Jak zdobyć wapń. Właściwości fizyczne wapń

UFA State Petroleum Technical University

Departament "Chemii ogólnej i analitycznej"

na temat: "Element wapnia. Właściwości, paragon, aplikacja "

Przygotowaliśmy studenta Grupy Nadzoru BTS-11-01 G.L.

Wspakowujący profesor Krasko S.a.

Wprowadzenie

Historia i pochodzenie nazwy

Znalezienie w naturze

Uzyskiwanie

Właściwości fizyczne

Właściwości chemiczne

Zastosowanie metalicznego wapnia

Używaj związków wapnia

Rola biologiczna

Wniosek

Bibliografia

Wprowadzenie

Wapń jest elementem głównej podgrupy drugiej grupy, czwarty okres okresowego układu pierwiastków chemicznych D. I. MendeleEV, z numerem atomowym 20. jest wskazywany przez symbol CA (Lat. Wapń). Prosta substancja wapnia (numer CAS: 7440-70-2) - miękki, chemicznie aktywny srebrno-biały metal-biały metal.

Wapń nazywany jest alkalicznym metalem, uważa się, że elementy. Na zewnętrznym poziomie elektronu w wapnia, dwa elektrony, więc daje związki: CAO, CA (OH) 2, CACL2, CASO4, CACO3 itp Wapń odnosi się do typowych metali - ma duże powinowactwo do tlenu, przywraca prawie wszystkie metale z ich tlenków, tworzy raczej mocną podstawę CA (OH) 2.

Pomimo rozpowszechnionej częstości występowania elementu numer 20, nawet chemików, a nie wszyscy widzieli podstawowy wapń. Ale to metalowe i zewnętrznie i na zachowaniu nie jest wcale podobne do metali alkalicznych, komunikując się, z którymi jest obligowany niebezpieczeństwem pożarów i oparzeń. Może być spokojnie przechowywany w powietrzu, nie zapala się z wody.

Podstawowy wapń prawie nie jest stosowany jako materiał strukturalny. W tym celu jest zbyt aktywny. Wapń łatwo reaguje z tlenem, szarym, halogenami. Nawet z azotem i wodorem w określonych warunkach, wchodzi do reakcji. Medium tlenku węgla, obojętne dla większości metali, do wapnia - agresywne. Pala się w atmosferze CO i CO2.

Historia i pochodzenie nazwy

Nazwa elementu pochodzi z lat. Calx (w partykulowej paddrze Calcis) - "wapno", "kamień miękki". Został zaproponowany przez angielski chemik Humphrey Davy, w 1808 roku przydzielamy metalowe wapń metodą elektrolityczną. Davy poddano mieszaninie elektrolizy mokrej wapno Gasheny z tlenkiem HGO Mercury na płytce platyny, która była anodą. Katoda służyła jako drut platynowy, zanurzony w płynnej rtęci. W wyniku elektrolizy otrzymano amalgamat wapnia. Ogrzewanie z jej rtęci, Davy dostał metal o nazwie wapń.

Związki wapnia - wapień, marmur, tynk (jak również wapno - produkt wypalania wapień) były używane w przypadku konstrukcji przez kilka tysięcy lat temu. Do końca XVIII wieku chemicy uważali wapno z prostym ciałem. W 1789 r. A. Lavauzier zasugerował, że wapno, magnezę, barytę, tlenku glinu i krzemionki - mieszanki.

Znalezienie w naturze

Ze względu na wysoką aktywność chemiczną wapnia w wolnej formie w przyrodzie, nie znaleziono.

Wapń stanowi 3,38% masy skorupy Ziemi (5 miejsce w rozpowszechnianiu po tlenu, krzemu, aluminium i żelaza).

Izotopy. Wapnia znajduje się w naturze w postaci mieszanki sześciu izotopów: 40CA, 42CA, 43CA, 44CA, 46CA i 48CA, wśród których najczęstsza - 40ca wynosi 96,97%.

Z sześciu naturalnych izotopów wapnia, pięć jest stabilny. Szósty izotop 48ca, najcięższy z sześciu i bardzo rzadkich (ich występowanie izotopowe wynosi tylko 0,187%), jak ostatnio odkryto, doświadczając podwójnego rozkładu beta o półtrwania 5,3 × 1019. lata.

W skałach i minerałach. Większość wapnia jest zawarta w ramach krzemianów i glinoklianów różnych skał (granitów, gnessów itp.), Zwłaszcza w wtyczce polowej - zwierzęcy CA.

W postaci stałych sedymentacyjnych wapń jest reprezentowany kredą i wapieniami składającymi się głównie z minerałów kalcytowych (CACO3). Krystaliczna forma kalcytu - marmuru - występuje w naturze znacznie rzadziej.

Calcit Caco3, Caso4 Anhydrite, Caso4 Alabaster · 0.5H2O i CASO4 GYPS 2H2O, Fluorite CAF2, CA5 Apatytów (PO4) 3 (F, CL, OH), Dolomit MGCO3 · CA5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), Dolomite MGCO3 · Caco3 jest całkiem rozpowszechniony. Obecność soli wapnia i magnezu w naturalnej wodzie zależy od jego sztywności.

Wapń, energicznie migrując w skorupie Ziemi i gromadząc w różnych systemach geochemicznych, tworzy 385 minerałów (czwarte miejsce pod względem minerałów).

Migracja w skorupie Ziemi. W naturalnej migracji wapnia, "równowaga węglanowa" odgrywa znaczącą rolę związaną z odwracalną reakcją interakcji węglanu wapnia z wodą i dwutlenkiem węgla, tworząc rozpuszczalny węglowęglan:

SASO3 + H2O + CO2 ↔ SA (NSO3) 2 ↔ CA2 + 2HCO3ˉ

(Równowaga jest przesuwa się w lewo lub w prawo w zależności od stężenia dwutlenku węgla).

Migracja biogenna. W biosferze związku wapnia jest praktycznie we wszystkich zwierzętach i tkankach roślinnych (patrz poniżej). Znaczna ilość wapnia jest zawarta w organizmach żywych. Tak więc, hydroksyapatyt CA5 (PO4) 3OH, lub, w innym rekordzie, 3CA3 (PO4) 2 · CA (OH) 2 - podstawa kręgowej tkanki kostnej kości, w tym osoby; CACO3 węglan wapnia składa się z zlewów i polikiri wielu bezkręgowców, skorupy jaj itp. W żywych tkankach człowieka i zwierząt 1,4-2% CA (przez frakcję masową); W organizmie człowieka ważące 70 kg zawartości wapnia - około 1,7 kg (głównie w składzie substancji międzykomórkowej tkanki kostnej).

Uzyskiwanie

Darmowy metalowy wapń otrzymuje się przez elektrolizę stopu składającego się z CACL2 (75-80%) i KCL lub z CACL2 i CAF2, a także aluminiologiczną odzyskiwanie CAO w 1170-1200 ° C:

Cao + 2al \u003d CAAL2O4 + 3CA.

Sposób uzyskania wapnia jest również opracowywany przez dysocjację termiczną węglika wapnia CAC2

Właściwości fizyczne

Metal wapnia istnieje w dwóch modyfikacjach alotropowych. Do 443 ° C stabilny α -Ca z kratką sześcienną, powyżej β-ca. z siatką typu sześciennego α -Fe. Standardowy entalpia ΔH0. przejście α → β to jest 0,93 kJ / mol.

Wapń - lekki metal (D \u003d 1,55), kolor srebra. Jest bardziej twardy i stopiony w wyższej temperaturze (851 ° C) w porównaniu z sodem, który znajduje się obok niego w systemie okresowym. Jest to wyjaśnione przez fakt, że jeden jon wapnia na metalowych kont dla dwóch elektronów. Dlatego wiązanie chemiczne między jonami a gazem elektronowym jest bardziej trwały niż sód. Z reakcjami chemicznymi, elektrony wapniowe do atomów innych elementów. Jednocześnie tworzy się jony dwustronne.

Właściwości chemiczne

Wapń - typowy metalowy metal alkaliczny. Aktywność chemiczna wapnia jest wysoka, ale niższa niż wszystkie inne metale ziem alkalicznych. Łatwo współdziała z tlenem, dwutlenkiem węgla i wilgocią powietrzem, dzięki czemu powierzchnia wapnia metalu jest zwykle słabo wypasowa, dlatego w laboratorium wapnia jest zwykle przechowywana, jak inne metale ziem alkalicznych, w szczelnie zamkniętym może warstwa nafty lub płynna parafina.

W liczbie standardowych potencjałów wapnia znajduje się po lewej stronie wodoru. Standardowy potencjał elektrody pary CA2 + / Ca0 -2.84 b, więc wapń aktywnie reaguje z wodą, ale bez zapłonu:

2N2O \u003d CA (OH) 2 + H2 + Q.

Z aktywnymi niemetalami (tlen, chlor, brom), wapń reaguje w normalnych warunkach:

CA + O2 \u003d 2SAO, CA + BR2 \u003d CABR2.

Po podgrzaniu w powietrzu lub w tlenu wapnia jest łatwopalny. Przy mniej aktywnych niemetalach (wodór, bor, węgla, krzem, azot, fosforu i inne), wapń wchodzi do interakcji po podgrzaniu, na przykład:

SA + H2 \u003d SAN2, CA + 6B \u003d CAB6,

CA + N2 \u003d CA3N2, CA + 2C \u003d CAC2,

CA + 2P \u003d CA3R2 (fosfor wapnia),

znane również fosforidy kompozycji wapnia SAR i SAR5;

CA + SI \u003d CA2SI (krzemid wapnia),

znane są również krzemidy wapnia wapnia. CASI, CA3SI4 i CASI2 związki.

Przepływ powyższych reakcji jest zwykle towarzyszy uwalnianie dużej ilości ciepła (to znaczy reakcje te są egzotermiczne). We wszystkich połączeniach z niemetalnymi stopniem utleniania wapnia wynosi +2. Większość związków wapnia z niemetalnymi jest łatwo rozłożona wodą, na przykład:

CAH2 + 2N2O \u003d CA (OH) 2 + 2N2, N2 + 3N2O \u003d 3A (OH) 2 + 2NH3.

ION CA2 + BESMEVETN. Kiedy w płomieniu rozpuszczalnych soli wapniowych płomień jest pomalowany w cegiełko.

Sole wapniowe, takie jak chlorek CAPL2, bromek CABR2, jodek CAI2 i Azotan CA (NO3) 2 są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Nierozpuszczalny w fluorku wodnym CAF2, CACO3 węglan, siarczan CASO4, ortofosforan CA3 (PO4) 2, SAS2O4 szczawian i niektóre inne.

Fabryka jest ważna, że \u200b\u200bw przeciwieństwie do węglanu wapnia Casso3, kwasowy węglan wapnia (węglowodan) CA (NSO3) 2 w wodzie jest rozpuszczalny. W naturze prowadzi to do następujących procesów. Kiedy fajny deszcz lub woda rzeczna nasycona dwutlenkiem węgla, przenika pod ziemią i spada na wapień, a następnie obserwuje się ich rozwiązanie:

SASO3 + CO2 + H2O \u003d CA (NSO3) 2.

W takich samych miejscach, w których woda nasycona wodorowęglanem wapnia idzie do powierzchni Ziemi i ogrzewana przez promienie słoneczne, przepływy reakcji zwrotnej:

CA (NSO3) 2 \u003d SASO3 + CO2 + H2O.

Tak więc w naturze transfer dużych mas. W rezultacie ogromne awarie mogą tworzyć podziemne, a piękne kamień "sople" - stalaktyty i stalagmity powstają w jaskiniach.

Obecność rozpuszczonego wodorowęglanu wapnia w wodzie w dużej mierze określa sztywność wody. Nazywa się to tymczasowe, ponieważ podczas wrzącej wody wodorowęglan jest rozkładany, a SASO3 spada do osadu. To zjawisko prowadzi na przykład, fakt, że w czajniku powstaje skala.

fizyczne chemiczne metaliczne wapnia

Głównym zastosowaniem metalu wapnia jest stosowanie go jako środek redukujący przy wytwarzaniu metali, zwłaszcza niklu, miedzi i stali nierdzewnej. Wapń i jego wodorek są również wykorzystywane do uzyskania twardymi metali, takich jak chrom, tor i uran. Stopy wapniowe z ołów są stosowane w bateriach i stopach łożyska. Granulki wapnia są również używane do usuwania śladów powietrza z instrumentów Electrovacuum. Sole zalbuły wapnia i magnezu powodują ogólną sztywność wody. Jeśli są obecne w wodzie w małych ilościach, woda jest nazywana miękką. Z dużą zawartością tych soli woda jest uważana za sztywność. Sztywność jest wyeliminowana podczas gotowania, czasami woda destylowana do całkowitego wyeliminowania.

Metalotermia.

Czyste metalowe wapń jest szeroko stosowane w Metalotermia podczas uzyskiwania rzadkich metali.

Doping ze stopu

Czysty wapń stosuje się do dopingu ołowiu, który jest na wytwarzaniu płyt baterii, utrzymując baterie ołowiu startowej o małym samopoczuciu. Również metalowy wapń jest na produkcji wysokiej jakości Babbitów wapniach BKA.

Fuzja nuklearna

Izotopa 48CA jest najbardziej wydajnym i konsumenckim materiałem do produkcji elementów super temperatury i odkrycia nowych elementów tabeli MendeleEV. Na przykład, w przypadku stosowania jonów 48CA, aby uzyskać elementy Superheuma na rdzeniowych akceleratorach tych elementów, setki i tysiące razy bardziej skuteczniej niż przy użyciu innych powłoki (jonów).

Używaj związków wapnia

Wapnia wodorku. Ogrzewanie wapnia w atmosferze wodoru otrzymuje się przez CAH2 (wodorek wapnia) stosowany w metalurgii (metal) i przy wytwarzaniu wodoru w polu.

Materiały optyczne i laserowe. Fluorek wapnia (fluoryt) stosuje się w postaci pojedynczych kryształów w optykach (soczewki astronomiczne, soczewki, pryzmaty) i jako materiał laserowy. Wapń wolframu (sheelit) w postaci pojedynczych kryształów jest stosowany w technologii laserowej, a także jako scyntylator.

Węglik wapnia. CACBID CAC2 jest powszechnie stosowany do uzyskania acetylenowego i do przywrócenia metali, a także przy wytwarzaniu cyjanamidu wapnia (ogrzewanie węglika wapnia w azocie w temperaturze 1200 ° C, reakcja występuje egzotermicznie, prowadzi się w piecach cyjanamidowych).

Źródła prądu chemicznego. Wapń, jak również jego stopy z aluminium i magnezu stosuje się w bateriach elektrycznych termicznych zapasowych jako anoda (na przykład element wapnia-chromowy). Chromat wapnia jest stosowany w takich bateriach jako katoda. Specyfika takich baterii jest niezwykle długi okres przechowywania (dekady) w odpowiednim stanie, możliwość działania w dowolnych warunkach (przestrzeń, wysoki ciśnienie), duża specyficzna energia wagi i objętości. Wadą w krótkim czasie. Takie baterie są używane tam, gdzie konieczne jest stworzenie kolosalnej mocy elektrycznej przez krótki czas (pociski balistyczne, niektóre statki kosmiczne I.d.).

Materiały ogniotrwałe. W produkcji materiałów ogniotrwałych stosuje się zarówno tlenek wapnia, jak i w kompozycji mieszanin ceramicznych.

Leki. W medycynie leki CA eliminuje naruszenia związane z brakiem jonów SA w organizmie (podczas Tegoanii, Spazmofilia, Rickets). Przygotowania CA zmniejszają zwiększoną wrażliwość na alergeny i są stosowane do leczenia chorób alergicznych (choroba surowicy, senna gorączka itp.). Przygotowania CA zmniejszają zwiększoną przepuszczalność statków i mają efekt przeciwzapalny. Są one stosowane w hemorrhagic Vascilite, choroby promieniowania, procesów zapalnych (pneuman, pleurisy itp.) I niektórych chorób skóry. Przepisany jako środek hemostatyczny, w celu poprawy działalności mięśni serca i zwiększenie skutków leków, jako antidotum w zatrucie soli magnezu. Wraz z innymi środkami przygotowania CA są używane do stymulowania działań ogólnych. Chlorek CA jest wprowadzany przez usta i dożylnie.

Preparaty CA obejmują również gips (SSO4), stosowany w chirurgii do bandażów gipsowych, a kreda (SASO3), przepisywana wnętrze ze zwiększoną kwasowością soku żołądkowego i do wytwarzania proszku dentystycznego.

Rola biologiczna

Wapń jest wspólnym makro-elementem w organizmie roślin, zwierząt i ludzi. W ludzkim ciele i innych kręgowcach większość jej części są zawarte w szkielecie i zęby w postaci fosforanów. Od różnych form węglanu wapnia (wapno), szkielety z większości grup bezkręgowców (gąbki, polipy koralowe, mięczaków itp.) Składają się. Jony wapnia biorą udział w procesach krzepnięcia krwi, jak również w zapewnieniu stałego osmotycznego ciśnienia krwi. Jony wapniowe służą również jako jeden z uniwersalnych średnich pośredników i regulują różnorodne procesy wewnątrzkomórkowe - skurcz mięśni, egzocytoza, w tym wydzielanie hormonów i neurotransmiterów itp. Stężenie wapnia w cytoplazmie komórek ludzkich wynosi około 10-7 mol, w płyny międzykomórkowe około 10-3 mol.

Większość wapnia wchodzących do ludzkiego ciała z jedzeniem znajduje się w produktach mlecznych, pozostały wapń pochodzi z mięsa, ryb i niektórych produktów roślinnych (zwłaszcza wiele zawierających fasoli). Ssanie występuje zarówno w grubych, jak i jelitach małych jelitach i jest ułatwiony przez średniej kwasową, witaminę D i witaminę C, laktozą, nienasycone kwasy tłuszczowe. Ważne jest, aby rola magnezu w giełdzie wapnia, z jego brakiem wapnia "wypłukany" z kości i depozytów w nerkach (kamienie nerkowe) i mięśnie.

Wchłanianie wapnia jest utrudniona aspiryna, kwas szczawiowy, pochodne estrogenu. Podłączenie z kwasem szczawiowym, wapń daje nierozpuszczalne związki w wodzie, które są składnikami kamieni w nerkach.

Zawartość wapnia we krwi ze względu na dużą liczbę procesów związanych z nim jest precyzyjnie regulowany, a przy odpowiednim odżywianiu deficyt nie występuje. Długa nieobecność w diecie może powodować skurcze, ból stawów, senność, wady wzrostu, a także zaparcia. Głębszy deficyt prowadzi do ciągłych skurczów mięśni i osteoporozy. Nadużywanie kawy i alkoholu może być przyczynami niedoboru wapnia, w ramach go usuwa się z moczem.

Nadmierne dawki wapnia i witaminy D mogą powodować hiperkalcemię, po czym następuje intensywna zwapnienie kości i tkanek (głównie wpływa na system moczowy). Długie przedłużenie zakłóca funkcjonowanie tkanek mięśniowych i nerwowych, zwiększa koagulację krwi i zmniejsza strawność komórek cynku tkanki kostnej. Maksymalna dzienna dawka bezpieczna jest dorosła od 1500 do 1800 miligramów.

Produkty wapnia, mg / 100 g

Schorts 783.

Pokrzywa 713.

Babka duży 412.

Sardynki w oleju 330

Butders Wrązyny 289.

Dog Rosehip 257.

Migdał 252.

Santain Lancesolist. 248.

Nakrętka z lasu 226.

Sałatka z cress 214.

Soja fasola Dry 201

Dzieci do 3 lat - 600 mg.

Dzieci od 4 do 10 lat - 800 mg.

Dzieci od 10 do 13 lat - 1000 mg.

Nastolatki od 13 do 16 lat - 1200 mg.

Młodzież od 16 lat i więcej - 1000 mg.

Dorośli od 25 do 50 lat - od 800 do 1200 mg.

Kobiety w ciąży i karmienia piersią - od 1500 do 2000 mg.

Wniosek

Wapń jest jednym z najczęstszych elementów na Ziemi. W naturze jest to dużo: z soli wapnia, pasma górskie i skały gliniane są w wodzie morskiej i rzecznej, jest włączony do składu organizmów roślinnych i zwierzęcych.

Wapń jest stale otaczający obywateli: prawie wszystkie główne materiały budowlane - beton, szkło, cegła, cement, wapno - zawierają ten element w znacznych ilościach.

Naturalnie, posiadające takie właściwości chemiczne, wapń nie może być w naturze w wolnym stanie. Ale związki wapnia - i naturalne i sztuczne - uzyskały najważniejsze znaczenie.

Bibliografia

1.Radic.: Knunyanz I. L. (rozdz. Ed

2.Doronin. N. A. Wapń, Goshimzdatat, 1962. 191 p. Z chorymi.

.Dotsenko V.a. - Odżywianie terapeutyczne i zapobiegawcze. - VOPR. Moc, 2001 - N1-C.21-25

4.Biorziki J. P. Metabolizm wapnia i kości // w: K. L. Becker, ed.

5.Mk. Karapetyanz, S.I. Drakin - chemia ogólna i nieorganiczna, 2000. 592 pp z chorych.

Wapń znajduje się w czwartym dużym okresie, druga grupa, główna podgrupa, numer sekwencji elementu - 20. Zgodnie z układem okresowym Mendeleev, masa atomowa wapnia wynosi 40,08. Wzór najwyższego tlenku - Sao. Wapń ma łacińską nazwę wapń.Dlatego symbol elementu elementu jest.

Charakterystyka wapnia jako prosta substancja

W normalnych warunkach, wapń jest srebrno-białym metalem. Mając wysoką aktywność chemiczną, element jest zdolny do tworzenia wielu połączeń różnych klas. Element reprezentuje wartość syntezy chemicznej technicznej i przemysłowej. Metal jest szeroko rozpowszechniony w skorupie Ziemi: jego udział wynosi około 1,5%. Wapń odnosi się do grupy metali ziem alkalicznych: gdy rozpuszcza się w wodzie, daje alkali, ale w naturze znajduje się w formie wielu minerałów i. Woda morska zawiera wapń w dużych stężeniach (400 mg / l).

Czysty sód.

Charakterystyka wapnia zależą od struktury krystalicznej kraty. Posiada dwa rodzaje elementów: CUTSIC CENTER CENTER CENTER I COUNTION. Rodzaj komunikacji w cząsteczce - metal.

Naturalne źródła wapnia:

• apatność;
• alabaster;
• gips;
• kalcyt;
• fluoryt;
• dolomit.

Właściwości fizyczne wapnia i metod produkujących metal

W normalnych warunkach, wapń jest w stanie stałym kruszywie. Metal topi się w 842 ° C. Wapń jest dobrym przewodzącym elektrycznym i termicznym. Po podgrzaniu przechodzi najpierw do cieczy, a następnie do stanu pary i traci metalowe właściwości. Metal jest bardzo miękki i cięty do noża. Duże w 1484 ° C

Pod ciśnieniem wapnia traci metalowe właściwości i zdolność do galwanizacji. Ale następnie przywrócone są właściwości metalowe, a właściwości nadprzewodnika są objawiane, kilka razy większe w wskaźnikach reszta.

Wapń nie zawodził się przez długi czas, aby otrzymać bez zanieczyszczeń: ze względu na wysoką aktywność chemiczną, element ten nie występuje w naturze w czystej formie. Element został otwarty na początku XIX wieku. Wapń jako metalowy po raz pierwszy syntetyzował brytyjskiego chemika Gemphri Davy. Naukowiec odkrył cechy interakcji topienia stałych minerałów i soli porażenia elektrycznego. Obecnie elektroliza soli wapniowych (mieszaniny chlorków wapnia i potasu, mieszaninę fluorku i chlorku wapnia) pozostaje najbardziej odpowiednią metodą wytwarzania metalu. Wapń jest również usuwany z tlenku stosując aluminiologiczną - wspólną w metodzie metalurgii.

Właściwości chemiczne wapnia

Wapń jest aktywnym metalem, który występuje w wielu interakcjach. W normalnych warunkach łatwo reaguje, tworząc odpowiednie związki binarne: z tlenem, halogenami. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej o połączeniach wapnia. Gdy podgrzewany wapń reaguje z azotem, wodorem, węglem, krzemem, borowym, fosforem, szarym i innym substancji. Na otwartym powietrzu natychmiast współdziała z tlenem i dwutlenkiem węgla, więc jest pokryta szarym nalotem.

Kurko reaguje z kwasami, a czasem łatwopalny. W soli wapniowych istnieje interesujące właściwości. Na przykład stalaktyty jaskiniowe i stalagmity są węglan wapnia, stopniowo utworzony z wody, dwutlenku węgla i wodorowęglanu w wyniku procesów wewnątrz wody gruntowej.

Ze względu na wysoką aktywność w zwykłym stanie wapnia jest przechowywany w laboratoriach w ciemnym hermetycznym szkła pod warstwą parafiny lub nafty. Wysokiej jakości reakcja jonowa wapnia - płomień obraz w nasyconym kolorze z cegły.

Farby wapniowe płomienie w kolorze czerwonym

Możliwe jest zidentyfikowanie metalu w kompozycji związków przez nierozpuszczalne osady niektórych soli elementów (fluorek, węglan, siarczan, krzemian, fosforan, siarczyn).

Reakcja wodna wapnia.

Wapń jest przechowywany w bankach pod warstwą płynu ochronnego. Aby przeprowadzić, jak pokazuje, w jaki sposób występuje reakcję wody i wapnia, nie można po prostu uzyskać metalu i odciąć żądany element. Metalowe wapnia w warunkach laboratoryjnych jest łatwiejsze w stosowaniu w postaci żetonów.

Jeśli nie ma żadnych metalowych żetonów, a wymagane będą tylko duże kawałki wapnia w banku, przejście lub młotek będą wymagane. Gotowy kawałek wapnia żądanej wielkości umieszcza się w kolbie lub szklance z wodą. Chipsy wapnia wkładają na naczynia w torbie gazowej.

Wapń obniża się na dole i rozpoczyna się izolacja wodoru (najpierw w miejscu, w którym znajduje się świeżych ohloh). Stopniowo gaz jest zwolniony z powierzchni wapnia. Proces przypomina burzliwego wrzenia, w tym samym czasie powstaje osad wodorotlenku wapnia (wygaszony wapno).

Hazeling

Kawałek wapnia pojawia się, chwalony bąbelkami wodoru. Po około 30 sekundach wapń rozpuszcza się, a woda z tworzenia zawiesiny wodorotlenku staje się błotnista biała. Jeśli reakcję nie jest prowadzona w szklance, ale w probówce, możliwe jest obserwowanie wyboru ciepła: Rura testowa szybko staje się gorąca. Reakcja wapnia z wodą nie kończy się spektakularną eksplozją, ale interakcja dwóch substancji szybko płynie i wygląda jak spektakularny. Doświadczenie jest bezpieczne.

Jeśli torba z pozostałym wapniem zostanie usunięta z wody i przytrzymaj powietrze, a następnie po pewnym czasie, w wyniku ciągłej reakcji, silne ogrzewanie i pozostałe w marlachi. Jeśli część szybkiego roztworu jest filtrowania przez lejek do szklanki, a następnie po przechodzeniu przez roztwór tlenku węgla CO₂ jest osadem. W tym celu dwutlenek węgla nie potrzebuje - możesz wysadzić wydychane powietrze do roztworu przez szklaną rurkę.

Elektryczność 1,00 (skala Pauling) Potencjał elektrody −2,76 Stopień utleniania 2 Energia jonizacji
(pierwszy elektron) 589,4 (6,11) KJ / MOL (EV) Właściwości termodynamiczne prostej substancji Gęstość (z n. Y) 1,55 g / cm³ Temperatura topnienia 1112 K; 838,85 ° C Temperatura wrzenia 1757 K; 1483,85 ° C. Ud. Ciepły topnienie 9.20 KJ / Mol Ud. Odparowanie ciepła. 153,6 KJ / MOLE Molowa pojemność ciepła 25.9 j / (k · mol) Objętość molowa 29,9 cm ³ / mol Kryształowa krata prostej substancji Struktura kratki. Sześcienne centrum Granet. Parametry siatki 5,580 Temperatura debły 230 Inne funkcje Przewodność cieplna (300 K) (201) W / (M · K) CAS. 7440-70-2 EMISY SPECTRUM.

Historia i pochodzenie nazwy

Nazwa elementu pochodzi z lat. Calx (w partygrii calis.) - "wapno", "kamień miękki". Został zaproponowany przez angielski chemik Davy Gemphri, w 1808 r. Przydzielone metalowe wapń z metodą elektrolityczną. Devi poddano mieszaninie elektrolizy mokrej wapna Gasheny z płytą platynową, która była anodą. Katoda służyła jako drut platynowy, zanurzony w płynie. W wyniku elektrolizy otrzymano amalgamat wapnia. Podgrzej z jej rtęci, Davy dostał metal o nazwie wapń.

Izotopy.

Wapnia znajduje się w przyrodzie w postaci mieszanki sześciu izotopów: 40 CA, 42 CA, 43 CA, 44 CA, 46 CA i 48 CA, wśród których najczęściej common - 40 CA wynosi 96,97%. Rdzenie wapniowe zawierają magiczną liczbę protonów: Z. \u003d 20. Izotopy. 40
20 CA20.
i 48
20 CA28.
Istnieją dwa z pięciu natury w przyrodzie dwa razy magiczne jądra.

Z sześciu naturalnych izotopów wapnia, pięć jest stabilny. Szósty izotop 48 CA, największy z sześciu i bardzo rzadkich (jego rozpowszechnienie izotopowe wynosi tylko 0,187%), przeżywa podwójny rozkład beta o półtrwania (4,39 ± 0,58) ⋅10 19 lat.

W skałach i minerałach

Wapń, energicznie migrujący skorupę ziemską i gromadząc w różnych systemach geochemicznych, tworzy 385 minerałów (czwarte miejsce według liczby minerałów).

Większość wapnia jest zawarta w ramach krzemianów i glinoklianów różnych skał (granitów, gnessów itp.), Zwłaszcza w wtyczce polowej - zwierzęcy CA.

Caco Caco 3, Caso 4 anhydryt, Caso 4 Alabaster Caso 4 · 0,5 H2O i CASO 4 · 2H2O, Fluoryt CAF 2, Apatyt CA 5 (PO 4) 3 (F, CA 5 (PO 4) 3 (F , Cl, OH), Dolomit MGCO 3 · Caco 3. Obecność soli wapnia i magnezu w naturalnej wodzie zależy od jego sztywności.

Rasa sedymentacyjna składająca się głównie z kalcytu hikfowego - wapień (jedna z jego odmian - kredą). Zgodnie z działaniem regionalnego metamorfizmu wapień jest przekształcony w marmur.

Migracja w skorupie Ziemi

W naturalnej migracji wapnia, "równowaga węglanowa" odgrywa znaczącą rolę związaną z odwracalną reakcją interakcji węglanu wapnia z wodą i dwutlenkiem węgla, tworząc rozpuszczalny węglowęglan:

C A CO 3 + H2O + CO 2 ⇄ C A (HCO 3) 2 ⇄ C A 2 + + 2 HCO 3 - (DisplayStyle (MathSF (Caco_ (3) + H_ (2) O + CO_ (2) Prawa Ca (HCO_ (3)) _ (2) PRAWOLEFARROWY CA ^ (2 +) + 2HCO_ (3) ^ (-))))

(Równowaga jest przesuwa się w lewo lub w prawo w zależności od stężenia dwutlenku węgla).

Migracja biogenna odgrywa ogromną rolę.

W biosfery.

Związki wapnia są prawie we wszystkich tkankach zwierzęcych i warzywnych (patrz poniżej). Znaczna ilość wapnia jest zawarta w organizmach żywych. Tak więc, hydroksyapatyt CA 5 (PO 4) 3 OH, lub, w innym rekordzie, 3CA 3 (PO 4) 2 · CA (OH) 2 jest podstawą tkanki kręgowej kości, w tym osoby; Caco 3 Węglan wapnia składa się z umywalek i muszli wielu bezkręgowców, skorupy jaj itp. W żywe tkanki człowieka i zwierząt 1,4-2% CA (przez frakcję masową); W organizmie człowieka ważące 70 kg zawartości wapnia - około 1,7 kg (głównie w składzie substancji międzykomórkowej tkanki kostnej).

Uzyskiwanie

Wapnia wolnego metalu otrzymuje się przez elektrolizę stopu składającego się z CACHL2 (75-80%) i KCl lub z CACL 2 i CAF 2, a także aluminiologiczne odzyskiwanie CAO w 1170-1200 ° C 4 ° C O + 2 A L → C A A L 2 O 4 + 3 C A (DisplayStyle (MathSF (4CAO + 2 CARAROW CAAL_ (2) O_ (4) + 3CA)))))

Właściwości fizyczne

Metal wapnia istnieje w dwóch modyfikacjach alotropowych. Do 443 ° C stabilny α -ca. z sześciennym grillem Grazenaryzowanym (parametr ale \u003d 0,558 Nm), powyżej stabilny β -ca. z siatką typu sześciennego α -fe. (parametr zA. \u003d 0,448 Nm). Standardowy entalpia Δ H 0 (DisplayStyle delta h ^ (0)) Przejście α → β To jest 0,93 kJ / mol.

Z stopniowym wzrostem ciśnienia, zaczyna pokazać właściwości półprzewodnika, ale nie staje się półprzewodnikiem w pełnym znaczeniu słowa (nie jest również metal). Wraz z dalszym wzrostem ciśnienia powraca do stanu metalicznego i zaczyna wykazywać właściwości nadprzewodzące (temperatura nadprzewodnicy wynosi sześć razy wyższa niż rtęć, i daleko przekracza przewodność wszystkich innych elementów). Unikalne zachowanie wapnia wydaje się być w dużej mierze na stronach (to jest, że parallels są zachowane w systemie okresowym).

Właściwości chemiczne

W liczbie standardowych potencjałów wapnia znajduje się po lewej stronie wodoru. Standardowy potencjał elektrody Ca 2+ / Ca 0,84 V Para, więc wapń aktywnie reaguje z wodą, ale bez zapłonu:

C + 2 H2O → C a (o h) 2 + H2. (DisplayStyle (MathSF (CA + 2H_ (2) O wnęka CA (OH) _ (2) + H_ (2) Dzwonek.)))

Obecność rozpuszczonego wodorowęglanu wapnia w wodzie w dużej mierze określa sztywność wody. Nazywa się to, ponieważ podczas wrzącej wody wodorowęglan jest rozkładany, a SACI 3 spada do osadu. To zjawisko prowadzi na przykład, fakt, że w czajniku powstaje skala.

Podanie

Głównym zastosowaniem metalu wapnia jest stosowanie go jako środek redukujący przy wytwarzaniu metali, zwłaszcza niklu, miedzi i stali nierdzewnej. Wapń i jego wodorek są również wykorzystywane do uzyskania trudno odzyskiwalnych metali, takich jak chrom, tor i uran. Stopy wapnia z ołami są używane w niektórych rodzajach baterii i do produkcji łożysk. Granulki wapnia są również używane do usuwania śladów powietrza z instrumentów Electrovacuum. Czysty metalowy wapń jest szeroko stosowany w Metalotermia podczas uzyskiwania elementów rzadkich ziemskich.

Wapń jest szeroko stosowany w metalurgii stali deoksydowej wraz z aluminium lub połączonym z nim. Leczenie eseju z przewodami zawierającymi wapnia zajmuje wiodącą pozycję ze względu na efekt wapnia wieloeterowego na stan fizykochemiczny stopu stopy, makro i mikrostruktury metalu, jakość i właściwości produktów metalowych i jest integralną częścią wytwarzania stali technologia. W nowoczesnym metalurgii do wejścia do stopu wapnia stosuje się drut wtrysku, który reprezentuje wapń (czasami krzemokowanie lub aluminicjuszy) jako proszek lub wytłaczany metal w skorupce stalowej. Wraz z opóźnieniem (usunięcie tlenu rozpuszczonego w stali), stosowanie wapnia pozwala nam uzyskać z natury, kompozycję i formę inkluzji niemetalicznych, które nie są zniszczone w trakcie dalszych operacji technologicznych.

Izotopa 48 CA jest jednym z wydajnych materiałów eksploatacyjnych do produkcji elementów superhane i otwarcie nowych elementów tabeli MendeleEV. Wynika to z faktu, że wapń-48 jest dwukrotnie dwukrotnie rdzeń, więc jego stabilność pozwala mu być wystarczająco neutronowego do jądra lekkiego; W syntezie nadmiernych jąder potrzebnych jest nadmiar neutronów.

Rola biologiczna

Stężenie wapnia we krwi ze względu na jego znaczenie dla dużej liczby istotnych procesów jest precyzyjnie regulowany, a wraz z odpowiednim odżywianiem i wystarczającą zużyciem niskotłuszczowych produktów mlecznych i niedobór witaminy D nie występuje. Długoterminowy niedobór wapnia i / lub witaminy D w diecie prowadzi do zwiększenia ryzyka osteoporozy i osłabiów powoduje niemowlęctwo.

Notatki

1. Ziarno Solidność 200-300 MPa
2. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Marka, Paul de Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Strata, Juris Meija, Takafumi Hida, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Ciężary atomowe elementów 2011 (raport techniczny IUPAC) (angielski) // Chemia czysta i zastosowana. - 2013. - Vol. 85, nie. pięć . - P. 1047-1078. - DOI: 10.1351 / PAC-REP-13-03-02.
3. Red College.: Knunyantz I. L. (rozdz. Ed.). Encyklopedia chemiczna: w 5 tonach - Moskwa: encyklopedia radziecka, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 str. - 100 000 kopii.
4. Riley J.P. I SKIRROW G. Oceanografia chemiczna V. 1, 1965.
5. PlityChenko B. Klasyfikacja ocenianych półno-lifrowych beta beta arkusze danych nuklearnych. - 2014. - czerwiec (Vol. 120). - P. 102-105. - ISSN 0090-3752. - Doi: 10.1016 / J.nds.2014.07.018. [Naprawić]
6. PlityChenko B. Lista wartości rozpadu adoptowanych podwójnych beta (ββ) (Neopr.) . National Nablear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Sprawdź 6 grudnia 2015 r.
7. Podręcznik chemika / rolki.: Nikolsky B. P. i in. - 2nd ed., ONZ. - M.-L.: Chemia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
8. Gazeta. RU: Elementy ciśnienia
9. Wapń // Duża radziecka Encyklopedia: [przy 30 ton] / Ch. ed. A. M. Prokhorov.. - 3rd ed. - M.: Encyklopedia radziecka, 1969-1978.
10. DKKIN D. A., Kisilenko V. V. Wpływ różnych czynników do wchłaniania wapnia z drutu proszkowego z kompleksowym wypełniaczem SC40 (RUS.) // Elektrometallurgy: Magazine. - 2009. - Maj (nr 5). - P. 2-6.
11. Mikhailov G. G., Chernova L. A. Analiza termodynamiczna procesów opóźnienia z wapniem i aluminium (RUS) // Elektrometalurgy: Magazine. - 2008. - marzec (nr 3). - P. 6-8.
12. Model powłoki jądra
13. Instytut Komitetu Medycyny (USA) do przeglądu spożycia referencyjnego witaminy D i wapnia; Ross AC, Taylor Cl, Yaktine Al, Del Valle HB, Redakcja (2011).

Wprowadzenie

Chemia to nauka o substancjach, ich strukturze, właściwościach i interkonferencesów.

Chemia jest ściśle związana z innymi przyrodnikami: fizyki, biologii, geologii. Wiele sekcji współczesnej nauki pojawiło się na skrzyżowaniu tych nauk: chemii fizycznej, geochemii, biochemii.

Nowa specjalność w systemie dyscyplin chemicznych o nazwie "Klasyfikacja i certyfikacja towarów opartych na składzie chemicznym" została założona w 1997 roku przez Uzbek Naukowców I.R. Askarov i TT. Riscus. Ważne w tworzeniu tej nowej dyscypliny chemicznej były wyniki badań naukowych prowadzonych przez takich naukowców Uzbek jako A.a. Ibrahimov, g.kh. Hamrakulov, MA Rakhimjanov, m.yu. Isakov, KM. Karimkulov, O.a. Tashpulatov, A.a. Namaz, b.ya. Abduganiev, s.m. Mirkomlov, O. Kulimov, N.KH. Tukhtaboev i inni.

Wapń - jako metal ziemny metalowy, jeden z najważniejszych elementów na Ziemi.

Wapń jest bardzo ważny zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt i roślin.

Naturalnie, posiadające takie właściwości chemiczne, wapń nie może być w naturze w wolnym stanie. Ale związki wapnia - i naturalne i sztuczne - uzyskały najważniejsze znaczenie.

Ka.? ltri. - Element głównej podgrupy drugiej grupy, czwarty okres okresowego układu pierwiastków chemicznych D.I. MendeleeV, z numerem atomowym 20, dlatego rdzeń atomu wapnia ma 20 dodatnich opłat utworzonych przez 20 protonów; Liczba neutronów w jądrze 40 - 20 \u003d 20. 20 elektronów neutralizujących ładunek jądra znajdują się na czterech poziomach energii. Względna waga atomowa 40.078 (4). Oznacza symbol Ca. (Lat. Wapń).

1. Historia otwarcia

Nazwa elementu pochodzi z lat. Calx (w partykulowej paddrze Calcis) - "wapno", "kamień miękki". Został zaproponowany przez angielski chemik Humphrey Davy, w 1808 roku przydzielamy metalowe wapń metodą elektrolityczną. Davy poddano mieszaninie elektrolizy mokrej wapno Gashenny z HG Mercury HG 2O Na płytce Platinum, która była anodą. Katoda służyła jako drut platynowy, zanurzony w płynnej rtęci. W wyniku elektrolizy otrzymano amalgamat wapnia. Podgrzej z jej rtęci, Davy dostał metal o nazwie wapń.

Związki wapnia - wapień, marmur, tynk (jak również wapno - produkt wypalania wapień) były używane w przypadku konstrukcji przez kilka tysięcy lat temu. Do końca XVIII wieku chemicy uważali wapno z prostym ciałem. W 1789 r. A. Lavauzier zasugerował, że wapno, magnezę, barytę, tlenku glinu i krzemionki - mieszanki.

połączenie chemiczne wapnia.

2. Znalezienie natury

Ze względu na wysoką aktywność chemiczną wapnia w wolnej formie w przyrodzie, nie znaleziono.

Wapń stanowi 3,38% masy skorupy Ziemi (5 miejsce w rozpowszechnianiu po tlenu, krzemu, aluminium i żelaza). Zawartość elementu w wodzie morskiej wynosi 400 mg / l.

Większość wapnia jest zawarta w krzemianach i glinokiniakach różnych skał (granitów, gneissions itp.), Zwłaszcza w wtyczce dziedzinie - zwierząt CA.

W postaci osadowych związków wapnia przedstawiono kredą i wapienami składającymi się głównie z minerału kalcytowego (CACO 3). Krystaliczna forma kalcytu - marmuru - występuje w naturze znacznie rzadziej.

Minerały wapnia są całkiem rozpowszechnione, jak:

kalcyt, wapień, marmur, kreda caco3 ,

angidrit Caso4. ,

cASO4 ALABASTER. · 0,5 godziny. 2O.

gips Caso4. · 2h. 2O,

fluoryt CAF2. ,

fosfosforyny i apatyczność ca 3(PO. 4)2(F, cl, oh),

dolomit MGCO3. · Caco. 3.

Obecność soli wapnia i magnezu w naturalnej wodzie zależy od jego sztywności.

Wapń, energicznie migrujący skorupę ziemską i gromadząc w różnych systemach geochemicznych, tworzy 385 minerałów (czwarte miejsce według liczby minerałów).

Figa. 1. Depozyty wapnia w słonych spojrzeniach

Związki wapniowe znajdują się prawie wszystkie tkanki zwierzęce i warzywne. Znaczna ilość wapnia jest zawarta w organizmach żywych. Więc hydroksyapatyt Ca 3(PO. 4)2Och, lub w innym rekordzie, 3ca 3(PO. 4)2· CA (OH) 2 - podstawa tkanki kości kręgowców, w tym osoby; Caco Capcium Carbonan. 3 Składa się z muszli i muszli wielu bezkręgowców, skorupy jajowej itp. W żywych tkankach człowieka i zwierząt 1,4-2% CA (przez frakcję masową); W organizmie człowieka ważące 70 kg zawartości wapnia - około 1,7 kg (głównie w składzie substancji międzykomórkowej tkanki kostnej).

. Uzyskiwanie

W przemyśle wapnia otrzymuje się na dwa sposoby:

Ogrzewanie Mieszaninę brykietowaną w proszku Sao i Al w 1170-1200 ° C pod próżnią 0,01 - 0,02 mm. Rt. st.; Elementy reakcji:

SAO + 2AL \u003d 3CAO · AL2 O. 3 + 3ca.

Pary wapnia są skondensowane na zimnej powierzchni.

Elektroliza topiu sasl 2 (75-80%) i KSL z ciekłym katodą wapnia miedziane są wytwarzane z stopowym Cu - CA (65% CA), z którego wapnia jest oddestylowany w temperaturze 950 - 1000 ° C w próżni 0,1 - 0,001 mm . Rt. Sztuka. lub z (6 części) Cacl 2 oraz (1 część) CAF2.

Opracowano również metodę uzyskiwania dysocjacji termicznej wapnia CAC2 CAC2 .

4. Właściwości fizyczne

Pojawienie się prostej substancji

Ryż2. Umiarkowanie stały, srebrny biały metal

Nazwa, symbol, numer

Ka. ? LTRIA / wapń (CA), 20

Masa atomowa (masa molowa)

40.078 a. mi. m. (g / mol)

Elektroniczna Konfiguracja

Atom promienia

Kowalencyjny promień

Promień jonowy

Elektryczność

1,00 (skala Pauling)

Potencjał elektrody

Stopień utleniania

Energia jonizacji (pierwszy elektron)

589,4 (6,11) KJ / MOL (EV)

Gęstość (z n. Y)

1.55 / cm³.

Temperatura topnienia

842 O. Z

Ciepły topnienie

9.20 KJ / Mol

Odparowanie ciepła.

153,6 kJ / mol

Molowa pojemność ciepła

25.9 j / (k · mol)

Objętość molowa

29,9 cm³ / kret

Struktura kratki.

sześcienne centrum Granet.

Parametry siatki

Temperatura debły

Przewodność cieplna

(300 K) (201) W / (M · K)

Prosta substancja wapń - Miękki, chemicznie aktywny srebrno biały metal-biały metal.

Metal wapnia istnieje w dwóch modyfikacjach alotropowych. Do 443 ° C jest stabilny? -Ca z sześcienną gridem Grazenaryzowaną (parametr A \u003d 0,558 Nm), powyżej stabilnej? Standardowe przejście entalpii? ? ? To jest 0,93 kJ / mol.

Z stopniowym wzrostem ciśnienia, zaczyna pokazać właściwości półprzewodnika, ale nie staje się półprzewodnikiem w pełnym znaczeniu słowa (nie jest również metal). Wraz z dalszym wzrostem ciśnienia powraca do stanu metalicznego i zaczyna wykazywać właściwości nadprzewodzące (temperatura nadprzewodnicy wynosi sześć razy wyższa niż rtęć, i daleko przekracza przewodność wszystkich innych elementów). Unikalne zachowanie wapnia wydaje się być w dużej mierze na stronach (to jest, że parallels są zachowane w systemie okresowym).

Wapnia znajduje się w naturze w postaci mieszanki sześciu izotopów: 40CA, 42CA, 43CA, 44CA, 46CA i 48CA, wśród których najczęstsza - 40ca wynosi 96,97%.

Z sześciu naturalnych izotopów wapnia, pięć jest stabilny. Szósty izotop 48ca, najcięższy z sześciu i bardzo rzadkich (jego istotność izotopowa wynosi tylko 0,187%), jak ostatnio odkryto, doświadczając podwójnego rozpadu beta o półtrwania 5,3 · 1019 lat.

. Właściwości chemiczne

Wapń jest typowym metalem kleszczącym. Aktywność chemiczna wapnia jest wysoka, ale niższa niż mocno zebrane metale wzrośnie. Łatwo włącza się z tlenem, dwutlenkiem węgla i wilgocią powietrzem, dzięki czemu powierzchnia metalu wapnia jest zwykle słabo ponure, dlatego laboratorium wapnia jest zwykle przechowywane, a także inne metalowe zamknięte, w szczelnie zamkniętym może pod koniec warstwa nafty lub płynna parafina.

Na zewnętrznym poziomie energii znajdują się 2 elektrony. We wszystkich połączeniach stopień utleniania wapnia wynosi +2.

W liczbie standardowych potencjałów wapnia znajduje się po lewej stronie wodoru.

Standardowy potencjał elektrody ca ca 2+/ Ca. 0 ? 2,84 V, więc wapń aktywnie reaguje z zimną wodą (z gorącą wodą reakcję przebiega bardziej energicznie), ale bez zapłonu:

Z aktywnymi niemetalami (tlen, chlor, brom), wapń reaguje w normalnych warunkach:

Ca + Cl.2 Cacl.2

Gdy powietrze jest ogrzewane lub w płomieniach tlenu wapnia i oparzenia czerwonym płomieniem pomarańczowym odcieniem.

Przy mniej aktywnych niemetalach (wodór, bor, węgla, krzem, azot, fosforu i inne), wapń wchodzi do interakcji po podgrzaniu, na przykład:

Oprócz fosfordu wapnia CA3P2 znane są również fosforyjne wapnia samochodu i kompozycji SAR5;

Oprócz silikoriku wapnia CA2SI znane są również krzemiad wapnia CASI, CA3SI4 i CASI2.

Przepływ powyższych reakcji jest zwykle towarzyszy uwalnianie dużej ilości ciepła.

Wapń przywraca mniej aktywnych metali z ich tlenków i halogenków

2ca + tio.2 2cao + ti.

Ca + Ticl.2 2CACL.2 + Ti.

Większość związków wapnia z niemetalnymi jest łatwo rozłożona wodą, na przykład:

ION CA2 + BESMEVETN. Kiedy w płomieniu rozpuszczalnych soli wapniowych płomień jest pomalowany w cegiełko.

. Zastosowanie metalicznego wapnia

Głównym zastosowaniem metalu wapnia jest stosowanie go jako środek redukujący przy wytwarzaniu metali, zwłaszcza niklu, miedzi i stali nierdzewnej. Wapń i jego wodorek są również wykorzystywane do uzyskania twardymi metali, takich jak chrom, tor i uran. Stopy wapniowe z ołów są stosowane w bateriach i stopach łożyska. Granulki wapnia są również używane do usuwania śladów powietrza z instrumentów Electrovacuum.

1. Metalotermia.

Czyste metalowe wapń jest szeroko stosowane w Metalotermia podczas uzyskiwania rzadkich metali.

2. Doping ze stopu

Czysty wapń stosuje się do dopingu ołowiu, który jest na wytwarzaniu płyt baterii, utrzymując baterie ołowiu startowej o małym samopoczuciu. Również metalowy wapń jest na produkcji wysokiej jakości Babbitów wapniach BKA.

3. Fuzja nuklearna

Izotop 48CA jest jednym z wydajnych i spożywczych materiałów do produkcji elementów superhane i otwarcie nowych elementów tabeli MendeleEV. Wynika to z faktu, że wapń-48 jest dwukrotnie dwukrotnie rdzeń, więc jego stabilność pozwala mu być wystarczająco neutronowego do jądra lekkiego; W syntezie nadmiernych jąder potrzebnych jest nadmiar neutronów.

. Związki wapnia.

1. Tlenek wapniaCao (Negane Lime, Lime Lime, Kiphel) Biała substancja ogniotrwała.

Uzyskane w wapieniu lub kredowym pieczeniu w wysokich temperaturach (powyżej 900 o Z):

Caco.3 \u003d Cao + Co2

Tlenek wapnia reaguje z wodą do tworzenia ghhburskiej wapna i podkreślając dużą ilość ciepła:

Cao + H.2 O \u003d ca (oh)2 + Q.

2. Wodorotlenek wapnia.CA (OH) 2 - silna baza, trochę rozpuszczalna w wodzie.

CA (OH) 2 Używane w różnych typach:

włosy wapno to cienki luźny proszek, "Pushonka", uzyskana przez działanie wody do następnego wapna Cao:

Cao + H.2 O \u003d ca (oh)2

W budownictwie stosuje się twardą mieszankę szkodliwego wapna z cementem, wodą i piaskiem. Przy absorbowaniu dwutlenku węgla z powietrza, ta mieszanina ustępuje:

CA (OH)2 + Co.2 \u003d Caco.3 + H.2 O.

mleko wapienne - To jest zawieszenie cząstek z włosami CA (OH) 2 w wodzie.

Służy do błogości w budownictwie, dezynfekcja pni drzew, w przemyśle cukrowym, do skóry, aby uzyskać wapno chlorowe.

woda wapna - nasycony wodny roztwór CA (OH) 2

Roztwór w powietrzu jest purre ze względu na absorpcję dwutlenku węgla z powietrza.

Ale z długotrwałym transmisją dwutlenku węgla, roztwór staje się

przejrzysty ze względu na tworzenie rozpuszczalnego wodorowęglanu wapnia:

Caco.3 + Co.2 + H.2 O \u003d CA (HCO3 ) 2

W naturze prowadzi to do następujących procesów. Kiedy zimny deszcz lub woda rzeczna nasycona dwutlenkiem węgla, przenika pod ziemią i spada na wapienia, a następnie ich rozpuszczanie obserwuje się, a te same miejsca, w których woda nasycona wodorowęglanem wapnia idzie do powierzchni ziemi i ogrzewany przez światło słoneczne.

Tak więc w naturze transfer dużych mas. W rezultacie ogromne awarie mogą tworzyć podziemne, a piękne kamień "sople" - stalaktyty i stalagmity powstają w jaskiniach.

3. Proszek wybielający- jest silnym utleniaczem, którego głównym składnikiem jest sól caocl 2Utworzony podczas interakcji z suchym wapnem z chlorami:

CA (OH)2 + Cl.2 \u003d Caocl.2 + H.2 O.

Wapno chloru jest białym proszkiem z ostrym zapachem, który w mokrym powietrzu pod działaniem dwutlenku węgla stopniowo rozkłada się, podkreślając kwas chlorotyczny:

2caocl.2 + Co.2 + H.2 O \u003d caco.3 + CACL.2 + 2HCLO.

W świetle kwasu chlorotycznego rozkłada się:

2HCLO \u003d 2HCL + O2

Zgodnie z działaniem na wapno chloru kwasu chlorowodorowego, chlor jest uwalniany:

Caocl.2 + 2HCl \u003d cacl2 + Cl.2 + H.2 O.

Opiera się to na wybielaniu i środkach dezynfekujących wapna chloru.

4. GipsCaso. 4· 2h. 2O - naturalny minerał wapnia.

Po ogrzaniu do 150-180 ° C traci wagi ¾ woda krystalizacja i przechodzi w alabaster lub spalany gips.

2caso.4 * 2h.2 O 2Caso.4 * H.2 O + 3H.2 O.

Podczas mieszania z wodą, Alabaster szybko się ustalił, włącza się ponownie

2caso.4 * H.2 O + 3H.2 O 2Caso.4 * 2h.2 O.

Ta cecha gipsu służy do tworzenia form i żaluzji z różnych elementów, a także jako spoiwo w budownictwie do tynku i innych. Gips jest szeroko stosowany w medycynie do produkcji bandażów gipsowych.

Podczas ogrzewania gipsu w temperaturze powyżej 180 ° C powstaje bezwodne gips (bezwodnik wapnia lub martwy gips), który nie jest w stanie mocować wodę.

Caso.4 * 2h.2 O Caso.4 + H.2 O.

Sole wapniowe, takie jak chlorek CAPL2, bromek CABR2, jodek CAI2 i Azotan CA (NO3) 2 są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Nierozpuszczalny w fluorku wody<#"justify">1. Wapnia wodorowe

Ogrzewanie wapnia w atmosferze wodoru<#"justify">2. Tlenek wapnia

Tlenek wapnia Cao, jako część stałego roztworu tlenków innych metali pic<#"justify">3. Materiały optyczne i laserowe

Fluorek wapnia.<#"justify">4. Węglik wapnia

Węglik wapnia<#"justify">W produkcji materiałów ogniotrwałych stosuje się zarówno tlenek wapnia, jak i w kompozycji mieszanin ceramicznych.

7. Materiały budowlane<#"justify">Związki wapniowe (głównie węglan lub węglObbonat) stosuje się do powlekania elektrod w spawaniu elektrycznym łuku. Związki wapnia są szeroko stosowane do przygotowania strumieni do topnienia i spawania metali.

9. Produkty lecznicze<#"justify">Związki wapnia są szeroko stosowane jako antyhistaminę.

·Chlorek wapnia<#"justify">. Rola biologiczna

Wapń - wspólny makroelement<#"312" src="doc_zip16.jpg" />

Tabela 1. Zawartość wapnia w niektórych jedzeniu

Ilość produktów spożywczych zawartość wapnia w tej ilości produktu, mallopole i sera wyrobów mielonych - Szwajcarski, Rierkaya 50 g. 493 ser - i solidna forma, Cheddar, Colby, Edak, Gaud 50 g. 353 mleko - całość, 2%, 1% zawartość tłuszczu 1 szklana / 250 ml 315 krem \u200b\u200b1 szklanka / 250 ml 301 mozzarella sera, adygei, ser 50 269 jogurt - zwykły 1 szklanki / 175 ml 292 molio - suche, w proszku 45 ml 159 lodów 1/2 szklanki 93 ser - Rustykalny, kremowy 2%, 1% tłuste (twaróg) 1/2 szklanki 87mma, ryby, drobiu i inne produkty sardynki, z kości 8 małych 153 łososia, kości, puszki 1/2 banki (waga netto 13 g) 153 migdały 1/2 Cup 200 Sezam 1/2 Filiżanki 100 Fasola - Przygotowany (fasolka, fasola niebieska, fasola) 1/2 szklanki 90 soi fasoli - gotowane 1 szklanki 175 Kurczak - Smażony 90 g. 13 Wołowina - Smażona 90g 7HLEB i Round Grain Bun z otrębami 1/35. 50 Chleb - biały i pszenicy 1 sztuka / 30 g. 25fów i warzywa brokułów - w surowej formie 1/2 Cups 38 Pomarańcze 1 Średnia Rozmiar / 180 g. 52 Średni rozmiar Bananas / 175g 10 Sałatka 2 Duży arkusz 8 Suszone Figie 10 270 Połączony dania z zupą mleczną, zupą w postaci kremu z kurczaka, grzybów, pomidorów i brokułów 1 kubek / 250 ML 189 gotowana fasola ziarna 1 szklanki / 250 ml 169

Wniosek

Wapń jest jednym z najczęstszych elementów na Ziemi.

Wapń został otwarty przez angielski chemik Humphrey Davy w 1808 roku. Przydzielał metalowy wapń z ścieżką elektrolityczną z mieszaniny hazonowej wapno i tlenku rtęci.

W 1789 roku A. Lavoisier zaproponował ten wapno, magnezę, barytę, tlenku glinu i krzemionki - substancje związane.

W naturze jest dużo natury. Wolna forma nie występuje. Góry i skały gliniane są utworzone z soli wapniowych, jest w morzu i wodzie rzeki. Jest częścią takich minerałów, takich jak marmur (kredowa), alabaster, tynk, fluoryt, fosforyn, apatyt i dolomity.

Wapń jest również częścią żywych organizmów - we wszystkich zwierzętach i tkankach roślinnych, a co najważniejsze wapń jest częścią tkanki kostnej osoby.

Wapń otrzymuje się na dwa sposoby:

1.Ogrzewanie mieszaniny ponadgabarytowej wapno i aluminium.

2.Druga metoda, jak również wszystkie metale, elektroliza, w tym przypadku, CAPL2 i KCL topią się ciekłą katodą miedzi-wapniową.

Wapń jest miękką chemicznie aktywną metalową ziemską metalową, srebrno-białą.

Wapń - typowy zebrany metal kwadratowy<#"justify">1.I. ASKAROV K. GOPIROV "Podstawy Chemii" State Naukowe Wydawnictwo "Uzbekistan Milly Encyclopedia" Taszkent - 2013 str. 347

2.I.r. Asqarov sh.h. Abdullaev o. Sh. Abdullaev "Kimyo - Oil O O O`tlariga Kiruvchilar Uschun" "Tafakkur" Nashriyoti Toshkent - 2013

3.N.l. Glinka "Chemia ogólna" Moskwa - 1988

."Schoolchild Certificate" Biszkek - 2000 pp. 152-156

.G.P. Khomchenko "Chemistry - Universal Collection" Moskwa New Wave Wydawca tytułu - 2008 str. 301-306

.F.g. Felbdman G.e. Chemia 9 "Moskwa" Oświecenie "- 1990 str. 127-132

."Uniwersalny katalog" Moskwa - 2006 str. 648-651

8.www.google.com //ru.wikipedia.org // wiki // wapń.

.domena www.google.co.ru //otherreferats.allbest.ru // Chemia.

.www.google.com //medwiki.org.ua // Artykuł // Wapń.

Korepetycjonowanie

Potrzebujesz pomocy, aby studiować, jakie motywy językowe?

Nasi specjaliści doradzą lub mają korepetycje na przedmiot zainteresowania.
Wyślij zapytanie Właśnie z tematem, aby dowiedzieć się o możliwości otrzymania konsultacji.

Wprowadzenie

Właściwości i zastosowanie wapnia

1 właściwości fizyczne

2 Właściwości chemiczne

3 Zastosowanie

Produkcja wapnia

1 elektrolityczne wapń i jego stopy

2 pokwitowanie termiczne

3 metoda termiczna próżniowego uzyskania wapnia

3.1 Aluminiczna metoda odzyskiwania wapnia

3.2 Silikotermiczna metoda odzyskiwania wapnia

Praktyczna część

Bibliografia

Wprowadzenie

Grupa pierwiastków chemicznych II okresowego systemu MendeleEEV, numer atomowy 20, masa atomowa 40.08; Silver-White Light Metal. Naturalny element reprezentuje mieszaninę sześciu stabilnych izotopów: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca I. 48CA, z których najczęściej 40 Ca (96, 97%).

CA - wapień, marmur, gips (jak również wapno - produkt wypalania wapień) już w starożytności były używane w biznesie budowlanym. Do końca XVIII wieku chemicy uznali wapno z prostym ciałem. W 1789 r. A. Lavauzier zasugerował, że wapno, magnezę, barytę, tlenku glinu i krzemionki - mieszanki. W 1808 r. Davy, wystawiając elektroliza z katodą rtęcią, mieszaniną mokrego wapna w limonki z tlenkiem rtęci, przygotowała amalgamat CA i kołysanie się z niego, dostał metal, zwany "wapniem" (z lat Calx, urodzony - Wapno).

Zdolność wapnia do wiązania tlenu i azotu pozwala go używać do oczyszczenia gazów obojętnych i jako heter (Getter - substancja, która służy do absorpcji gazów i tworząc głęboką próżnię w urządzeniach elektronicznych) w urządzeniach radiowych próżniowych.

Wapń jest stosowany w miedzi, metalurgii niklu, niklu, stali specjalnych i brązu; Współpracowali szkodliwe zanieczyszczenia siarki, fosfor, nadmiar węgla. Dla tych samych celów stosuje się stopy wapniowe z krzemem, litem, sodem, boru, aluminium.

W przemyśle wapnia otrzymuje się na dwa sposoby:

) Ogrzewanie mieszaniny brykietowanej Sao i proszku Al w 1200 ° C w próżni 0,01 - 0,02 mm. Rt. st.; Elementy reakcji:

SAO + 2AL \u003d 3CAO · AL2O3 + 3CA

Pary wapniowe są konduzją na zimnej powierzchni.

) Elektrolizę Melt Sasl2 i KSL o ciekłym katodzie wapnia miedzi wytwarza się ze stopu Cu - CA (65% CA), z którego oddestylowano wapń w temperaturze 950 - 1000 ° C w próżni 0,1 - 0,001 mm.t.

) Sposób uzyskania wapnia jest również opracowywany przez dysocjację termiczną węglika CAC2.

Wapń jest bardzo często powszechny w postaci różnych związków. W skorupie Ziemi zajmuje piąty, stanowił 3,25%, a najczęściej występuje w formie wapiennej Caco 3, Dolomit Caco. 3· Mg Co. 3, Caso Gypsum. 4· 2h. 2O, fosforyte ca 3(PO. 4)2 i plalisty 2, nie licząc znaczącej części wapnia w ramach skał krzemianowych. W wodzie morskiej jest zawarta średnio 0,04% (waga) wapń.

W tym kursie, właściwości i stosowanie wapnia są badane, a także teorię i technologię metod termicznych próżniowych uzyskuje się szczegółowo.

. Właściwości i zastosowanie wapnia

.1 właściwości fizyczne

Wapń jest srebrno-białym metalem, ale w wysypiskach powietrza ze względu na tworzenie tlenku na jego powierzchni. Ten plastikowy metal jest trudniejszy. Crystal Cell. ?-formy CA (zrównoważone w normalnej temperaturze) Granetantedized Cubic, a \u003d 5,56 Å . Promień atomowy 1.97. Å , promień jonowy CA 2+, 1,04Å . Gęstość 1,54 g / cm 3(20 ° C). Powyżej 464 ° C Hexagonal ?-formularz. TPL 851 ° C, TKIP 1482 ° C; Stosunek temperatury rozszerzenia liniowego 22 · 10 -6 (0-300 ° C); przewodność cieplna w temperaturze 20 ° C 125,6 W / (M · K) lub 0,3 KAL / (CM · S · ° C); Specyficzna pojemność ciepła (0-100 ° C) 623,9 j / (kg · K) lub 0,149 CAL / (G · ° C); Specyficzna rezystancja elektryczna w temperaturze 20 ° C 4,6 · 10 -8 Om · m lub 4,6 · 10 -6 ohm · cm; Współczynnik temperatury odporności elektrycznej 4,57 · 10-3 (20 ° C). Elastyczny moduł 26 GN / M 2 (2600 kgf / mm 2); Wytrzymałość na rozciąganie 60 mn / m 2 (6 kgf / mm 2); Elastyczna granica 4 MN / M 2 (0,4 kgf / mm 2), wytrzymałość wydajności 38 mn / m 2 (3,8 kgf / mm 2); Wydłużenie względne 50%; Twardość Brinell 200-300 MN / M 2 (20-30 kgf / mm 2). Wapń jest dość wysoką czystości plastikową, dobrze prasowaną, walcowaną i leczącą cięcią.

1.2 Właściwości chemiczne

Wapń - aktywny metal. Tak więc w normalnych warunkach łatwo wchodzić w interakcje z tlenem powietrza i halogenami:

Ca + O. 2 \u003d 2 CAO (tlenek wapnia) (1)

SA + IN 2 \u003d SAVr. 2 (Bromek wapnia). (2)

Z wodorem, azotem, szarym, fosforem, węglem i innym wapniem bez metali reaguje po podgrzaniu:

CA + N. 2 \u003d San. 2 (Walid Wapń) (3)

Ca + N. 2 \u003d SA. 3N. 2 (azotek wapnia) (4)

Ca + S \u003d SAS (siarczku wapnia) (5)

SA + 2 p \u003d SA 3R. 2 (Fosforo wapnia) (6)

CA + 2 C \u003d CAC 2 (węglik wapnia) (7)

Z zimną wodą wapń współdziała powoli, a gorąco - bardzo energiczny, dając silną bazę SA (on) 2 :

Ca + 2 n 2O \u003d SA (on) 2 + N. 2 (8)

Będąc energicznym środkiem redukującym, wapń może przyjmować tlen lub halogenki z tlenków i halogenków mniej aktywnych metali, tj. Posiada właściwości redukujące:

Ca + NB. 2O5. \u003d Sao + 2 nb; (dziewięć)

Ca + 2 nbsl 5 \u003d 5 Sasl2. + 2 nb (10)

Wapń energicznie interakcji z kwasami z uwalnianiem wodoru, reaguje z halogenami, z suchym wodorem z tworzeniem hydridu san 2. W przypadku podgrzewanego wapnia z grafitem powstaje węglik CAC 2. Wapń otrzymuje się przez elektroliza stopionego CACL 2 lub aluminiowe odzyskiwanie w próżni:

6Sao + 2AL \u003d 3CA + 3CAO · AL2 O 3 (11)

Czysty metal jest używany do przywracania CS, RB, CR, V, ZR, Th, U, U do Metali, do stali deoksydowych.

1.3 Zastosowanie

Wapń znajduje wszystkie rosnące. Zastosowanie w różnych branżach. Ostatnio zyskał dużą wagę jako środek redukujący w uzyskaniu wielu metali.

Czysty metal. Uran uzyskuje się przez przywrócenie metalicznego wapnia fluorku uranu. Wapń lub wodorki można przywrócić przez tlenki tytanu, a także tlenki cyrkonu, tor, tantal, niob, inne rzadkie metale.

Wapń jest dobrym deoksydizerem i odgaśnięciem przy wytwarzaniu miedzi, niklu, chromonistylódzkich stopów, stali specjalnych, niklu i blaszanej brązu; Usuwa siarkę z metali i stopów, fosforu, węgla.

Formularze wapnia z związkami ogniotrwałymi BISMUTS, więc służy do oczyszczania prowadzenia z BISMUTH.

Wapń jest dodawany do różnych światłowodowych stopów. Pomaga poprawić powierzchnię wlewków, drobnoziarnistości i zmniejszenia utleniania.

Wiele propagacji zawiera stopy łożysk wapniowych. Stopy ołowiu (0,04% CA) mogą być stosowane do wytwarzania muszli kablowych.

Technika wykorzystuje wapń ze stopami antyifrykcyjnymi z przewodem. Minerały wapnia są szeroko stosowane. Tak więc wapień stosuje się w produkcji wapna, cementu, cegły krzemianu i bezpośrednio jako materiał budowlany, w metalurgii (strumień), w przemyśle chemicznym do produkcji węglika wapnia, sody, sody kaustycznej, wapna chloru, nawozu, w Produkcja cukru, szkła.

Kreda, marmur, islandzki machnięcie, tynk, fluoryt itp. Mają praktyczne znaczenie. Ze względu na zdolność wiązania tlenu i azotu stopów wapnia lub wapnia z metali sodu i innych metali, stosowanych do czyszczenia gazów szlachetnych i jako Getter w urządzeniu radiowym próżniowym. Wapń stosuje się również do uzyskania wodoru, który jest źródłem wodoru w polu.

2. Uzyskanie wapnia.

Istnieje kilka metod wytwarzania wapnia, jest ona elektrolityczna, termiczna, termiczna próżniowa.

.1 elektrolityczne uzyskiwanie wapnia i jego stopy

Istota metody polega na tym, że katoda pierwotnie dotyczy stopionego elektrolitu. W miejscu kontaktu, dobrze zwilżająca katoda jest utworzona z ciekłym kroplą metalową, która, z powolnym i jednolitym podnoszeniem katody, jest wyświetlana z nim z stopu i zawieszenia. W tym samym czasie zamrożona kropla jest pokryta solidną folią elektrolitową, która chroni metal przed utlenianiem i azotowaniem. Przez ciągłe i ostrożnie podnoszące katodę wapnia jest wyciągane do prętów.

2.2 Kwitowanie termiczne

termiczny elektrolityczny chemiczny wapnia

· Proces chlorku: Technologia składa się z topnienia i odwadniania chlorku wapnia, ołów do topnienia, wytwarzania stopu podwójnego liścia - sodu, uzyskując potrójną ołowiu stopu - sodu - wapń i rozcieńczenie prowadzenia stóp potrójnego po usunięciu soli. Przepływy reakcyjne chlorku wapnia według równania

Cacl. 2 + Na. 2Pb. 5 \u003d 2NACl + PBCA + 2PB (12)

· Proces węglika: Podstawa uzyskania stopu wapnia ołowiowego jest reakcja między węglikiem wapnia i stopionym prowadzeniem zgodnie z równaniem

CAC. 2 + 3pb \u003d pb3 Ca + 2c. (13)

2.3 Metoda termiczna próżniowego uzyskania wapnia

Surowce do mody termicznej próżniowej

Surowiec do odzysku termicznego tlenku wapnia jest wapno uzyskane przez wystrzelenie wapienne. Podstawowe wymagania dotyczące surowców są następujące: Wapno musi być tak czyszczące i zawierają minimum zanieczyszczeń zdolnych do przywracania i przeniesienia do metalu wraz z wapniem, zwłaszcza metalu alkalicznego i magnezu. Wypalanie wapienne powinno być wykonane do momentu wprowadzenia rozkładu węglanu, ale nie przed spiekaniem, ponieważ zwolnienie spiekanego materiału jest poniżej. Spalony produkt musi być zabezpieczony przed wchłanianiem wilgoci i dwutlenku węgla, aby je absorbować, którego przydzielanie podczas przywrócenia zmniejsza wskaźniki procesu. Technologia strzelania wapienia i przetwarzanie spalonego produktu jest podobna do przetwarzania dolomitu dla silikotermicznej metody wytwarzania magnezu.

.3.1 Aluminiowa metoda odzyskiwania wapnia

Na schemacie zależności temperatury zmiany wolnej energii utleniania wielu metali (rys. 1) można zauważyć, że tlenek wapnia jest jednym z najbardziej trwałych i trudnych do odzyskania tlenków. Nie można go przywrócić przez inne metale w zwykły sposób - z stosunkowo niską temperaturą i ciśnieniem atmosferycznym. Wręcz przeciwnie, sama wapń jest doskonałym środkiem redukującym innych trudnych do przywrócenia związków i deoksydera dla wielu metali i stopów. Przywrócenie węgla tlenkowego wapnia jest na ogół niemożliwe ze względu na węgliki wapnia. Jednak ze względu na fakt, że wapń ma stosunkowo wysoką elastyczność pary, jego tlenek można przywrócić w aluminium próżni, krzem lub ich stopy zgodnie z reakcją

Cao + mnie? CA + MEO (14).

Praktyczne zastosowanie, gdy była tylko aluminiowa metoda uzyskania wapnia, ponieważ jest znacznie łatwiejsza do przywrócenia aluminium Sao niż krzem. W kwestii przywrócenia chemicznego aluminium tlenku wapnia znajdują się różne widoki. L. Pidgen i I. Etkinson uważają, że reakcja wpływa w tworzenie się wapnia mono glinianu:

Saa + 2аl \u003d saa · al 2O3. + 3y. (piętnaście)

V. A. PZUHIN I A. YA. Fisher wskazuje, że proces jest wraz z tworzeniem trzy-killy tlenna:

Saa + 2аl \u003d 3sao · al 2o. 3 + 3y. (szesnaście)

Według A. I. Vezzyitsky, dominujący w reakcji jest tworzenie pięciu fiskalnego aluminium:

SAO + 6AL \u003d 5SAO · 3AL 2O3. + 9as. (17)

Najnowsze badania, A. Y. Tajlandia i A. I. Viazyitsky stwierdziły, że aluminiowy regenerację wapnia przebiega stopniowo. Początkowo wapń towarzyszy tworzenie ZSAO · AI 2O. 3który następnie reaguje z tlenkiem wapnia i aluminium z tworzeniem ZSAO · 3ai 2O. 3. Reakcja wpływa z następującego schematu:

Sao + 6al \u003d 2 (3sao · al 2O. 3) + 2Sao + 2al + 6s

(3SO · al 2O. 3) + 2SAO + 2AL \u003d 5SAO · 3AL 2o. 3+ 3s.

CAO + 6A1 \u003d 5SAO · 3AL 2o. 3+ 9as.

Ponieważ redukcja tlenku występuje wraz z uwalnianiem wapnia pary, a pozostałe produkty reakcji są w stanie skondensowanym, możliwe jest łatwe oddzielenie i kondensację w sekcjach chłodzonych pieca. Podstawowe warunki niezbędne do odzysku termicznego próżniowego tlenku wapnia są wysoką temperaturę i niską ciśnienie resztkowe w systemie. Poniżej znajduje się zależność między elastycznością temperatury i równowagi pary wapnia. Bezpłatna energia reakcyjna (17) wyrażona jest do temperatury 1124-1728 ° K

FA. T. \u003d 184820 + 6.95T-12.1 T LG T.

Stąd logarytmiczną zależność elastyczności równowagi pary wapnia (mm Hg. Art.)

LG p \u003d 3,59 - 4430 t.

L. Pidgen i I. Etkinson zdecydowała eksperymentalnie elastyczność równowagi pary wapnia. Dokładna analiza termodynamiczna reakcji redukcji tlenku wapnia aluminium przeprowadzono przez I. I. Matveenko, który dał następujące zależy od temperatury ciśnienia równowagi pary wapnia:

LG P. CA (1) \u003d 8,64 - 12930 TM Hg.

LG P. Ca (2) \u003d 8,62 - 11780 TM Hg.

LG P. Ca (3. )\u003d 8,75 - 12500 TM RT.ST.

Obliczone i eksperymentalne dane są mapowane w tabeli. jeden.

Tabela 1- Wpływ temperatury na zmianę elastyczności równowagi pary wapniach w systemach (1), (2), (3), (3), mm Hg.

Dane odmłodzone przez temperaturę w systemach (1) (2) (3) (3 )1401 1451 1500 1600 17000,791 1016 - - -0,37 0,55 1,2 3,9 11,01,7 3,2 5,6 18,2 492,7 3,5 4,4 6,6 9,50,66 1,4 2,5 8,5 25,7

Z danych danych jasne jest jasne, że w najkorzystniejszych warunkach istnieją interakcje w systemach (2) i (3) lub (3 "). To spełnia obserwacje, ponieważ w salda nagromadzeniu tlenku wapnia, stos aluminium jest zdominowany przez pali aluminium i trzy-killy tlenku.

Dane dotyczące elastyczności równowagi pokazują, że redukcja aluminium tlenku wapnia jest możliwa w temperaturze 1100-1150 ° C, aby osiągnąć praktycznie dopuszczalną prędkość reakcji, ciśnienie resztkowe w systemie powinno być niższe niż równowaga P równy , I.E. Należy zaobserwować nierówność równy \u003e R. oist I proces powinien być przeprowadzany w temperaturach około 1200 °. Badania stwierdzono, że w temperaturze 1200-1250 °, wysokie zastosowanie (do 70-75%) i niskie spożywanie specyficzne z zużycia aluminium (około 0,6-0,65 kg na kg wapnia).

Zgodnie z wyżej wymienioną interpretacją procesu chemicznego optymalna kompozycja jest opłata, przeznaczona do edukacji w pozostałości 5Sao · 3al 2O. 3. Aby zwiększyć stopień stosowania aluminium, przydatne jest podanie pewnego nadmiaru tlenku wapnia, ale nie zbyt duże (10-20%), w przeciwnym razie niekorzystnie wpłynie na inne wskaźniki procesu. Wraz ze wzrostem stopnia szlifowania aluminium z cząstek 0,8-0,2 mm do minus 0,07 mm (według V. A. Pazukhina i A. Ya. Fisher), stosowanie aluminium w reakcji wzrasta z 63,7 do 78%.

Zastosowanie aluminium wpływa również na tryb brykietowania ładunku. Mieszaninę wapna i aluminium proszku powinna być brykietowana bez segregatorów (w celu uniknięcia oddzielenia gazów pod próżnią) pod ciśnieniem 150 kg / cm 2. Dzięki niższym ciśnieniu stosowanie aluminium zmniejsza się ze względu na likwidację stopionego aluminium w niepotrzebnych porowatych brykietach i przy wysokich ciśnieniach z powodu słabej przepuszczalności gazu. Prędkość pełności i odzyskiwania zależy również od gęstości brykietu układania w retorcie. Podczas układania ich bez gapów, gdy przepuszczalność gazu całej klatki jest niewielka, stosowanie aluminium jest znacznie zmniejszone.

Rysunek 2 - Schemat produkcji wapnia metodą termiczną próżniową.

Technologia technologii aluminiowo-termicznej

Schemat technologiczny do wytwarzania wapnia przez aluminiumię jest pokazany na FIG. 2. Wapień stosuje się jako surowiec, jako środek redukujący - proszek aluminiowy gotowany z pierwotnego (lepszego) lub wtórnego aluminium. Aluminium stosowany jako środek redukujący, a także surowce, nie powinno zawierać zanieczyszczeń łatwo lotnych metali: magnez, cynk, alkalis itp., Zdolny do odparowania i przejścia do kondensatu. Należy to wziąć pod uwagę przy wyborze marek wtórnego aluminium.

Zgodnie z opisem S. LUMIS i P. STAF w Stanach Zjednoczonych na nowym rolniku wapna CO w Kanaanie (Connecticut), wapń otrzymuje się przez aluminiową. Jest stosowany do wapiennych typowych składu,%: 97,5 Sao, 0,65 MgO, 0,7SIO 20,6 f. 2OZ + ALOSE, 0,09 NA 2O + K. 2O, 0,5 odpoczynku. Spalony produkt szlifuje się na młynie Rammond separator odśrodkowy, cienkość szlifowania jest (60%) Minus 200 siatki. Jako środek redukujący stosuje się pył aluminiowy w produkcji proszku aluminiowego. Pieczony wapno z zamkniętych bunkrów i aluminium z bębnów przechodzą do skal dawkowania, a następnie do miksera. Po zmieszaniu mieszaniny brykietą suchą drogą. W wspomnianej roślinie wapń jest przywrócony w piecach retortowych, poprzednio stosowanych do wytwarzania magnezu metodą silikotermiczną (rys. 3). Piece są ogrzewane przez gaz generatora. Każdy piec ma 20 poziomy odprężnicę ze stali odpornej na ciepło zawierające 28% SG i 15% NI.

Rysunek 3 - Piekarnik z powrotem do wapnia

Długość retury 3 m, średnica 254 mm, grubość ścianki 28 mm. Odzyskiwanie występuje w ogrzanej części retorty i kondensacji w chłodzonym końcu wystające z mowy. Brykiety wprowadzane są do retortu w torbach papierowych włożone są skraplacze i retorta. Pompowanie powietrza jest wykonywane przez mechaniczne pompy próżniowe na początku cyklu. Następnie podłączyć pompy dyfuzyjne, a ciśnienie resztkowe zmniejsza się do 20 mk.

Retorty są ogrzewane do 1200 °. Po 12 godzinach. Po załadowaniu retury otwierają się i rozładowują. Otrzymany wapń ma kształt pustego cylindra od gęstej masy dużych kryształów osadzonych na powierzchni stalowej tulei. Głównym zanieczyszczeniem wapnia jest magnez, który jest odrestaurowany przede wszystkim i koncentruje się głównie na warstwie przylegającym do tulei. Średnio treść zanieczyszczeń; 0,5-1% mg, około 0,2% al, 0,005-0,02% MN, do 0,02% N, inne zanieczyszczenia - SI, PL, Zn, Ni, SI, Fe - występują w ciągu 0,005-0,04%. A. Yu , odpowiednio, odpowiednio, 4,35 kg i specyficzne zużycie energii elektrycznej 14 kW na 1 kg metalu.

Otrzymany metal, z wyjątkiem zanieczyszczeń magnezowych, wyróżniono stosunkowo wysoką czystością. Średnio zawartość zanieczyszczeń w niej wynosiła: 0,003-0,004% Fe, 0,005-0,008% SI, 0,04-0,15% MN, 0,0025-0.004% Cu, 0,006-0,009% N, 0,25% al.

2.3.2 Metoda odzyskiwania silikotermicznego wapń

Bardzo kuszenie jest metodą silikotermiczną; Restorener - Ferrosifilizacja, odczynnik jest znacznie tańszy niż aluminium. Jednak proces silikotermiczny jest trudniejszy do wdrożenia niż aluminiowy. Przywrócenie silikonu tlenku wapnia przebiega zgodnie z równaniem

SAO + SI \u003d 2SAO · SiO2 + 2s. (osiemnaście)

Elastyczność równowagi pary wapnia obliczonej przez ilości wolnej energii to:

° C1300140015001600R, MM RT. ST0,080,150,752.05.

W konsekwencji, pod próżnią około 0,01 mm Hg. Sztuka. Redukcja tlenku wapnia jest możliwa termodynamicznie w temperaturze 1300 °. Prawie, aby zapewnić dopuszczalną prędkość, proces należy przeprowadzić w temperaturze 1400-1500 °.

Nieco łatwiej jest reakcja zmniejszenia tlenku wapnia z silikoaluminium, w którym stop aluminiowy i silikonowy służą jako środki redukujące. Eksperymenty wykazały, że początkowo przywrócenie aluminium przeważa; A reakcja przechodzi z ostateczną formacją BSAO · 3 2OZ zgodnie z poniższym schemacją (rys. 1). Odzyskiwanie krzemu staje się znaczące w wyższej temperaturze, gdy większość reaguje odczynnik aluminiowy; Reakcja wpływa z tworzeniem 2Cao · SiO 2. W postaci podsumowującej reakcję redukcji tlenku wapnia z silicineminią wyraża się następującym równaniem:

mSI + P AL + (4M +2 ?) SAO \u003d M (2SAO · SIO 2) + ?n (5s · al 2O3. ) + (2m +1, 5N) SA.

Research A. Yu. Tajski i A. I. Viazyitsky stwierdził, że tlenek wapnia jest zmniejszony o 75% Ferrosilicia z wylotem metalowym 50-75% w temperaturze 1400-1450 ° w próżni 0,01-0,03 mm Rt. st.; Silicoaluminium zawierający 60-30% SI i 32-58% al (reszta żelaza, tytanu itp.), Przywraca tlenek wapnia z metalowym wylotem około 70% w temperaturze 1350-1400 ° w próżni 0,01-0,05 mm RT . Sztuka. Eksperymenty w skali półachowej udowodniły główną możliwość uzyskania wapnia na wapno ferrosilicydu i silikoaluminium. Głównym sprzętem jest wybór filaru w warunkach tego procesu wyściółki.

Podczas rozwiązywania tego problemu metoda może być wdrażana w przemyśle. Dekompozycja węglika wapnia Cozdawcza z węglika wapnia wapnia metalu

SAS2. \u003d CA + 2C

powinien być przypisany obiecującym sposobom. W tym samym czasie grafit jest uzyskiwany jako drugi produkt. V. Maudley, E. Moser i V. Tredvell obliczający wolną energię tworzenia węglika wapnia z danych termochemicznej, otrzymał następujący wyraz elastyczności pary wapnia w czystym węgliku wapnia:

ca. \u003d 1,35 - 4505 t (1124-1712 ° K),

lGP. ca. \u003d 6.62 - 13523 T (1712-2000 ° K).

Najwyraźniej wapnia z węglika technicznego rozkłada się z znacznie wyższymi temperaturami niż następuje z tych wyrażeń. Ten sam autorzy zgłaszają rozkład termiczny węglika wapnia w kompaktowych kawałkach przy 1600-1800 ° w próżni 1 mm Hg. Sztuka. Uwolnienie grafitu wynosiło 94%, uzyskano wapń w formie gęstej muchy na lodówce. A. S. Mikulinsky, F. S. Morii, R. Shklar w celu określenia właściwości grafitu otrzymanego przez rozkład węglika wapnia, ogrzewano ostatnią próżnią 0,3-1 mm Hg. Sztuka. w temperaturze 1630-1750 °. Powstały grafit różni się od Assońskich większych ziarna, większej przewodności elektrycznej i mniejszej wagi masowej.

3. Praktyczna część

Codzienne podnoszenie magnezu z elektrolizera do siły 100 KA stanowiło 960 kg, gdy odżywianie odżywcze z chlorkiem magnezu. Napięcie na wyzwaniu elektrolizera 0,6 V. Określ:

)Wyjście prądowe na katodzie;

)Ilość uzyskanej chloru dziennie, pod warunkiem, że prąd na anodzie jest równa wyjściu prądu na CTode;

)Codzienny wypełnienie MGCL. 2 W elektrolizrzu pod warunkiem, że utrata MGCL 2 występują głównie z osadami i bałaganem. Ilość szlamu 0,1 na 1t mg zawierająca MGCL 2 w samym 50%. Ilość 0,05 ton na 1t mg. Skład chlorku wylany magnezu,%: 92 MGCL2 i 8 NaCl.

.Określ bieżący wylot na katodzie:

m. itp \u003d I · ? · K. Mg. · ?

?\u003d M. itp \\ JA · ?· K. Mg. \u003d 960000 100000 · 0,454 · 24 \u003d 0,881 lub 88,1%

.Określ liczbę uzyskanych CL dziennie:

x \u003d 960000g 24 g mol \u003d 40000 mol

Przeniesienie do objętości:

x \u003d 12678,7 m3

3.a) Znajdź czystego MGCL 2, Do produkcji 960 kg mg.

x \u003d 95 · 960 24,3 \u003d 3753 kg \u003d 37,53 ton.

b) Strata z osadami. Od składu elektrolizerów magnezowych,%: 20-35 MgO, 2-5 mg, 2-6 fe, 2-4 SiO 20,8-2 tio. 20,4-1,0 C, 35 MGCL2 .

kg - 1000 kg

m. shl. \u003d 960 kg - waga osadu dziennie.

Na dzień 96 kg osadów: 96 · 0,35 (MGCL2 z osadami).

c) Straty z pochwami:

kg - 1000 kg

kg subliksów: 48 · 0,5 \u003d 24 kg MGCL 2 z Vygami.

Musisz zalać mg:

33,6 + 24 \u003d 3810.6 kg MGCL2 w dniu.

Bibliografia

Podstawy metalurgii III

<#"justify"> Metalurgia al i mg. Vytykov M.m., Chicklockov A.m.

Korepetycjonowanie

Potrzebujesz pomocy, aby studiować, jakie motywy językowe?

Nasi specjaliści doradzą lub mają korepetycje na przedmiot zainteresowania.
Wyślij zapytanie Właśnie z tematem, aby dowiedzieć się o możliwości otrzymania konsultacji.