в металлургии и химической промышленности (обжиг известняка, разложение известняка в доменной печи, где он используется в качестве флюса, известковое кипение в мартеновской печи и т. д.).

Карбонат кальция, являющийся составной частью мела, известняка, мрамора, диссоциирует по реакции:

CaCO3(т) = CaO(т) + CO2(г).

Эта реакции обратима. Константа равновесия имеет вид:

, (1.1)

где – активности оксида и карбоната кальция;

–фугитивность оксида углерода (IV).

Считаем, что активности чистых фаз CaCO3(т) и CaO(т) при данной температуре постоянны: = 1 и= 1, и при небольших давлениях . Константа равновесия реакции принимает вид:

, (1.2)

где – равновесное давление или упругость диссоциации карбоната кальция.

Изменение упругости диссоциации с ростом температуры можно показать на основании уравнения изобары реакции:

. (1.3)

С учетом (1.2) уравнение изобары для данной реакции можно записать:

. (1.4)

Для процесса диссоциации ∆H > 0, поэтому упругость диссоциации растет с увеличением температуры.

Изменение упругости диссоциации с ростом температуры показано на рис.1. Кривая делит плоскость диаграммы на две области. В области, лежащей выше равновесной кривой, устойчив карбонат кальция, ниже – оксид кальция. Для областиI характерны давления CO2, большие, чем равновесные.

Рис.1 Зависимость упругости

диссоциации от температуры

Используя уравнение изотермы:

, (1.5)

можно определить знак ∆G для процесса в условиях I. Так как фактическое давление CO2 для всех точек этой области выше равновесного, т.е. , то ∆G > 0. Следовательно, в условиях повышенного по сравнению с равновесным, давления CO2, возможна обратная реакция – процесс карбонизации: CaO(т) + CO2(г) = CaCO3(т).

Аналогично рассуждая для области II, где , можно заключить, что при давлениях ниже равновесного возможно развитие процесса диссоциации, т.к. ∆G < 0.

Численные значения равновесных , атм при различных температурах могут быть получены из уравнения:

, (1.6)

где – тепловой эффект реакции при данной температуре, Дж/моль;

–изменение энтропии реакции для этой же температуры, Дж/(моль∙К).

Теоретические значения иможно рассчитать, используя справочные величины (табл. 3).

Проинтегрировав уравнение (1.4) в пределах ии соответственноT1 и T2 (предполагая постоянство ∆H в данном интервале температур), получим соотношение:

, (1.7)

из которого можно найти величину теплового эффекта реакции в данном температурном интервале:

. (1.8)

Для измерения упругости диссоциации карбонатов часто используют статический метод. Суть его заключается в непосредственном измерении давления в установке, предварительно откачанной до предельного разряжения. При этом в печи при заданной температуре помещена навеска карбоната кальция. Давление измеряют с помощью вакуумметра. Схема установки показана на рис.2.

Порядок выполнения работы

  1. В кварцевую трубку печи заранее помещена навеска карбоната кальция, конец трубки плотно закрыт пробкой. В присутствии преподавателя в системе откачивают воздух. Для этого включают масляный ротационный насос. Вакуумный кран при этом открыт, а кран для впуска воздуха закрыт. Открывать вакуумный кран следует очень осторожно, поддерживая его левой рукой, а правой плавно поворачивая пробку крана. Систему откачивают до предельного разряжения. Закрывают вакуумный кран, включают насос и открывают кран для впуска воздуха. При использовании только трехходового крана впуск воздуха и подсоединение вакуума производятся с его помощью.

Рис.2. Схема установки: 1 – образец; 2 – термопара; 3 – милливольтметр;

4 – печь; 5 – кварцевая трубка; 6 – вакуумметр; 7 – двухходовой кран.

  1. Систему выдерживают под вакуумом, проверяя ее надежность в течение 5 – 10 минут. Затем включают печь и доводят температуру до первой заданной. Поддерживая температуру постоянной в течение 10 минут, достигают установления постоянного давления, определяемого вакууметром. Показание вакууметра при данной температуре позволяет рассчитать упругость диссоциации карбоната кальция. При высоких температурах выдержку можно делать меньше, чем при низких, так как скорость реакции с ростом температуры возрастает. При достижении постоянного давления записывают его величину и повышают температуру печи до следующей заданной. Таким образом, производят измерения разновесных давлений CO2 при нескольких температурах в диапазоне 500 – 800°С с шагом в 25 – 50°С (по заданию преподавателя).

  2. По опытным данным строят график в координатах ln, из которого определяют тепловой эффект реакции по уравнению 1.8.

  3. Теоретические значения рассчитывают по уравнению 1.6. Величины инаходят с помощью справочных данных (табл. 2).

  4. Сопоставляют теоретические и опытные значения ии делают вывод о влиянии температуры на химическое равновесие.

  5. Рассчитывают величину ΔG при каждой температуре опыта по уравнению (1.5) и делают вывод о направлении процесса.

Рекомендуемый вид таблицы

Плотность, кг/м3 2600 - 2750 2920 - 2940 2800 - 2900 3000 - 3100
Твердость по Мосу 3,0 3,5 - 4,0 3,5 - 4,0 3,5 - 4,5
Содержание растворимых фракций 0,99·10-8 (при 15°C)0,87·10-8 (при 25°C) - - 2,6·10-5 (при 12°C)
Растворимость при 18°С
г/100 г воды 0,0013 0,0019 0,032 0,0106
г/100 г водного раствора СО2 0,13 0,19 3,2 1,06
Температура разложения, °C 900 825, переходит в кальцит при Т>400°C 730-760 350
Природные источники Известняк, мрамор, известковый шпат, яичная скорлупа, кости (с примесью фосфата кальция), горные породы (в сочетании с доломитом) Панцири моллюсков, кораллы.Образуется при Т>30°C; переходит в кальцит при Т>400°C и Т

lkmprom.ru

КАЛЬЦИЯ КАРБОНАТ

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ КАЛЬЦИЯ КАРБОНАТ СаСО3, бесцв. кристаллы гексагон. сингонии - минерал кальцит (а = 0,499 нм, с = 1,706 нм, z = 6, пространств. группа R3с, плотн. 2,72 г/см3), устойчивый до т-ры плавления; известны также ромбич. модификация -арагонит (а = 0,4959 нм, b = 0,7968 нм, с = 0.5741 нм, z = 4, пространств. группа Ртсп; плотн. 2,94 г/см3) и псевдогексагональная (а = 0,716 нм, с = 0,849 нм, z = 6, пространств. группа P63/mmc), к-рые соотв. при 327-427 и 567 °С переходят в кальцит. Для кальцита: т-ра конгруэнтного плавления 1330°С (под давлением СО2 100 МПа), инконгруэнтного плавления в тройной точке 1187-1242°С (давление СО2 4 МПа); С°p 83,47 Дж/(моль.К); DH0пл 36 кДж/моль, DH0обр -1206,6 кДж/моль; S0298 91,7 Дж/(моль.К). При нагр. СаСО3 разлагается без плавления на СаО и СО2; давление разложения (в гПа): 8 (650 °С), 32 (700 °С), 267 (800 °С), 1013 (885 °С). Р-римость в воде при 18°С: кальцита 14 мг/л, арагонита 15 мг/л; в присут. СО2 р-римость резко повышается вследствие образования хорошо растворимого в воде гидрокарбоната Са(НСО3)2 (известен только в водных р-рах, при кипячении разлагается на СаСО3, СО2 и Н2О). Кальция карбонат реагирует с к-тами с выделением СО2. Кальцит - главный породообразующий минерал карбонатных пород (мела, известняка, мрамора) - широко распространен в природе, арагонит встречается реже. Получают кальция карбонат взаимод. известкового молока с СО2 или СаСl2 с Na2CO3 в водном р-ре. Применение: минералы -строит. материал, сырье для получения извести; из прозрачной разновидности кальцита (исландского шпата) изготовляют оптич. поляризац. призмы; синтетич. Кальция карбонат - наполнитель бумаги и резины, используется также в произ-ве зубного порошка и косметич. препаратов. Д. С. Стасиневич.

===

Исп. литература для статьи «КАЛЬЦИЯ КАРБОНАТ»: нет данных

Страница «КАЛЬЦИЯ КАРБОНАТ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Еще по теме:

  • Кальция карбонат - лекарственные препараты

Опытные данные

Теоретические данные

температура, T

показания

вакууметра

ln

,

K–1

,

,

ln

°С

K

n

, Па

атм

Па

Таблица 3

Справочные термодинамические данные

Вещество

Н0f,298,

S0298,

Коэффициенты уравнения

С0P = f (T),

а

b103

с110–5

СаСО3 (т)

–1206,83

91,71

104,52

21,92

–25,94

СаО (т)

–635,10

38,07

49,63

4,52

–6,95

СО2 (г)

–393,51

213,66

44,14

9,04

–8,53

studfiles.net


Смотрите также