Гашение извести

При гашении извести выделяется значительное количество теплоты, составляющее 65 кДж на 1 моль, или 1160 кДж на 1 кг оксида кальция. При этом температура гасящейся извести может достигать таких значений, при которых возможно не только кипение воды, но и возгорание дерева. Само название негашеной извести — известь-кипелка обусловлено способностью ее выделять большое количество теплоты, вызывающей кипение воды.
Известь, основные свойства, производство, гашение и твердение извести. По времени гашения все сорта воздушной негашеной извести подразделяют на три группы:
1. Быстрогасящаяся, со временем гашения не более 8 мин;
2. Среднегасящаяся — время гашения не более 25 мин;
3. Медленногасящаяся — время гашения не менее 25 мин.
Процесс гашения извести происходит по реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2 + 65,1 кДж.
Реакция гашения извести протекает очень бурно, с большим выделением тепла. Вода, проникая в глубину известковых зерен, вступает в химическое взаимодействие с СаО, и выделяющееся при этом тепло превращает воду в пар. Так, как переход воды в пар сопровождается увеличением объема извести, создаются внутренние растягивающие напряжения в зернах извести, приводящие к их измельчению в мелкий порошок.

В зависимости от количества воды, взятой на гашение извести, получается известь пушонка, или известковое тесто.
Известковое тесто получается в том случае, если воды берут в 3 — 4 раза больше, чем извести кипелки. Объем известкового теста, так же как и объем пушонки, и 2 — 3,5 раза превышает объем исходной негашеной извести. Плотность известкового теста составляет 1300 — 1400 кг/м3. Известковое тесто получают преимущественно на строительных площадках. Немеханизированным путем гасят известь в тесто в творильных ящиках с большим объемом, ведрах, бочках, самые лучшие емкости для гашения извести считаются деревяные бочки, или ямы вырытые в земле, необходимым количеством воды. Затем известковое молоко выливают через сливное отверстие, закрытое сетками для задержания крупных непогасившихся частиц, в нижерасположенную яму. В яме тесто обезвоживается благодаря испарению и отсосу воды через деревянные стенки ямы в грунт. В творильной яме известь выдерживают не менее 14 дней до полного гашения и получения пластичной тонкодисперсной массы. Известковое тесто обычно содержит около 50% воды. В последние годы почти на всех стройках известь гасят механизированным способом в известегасителях, где известь одновременно гасится, размалывается и перемешивается, причем значительно ускоряется гашение и не остается отходов. На крупных известковых заводах имеются специальные установки, снабжающие стройки пушонкой, известковым тестом, молотой известью кипелкой и готовыми известковыми растворами.
Гашеная известь твердеет в результате испарения воды и кристаллизации гидроокиси кальция. Вследствие потери влаги мельчайшие частицы Са(ОН)2, сближаясь между собой, образуют кристаллы, которые постепенно превращаются в прочный кристаллический сросток. Упрочнению известкового теста способствует также карбонизация, это процесс взаимодействия гидрата окиси кальция ( в присутствии влаги) с углекислым газом, который всегда содержится в воздухе в небольших количествах (около 0,03 %): Са(ОН)2 + СО2 + Н2O = СаСО3 + 2Н2O.

Разница между гашеной известью и известковой водой

Основное различие между гашеной известью и известковой водой состоит в том, что производство гашеной извести заключается в добавлении воды к оксиду кальция, тогда как производство известковой воды происходит путем перемешивания гидроксида кальция в чистой воде.

Как гашеная известь, так и известковая вода содержат гидроксид кальция в виде водного раствора. Тем не менее, эти два вещества отличаются друг от друга в зависимости от способа их приготовления и сырья, которое используется при их производстве. Общее название известковой воды — «известковое молоко» из-за цвета раствора.

Содержание

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое гашеная известь
3. Что такое известковая вода
4. В чем разница между гашеной известью и известковой водой
5. Заключение

Что такое гашеная известь?

Гашеная известь — это гидратированный гидроксид кальция. Получают этот раствор путем добавления воды к оксиду кальция. Общее название оксида кальция — негашеная известь. Негашеную известь получают, путем нагревая известняка при температуре не выше 900˚С. Добавление воды к этому оксиду кальция является опасной реакцией, поскольку она сильно экзотермична.

Производство негашеной и гашеной (гидратированной) извести

Гашеная известь производится в виде порошка или гранул. Конечный продукт реакции, из которой производят это соединение, выглядит как сухая порошкообразная мука, имеющая светлый (в основном белый) цвет. Это соединение применяется в качестве нейтрализующего агента для промышленных сточных вод, а также для очистки дымовых газов. Кроме того, это соединение может смешиваться с углекислым газом в воздухе, образуя известняк и выделяя воду.

Что такое известковая вода?

Известковая вода — это насыщенный раствор гидроксида кальция. Чистая известковая вода бесцветна. Обладает легким землистым запахом с горьким щелочным вкусом.

Известковая вода

Получают этот раствор путем перемешивания гидроксида кальция с чистой водой, а затем отфильтровывают избыток гидроксида кальция, который остается нерастворенным. Распространенное название этого состава — «известковое молоко». Нормальный рН этого раствора составляет 12,4. это означает, что он имеет основную природу.

Есть много важных применений этого вещества для нашего здоровья.

1. Способствует потреблению воды
2. Помогает в пищеварении
3. Снижает вероятность возникновения рака
4. Улучшает качество кожи
5. Способствует похудению

Кроме пользы известковая вода может быть и вредна. Повышенное содержание извести в питьевой воде может вызвать камни в почках, язву желудка, а также общее снижение иммунитета и тошноту.

Из-за этого известковая вода достаточно противоречивый продукт и принимать в медицинских целях нужно только проконсультировавшись с врачом.

В чем разница между гашеной известью и известковой водой?

Гашеная известь представляет собой гидратированный гидроксид кальция, тогда как известковая вода представляет собой насыщенный раствор гидроксида кальция. Кроме того, гашеная известь имеет гидроксид кальция в своей ненасыщенной форме, в то время как известковая вода имеет гидроксид кальция в своей насыщенной форме в химической природе каждого из этих растворов. Гашеную известь производят из оксида кальция, тогда как известковую воду производят из гидроксида кальция.

Заключение — гашеная известь против известковой воды

Как гашеная известь, так и известковая вода имеют гидроксид кальция. Основное различие между гашеной известью и известковой водой состоит в том, что гашеную известь получают путем добавления воды к оксиду кальция, тогда как известковая вода получается путем перемешивания гидроксида кальция в чистой воде.

Известь гашеная — Справочник строительных материалов и терминов (И)

Известь гашеная (гидроксид кальция) представляет собой химическое вещество из класса оснований. Это порошок белого цвета, который в воде плохо растворим.

Среди тривиальных названий гидроксида кальция встречаются следующие:

Известь гашеная – поскольку ее получают путем «гашения» (взаимодействия с водой) извести «негашеной» оксида кальция.

Вода известковая – поскольку представляет собой близкий к насыщенному прозрачный водный раствор.

Молоко известковое – белая непрозрачная водная суспензия.

Пушонка – представляет собой гидроксид кальция в сухом состоянии.

Получение гашеной изветси

Гашеную известь получают путем «гашения» (взаимодействия с водой) негашеной извести CaO + h3O → Ca(OH)2

Известь гашеная является гидроксидом и поэтому она реагирует с кислотами, образуя при этом соответствующие соли кальция. Так же по этой причине раствор извести на воздухе мутнеет, поскольку, являясь сильным основанием, реагирует с углекислым газом, растворенным в воде.

Известь гашеная при температуре 4000С реагирует с угарным газом.

Область применения

— Для побелки помещений.
— Для изготовления строительного известкового раствора. Гашеную известь с давних времен использовали для строительной кладки. Смесь приготавливалась в таких пропорциях: 1 часть смеси негашеной извести с водой, 3-4 части песка. Смесь в последствии затвердевает. Однако в ходе реакции происходит выделение воды, что является отрицательным фактором, поскольку помещения, построенные при помощи строительного известкового раствора, довольно длительное время сохраняют повышенный уровень влажности. Из-за этого, а также благодаря иным преимуществам перед гашеной известью его в качестве связующего в строительных растворах практически вытеснил цемент.

— Для изготовления бетона силикатного.
— Для умягчения воды (нейтрализации карбонатной жесткости воды).
— Для изготовления извести хлорной.
— Для изготовления удобрений известковых.
— Для каустификации карбоната натрия и калия.
— При дублении кожи.
— Для получения иных соединений кальция.
— Для нейтрализации кислых растворов.
— Для нейтрализации сточных вод производства.
— Для получения органических кислот.
— Для получения пищевой добавки Е526.
— Известковую воду применяют при обнаружении углекислого газа (во взаимодействии с ним известковая вода становится мутной, поскольку образуется карбонат кальция нерастворимый).
— Известковое молоко применяют при изготовлении сахара, для побелки стволов, для изготовления средств по борьбе с болезнями растений.

Справочник строительных материалов (И)

Справочник строительных материалов и терминов

Гашенная известь для снижения щелочности в воде — 12 Апреля 2018

Высокая щелочность пивоваренной воды не позволяет многим домашним пивоварам делать хорошее легкое пиво собственного производства. Чтобы это преодолеть многие используют воду из обратного осмоса, для разбавления имеющейся воды или даже для создания своей пивоваренной воду с нуля путем добавления солей. Другим вариантом является использование кислот для нейтрализации некоторой или всей щелочности воды.

Если щелочность всей воды или наибольшая ее часть является результатом временной жесткости (содержание растворенного карбоната кальция и магния), то существуют другие способы, которые обычно игнорируются. Одним из таких способов является осаждение щелочности гидроксидом кальция (также известного, как гашеная известь). Из-за низкой стоимости этот метод водоочистки широко применим в пивоваренной промышленности, но домашние пивовары, похоже, в большей степени остались в стороне из-за недостатка понимания химии и отсутствия поддержки в виде калькулятора.

Основываясь на данных в технической пивоваренной литературе, я смог заставить этот способ работать в моей воде и добавить необходимые вычисления в электронную таблицу расчета воды (водный калькулятор.xls). Данная статья пытается пролить свет на этот процесс и обеспечить наилучшее понимание химии, чтобы позволить другим пивоварам пользоваться этим элегантным способом очистки воды в их пивоваренном процессе.

 

Объяснение непонятной концепции

В большинстве пивоваренных книг упоминается, что щелочность и жесткость воды могут быть снижены при добавление извести (гидроксида кальция), которая сама по себе является сильной щелочью. Как может добавляться сильнощелочное соединение, такое как гашенная известь, для уменьшение щелочности? Это меня всегда запутывало, и мне потребовалось некоторое время, пока химия, стоящая за этим процессом, не стала для меня более понятной.

Гидроксид кальция является сильным основанием и, как таковой, он диссоциирует на кальций и гидроксид, когда растворяется в воде, независимо от рН воды:

Ca (OH) ₂ → Ca ²⁺ + 2 OH ^—

Образовавшиеся гидроксидные ионы (OH ^— ) стремятся повысить рН раствора, и в чистой воде это будет очень эффективно. Тем не менее, вода, которую мы обрабатываем известью, содержит бикарбонат и угольную кислоту, действующие как буфер рН и тем самым способствующие сильному повышению рН. Хотя мы наблюдали щелочность только в качестве препятствия для снижения рН затора, pH-буфер работает в обоих направлениях. Т.е. он удерживает рН от падения также, как он удерживает его от роста.

Рисунок 1 — Относительная концентрация угольной кислоты, бикарбоната и карбоната основанная на рН раствора. Для питьевой воды рекомендуется рН от 6,5 до 8,5 Рисунок 2 — Превращение угольной кислоты в карбонат через бикарбонат и обратно в угольную кислоту

Поскольку соотношение угольной кислоты, бикарбоната и карбоната находится в тесной связи с рН раствора (рис. 1), гидроксидные ионы извести должны взаимодействовать с угольной кислотой (H ₂ CO ₃ ), диоксидом углерода (CO _2, который не сформировал еще угольную кислоту) и бикарбонатом (HCO ^— ₃ ) , чтобы увеличить концентрацию карбоната (CO ^2- ₃ ) с помощью следующих реакций

CO ₂ + OH ^— → HCO ^— ₃

H ₂ CO ₃ + OH ^— → HCO ^— ₃ + H ₂ O

HCO ^— ₃ + OH ^— → CO ^{2 —} ₃ + H ₂ O

Добавленный гидроксид в основном притягивает ионы водорода (H ⁺ ) как из угольной кислоты, так и из бикарбоната, чтобы сделать их карбонатом. Это движение показано справа на рис. 2. В какой-то момент большая часть ионов гидроксида была поглощена вышеупомянутыми реакциями, а баланс угольной кислоты / бикарбоната / карбоната таков, что он сильно смещен в сторону карбоната. Это произошло с повышением рН, поскольку соотношение между рН и угольной кислотой / бикарбонатом / карбонатом, которое показано на рисунке 1, должно оставаться удовлетворительным.

Но для нас важно не повышение рН, а повышение концентрации карбонатных ионов. На этом этапе мы должны рассмотреть уравнение растворимости для карбоната кальция:

[Ca ²⁺ ] * [CO ₃ ^2- ] ≤ K _sp = 3,36 × 10 ^-9

Если величина между концентрацией ионов кальция и карбоната больше 3,36 × 10 ^-9, что очень мало, тогда карбонат кальция будет выпадать из раствора в осадок до тех пор, пока концентрация кальция или карбоната не будет достаточно низкой, чтобы удовлетворить этому уравнению. Когда это осаждение происходит, то молочно-белое помутнение, состоящее из форм карбоната кальция (мела), медленно выпадет в осадок.

Ca ²⁺ + CO ₃ ^2- → CaCO ₃ ↓

Стрелка вниз (↓) означает, что образовавшийся мел осаждается. Этот осаждающий мел представляет собой временную жесткость воды, а оставшаяся прозрачная вода имеет более низкую щелочность и более низкую жесткость (т.е. меньшее содержание кальция), чем было раньше. Если коротко: добавление извести повышает рН и выталкивает кальций и бикарбонат из раствора в виде карбоната кальция.

 

Ограничения

Этот способ очистки воды поможет уменьшить щелочность только в том случае, если присутствует достаточное количество кальция, поскольку он участвует в образовании карбоната кальция. Хотя могут быть внесены изменения в эту процедуру (см. Уменьшение магниевой жесткости), количество магния, которое можно удалить с помощью этого метода, ограничено из-за того, что карбонат магния примерно в 100 раз более растворим, чем карбонат кальция.

С этим методом нельзя уменьшить натрий, так как карбонат натрия очень хорошо растворим в воде. Также не могут быть уменьшены сульфатные и хлоридные анионы. Они останутся неизменными, если не добавляются, хотя добавление солей кальция обычно практикуется для повышения содержания кальция в воде и обеспечения достаточной концентрацией кальция в обработанной воде.

Поскольку щелочность снижается только до тех пор, пока осаждается кальций, важно, чтобы кальциевая жесткость превышала щелочность. Кальциевая жесткость — это другой показатель, характеризующий содержание кальция в воде. Здесь содержание кальция выражается в виде эквивалентного количества CaCO₃, вместо количества кальция, который выражается в ppm или мг/л. Чтобы содержание кальция в мг/л или ppm преобразовать как CaCO₃ в ppm просто умножьте значение на 2,5.

Например: вода содержит 100 ppm кальция и имеет щелочность 200 ppm в виде CaCO ₃. Сколько кальция останется после осаждения щелочности?

Кальциевая жесткость воды в таком случае составит 250 ppm в виде CaCO₃. Удаление щелочности 200 ppm в виде мела, также требует уменьшения жесткости кальция на 200 ppm. Оставшаяся жесткость кальция составляет 50 ppm в виде CaСO₃ или 20 ppm в виде кальция.

Из-за осаждения кальция может потребоваться добавить в воду еще кальция в виде карбоната кальция или гипса. Это лучше всего сделать до или во время добавления извести. Необходимое количество зависит от предполагаемого осаждения мела и желаемого уровня кальция в воде после обработки.

Весь кальций, который добавляется с известью, также будет осаждаться в виде карбоната кальция. Этот факт обеспечивает соблюдение немецкого закона Reinheitsgebot, поскольку затем ничего не добавляется в воду. На практике этот метод не способен полностью снизить щелочность до 0 независимо от количества присутствующего кальция. Нижний предел снижения щелочности на практике обычно составляет 30-50 ppm в виде CaCO₃ . Одна из причин заключается в поглощение атмосферного CO₂ в течение времени осаждения, который заставляет часть осаждающегося мела снова раствориться в воде.

Реакция лучше протекает при низких температурах воды, но, в то же время, осаждающийся карбонат кальция образует большие частицы в слегка более теплой воде, поэтому температура обрабатываемой воды не должна быть ниже 12 °C.

 

Как пользоваться калькулятором

Для очистки воды с использованием извести необходимо рассчитать необходимое количество извести, для этого воспользуйтесь существующей электронной таблицей обработки воды (водный калькулятор.xls).

Вода для предварительной обработки

Все расчеты извести сделаны на «расширенном» калькуляторе/электронной таблице. Первый шаг — это ввод профиля исходной воды, который можно взять в полном анализе или GH & KH тесте на воду. У меня есть полный анализ моей воды из колодца, которая очень похожа на воду в Мюнхене. Она обладает высоким уровнем временной жесткости, что хорошо проявляет себя в этом способе обработки, хотя осаждение мела происходит и во время кипячения воды.

Потребность в извести и баланс кальция

Теперь перейдите к разделу «Обработка воды известью». Здесь необходимо указать текущий рН воды и количество воды, подлежащего обработке. РН воды используется для определения количества угольной кислоты и СО ₂ в воде. Это необходимо, так как добавленная известь также должна превращать ее в карбонат в дополнение к превращению бикарбоната в карбонат. Количество воды, подлежащей обработке, отличается от общего количества пивоваренной воды, указанной позже, поскольку некоторая вода останется при отделение осадка из обработанной воды.

Результатом расчета является теоретическое количество извести в ppm или мг / л, которое необходимо добавить для осаждения всей щелочности воды. Но более важным результатом, требующим здесь внимания, является избыток кальция. Это количество кальция, который останется в воде, если вся щелочность будет осаждена этим процессом. Если эта концентрация ниже 10 мг/л, вам необходимо добавить некоторые соли кальция (гипс или хлорид кальция), чтобы повысить содержание кальция в воде. В моем случае мне пришлось сделать это, что будет объяснено в следующем разделе.

Есть еще два поля, в которые требуется ввести значения: GH и KH. Это измерения из анализа испытания воды GH & KH, которые берутся из обработанной воды после осаждения карбоната кальция. Поскольку снижение щелочности редко бывает эффективным на 100%, тестирование воды после обработки и использование этой информации вместе с информацией из воды для предварительной обработки является более надежным подходом, чем при произвольной эффективности обработки известью.

Для определения профиля конечной воды предполагается, что обработка известью только осаждала щелочность (например, бикарбонаты и карбонаты) и кальций. Все остальные ионы остаются нетронутыми.

Добавление солей

Возвращаемся к разделу «изменение профиля воды от солей».

Как упоминалось ранее, используемая здесь вода содержит больше щелочности, чем кальциевая жесткость, которая ограничивает эффективность удаления щелочности и вызывает дефицит кальция в конечной воде. Чтобы этого избежать, я решил повысить уровень кальция в воде с помощью 20 мг/л гипса и 80 мг/л хлорида кальция. При этом повысились уровни содержания кальция, сульфата и хлорида в воде. Их новые концентрации в воде для предварительной обработки можно увидеть в правой колонке.

Потребности в соли и извести для очистки воды

При обработке воды известью добавляются необходимые соли и известь для воды, количество которой больше, чем требуется для пивоварения. Вот почему существует отдельный раздел с названием «Необходимые солевые добавки при обработки известью», который рассчитывает количество солей в пересчете на концентрацию солей и извести, также необходимо знать количество воды для обработки, которое было указанно ранее.

Маловероятно, что пищевая сода добавляется в воду, когда целью является удаления щелочности. Хотя мел может быть добавлен, он добавляется только в качестве вспомогательного средства для процесса и не остается в воде после обработки. Вот почему список солей ограничивается гипсом, солью Эпсома, поваренной солью, хлоридом кальция и хлоридом магния. Необходимое количество извести определяется как для сухого вещества, так и для 5% (по весу) раствора. Последнее полезно для обработки не большего количества воды для тестовых партий, которое будет объяснено ниже.

Полученный профиль воды

Когда значения «GH» и «KH» воды для последующей обработки были введены в разделе «Обработка воды известью», в результате получается профиль воды. Вы заметите, что изменились только кальций и бикарбонаты / щелочность (за исключением ионов, добавленных дополнительными солями). Как упоминалось ранее, в результате предположения, что осаждается только карбонат кальция, поскольку осаждение магния является более сложным.

На этом примере обработка известью понизила остаточную щелочность со 143 ppm до 10 ppm в виде CaCO ₃

Оценка pH затора

После заливки воды, засыпки помола и определения цвета пива можно оценить рН затора. В моем случае варился Майбок с цветностью 11 SRM, и оценочный рН затора 5.4 был достаточно близок к фактическому рН затора 5.5. Оценка рН менее точная, когда большая часть цвета образуется из базового солода, что было в моем случае.

Что для этого нужно

Чтобы эффективно обрабатывать воду известью, вам понадобятся несколько расходных материалов, некоторые из которых у вас уже есть.

Пищевой гидроксид кальция, а также гашеная известь или гидроокись кальция, можно найти в специализированных магазинах торгующих химреактивами. Если ваши местные магазины не возят его, вы всегда можете заказать его у онлайн-торговцев (например, здесь). Пол килограммовой упаковки хватит на долго.

Осторожно! Гидроксид кальция, также известный как гидратированная или гашеная известь, является агрессивным веществом и с ним следует обращаться с осторожностью. В сочетании с водой, даже влажностью кожи или глаз, она образует каустический раствор, который может вызвать химические ожоги. Храните его в недоступном для детей и домашних животных месте. В дополнение к этому надевайте защитные очки и перчатки всякий раз, когда вы его используете. Проливы следует немедленно вытирать.

Набор для тестирования воды GH & KH — очень полезный инструмент, который позволяет мгновенно проверять результаты очищенной воды. Без средств измерения щелочности вам придется ждать, пока вы не измерите pH затора, чтобы подтвердить успешно ли прошла обработка.

Также необходима большая емкость для обработки воды и выпадения осадка.

Для отмеривания содержания соли и извести необходимы весы с разрешением 0,1 г или меньше.

Рисунок 2 — взвешивание количества солей и извести, вычисленных электронной таблицей. Добавьте к этому дополнительно около 1/4 — 1/2 ч.л. мела на каждые 20 л обрабатываемой воды. Нет необходимости быть точным с мелом, поскольку его единственная цель — обеспечить места для кристаллизации осаждающего мела. Добавление мела не обязательно, но полезно

Рисунок 3 — Заполните большую емкость водой, подлежащей обработке. Для иллюстрации я использовал стеклянный бутыль, но поскольку его вместимость, как правило, меньше, чем количество обрабатываемой воды, он может быть не лучшим выбором. Он также упрощает сифонирование или слив воды после обработки, если емкость помещена достаточно высоко.

Рисунок 4 — Добавьте соли, известь и мел в воду

Рисунок 5 — воспользуйтесь миксером, веслом для затирания или просто длинной лопаткой, чтобы хорошо размешать соли, известь и мел в воде. Хоть и вода должна хорошо быть перемешана, но смешивание должно минимизировать поглощение углекислого газа из атмосферы, поскольку он противодействует реакции извести, повышающей рН

Рисунок 6 — Если у вас есть pH-метр или тест-полоски в диапазоне от 8 до 11, вы можете проверить pH после добавления извести. Он должен быть значительно выше 9, но меньше 11.

Рисунок 7 — Пусть осадок оседает в течение ночи

Рисунок 8 — После того, как он будет осажен, pH будет намного ниже, чем после добавления извести, но все же выше, чем было раньше. Но это не проблема, поскольку имеет значение щелочность воды, а не ее рН. На этом этапе вы должны проверить щелочность и жесткость воды и ввести эти измерения в таблицу.

Рисунок 9 — Слейте очищенную воду с осадка в котел для варки или другую емкость, которую вы используете для нагрева воды

Если вы планируете регулярно использовать эту технику на своей пивоварне, предлагаю несколько советов:

• Приобретите большой бак для обработки воды, который будет располагаться в повышенном положении.
• Этот бак должен иметь отвод, достаточно далеко от низа, чтобы не захватывать осадок
• Вы можете спокойно оставить осадок (мел) и остаточную воду в этом баке до следующего раза, когда будете исправлять воду. В этом случае вам не придется добавлять дополнительный мел
• Для того чтобы создать воду со средней остаточной щелочностью между вашей водопроводной водой и самой низкой щелочностью, полученной при помощи известкования, просто смешайте две воды, а не пытайтесь осадить меньше мела. Некоторые эксперименты подтверждают это.

 

Эксперименты с количеством извести необходимы и актуальны

Рисунок 10 — щелочность и рН воды, обработанной известь. Ось X представляет собой известную добавку в процентах от расчетной концентрации

В результате экспериментов я обнаружил, что количество извести, вычисленное с помощью электронной таблицы, не обязательно является оптимальным количеством, которое дает лучшее снижение щелочности. Это может быть результатом неточностей в данных анализа воды и упрощений, которые были сделаны для расчетов. В результате рекомендуется проверить количество извести в небольшой серии экспериментов, где в воду добавляется различное количества извести и проверяется щелочность полученной воды.

Проведение этих экспериментов довольно прямолинейно. Возьмите воду для предварительной обработки и добавьте соли, чтобы они соответствовали концентрации солей, которые вы планируете использовать для вашей пивоваренной воды. Кроме этих солей добавьте немного мела в воду. Этот мел не раствориться, но даст места для кристаллизации мела, который позже осядет в воде. Не добавляйте известь в этот момент.

Затем разделите эту воду между тремя стеклянными банками (подойдут также стаканы или небольшие колбы). Теперь подсчитайте количество извести, необходимое для осаждения всей щелочности в этих небольших образцах воды. 85% от этой суммы добавьте к первому образцу, 100% добавляйте ко 2-му образцу, и 115% добавьте к третьему образцу. Так как добавленное количество является довольно маленькими, целесообразно приготовить 5 % мас. известкового молока путем простого смешивания 10 г извести с 90 г воды (водопроводная вода будет работать очень хорошо). После доведения до равномерной суспензии количество извести можно измерить с помощью пипетки (1 мл = 0,05 г извести) или путем взвешивания раствора (1 г = 0,05 г извести)

После добавления извести тщательно перемешйте образцы и оставить осадок в течение ночи.

Затем проверьте прозрачную воду на щелочность (KH) и, если возможно, на pH. Я сделал это для 5 различных образцов, и результаты показаны на рисунке 10. По мере увеличения количества добавленной извести оставшаяся щелочность падает до достижения минимума. После этого невозможно осадить дополнительную щелочность. Повышение щелочности после этой точки связано с резким увеличением ионов гидроксида (OH ^— ), что отражается в повышении рН. Эти остаточные гидроксид-ионы не обнаружили никаких ионов бикарбоната или угольной кислоты.

Для обработки воды следует использовать концентрацию извести, которая ведет к низкой щелочности и приемлемому рН воды (<9,5).

 

Снижение магниевой жесткости

До сих пор обсуждалось только уменьшение щелочности и кальциевой жесткости, ведь обсуждалось осаждение карбоната кальция. Однако для уменьшения магниевой жесткости также можно использовать обработку воды известью. Повышенные уровня магния вместе с высоким содержанием сульфатов приводят к образованию соли Эпсома, которая может придать горький вкус. Соль Эпсома даже называют Bittersalz (горькой солью) на немецком языке.

Карбонат магния примерно в 100 раз более растворимый, чем карбонат кальция, поэтому он не осаждается, как только повышается концентрация карбоната. Вместо этого магний необходимо осаждать в виде гидроксида магния, который в 100 раз меньше растворим, чем карбонат кальция. Переход из бикарбоната магния в гидроксид магния происходит в этих двух этапах:

Mg ²⁺ + 2 HCO ₃ ^— + Ca ²⁺ + 2 OH ^— → Mg ²⁺ + CO ₃ ^2- + CaCO ₃ ↓

Mg ²⁺ + CO ₃ ^2- + Ca ²⁺ + 2 OH ^— → Mg (OH) ₂ ↓ + CaCO ₃ ↓

Чтобы осадить один ион магния и два бикарбонатных иона, требуется две молекулы гидроксида кальция. Кальций из гидроксида кальция осаждается в виде карбоната кальция вместе с гидроксидом магния.

Чтобы сделать вышеупомянутые реакции, необходимо повысить рН воды до рН 10,5 — 11, что значительно выше рН, необходимого для простого осаждения карбоната кальция. Кроме того, полученная вода будет иметь рН, который останется слишком высоким для использования в качестве пивоваренной воды. Для решения этой проблемы при осаждении магния обычно используют двухступенчатую известковую обработку.

Гидроксид кальция добавляют, примерно, в половину воды для предварительной обработки до достижения рН 10,5-11. После взаимодействия с водой происходит выпадание осадка. Во время этого процесса удаляются как гидроксид магния, так и карбонат кальция. Затем чистая вода отделяется от осадка и смешивается с оставшимся количеством воды для предварительной обработки, что приводит к дополнительному осаждению карбоната кальция, но не осаждает гидроксида магния или карбоната магния. РН воды после обработки на втором этапе будет достаточно низким, для создания подходящей пивоваренной воды.

Такая двухступенчатая очистка воды способна уменьшить содержание магния в воде на 50-65%

 

Очистка воды на большой пивоварне

Рисунок 11 — Схематическое изображение простой одноступенчатой ​​системы восстановления щелочности. См. Текст для объяснения

Многие пивоваренные заводы проводят обработку воды, обсуждаемую в этой статье, в непрерывных системами. На рисунке 11 показана простая 1-ступенчатая система, которая может быть использована для осаждения карбоната кальция из входящего потока «сырой» воды.

Часть входящей воды отводится в резервуар для хранения гидроксида кальция, где она насыщается гидроксидом кальция. Количество гидроксида кальция, который будет смешиваться с водой, регулируется в зависимости от щелочности, которую нужно осадить. Основной поток воды и насыщенная вода гидроксида кальция тщательно перемешиваются в реакторе. Затем смешанная вода течет по центральной трубе, осаждая карбонат кальция. Как только вода достигает дна, она начинает подниматься вверх, где имеющееся поперечное сечение намного больше, а итоговый поток течет медленнее. Так медленно, что осаждающийся карбонат кальция способен выпадать, а вода, выходящая в верхней части реактора, почти прозрачна. Затем гравийный фильтр удаляет остаточную мутность в воде, и вода, выходящая из системы очистки, прозрачна и имеет низкую щелочность и жесткость, чем вода перед обработкой. Для поддержания работы системы необходимо удалить карбонат кальция в качестве осадка, и в его резервуар для хранения необходимо добавить гидроксид кальция

Современные модификации этой системы используют гранулы карбоната кальция или кварцевый песок (размер зерна 0,2-0,5 мм) в реакторе, которые обеспечивают места кристаллизации карбоната кальция и сокращают время, проведенное в реакторе, до 60-90 мин. Также доступны многоступенчатые установки, способные осаждать магний.

 

Этот метод очистки воды достаточно популярен среди крупных пивоварен, для которых это экономически оправданно при наличии высокой жесткости и щелочности в воде, но редко используются среди домашних пивоваров. Я думаю, что причина этого в некоторой степени очевидна: эта обработка более сложная и менее интуитивная, чем обработка воды кислотами, ее разбавление или даже создание пивоваренной воды с нуля. Тем не менее, этот процесс, безусловно, будет полезен продвинутым домашним пивоварам, и после его создания может стать стандартной процедурой во время приготовления более легких стилей пива, которые требуют более мягкой воды. Даже если это не станет стандартной процедурой, некоторые пивовары смогут просто сказать: были там, сделали это.

Гашеная и негашеная известь

Известь – греческое слово, которое имеет свое значение. В дословном переводе оно означает «негасимый». Это один из тех материалов, которые существуют с незапамятных времен. Его уже давно человечество использует в своих целях. Как ни странно, его свойства определили совершенно случайно. А вот начали применять материал во многих сферах, посредством ошибок и проб, можно сказать, вслепую. Известь – универсальный материал, который используется и сегодня.

За счет своих свойств, материал употребляется в разных промышленностях, которые отличаются друг от друга. В этой статье мы рассмотрим, как добывают материал, чем отличается гашеная известь от негашеной и в каких областях ее применяют.

История возникновения материала

В древние времена, когда люди еще ничего не понимали относительно кальция и его соединений с кислородом и углем, они кое-что сообразили. Что именно? Путем «научного тыка» было выяснено, что известняк обладает отличными свойствами, особенно в качестве строительного материала. Кроме того, если обжечь некоторые горные породы, такие как тот же известняк, доломит, мел и т. д., то получится вещество, обладающее связующими свойствами.

Если вспомнить историю древнего Китая, то цементом из известняка работники стабилизировали почву и делали кладку своей знаменитой Великой Китайской стены. Ее длина составляет 2500 км. Удивительно то, что она уцелела до наших дней, и сегодня мы можем лицезреть ее величие. С течением времени, известь стала ключевым компонентом для приготовления удобрений, которые применяются в сельском хозяйстве.

Различают два вида материала: гашеная и негашеная известь. Как получается тот или иной вид? Какова между ними разница? Давайте узнаем ответы на эти вопросы.

Производство сырья

Нам уже известно, что известь – это продукт горной породы. Его добывают путем обжига в специальных печах из известняка, доломита и мела. На выходе получается материал в виде белых комков, или как его еще называют – комовая «кипелка». Это и есть негашеная известь. Процесс добычи происходит на специальных фабриках, откуда известь доставляется дальше. «Кипелка» – первоначальный продукт, из которого дальше будет произведены другие виды. Химическая формула материала – CaO (оксид кальция).

Готовое после обжига сырье не используется для растворов и цемента, так как обладает способностью очень сильно абсорбировать влагу, а также способствует образованию на стенах грибковой плесени. Все же, кипелка довольно востребована в строительной промышленности, а именно для изготовления шлакобетона, силикатного кирпича, красящих веществ и смесей для штукатурки.

В зависимости от времени, за которое можно гасить комовую «кипелку», ее делят на 3 вида. Первый из них – быстрогасящаяся известь. Время, которое необходимо для ее погашения – до 8 минут. Второй вид – среднегасящаяся, которая доходит за 25 минут. Ну и последний вид – медленногасящаяся, которой необходимо 25 минут и больше, чтобы дойти до кондиции. Вот так плавно мы перешли к другому виду материала – гашеной извести.

Известь гашеная

Отличия гашеной и негашеной извести, в чем они выражаются? Само название уже показывает, в чем же разница между материалами. Если обычное сырье имеет формулу CaO, то гашеный материал получается в результате добавления воды: CaO + H₂O = Ca(OH)₂. В этом заключается процесс гашения. Примечательно, что при смешивании сырья с водой происходит бурная реакция, при которой выделяется огромное количество тепла и дыма. Вода буквально закипает. Вот поэтому и комовую известь называют «кипелкой». На выходе получается гидратная пушонка.

Из комовой «кипелки» можно получить разные подвиды: молотую негашеную, гидратную пушонку, известняковое тесто или молоко. В зависимости от количества добавляемой для гашения воды, получается тесто или молоко. Например, для получения известнякового теста, жидкости для реакции требуется в 3–4 раза больше, чем самого материала. А если нужно получить известняковое молоко, то количество жидкости увеличивается в 8–10 раз.

Как произвести гашеную пушонку

Для производства гашеной извести, нужно соблюдать некоторые правила. Дегидратацию (процесс гашения) требуется проводить на открытом воздухе. Само сырье нужно поместить в резервуар или емкость. Так как в процессе будет выделяться довольно большое количество пара, нужно защитить себя. Сам материал тоже может причинить вред человеку и даже обжечь кожу. Вот почему требуется защитить кожу рук и всего тела, глаза и дыхательные пути. Вам никак не обойтись без костюма или специальной одежды, перчаток, очков и респиратора. Тогда все пройдет безопасно для вашего здоровья.

Важно помнить, что спешка в этом деле не нужна. Качества негашеной извести могут разниться, одна гасится быстро, другая долго. Если не довести все дело до конца, то возможно такое, что материал будет дымиться в готовой только сделанной штукатурке. Когда вы используете медленногасящуюся известь, то сразу заливать ее водой не рекомендуется. Лучше делать это небольшими порциями. Среднюю и быстрогасящуюся заливают до тех пор, пока пар полностью не исчезнет, чтобы не допустить перегорания.

Обратите внимание! Свежегашеная известь может иметь остатки исходного материала. Их гасят повторно, после чего удаляют.

После дегидратации количество извести будет больше. Из 1 кг негашеного материала можно получить 2 и больше. Известь гашеная и негашеная разница налицо. Но где используют эти материалы?

Применение в строительстве

Основной областью, в которой применяют гашеную и негашеную известь – является строительство. Известь – прекрасный вяжущий материал. Одно из его преимуществ – экологическая чистота и натуральность. Он совершенно невредный для человека. Немного о применении негашеного сырья мы уже говорили, но это не все аспекты. Она необходима для изготовления сухой строительной смеси, раствора и штукатурного состава. Кроме того, за счет добавления извести в бетонные изделия, они становятся гораздо прочнее, влагоустойчивее и плотнее.

А вот как применяют гашеную известь? Именно из нее изготавливают бетон и различные кладочные и штукатурные растворы. Она служит вяжущим веществом. Известковый раствор славится своими адгезионными свойствами. Он отлично схватывается с кирпичной поверхностью, бетонной и деревянной.

Совет! Для деревянной поверхности обязательно нужно делать дранку или ставить строительную сетку.

Другие области применения

Но, строительство – это далеко не единственная грань, в которой используют известь. Вот перечень еще нескольких областей, в которых используют этот универсальный материал:

1. Сельское хозяйство. Из известняка делают удобрение, которое применяется для улучшения показателей плодородности почвы. Кроме того, известь понижает кислотность грунта. Как происходит процесс? Твердые удобрения – известняки, доломит, мел – насыпают сверху на почву. Но перед этим, породу нужно разломить или обжечь. Более мягкое удобрение значительно эффективнее. Его добавляют в почву сразу, без какой-либо обработки. Что это за удобрения? Гажа (озерная известь), мергель, мука из доломита и известняковый туф. Известняковыми удобрениями также можно назвать продукты переработки, такие как молотая или комовая известь (негашеная) и гидратная пушонка (погашенная). А также это отходы промышленности: сланцевая зола, цементная пыль, дефекационная грязь, доменный шлак, торфяная зола и т. д.
   
2. Обработка стволов деревьев. Все мы видим, как деревья обрабатываются непонятным белым веществом для защиты от вредителей. Применение гашеной извести необходимо и в данном случае. На 1 кг извести добавляют 4 л. воды. Через несколько дней раствором можно обрабатывать стволы.
   
3. Обработка растений. В воду с известняком помещают медный купорос. Смесь выдерживают 2 часа и начинают обрабатывать ею растения.
4. Побелка поверхностей. Издавна известью белили стены и потолки помещений. Пропорции смеси следующие: 1 кг сырья разбавляют 2 л. жидкости. После чего вода добавляется до тех пор, пока не получится нужная консистенция. Раствор настаивают несколько дней и процеживают.

Заключение

Как видите, гашеная известь нашла применение во многих областях. Мы рассмотрели далеко не все сферы, но они основные. Все это служит доказательством того, что хотя известь – материал который используется с древних времен, он не утратил своей ценности в наши дни.

О заморах — массовой гибели рыб в результате уменьшения растворенного в воде кислорода (до 5-30 % нормального насыщения) | Новости

На гибель рыб влияет не только низкое содержание или полное отсутствие растворённого в воде кислорода, но и гидрохимические, гидробиологические  процессы, а также вынос веществ с территории водосбора.

Так, в некоторых рыболовных угодьях, особенно глухих и бессточных водоемах, грунты которых выстланы сапропелем или другими органическими остатками, могут наблюдаться зимние предзаморные явления рыбы, связанные с падением кислорода ниже допустимых пределов (менее 4-х мг/л). Повышение окисляемости воды до 15-20 мгО2/л  может также свидетельствовать о значительном накоплении органических веществ, поглощающих кислород. В период оттепелей причиной накопления органики могут быть сельскохозяйственные стоки. Высокое содержание в воде аммонийного азота указывает на наличие продуктов распада (гниения), дальнейшее окисление которых (NН3 → NО2 → NО3) может сопровождаться падением кислорода в воде и возникновением вторичных зимних предзаморных явлений. Повышенное содержание железа в воде может также явиться причиной вторичного замора, так как оно является энергичным потребителем кислорода. Осаждаясь на жабрах в виде бурого осадка, железо вызывает удушье рыб. Кислая реакция среды усиливает вредное действие избыточного количества железа.

Оперативные мероприятия по предотвращению заморных явлений на водных объектах включают быстрое (оперативное) предотвращение заморных явлений, и направлены на увеличение содержания растворённого кислорода в воде. К их числу относятся:
 1. Известкование водных объектов. Известкование способствует разложению и ускорению минерализации органического вещества, а также улучшению газового режима, нейтрализует кислую реакцию воды. Негашеную известь вносят в водоем из расчета 1 – 2 ц/га. При использовании гашеной извести или молотого известняка нормы внесения увеличиваются, соответственно, в 1,3 и 1,8 раза.

 2. Изготовление прорубей на  водоемах, предрасположенных к заморным явлениям. Количество прорубей зависит от площади водоема и в среднем составляет 3-5 шт./га. Проруби следует располагать в центре  водоема и по его периметру, где глубина непромерзающего слоя составляет 50-60 см. Для предотвращения замерзания прорубей необходимо в них установить снопы, изготовленные из камыша, рогоза и др. полых «дышащих» растений.

 3. Аэрация водоемов. Аэрацией называется процесс, при котором воздух тесно контактирует с водой, путем распыления воды в воздухе, или пропуская пузырьки воздуха через воду. Наряду с этим, применяется способ аэрации, использующий гидромеханическое перемешивание водной толщи.  В качестве наиболее доступных можно рекомендовать небольшие по размерам ветроустановки:
 — ветроустановки, передающие энергию ветра непосредственно на лопасти винта, производящего гидромеханическое перемешивание водной массы;
 — ветрогенераторы, вырабатывающие электроэнергию и подающие её на погруженные компрессоры, производящие диффузную аэрацию водной толщи кислородом воздуха.

 4.  Подвешивание мешков с солью в таких прорубях из расчета 5кг/мешок. В качестве соли может быть рекомендована техническая соль.

Как правильно гасить известь для побелки: инструкция, формула и видео

Известь, или известняк с давних времён известен человеку как превосходный строительный материал с уникальными свойствами. Она до сих пор используется для побелки потолков, стен и других поверхностей – это самый дешёвый и простой вариант косметического ремонта. Но прежде чем начинать побелку, нужно знать, сколько времени нужно гасить известь. От этого зависит весь строительный процесс.

Сырьём для производства могут быть некоторые каменные карбонатные породы типа ракушечника, известняка или мела. Интересная особенность известковой побелки – её дезинфицирующая способность.

Использование извести в строительстве

Это превосходное вяжущее вещество, придающее пластичность цементному раствору. Побелка при помощи извёстки великолепно зарекомендовала себя во время отделки помещений разного назначения — в сухих и влажных, гаражах и подвалах, коровниках. Даже бордюры на улице белят известью.

Чтобы образующаяся на поверхности плёнка обладала устойчивостью к влаге, необходимо знать, как правильно гасить известь. Эта технология важна для того, чтобы на поверхности не появлялись разводы, пузыри и различные пятна.

Рассмотрим несколько свойств извести, которые часто применяются в строительстве:

• придаёт вязкость, эластичность и прочность кладочным растворам и штукатуркам;
• увеличивает водостойкость бетонов;
• низкая стоимость позволяет использовать известковую побелку в общественных учреждениях и на улице;
• надёжный антисептик в погребах, курятниках и коровниках;
• предохраняет от солнечных ожогов деревья (использование в качестве побелки).

Для чего нужно гасить

Известь для побелки можно погасить несколькими способами. Важно это сделать правильно. Но сначала разберёмся с самими понятиями, так как из негашеной извести получаются самые разные смеси, которые отличаются друг от друга составом и назначением.

Как правило, в магазине мы покупаем средние или большие куски обожжённого камня-известняка. Они не до конца завершили химическую реакцию, поэтому пока это не извёстка, а негашеная известь. Добавление воды характеризуется бурной реакцией с выделением СО2, параллельно выделяется много тепла. Пожара не ждите, но всё нужно делать правильно и все меры предосторожности от ожогов соблюдать строго.

В строительстве часто применяется как пушонка, так и известковое тесто (и известковое молочко). Посмотрим, как нужно гасить известь по инструкции.

Шаг 1

Берём чистую, глубокую посуду. Приносим холодную воду.

Чтобы получить пушонку, кладём в посуду наши комья и заливаем их чистой холодной водой. Начнётся очень бурная реакция, смесь будет сильно нагреваться, шипеть и разбрызгиваться. В это время будьте очень аккуратными. Правильным решением будет сразу надеть защитные очки, а на руки перчатки.

По сути дела, процесс кипения может продолжаться до получаса. Потом всё затихнет и смесь можно аккуратно перемешать специально сделанной деревянной лопаткой.

Шаг 2

Для гашеной извести существует определённая формула, по которой её оставляют на две или три недели в холодном тёмном месте. За это время она улучшает свои качества, начинает прекрасно дезинфицировать и мягко ложиться на поверхность.

Шаг 3

Для приготовления известкового теста все операции аналогичны. Но нужно правильно подобрать пропорции. В этом случае вам придётся на одну часть комковой извести налить всего 40% воды. Это существенно меньше, чем в первом случае. Причём воду наливайте постепенно, маленькими порциями, но с тем условием, чтобы процесс гашения не прекращался.
Поэтому выбор, как гасить известь, остаётся за вами.

Сорта извести по скорости гашения

Подразделение идёт три группы. Время считается от момента соединения с водой до процесса термического угасания. Деление такое:

• быстрогасящаяся — 7-10 мин;
• среднегасящаяся — 15-20 мин;
• медленногасящаяся — более 25 мин.

Как правильно работать с каждым сортом.

• быстрогасящаяся.

Половину ёмкости наполняем известью, заливаем водой до краёв. При появлении пара комки начнут рассыпаться. Теперь содержимое следует аккуратно перемешать деревянной лопаткой и добавить ещё немного воды. Закончив гашение, продолжайте разбавление водой до однородной консистенции. Затем слейте всё в подготовленную ёмкость.

• среднегасящаяся.

Точно так же, как и в первом случае заливаем известь водой в соотношении 1/1. Куски начнут рассыпаться, но останавливаться не следует, продолжайте гашение до получения однородной массы.

• медленногасящаяся.

Чуть более половины ёмкости засыпаем комками извести и понемножку льём на них из чайника. После того как на кусках появятся трещины и начнётся гашение, добавляем воду совсем маленькими порциями. Получив в результате известковое «тесто», тщательно и аккуратно перемешайте его.

К сожалению, не все куски рассыпаются, превращаясь в нужную массу. Встречаются недожжённые и пережжённые комки. Самым правильным решением будет просто выбросить их.
Во время этого процесса, который называется гидрацией, важно, чтобы не осталось оксидов кальция и магния. При их остатке качество строительных смесей резко снизится.

Во время гидрации оксиды кальция и магния переходят в гидраты, отсюда и название. При этом происходит значительный выброс тепловой энергии, температура при котором достигает 150 градусов. Комковая известь разрыхляется паром, превращаясь в порошок.

Использование извести в защите коры деревьев

Для известковой побелки нашлось ещё одно применение, ею мы защищаем кору плодовых и декоративных деревьев от солнечных ожогов ранней весной. Белый цвет прекрасно его отражает, поэтому кора равномерно нагревается как на северной, так и на южной стороне ствола.

Покупные смеси часто грешат отвратительной «прилипаемостью» к древесной коре, из-за чего после обильных дождей после неё не остаётся и следа. Как следствие, у многих появляется большое желание самостоятельно приготовить нужную смесь.

Для этого нам потребуется комковая известь и вода. Гашение произведём за несколько часов до работ. Перед началом окрашивания стволов деревьев не забудьте процедить смесь для побелки через мелкое сито. Если нальёте в разбрызгиватель не процеженную, распылитель забьётся почти сразу. А для побелки привычным способом, при помощи малярной кисти, делать это необязательно.

К известковой сметане можно добавить ещё и белую глину. Это усилит защиту коры от весеннего солнца. Для побелки известковым молочком можно использовать и краскопульт, если он у вас имеется (покупать не обязательно).

Известь нашла своё применение как в строительстве, так и в садоводстве. Её добавляют в штукатурные смеси для улучшения их качества, известковым молочком обмазывают стволы деревьев, защищая их от вредителей.

Другие интересные статьи:

Зная, как гасить известь, можно самостоятельно приготовить побелку для деревьев, сделать штукатурную или кладочную смесь. Одним словом, в качестве добавки – это отличный материал, искусственную замену которому пока что никто не придумал. Видео ниже поможет вам увидеть весь процесс наглядно.

Cheney Lime & Cement Company

ИЗВЕСТЬ В КАЧЕСТВЕ ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

Известь плохо растворяется в воде:

Негашеная известь (оксид кальция) и вода химически реагируют с образованием гашеной извести (гидроксида кальция), соединения, которое лишь слабо растворяется в воде. Для растворимости для сравнения, поваренная соль (NaCl) имеет растворимость в воде 36,0 грамма на 100 граммов насыщенного раствора при 20 ° C по сравнению с гашеной известью, который имеет растворимость в воде 0.165 грамм при той же температуре и объеме воды. Два фактора, благодаря которым известь может быть такой эффективной основой, несмотря на его низкой растворимостью в воде являются: (1) малый размер частиц гашеной извести и (2) двойные гидроксильные группы, образующиеся из каждой молекулы извести, которая переходят в раствор (диссоциируют в воде).

Частицы гашеной извести настолько малы, что при перемешивании смеси извести и воды частицы извести остаются во взвешенном состоянии в течение относительно длительного времени, даже если агитация прекращается.Это происходит из-за «броуновского движения» (постоянная вибрация молекул воды), которое постоянно наталкивает взвешенную известь. частицы. Если раствор постоянно перемешивать (перемешивать), частицы будут оставаться во взвешенном состоянии неопределенное время. Взвешенные частицы имеют очень большую общую поверхность. площадь, что означает, что по мере того, как известь в растворе используется в реакциях, больше извести быстро растворяется в растворе ( Принцип Ле Шателье — «… если изменение применяется к системе, находящейся в состоянии равновесия, положение равновесия смещается в направлении, которое стремится к уменьшить это изменение.») Каждая молекула гидроксида кальция, которая ионизируется, производит два гидроксильных иона (ОН-), обеспечивая тем самым обильный запас нейтрализующего вещества. власть. Хорошей аналогией воздействия частиц с высокой площадью поверхности является взрыв в зернохранилище. Зерно в куче не так уж и легко воспламеняется. Однако, если распылить его, а затем развесить в воздухе в виде мелкой пыли, искра может привести к взрыву.

Растворимость извести уменьшается с повышением температуры :

Большинству из нас до некоторой степени знакомо основное понятие растворимости.Как правило, мы обнаруживаем, что большинство соединений растворяются быстрее и в большей степени при повышении температуры растворителя (жидкости). Негашеная известь (оксид кальция) и гашеная известь (гидроксид кальция), оба считаются продуктами Лайм , являются членами относительно небольшой группы соединений, которые являются исключением из этого общего правила. Фактически, растворимость извести в воде при различных температурах — это полная противоположность тому, что мы ожидали бы найти.Наибольшая растворимость извести (гидроксида кальция) наблюдается при 0 градусах Цельсия. (замерзание), а самый низкий — 100 градусов Цельсия (кипение). Реакция оксида кальция с водой с образованием гидроксида кальция является сильно экзотермической реакцией (выделяется тепло). Как только гашеная известь получена в результате реакции и находится в форме суспензии, самые высокие уровни растворимости достигаются при самых низких температурах.

Процесс растворения вещества в водном растворе (воде) можно рассматривать как реакцию вещества (растворенного вещества) с молекулами воды (растворителя) с образованием решение.Вода — это «полярная» молекула . Угол между H-0-H составляет 104,5 градуса. Поскольку кислород гораздо более электроотрицателен (больше притягивает электроны), электроны стремятся оставаться вокруг атома кислорода больше, чем атомы водорода, даже если молекула воды в целом электрически нейтральна. Форма молекулы приводит к тому, что каждая молекула воды имеет частично положительный конец (кислород) и частично отрицательный (атомы водорода). Хотя частичная зарядка меньше полной, Молекулы воды могут группироваться вокруг иона или молекулы в растворе.В случае NaCl частично положительные концы полярных молекул воды группируются вокруг Ионы Cl- и частично отрицательные концы группируются вокруг ионов Na +, что приводит к образованию ионов Na + и Cl- в растворе. Это может быть либо эндотермический (требует тепла) или экзотермический (выделяет тепло).

Эндотермический :	Раствор + растворитель + тепло	—->	Раствор
Экзотермический :	Растворитель + растворитель	—->	Раствор + нагрев

Растворение (диссоциация) растворенного вещества в растворе достигает точки равновесия, как и при любой реакции.В некоторых случаях все растворенное вещество полностью растворяется и реакция идет до завершения. В других случаях, как в случае с известью, растворенное вещество может быть только частично растворимым. После установления равновесия любое изменение концентрация, давление или температура могут нарушить это равновесие: (Принцип Ле Шателье — «… если изменение наложено на система в состоянии равновесия, положение равновесия будет сдвигаться в направлении, которое имеет тенденцию уменьшать это изменение. «) Добавление тепла к эндотермической реакции вызовет реакция находится справа от уравнения, тогда как добавление тепла к экзотермической реакции сдвинет ее влево.

Тонина помола гашеной извести составляет , а не из-за помола :

Гашеная известь, по-видимому, имеет тонину (размер частиц), не похожую на муку . Известняк (карбонат кальция), который используется для производства негашеной извести. (оксид кальция), имеет ромбоэдрическую кристаллическую структуру. Превращение карбоната кальция в оксид кальция (негашеную известь) приводит к кубической кристаллической структуре. (Углекислый газ вытесняется из карбонатной части кристаллической структуры за счет интенсивной тепловой энергии, и остается связь Ca-O.) Когда негашеная известь вступает в реакцию с водой, полученная гашеная известь (гидроксид кальция) имеет гексагональную кристаллическую структуру, которая занимает примерно на 25% больше объема, чем исходная кубическая структура негашеная известь. Когда происходит реакция негашеной извести с водой, вы можете увидеть, как на самом деле галька негашеной извести набухает и занимает больший объем (если соотношение воды и негашеная извести). Механические средства используются для удаления обычной песчинки, возникающей в результате производства извести из природного материала, однако размер частиц гашеной извести обычно является результатом образования извести в результате реакции оксида кальция и воды и возникающего в результате сдвига кристаллов. структура от образования гидроксида кальция.

Что означает «Эквивалент оксида кальция» в гашеной извести:

Известняк высокой чистоты (карбонат кальция) используется в качестве сырья для печи для производства негашеной извести «с высоким содержанием кальция» (оксида кальция). С идеальной точки зрения и исходя из соотношений атомной и молекулярной массы, из 100 тонн чистого карбоната кальция можно получить 56 тонн негашеной извести. Когда 56 тонн оксида кальция После реакции с 18 тоннами воды полученная гашеная известь (гидроксид кальция) в идеале имела бы вес 74 тонны.В результате этого кальций Эквивалент оксида (CaO) в гашеной извести будет 75,7% (56 тонн / 74 тонны). Это означает, что 75,7% — это максимальный эквивалент оксида кальция возможно в любой гашеной извести «с высоким содержанием кальция» .

Разница между «Общая известь» и «Доступная известь» :

Известь производят из известняка — природного материала, встречающегося в природе. Отложения 100% чистого карбоната кальция встречаются редко, поэтому компоненты, не содержащие извести. обычная часть извести, которая производится из известняка, добытого в карьерах, и часто обозначается как «зернистость» .При определении чистоты производимой там извести нужно знать две химические концепции. Один — «Общая известь» , а другой — «Доступная известь» . Любой непревращенный («несгоревший») известняк, который находится в песке, будет реагировать с кислотным раствором, используемым в процессе титрования для определения количества извести в образце, однако вся эта известь не будет легко доступны в большинстве производственных процессов. Термин «доступная известь» относится к извести, которая находится в форме оксида кальция / CaO, а не в форме карбонат кальция.Поскольку известь имеет очень низкую растворимость в воде, простое титрование «суспензии» извести раствором кислоты может привести к неточным результатам. В Добавление сахара в раствор извести приводит к огромному увеличению растворимости извести за счет образования промежуточного продукта — суккрата кальция. Титрование извести с использованием одного из типов стандартных тестов «Rapid Sugar» (ASTM C-25 или AWWA B-202) дает процент оксида кальция, который более точно отражает известь, которая «доступна» для реакции как гидроксид кальция.Как правило, «Доступная известь» процентов всегда меньше, чем «Известь общая» . Большинство пользователей извести обычно предпочитают использовать «Доступная известь» процентов, так как она представляет собой химически доступную известь. для большинства реакций.

Известь — очень сильное химическое основание:

Известь можно считать относительно недорогим, сильным основанием, которое может легко обеспечивать значения pH выше 12 в водном растворе.Ионизация гашеная извести (гидроксид кальция) в водном растворе производит ионы кальция (Ca + 2) и ионы гидроксила (OH-1). Именно гидроксильные ионы делают это «база» в соответствии с традиционным определением базы (Аррениус). На каждую ионизирующую молекулу гашеной извести вы получаете два гидроксила. (OH-1) ионы. С практической точки зрения вы получаете в два раза больше гидроксильных ионов, чем с таким соединением, как гидроксид натрия, NaOH (каустик).

Гидроксид кальция:	Ca (OH) 2 -> Ca +2 + OH -1 + OH -1
гидроксид натрия:	NaOH -> Na +1 + OH -1

Почему известняк не может быть «идеально» кальцинированный:

Известняк, используемый для производства известняка «с высоким содержанием кальция» , добывается из относительно глубоких месторождений природного известняка «с высоким содержанием кальция» .Известный известняк затем подается через дробилку, где измельчается до размеров, подходящих для подачи в печь. Затем в печи измельченный известняк нагревается до температуры значительно выше температуры прокаливания. Кусочки известнякового щебня имеют неправильную форму в результате процесса дробления, поэтому подача в печь всегда будет нормальный, переменный диапазон размеров. Из-за переменных размеров и неправильной формы каждый камешек известняка будет испытывать немного разную и уникальную экспозицию. к жару печи.Оператор печи должен убедиться, что галька известняка большего размера полностью кальцинирована без перегрева гальки меньшего размера. Цель Обжиговая печь предназначена для производства извести из «идеально кальцинированного известняка» . В реальном мире производственной среды идеальное кальцинирование известняка является целью, которая Оператор печи стремится к достижению, но на самом деле никогда не может этого достичь. Оператор печи является квалифицированным мастером, который благодаря многолетнему опыту и использованию новейшие технологии обжига позволяют мастерски производить качественную негашеную известь высочайшей чистоты и высокой степени реактивности.

Известняк — это , а не , «обожженный» для получения извести:

Термин «горение» обычно относится к процессу окисления, который включает «химическое соединение кислорода с любым веществом» . В печи для обжига извести температура известняка (карбоната кальция) повышается до точки, превышающей температуру его диссоциации. Это называется прокаливанием , и процесс для этого требуется минимальная температура 1648 градусов по Фаренгейту (898 градусов по Цельсию).В этот момент связи углерода с кислородом в карбонатной группе становятся нестабильный. Атом углерода и два из трех атомов кислорода образуют диоксид углерода, который покидает реакционную среду. Оставшийся атом кислорода быстро образует прочная высокоэнергетическая ионная связь с атомом кальция. Это образование оксида кальция, широко известного как негашеная известь.

CaCO 3	+	Нагрев	—>	CaO	+	CO 2
Карбонат кальция		1,648 o F		Оксид кальция	5 9 Углекислый газ
«Известняк»				«Известь негашеная»

Эта реакция была бы обратимой, за исключением удаления диоксида углерода.Когда оксид кальция вступает в реакцию с водой, тепло, возникающее в результате экзотермической Реакцию можно рассматривать как «высвобождение накопленного тепла из печи» .

CaO	+	H 2 O	—>	Ca (OH) 2	+	Тепло
Оксид кальция		0	Гидроксид кальция
«Негашеная известь»				«Гидратированная известь»	5 5	Что касается промышленного процесса производства негашеной извести, то, вероятно, всегда будет использоваться «горящий известняк» .Однако полезно признать, что мы фактически просто нагревают известняк до температуры выше его температуры диссоциации. Негашеная известь плавится, а гашеная известь — нет; разлагается: Когда к негашеной извести приложить достаточно тепла, она в конечном итоге достигнет точки плавления 4658 градусов F (2570 градусов C). Продолжительное нагревание приведет к образованию негашеной извести. достигая точки кипения при 5162 градусах по Фаренгейту (2850 градусов по Цельсию). Гашеная известь (гидроксид кальция), напротив, не имеет температуры плавления.Он был сформирован из реакция негашеной извести (оксида кальция) и воды, которая начинает разлагаться при 1076 градусах F (580 градусов C), возвращаясь к исходным реагентам; негашеная известь и вода (как водяной пар). В этот момент гашеная известь снова превратилась в негашеную известь и при достаточном нагревании в конечном итоге достигнет точки плавления (и точки кипения) в виде негашеной извести. ФАКТОРЫ РЫНКА ИЗВЕСТИ Рынки извести, а не месторождения известняка, определяют печи для обжига извести , а не месторождения известняка: «Высококальциевая» негашеная известь (оксид кальция) производится в больших печах (вращающихся и / или вертикальных) из «высококальциевого» известняка , добытого из крупных месторождений.Печи для обжига извести предполагают крупные капитальные вложения, а также исследования воздействия на окружающую среду и нормативные требования. Следовательно, появление на рынке новой печи для обжига извести требует как затрат, так и времени. Известь также является продуктом с очень интенсивными грузоперевозками, поэтому рынки извести, как правило, очень региональные, а покупатели обычно относительно близко к источнику питания. Как и в случае с любым продуктом, закон спроса и предложения напрямую влияет на рынок извести. Однако из-за затрат и времени на внедрение Появление на рынке новой печи может задержать реакцию известковой промышленности на рыночный спрос на известь.Довольно часто люди приравнивают имеющийся известняк к отложений с наличием извести на рынке. Важно помнить, что весь известняк, предназначенный для производства извести, должен проходить через печь для обжига извести, которая означает, что общее количество печей для обжига извести на региональном рынке оказывает большое влияние на доступность извести и цены. «Восстановление негашеной извести» — скрытый фактор спроса на негашеную извести: Есть ряд промышленных пользователей негашеной извести (оксида кальция), у которых есть собственные печи для обжига извести.В производственном процессе или в результате реакции восстановления они генерируют значительное количество карбоната кальция (шлама), который затем обезвоживают и прокаливают в собственной печи (ах) для получения негашеной извести. Большинство компаний с такой способностью извлекают примерно 90% используемой негашеной извести. Кроме того, они купят около 10% свежего лайма для комбайна. с их регенерированной извести для поддержания высокой чистоты. Многие из этих предприятий будут ежегодно закупать тысячи тонн негашеной извести у производителей извести. Таким образом, количество негашеной извести, которое они используют на своем предприятии, оказывается примерно в десять раз больше, чем количество покупаемой негашеной извести.Иногда одна из печей этого пользователя есть проблема, из-за которой печь временно останавливается на ремонт. Когда это происходит, они обычно должны покупать всю негашеную известь из извести. поставщики. С точки зрения рынка извести, эта ситуация имеет примерно такой же эффект, как и добавление девяти дополнительных крупных потребителей негашеной извести на рынок извести. в период, когда печь пользователя не работает. Если одновременно выходит из строя несколько печей пользователя, то влияние спроса на рынок извести может быть уменьшено. огромен, и спрос на пневматические грузовики, используемые для перевозки негашеной извести, также может резко возрасти. Из-за этого скрытого фактора спроса на негашеную извести потребитель извести может счесть целесообразным иметь как минимум двух поставщиков извести. Британская ассоциация извести (BLA), входящая в Ассоциацию минеральных продуктов (MPA) Известняк / мел Химическая формула: CaCO 3 (карбонат кальция) Молекулярная масса: 100,09 Разлагается при прокаливании при 900 ° C с образованием оксида кальция Прокаливание (или сжигание) Горение известняка / мела происходит примерно при 1000 ° C.Реакция термического разложения карбоната кальция следующая: CaCO 3 + тепло ↔CaO + CO 2 100 г 56 г 44 г В результате этой химической реакции образуется негашеная известь. Разные печи используются для разных типов известняка / мела и для разных типов продуктов (более подробную информацию см. В разделе «Как производится известь»). Известь негашеная Химическая формула: CaO Молекулярная масса: 56.08 Плавится при 2614 ° C, кипит при 2850 ° C Гидратация (или гашение) Основным компонентом негашеной извести является оксид кальция. Его качество часто зависит от ряда определенных факторов, включая физические свойства, реактивность по отношению к воде и химический состав. Как наиболее доступная и недорогая щелочь, негашеная известь играет важную роль в широком спектре промышленных процессов. Известь гидратированная Химическая формула: Ca (OH) 2 Молекулярная масса: 74.09 Разлагается при 580 ° C с образованием оксида кальция Добавление воды к негашеной извести вызывает экзотермическую реакцию (выделяет тепло) и гашеная известь. Реакция гидратации негашеной извести следующая: CaO + H 2 0 = Ca (OH) 2 + нагрев Гидравлические установки относительно сложны и могут питаться негашеной известью излишков.Гашеная известь, несмотря на свое название, по существу сухая и обычно содержит менее 1% непрореагировавшей воды. Примерно от 10% до 15% негашеной извести, производимой в развитых странах, превращается в гашеную известь (процент, который, вероятно, больше для стран, в которых нет крупной сталелитейной промышленности). Гашение извести включает в себя образование водной дисперсии гидроксида кальция, в результате чего образуется продукт, известный как известковое молоко или известковая замазка. Перекарбонизация Процесс повторного карбонизации по существу противоположен процессу кальцинирования / обжига.И негашеная, и гашеная известь при длительном контакте с воздухом начинают втягивать углекислый газ из атмосферы. Таким образом, это заменяет оксидный компонент химического вещества и возвращает известь примерно в исходное состояние — известняк или мел. Формула выглядит следующим образом: Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O Рикарбонизация может происходить в ряде продуктов на основе извести и во многих случаях оказывает положительное влияние.Например, когда процесс происходит в известковом растворе, он эффективно увеличивает прочность окончательного соединения и действует как самовосстанавливающийся раствор в случае появления трещин. Произвести действие воды на негашеную известь и классифицировать ее Выполнить действие воды на негашеную известь и классифицировать ее по реакции сочетания, реакции разложения, реакции вытеснения и реакции двойного вытеснения Цель Выполнить действие воды на негашеную известь и классифицировать ее по: я.Комбинированная реакция II. Реакция разложения iii. Реакция вытеснения iv. Реакция двойного вытеснения Theory (a) Когда вода медленно добавляется в стакан, содержащий небольшое количество CaO, стакан становится горячим. Реакция: CaO (s) + H 2 O (l) → Ca (OH) 2 (водный) + нагрев Оксид кальция (негашеная известь) Вода Гидроксид кальция (гашеная известь) (б) В этой реакции два соединения CaO и H 2 O объединяются с образованием Ca (OH) 2 , единственного продукта, который является примером реакции объединения.Следовательно, можно утверждать, что когда два или более веществ объединяются с образованием одного продукта, реакция называется реакцией объединения. (c) Было замечено, что в ходе реакции выделяется большое количество тепла, такой тип реакции называется экзотермической реакцией. Необходимые химические вещества Оксид кальция, вода Необходимое оборудование Стакан Процедура Шаг 1: небольшое количество оксида кальция (негашеная известь) помещается в химический стакан. Шаг 2: К негашеной извести, взятой в стакан, медленно добавляют воду. Наливается достаточно воды, чтобы негашеная известь оставалась погруженной в воду. Шаг 3: касаются мензурки пальцами, чтобы отметить температуру. Шаг 4: стакан оставляют на некоторое время нетронутым. Наблюдение 1. При добавлении воды к негашеной извести образуется суспензия гашеной извести. 2. Стакан был горячим при прикосновении к нему пальцами. 3. Прозрачный раствор появляется, когда суспензия гашеной извести оседает на дно стакана. Заключение 1. Реакция является сильно экзотермической, поскольку негашеная известь активно реагирует с водой с образованием гашеной извести с выделением большого количества тепла. 2. Гашеная известь плохо растворяется в воде, поэтому образует суспензию гашеной извести в воде. 3. Прозрачный раствор, полученный после отстаивания суспензии, называется известковой водой. 4. Оксид кальция и вода реагируют с образованием единственного продукта — гидроксида кальция. Итак, реакция — это комбинированная реакция. Меры предосторожности 1. Никогда не добавляйте негашеную известь в воду. Это может вызвать выплескивание известковой воды из емкости и повреждение глаз или кожи. 2. Всегда набирайте негашеную известь в небольшом количестве в стакан, а затем медленно наливайте на нее воду. 3. Не добавляйте слишком много воды, так как это может вызвать взрыв из-за бурной реакции. 4. Не касайтесь и не окунайте пальцы в известковую воду. Гидроксид кальция может вызвать ожог кожи. Перейти к списку экспериментов Case Based MCQ — Сухана хотела, чтобы ее дом вымыли побелкой.Она буг Последнее обновление: 22 сентября 2021 г., Teachoo Сухана хотела, чтобы ее дом вымыли побелкой. Она купила на рынке 10 кг негашеной извести и растворила ее в 30 л воды. При добавлении извести в воду она заметила, что вода закипает даже тогда, когда ее не нагревают. (a) Назовите продукт, когда к негашеной извести добавляют воду. (i) Оксид кальция (ii) гидроксид кальция (iii) диоксид кальция (iv) Карбонат кальция Ответ Когда вода добавляется в негашеную известь, гашеную известь, т. Е. Гидроксид кальция сформирован. Реакция следующая: Итак, правильный ответ (ii) гидроксид кальция (b) Обычное название негашеной извести: (i) Гидроксид кальция (ii) оксид кальция (iii) Диоксид кальция (iv) Карбонат кальция Ответ Обычное название негашеной извести — Оксид кальция Итак, правильный ответ (ii) (c) Правильная формула гидроксида кальция: (i) Са (ОН) (ii) Са (ОН 2 ) (iii) Са (ОН) 2 (iv) Ca 2 ОЙ 2 Ответ Правильная формула гидроксида кальция: Са (ОН) 2 Итак, правильный ответ (iii) (d) Какое из следующих утверждений относительно вышеуказанной реакции на основании ваших наблюдений является правильным? (i) Это эндотермическая реакция. (ii) Это экзотермическая реакция (iii) pH полученного раствора будет больше семи. (iv) pH полученного раствора будет меньше семи. I и II II и III I и IV III и IV Ответ Здесь, Экзо означает вне, а термический означает тепло. Экзотермические реакции — это те, в которых тепло выпущенный . Эндо означает в и термик означает тепло. Эндотермические реакции — это те, при которых тепло поглощен . С Тепло выдается когда негашеная известь вступает в реакцию с водой и, Са (ОН) 2 формируется который базовый в природе, Реакция экзотермический и pH полученного раствора будет более 7 Итак, правильный вариант — (II) Химическая сушка почв с использованием извести | Геотехническая инженерия, Консультационные услуги по охране окружающей среды Фотография любезно предоставлена ​​Carmeuse Lime and Stone Company Известь — полезный инструмент для подрядчиков по земляным работам, борющихся с влажными почвами.Когда другие методы сушки исчерпаны (например, использование сельскохозяйственного диска для переворачивания почвы) и график должен быть соблюден, обычным решением является внесение извести. Хотя термин «известь» используется нечетко, важно знать, что для стабилизации почвы требуется либо негашеная, либо гашеная известь. Более чем один неопытный подрядчик предполагал, что он может сократить расходы, спустившись в местный магазин, занимающийся газонами и садами, и купив для этой цели сельскохозяйственную известь (кальцитовую или доломитовую). Поскольку эти типы извести не реагируют на влагу в почве, в результате получаются влажные почвы, влажная сельскохозяйственная известь и трата денег. Негашеную известь получают путем нагревания известняка (карбоната кальция) до примерно 900 ° C и измельчения его в гравий, частицы размером с песок или порошок. Гашеную известь (гидроксид кальция) получают путем добавления контролируемого количества воды к негашеной извести, процесс, обычно называемый «гашением». Поскольку гашеная известь содержит химически связанную воду, для сушки почвы обычно требуется примерно на треть больше гашеной извести. Химическая сушка почвы достигается за счет внесения извести на влажные почвы для уменьшения содержания свободной (не связанной химически) воды в почве для достижения оптимального содержания влаги, определяемого соотношением влажности и плотности почвы.Обычно применяется приблизительно от 1% до 2% гранулированной негашеной извести от сухой массы почвы, и этого количества обычно недостаточно для достижения химической модификации или стабилизации. Как ни странно, самая частая и дорогостоящая ошибка при нанесении извести — недостаточная влажность. Когда известь соприкасается с влагой в почве, начинается химическая реакция, которая вызывает нагревание, пар и быстрое расширение извести до нескольких сотен раз по сравнению с первоначальным объемом. Иногда необходимо добавить дополнительную воду, чтобы инициировать требуемую химическую реакцию.Когда доступно слишком мало воды для полного увлажнения негашеной извести, вода, попадающая в почву после уплотнения, вызывает расширение давления, что приводит к пучению почвы; или, что еще хуже, тротуар, построенный сверху. Также необходимо правильное заделывание извести в почву. Это требует тщательного перемешивания и достаточного времени (примерно от 24 до 48 часов) для того, чтобы известковая смесь стала мягкой (вступила в реакцию с почвой). Последний шаг требует повторного перемешивания почвы. Перемешивание и размягчение почвы следует продолжать до тех пор, пока не исчезнут видимые частицы извести. Типичные небольшие операции по сушке почвы выполняются с использованием сельскохозяйственного диска, бульдозера или другого оборудования с зубчатым ковшом. Для крупных проектов часто привлекаются специализированные подрядчики, использующие специализированное оборудование для разбрасывания извести. На небольших площадях большинство операций по сушке химикатов можно проводить с уже имеющимся оборудованием. Продукты из лайма также необходимо использовать с осторожностью. Непрореагировавшая известь — это очень сильное щелочное химическое вещество, которое может вызвать ожоги кожи, а также повредить другие поверхности, с которыми она соприкасается.PH извести составляет приблизительно 13, что находится на самом верхнем конце кислотно-основного диапазона pH. Решающее значение имеют контроль пыли и правильное использование средств индивидуальной защиты. Подрядчики должны ознакомиться с паспортом безопасности материала перед началом нанесения извести. Наконец, лайм — это не пони для одного трюка. Увеличение количества извести, смешанной с почвой, также может быть использовано для модификации экспансивных почв и стабилизации глинистых почв. Подходящую смесь для этих улучшений почвы должен определить квалифицированный инженер-геолог.Национальная ассоциация извести также имеет несколько публикаций, доступных на их веб-сайте, которые предлагают полезные рекомендации по использованию извести в строительстве. Оксид кальция — обзор Оксид кальция Оксид кальция (CaO), широко известный как негашеная известь , является широко используемым материалом. Это белое едкое щелочное твердое вещество при комнатной температуре. Как коммерческий продукт, известь часто также содержит MgO, оксид кремния (песок) и меньшие количества оксида алюминия и оксида железа.Это связано с тем, что «известняк» содержит эти примеси. В первую очередь это CaCO 3 , который при обжиге при высоких температурах образует CaO: CaCO 3 + тепло ⇒ CaO + CO 2 Это достигается путем нагревания материала примерно до 825 ° C, процесс, называемый « кальцинирование »или обжиг извести , чтобы высвободить молекулу CO 2 с образованием« негашеной извести ». Этот процесс обратим, поскольку после охлаждения негашеная известь сразу начинает поглощать диоксид углерода из воздуха, пока, по прошествии некоторого времени, он полностью не превратится обратно в карбонат кальция.Число CAS для CaO составляет 1305-78-8, а его молекулярная масса составляет 56,0768 г / моль. Это порошок от белого до бледно-желтого цвета с плотностью 3,35 г / см 3 . Его температура плавления составляет 2572 ° C, а температура кипения составляет 2853 ° C. Он растворим в кислотах, глицерине и растворе сахара. При растворении в воде (Ca (OH) 2 ) показывает pH 12,5. CaO имеет кубическую «галитовую» структуру. Оксид кальция трансформируется из структуры B1 (тип хлорида натрия) в структуру B2 (тип хлорида цезия) при давлении от 60 до 70 ГПа (0.От 6 до 0,7 мегабар) при уменьшении объема на 11%. Молекула CaO относительно стабильна даже в парообразном состоянии. Когда испарение CaO осуществлялось с использованием GFAAS, оксид Ca (CaO) испарялся с поверхности графита в виде оксидов и в паровой фазе диссоциировал, давая тем самым атомы. Негашеная известь очень едкая и бурно реагирует с водой. Относительно недорогое вещество, негашеная известь производит тепловую энергию за счет образования гидрата гидроксида кальция, как в следующем уравнении: CaO (твердый) + H 2 O (жидкий) ⇒ Ca (OH) 2 (водный ) (Δ H f = −63.7 кДж / моль CaO) Гидрат можно снова превратить в негашеную известь, удалив воду в обратимом уравнении. Если гашеную известь нагреть до покраснения, негашеная известь будет регенерирована, чтобы обратить реакцию вспять. По мере его гидратации возникает экзотермическая реакция. Один литр воды смешивается с примерно 3,1 кг негашеной извести, чтобы получить гидроксид кальция плюс 3,54 МДж энергии. Этот процесс можно использовать в качестве удобного переносного источника тепла, например, для разогрева пищи на месте в самонагревающейся банке. Производство оксида кальция из известняка — одно из старейших химических превращений, производимых человеком. Его использование предшествовало записанной истории. В большинстве древних языков есть слово, обозначающее оксид кальция. На латыни это calx , откуда взято название элемента кальций. На древнеанглийском языке его название — lïm , что является источником современного коммерческого названия оксида кальция, а именно извести. Обилие известняка в земной коре и легкость его превращения в оксид кальция не только объясняют, почему известь является одним из древнейших продуктов химии.Лайм обладает множеством свойств, которые делают его весьма ценным. Он настолько полезен, что сегодня его производят в промышленных масштабах; в США в 2000 году было произведено более 20 миллионов метрических тонн. Известь производится нескольких сортов и типов. Если известняк обжигается при температуре около 850 ° C, получается «Стандартная негашеная известь», которая используется в большинстве приложений. Использование порошкового оксида кальция с площадью поверхности около 4 см 2 / г, полученного прокаливанием карбоната кальция при 1250 ° C, дает плотные бездефектные образцы.Затем обжиг при 1700–1750 ° C дает почти полностью спеченную керамику с относительной плотностью 0,91–0,92 и открытой пористостью около 0,5%. Повышение температуры обжига до 2000 ° С в вакуумной печи в аргоне или увеличение периода спекания в пламенной печи приводит к некоторому дальнейшему уплотнению (относительная плотность 0,93–0,94). Спеченные бездефектные образцы СаО повышенной чистоты могут храниться на воздухе без повреждений длительное время (в течение месяца). Напротив, если частицы Ca (OH) 2 размером 325 меш (43 мкм), образованные осаждением из раствора, медленно загружаются в горячую (750–780 ° C) печь с псевдоожиженным слоем, наноразмерная негашеная известь результат, который чрезвычайно реактивен к воздуху и влаге.Наноразмерные частицы оксида кальция обычно имеют размер 20–80 нм с удельной площадью поверхности (SSA) в диапазоне 15-50 м 2 / г, а также доступны со средним размером частиц в диапазоне 100 нм с SSA приблизительно 5-10. м 2 / г. Частицы нанооксида кальция доступны в прозрачной и дисперсной формах сверхвысокой и высокой чистоты. Они также доступны в виде наножидкостей. Наножидкости обычно определяют как суспендированные наночастицы в растворе с использованием поверхностно-активного вещества или технологии поверхностного заряда.Также доступно техническое руководство по выбору дисперсии наножидкости и покрытия. Доступные наноструктуры включают наностержни, нановискеры, нанороги, нанопирамиды и другие нанокомпозиты. Наночастицы с функционализированной поверхностью позволяют частицам предпочтительно адсорбироваться на поверхности раздела с использованием химически связанных полимеров. Ведутся разработки в области наноэлектроники и фотонных материалов, таких как MEMS и NEMS, био-наноматериалов, таких как биомаркеры, биодиагностика и биодатчики, а также связанных наноматериалов для использования в полимерах, текстиле, топливе. слои ячеек, композиты и материалы для солнечной энергии.Наиболее важным применением сегодня является установка имплантатов в стоматологии. Негашеная известь или CaO в виде гашеной или гашеной извести Ca (OH) 2 (минерал «портландит») используется в строительных растворах и штукатурках. Известь также используется в производстве стекла, и ее способность реагировать с силикатами также используется в современной металлургической промышленности (в частности, в сталелитейной промышленности) для удаления примесей в виде «шлака». Известь также используется при очистке воды и сточных вод для снижения кислотности, как флокулянт в плавательных бассейнах для удаления фосфатов и других примесей; при изготовлении бумаги для растворения лигнина и при отбеливании бумаги в качестве коагулянта; в сельском хозяйстве для улучшения кислых почв; и в газоочистителях для обессеривания отходящих газов и для обработки многих жидких сточных вод.Его традиционно использовали при захоронении тел в открытых могилах, чтобы скрыть запах разложения, а также в судебной медицине для выявления отпечатков пальцев. Возможно, наиболее важным с коммерческой точки зрения свойством извести является ее способность образовывать растворы с силикатами. При нагревании извести с кварцевым песком (SiO 2 ) и карбонатом натрия (Na 2 CO 3 ) образуется раствор, который не кристаллизуется при охлаждении. Вместо этого он затвердевает до аморфного, прозрачного и почти бесцветного твердого вещества, а именно «натронной извести».Поскольку это смесь, а не чистое соединение, стекло не имеет четкой точки плавления; он постепенно размягчается по мере нагревания. Таким образом, из него можно придать множество полезных форм. Производство стекла из извести — еще одно из древних применений извести, насчитывающее не менее 12000 лет. Наиболее важное современное применение извести также зависит от ее способности образовывать растворы с силикатами. Почти 45% произведенной извести используется в сталелитейной промышленности. Сталь и железо выплавляют из руд, которые представляют собой горные породы, содержащие оксиды железа.Многие из этих руд также содержат большое количество силикатов. Когда известь смешивается с рудой и смесь расплавляется, эти силикаты соединяются с известью, образуя жидкий раствор, называемый шлаком. Шлак не смешивается с расплавленным чугуном, поэтому силикаты можно удалить из чугуна путем слива шлака. Приблизительно 80 кг извести используется для производства каждой метрической тонны (1000 кг) железа. Известь также используется в производстве других металлов. Например, его используют для удаления силикатов из оксида алюминия (Al 2 O 3 ) перед восстановлением оксида алюминия до металлического алюминия. Известь также является важным материалом при производстве химикатов. Его основное применение здесь — производство карбида кальция CaC 2 . Карбид кальция получают путем нагревания извести с коксом: 2CaO (твердый) + 5C (твердый) ⇒ 2CaC 2 (твердый) + CO 2 (газ) Карбид кальция реагирует с водой с выделением ацетилена: CaC 2 (твердый) + H 2 O (жидкий) ⇒ C 2 H 2 (газ) + Ca (OH) 2 (твердый) Ацетилен является важным топливом для сварки и также является исходным материалом для ряда органических соединений, включая винилхлорид, неопрен и акрилонитрил, все из которых являются сырьем для полимеров.Контроль за загрязнением — это быстро растущий потребитель извести. Известь также используется в скрубберах дымовых газов для снижения выбросов диоксида серы электростанциями. Диоксид серы реагирует с известью с образованием твердого сульфита кальция: SO 2 (газ) + CaO (твердый) ⇒ CaSO 2 (твердый) Известь добавляется в сточные воды для удаления фосфатов: 3CaO ( твердый) + 3H 2 O (жидкий) + 2PO 4 3- (водный) ⇒ Ca 3 (PO 4 ) 2 (твердый) + 6OH — Предварительная обработка В водоснабжении используется известь для снижения кислотности, смягчения и очистки питьевой воды. Известь широко используется в ряде других промышленных процессов. Он используется в качестве глушителя в пластмассах. Бумажная промышленность использует его для обработки древесины; Поскольку известь очень щелочная, она растворяет лигнин, который связывает волокна древесины. Осажденный карбонат кальция (ОКК), оксид кальция и гидроксид кальция имеют широкий спектр функциональных возможностей в бумажной промышленности. Карбонаты кальция используются как для покрытия бумаги, так и в качестве наполнителя для бумаги, в то время как оксид кальция и гидроксид кальция используются при производстве целлюлозы / ОКК.При рафинировании сахара известь вызывает коагуляцию растительного материала, что позволяет легче отделить его от сахарного сиропа. Когда негашеная известь нагревается до 2400 ° C (4300 F), она излучает интенсивное свечение. Эта форма освещения была известна как «limeLight» и широко использовалась в театральных постановках до изобретения электрического освещения. Ежегодное мировое производство негашеной извести составляет около 283 миллионов метрических тонн. Китай на сегодняшний день является крупнейшим производителем в мире с общим объемом производства около 170 миллионов метрических тонн в год.На втором месте находятся Соединенные Штаты, где в 2000 году было около 20 миллионов метрических тонн в год. Оксид кальция коммерчески доступен в больших количествах. Влияние состава природной воды на реакционную способность негашеной извести, полученной из богатого кальцием и магнием известняка: последствия для устойчивости производства извести посредством геохимического моделирования Мы изучили влияние качества воды на гидратацию негашеной извести, полученной из кальцитового известняка и доломитового известняка во время прокаливания при 1050 ° C.При низком общем содержании хлоридов и сульфатов реакционная способность нечувствительна к концентрации, и никакого влияния на гашение негашеной извести не наблюдается. Однако при более высоких концентрациях мы наблюдаем хроматографический эффект для хлоридов и сульфатов. Концентрированные хлориды реагируют с водой для гашения, образуя такие продукты, как CaCl 2 , которые гораздо более растворимы, чем Ca (OH) 2 , что способствует превращению негашеной извести в гашеную известь. В диапазоне концентраций сульфатов в природных водах мы не наблюдали влияния сульфатов при гидратации негашеной извести.Следовательно, в природных водах и их смесях (проводимость <2600 мкСм · см -1 ) обнаружено, что только концентрации хлоридов способствуют гидратации негашеной извести. Эти результаты предполагают, что технологии очистки воды, применяемые к составам естественной легкой солоноватой воды, не приведут к улучшению качества продукции известковой промышленности. У вас есть доступ к этой статье Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова? . No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт