Ako získať vápnik. Fyzikálne vlastnosti vápnika

16.10.2019

Tiež

Príbeh Hilgamesh Mýty starovekých taôch o Gilgamesh

História charakteru Mýtus starovekého Grécka Dedala a ICAR číta

Hrdinovia gréckej mytológie

Hrdinovia starožitných mýtov znakov gréckej mytológie

Online čítacie knihy mýty klasickej starovekej knihy ôsme

Štátna technická univerzita UFA

Oddelenie "General a Analytical Chemistry"

na tému: "Vápnikový prvok. Vlastnosti, príjem, Aplikácia "

Pripravil študent skupiny BTS-11-01 Surveillance G.L.

Associater Krasko S.A.

Úvod

História a pôvod mena

Nájdenie v prírode

Získanie

Fyzikálne vlastnosti

Chemické vlastnosti

Aplikácia kovového vápnika

Použite zlúčeniny vápnika

Biologická úloha

Záver

Bibliografia

Úvod

Vápnik je prvok hlavnej podskupiny druhej skupiny, štvrtého obdobia periodického systému chemických prvkov D. I. MENDELEEEV, s atómovým číslom 20. je indikovaný symbolom CA (LAT. Vápnik). Jednoduchá vápniková látka (CAS Číslo: 7440-70-2) - Mäkký, chemicky aktívny striebro-biely kovový kov.

Vápnik sa nazýva kov alkalických zemín, predpokladá sa, že prvky. Na vonkajšej elektrónovej hladine v vápniku, dve elektróny, takže poskytuje zlúčeniny: CaO, CAO (OH) 2, CaCl2, CASO4, CaCO3 atď. Vápnik označuje typické kovy - má veľkú afinitu k kyslíku, obnovuje takmer všetky kovy z ich oxidov, tvorí pomerne silnú základňu Ca (OH) 2.

Napriek rozšíreným prevalencom prvku číslo 20, dokonca aj chemikov a potom nie každý videl elementárny vápnik. Ale tento kov a externe a na správanie nie sú vôbec podobné alkalickým kovom, ktorý komunikuje, s ktorým je plná nebezpečenstva požiarov a popálenín. Môže byť pokojne uložený vo vzduchu, nevypája sa z vody.

Základný vápnik sa takmer nepoužíva ako konštrukčný materiál. Pre toto je príliš aktívne. Vápnik ľahko reaguje s kyslíkom, sivými, halogénmi. Aj pri dusíku a vodíku za určitých podmienok vstupuje do reakcie. Médium oxidu uhličitého, inertné pre väčšinu kovov, pre vápnik - agresívne. Horí v atmosfére CO a CO2.

História a pôvod mena

Názov prvku pochádza z lat. CALX (v rodičovskej palideri) - "vápno", "mäkký kameň". Navrhlo to anglický chemik Humphrey Davy, v roku 1808 sme pridelili kovový vápnik s elektrolytickou metódou. Dávy podrobil elektrolýznej zmesi mokrého gashénu vápna s HGO ortuťovým oxidom na platinovej doske, čo bola anóda. Katóda slúžila ako platinový drôt, ponorený do kvapalnej ortuti. V dôsledku elektrolýzy sa získal vápenatý amalgám. Teplo z jej ortuti, Davy dostal kov nazývaný vápnik.

Zlúčeniny vápenatého - vápenec, mramor, omietky (ako aj vápno - vápencový výprevový produkt) boli použité v stavebnom prípade niekoľko tisíc rokov. Až do konca XVIII storočia sa chemici považovali vápno s jednoduchým telom. V roku 1789, A. Lavauzier navrhol, že vápno, magnézie, barite, oxid hlinitý a látky oxidu kremičitého.

Nájdenie v prírode

Vzhľadom na vysokú chemickú aktivitu vápnika vo voľnej forme v prírode sa nenašlo.

Vápnik predstavuje 3,38% hmotnosti zemskej kôry (5. miesto v prevalencii po kyslíku, kremík, hliník a železo).

Izotopy. Vápnik sa nachádza v prírode vo forme zmesi šiestich izotopov: 40 CA, 42 CA, 43 CA, 44 CA, 46 CA a 48 CA, medzi ktorými najbežnejšie - 40ca je 96,97%.

Šesť prírodných izotopov vápnika, päť je stabilných. Šiesty izotop 48ca, najťažšie zo šiestich a veľmi zriedkavých (jeho izotopová prevalencia je len 0,187%), ako bolo nedávno objavené, zažívajú dvojitý beta rozpad s polčasom 5,3 × 1019. rokov.

V skalách a mineráloch. Väčšina vápnika je obsiahnutá ako súčasť kremičitanov a hlinitokráčov rôznych skál (žuly, gneisses atď.), Najmä v poľa Plug - Animal CA.

Vo forme sedimentárnych pevných látok je vápnik reprezentovaný kriedou a vápencovými kameňmi pozostávajúcimi hlavne z kalcitového minerálu (CaCO3). Kryštalická forma kalcitu - mramor - dochádza v prírode oveľa menej často.

CALCITITE CaCO3, CASO4 Anhydrite, CASO4 ALABASTER · 0,5H2O a CASO4 GYPS 2H2O, Fluorit CAF2, CA5 Apatites (PO4) 3 (F, Cl, OH), Dolomit MGCO3 · CA5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), Dolomit MGCO3 · CaCO3 je celkom rozšírená. Prítomnosť vápnikových a horečnatých solí v prírodnej vode je určená jeho tuhosťou.

Vápnik, energeticky migrujúci v zemskej kôre a akumulácii v rôznych geochemických systémoch, tvorí 385 minerálov (štvrté miesto z hľadiska minerálov).

Migrácia v zemskej kôre. V primátnej migrácii vápnika, "uhličitanová rovnováha" hrá významnú úlohu s reverzibilnou reakciou interakcie uhličitanu vápenatého s vodou a oxidom uhličitým za vzniku rozpustného uhľovodíkov:

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

(Rovnováha sa posunie doľava alebo doprava v závislosti od koncentrácie oxidu uhličitého).

Biogénna migrácia. V biosfére zlúčeniny vápnika existujú prakticky vo všetkých zvieratách a rastlinných tkanivách (pozri nižšie). V živých organizmoch je zahrnuté značné množstvo vápnika. Hydroxyapatit CA5 (PO4) 3OH, alebo v inom zázname, 3ca3 (PO4) 2 · Ca (OH) 2 - základňa kostného tkaniva kostí, vrátane osoby; CACO3 uhličitan vápenatý pozostáva z umývadiel a polyziriky mnohých bezstavovcov, vajec, atď v živých tkanivách človeka a zvierat 1,4-2% CA (hmotnostnou frakciou); V ľudskom tele s hmotnosťou 70 kg obsahu vápnika - asi 1,7 kg (najmä v zložení medzibunkovej látky kostného tkaniva).

Získanie

Voľný kovový vápnik sa získa elektrolýzou taveniny pozostávajúcej z CaCl2 (75-80%) a KCl alebo z CACL2 a CAF2, ako aj o aluminotetmickom regenerácii CaO pri 1170-1200 ° C:

CaO + 2AL \u003d CAAL2O4 + 3CA.

Spôsob získania vápnika je tiež vyvinutý tepelnou disociáciou karbidu vápenatého CAC2

Fyzikálne vlastnosti

Kalýne vápnik existuje v dvoch alrotropných modifikáciách. Až 443 ° C stabilné α -CA s kubickou mriežkou, nad stabilnou β-ca. s mriežkou typu kubického objemu α -Fe. Štandardná entalpia ΔH0. prechod α → β to je 0,93 kJ / mol.

Vápnik - ľahký kov (D \u003d 1,55), strieborná biela farba. Je to tvrdšie a roztaví sa pri vyššej teplote (851 ° C) v porovnaní s sodným, ktorá sa nachádza vedľa neho v periodickom systéme. To je vysvetlené skutočnosťou, že jeden ión vápnik v kovových účtoch pre dve elektróny. Preto je chemická väzba medzi iónmi a elektrónovým plynom trvanlivejšia ako sodná. S chemickými reakciami prechádzajú elektróny vápnik valencie na atómy iných prvkov. Zároveň sa vytvoria dva nabité ióny.

Chemické vlastnosti

Vápnik - typické kovové alkalické zeminy. Chemická aktivita vápnika je vysoká, ale nižšia ako všetky ostatné kovy alkalických zemín. Ľahko sa interaguje s kyslíkom, oxidom uhličitým a vlhkosťou vzduchu, vďaka čomu je povrch kovového vápnika zvyčajne výrazne pasúci, preto sa v laboratóriu vápnika, zvyčajne skladuje, podobne ako iné kovy alkalických zemín, v tesne uzavretom vrstva petroleju alebo kvapalného parafínu.

V počte štandardných potenciálov vápnika sa nachádza vľavo od vodíka. Štandardný elektródový potenciál dvojice CA2 + / CA0-2,84 B, takže vápnik aktívne reaguje s vodou, ale bez zapaľovania:

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

S aktívnymi nekovovými kovmi (kyslík, chlór, bróm), vápnik reaguje za normálnych podmienok:

CA + O2 \u003d 2SAO, CA + BR2 \u003d Cabr2.

Pri zahrievaní vo vzduchu alebo v kyslíku vápenatým je horľavý. S menej aktívnymi nekovovými spotrebami (vodík, bór, uhlík, kremík, dusík, fosforu, a ďalšie), vápnik vstúpi do interakcie, keď sa zahrieva, napríklad:

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

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

CA + 2P \u003d CA3R2 (fosfid vápenatý),

tiež známe fosfidy vápnikových kompozícií SAR a SAR5;

Ca + Si \u003d CA2SI (silikán vápenatý),

tiež sú známe silikátory vápnika vápenaté. Casi, CA3SI4 a CASI2.

Tok vyššie uvedených reakcií je zvyčajne sprevádzaný uvoľňovaním veľkého množstva tepla (to znamená, že tieto reakcie sú exotermické). Vo všetkých pripojeniach s nekovovými spojenie je stupeň oxidácie vápenatého +2. Väčšina zlúčenín vápnika s nekovovými kovmi sa ľahko rozloží vodou, napríklad:

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

Ion CA2 + BESMEVETN. Keď sa v plameni rozpustných vápenatých solí, plameň je natretý v tehlovej červenej farbe.

Vápenaté soli, ako je chlorid CACl2, kabR2 bromid, CAI2 jodid a dusičnan (NO3) 2, sú dobre rozpustné vo vode. Nerozpustný vo vodnom fluorid CAF2, CAko3 uhličitan, CASO4 sulfát, ortofosfát CA3 (PO4) 2, SAS2O4 oxalát a niektoré ďalšie.

Továreň je dôležitá, že na rozdiel od obsahu uhličitanu vápenatého CASSO3, Kyselina uhličitan vápenatý (uhľovodíkov) CA (NSO 3) 2 vo vode je rozpustný. V prírode to vedie k nasledujúcim procesom. Keď chladný dážď alebo riečna voda, nasýtená oxidom uhličitým, preniká pod zemou a padá na vápenec, potom sa pozorovalo ich rozpúšťanie:

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

Na rovnakých miestach, kde voda nasýtená hydrogénuhličitanom vápenatým smerom k povrchu zeme a vyhrieva sa solárnymi lúčmi, reverzná reakcia prúdi:

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

Takže v prírode prenos veľkých hmôt. Výsledkom je, že obrovské zlyhania sa môžu tvoriť podzemné a v jaskyniach sú vytvorené krásne kameňa "cencúľ" - stalaktity a stalagmity.

Prítomnosť rozpusteného bikarbonátu vápenatého vo vode do značnej miery určuje čas tuhosť vody. Nazýva sa dočasný, pretože pri vriacej vode sa bicyrbonát rozloží a SASO3 padá do zrazeniny. Tento fenomén vedie napríklad k tomu, že v kanvici sa vytvorí stupnica.

kovové chemikálie Calcium

Hlavné použitie kovového vápnika je použitie ako redukčné činidlo pri výrobe kovov, najmä niklu, medi a nehrdzavejúcej ocele. Vápnik a jeho hydrid sa tiež používajú na získanie tvrdo etablovaných kovov, ako sú chróm, tórium a urán. Zliatiny vápnika s olovom sa používajú v batériách a ložiskových zliatinách. Granule vápenatých sa používajú aj na odstránenie stôp vzduchu z elektrovacích nástrojov. Solice vápnik a horečnaté soli spôsobujú celkovú tuhosť vody. Ak sú prítomné vo vode v malých množstvách, voda sa nazýva mäkká. S veľkým obsahom týchto solí sa voda považuje za tuhé. Tuhosť sa eliminuje pri varu, je niekedy destilovaná voda, aby sa úplne eliminovala.

Metalothermia

Čistý kovový vápnik je široko používaný v metalotermici pri získavaní vzácnych kovov.

Doping zliatiny

Čistý vápnik sa používa na dopingový kábel, ktorý je na výrobu batérií, udržiavateľných batérií štartérových olovených batérií s malým výkonom. Kovový vápnik je tiež na výrobu vysoko kvalitných vápnikových babbitov BKA.

Jadrová fúzia

Isotop 48ca je najefektívnejší a spotrebný materiál pre výrobu super-teplotných prvkov a objavovanie nových prvkov MendeleEEV tabuľky. Napríklad v prípade použitia 48 CA iónov získať superheuma prvky na jadrových urýchľovačoch týchto prvkov, stovky a tisíce časov efektívnejšie ako pri používaní iných škrupín (ióny).

Použite zlúčeniny vápnika

Hydrid vápnik. Vykurovanie vápnika v atmosfére vodíka sa získa CAH2 (hydrid vápenatý) používaný v metalurgii (kovu) a pri výrobe vodíka v poli.

Optické a laserové materiály. Fluorid vápenatý (fluorit) sa používa vo forme jednotlivých kryštálov v optike (astronomické šošovky, šošovky, hranoly) a ako laserový materiál. Vlačno volfrám vápnika (Sheelit) vo forme jednotlivých kryštálov sa používa v laserovej technológii, ako aj ako scintilótor.

Karbid vápenatý. Karbid vápenatý CAC2 je široko používaný na získanie acetylénu a na obnovu kovov, ako aj pri výrobe kyánamidu vápenatého (zahrievanie karbidu vápenatého v dusíku pri 1200 ° C, reakcia sa uskutočňuje v kyánamidových peciach).

Zdroje chemických prúdov. Vápnik, ako aj jeho zliatiny s hliníkom a horčíkom, sa používajú v záložných termálnych elektrických batériách ako anóda (napríklad vápnik-chrómový prvok). Chróm vápenatý sa používa v takýchto batériách ako katóda. Zvláštnosťou takýchto batérií je extrémne dlhá doba skladovania (dekády) vo vhodnom stave, možnosť prevádzky v akýchkoľvek podmienkach (priestor, vysoký tlak), veľká špecifická energia v hmotnosti a objem. Nevýhoda v krátkom čase. Takéto batérie sa používajú tam, kde je potrebné vytvoriť kolosálnu elektrickú energiu na krátky čas (balistické rakety, niektoré kozmické lode I.D.).

Žiaruvzdorné materiály. Oxid vápenatý, ako vo voľnej forme, ako aj v zložení keramických zmesí, sa používajú pri výrobe žiaruvzdorných materiálov.

Lieky. V medicíne, CA drogy eliminujú porušovanie spojené s nedostatkom SA iónov v tele (počas tenania, spazmophilia, ricky). Prípravky CA znižujú zvýšenú citlivosť na alergény a používajú sa na liečbu alergických ochorení (sérové \u200b\u200bochorenie, ospala horúčku atď.). Prípravky CA znižujú zvýšenú priepustnosť nádob a majú protizápalový účinok. Používajú sa v heorragickom vaskulite, radiačnej chorobe, zápalových procesoch (pneumans, pleurisy atď.) A určité kožné ochorenia. Predpísané ako hemostatické činidlo, na zlepšenie aktivít srdcového svalu a zvýšenie účinkov liekov, ako antidotum v otrave horečnatých solí. Spolu s inými prostriedkami sa prípravky CA používajú na stimuláciu generických aktivít. Chlorid CA sa zavádza cez ústa a intravenózne.

Prípravky CA zahŕňajú aj sadry (SSO4), používané v chirurgii pre sadrové obväzy a kriedy (SASO3), predpísané vo vnútri so zvýšenou kyslosťou žalúdočnej šťavy a na prípravu zubného prášku.

Biologická úloha

Vápnik je spoločný makroenzinálny prvok v tele rastlín, zvierat a ľudí. V ľudskom tele a ďalších stavovci väčšina jeho časti sú obsiahnuté v kostry a zuboch vo forme fosfátov. Z rôznych foriem uhličitanu vápenatého (vápna) sú pozostávajúce skelety väčšiny skupín bezstavovcov (špongie, koralové polypy, mäkkýšky atď.). Ióny vápnika sú zapojené do procesov koagulácie krvi, ako aj pri zabezpečovaní konštantného osmotického krvného tlaku. Ióny vápnika tiež slúžia ako jeden z univerzálnych sekundárnych sprostredkovateľov a regulovať rôzne intracelulárne procesy - svalovú kontrakciu, exocytózu, vrátane sekrécie hormónov a neurotransmiterov, atď. Koncentrácia vápnika v cytoplazme ľudských buniek je asi 10-7 mol, v Intercelulárne tekutiny asi 10 až 3 mol.

Väčšina vápnika vstupujúcich do ľudského tela s jedlom sa nachádza v mliečnych výrobkoch, zostávajúci vápnik pochádza z mäsa, rýb a niektoré rastlinné výrobky (najmä veľa obsahujú fazuľa). Sania vyskytuje ako v hrubom a tenkom čreve a je uľahčené kyslým médiom, vitamínom D a vitamínom C, laktózy, nenasýtené mastné kyseliny. Je dôležité, aby úloha horčíka v burze vápnika, pričom jeho nedostatok vápnika "vymytý" z kostí a vkladov v obličkách (obličkové kamene) a svaly.

Absorpcia vápnika je brzdená aspirín, kyselina šťaveľová, deriváty estrogénu. Pripojenie kyselinou šťaveľou, vápnik poskytuje nerozpustné zlúčeniny vo vode, ktoré sú zložkami kameňov v obličkách.

Obsah vápnika v krvi v dôsledku veľkého počtu procesov súvisiacich s ňou je presne nastaviteľný a s správnou výživou sa deficit nevyskytuje. Dlhá neprítomnosť v diéte môže spôsobiť kŕče, bolesť v kĺboch, ospalosť, rastu defektov, ako aj zápcha. Hlbší deficit vedie k neustálym svalovým kŕčom a osteoporóze. Zneužívanie kávy a alkoholu môže byť príčiny nedostatku vápnika, pretože súčasť je odstránený močom.

Nadmerné dávky vápnika a vitamínu D môžu spôsobiť hyperkalcémiu, po ktorej nasleduje intenzívna kalcifikácia kostí a tkanív (ovplyvňuje hlavne močový systém). Dlhé rozšírenie narúša fungovanie svalov a nervových tkanív, zvyšuje koaguláciu krvi a znižuje stráviteľnosť zinkových buniek kostného tkaniva. Maximálna denná bezpečná dávka je dospelý od 1500 do 1800 miligramov.

Produkty vápenatého, mg / 100 g

Schorts 783.

DTTLE 713.

Plantain Big 412.

Sardinky v oleji 330

WRUSHOID BTDERS 289.

Šípkový pes 257.

ALMOND 252.

Plantain lancetolista. 248.

Lesná matica 226.

CRESS SAAD 214

Soybean Beans Suché 201

Deti do 3 rokov - 600 mg.

Deti od 4 do 10 rokov - 800 mg.

Deti od 10 do 13 rokov - 1000 mg.

Dospievajúci od 13 do 16 rokov - 1200 mg.

Mládež od 16 A staršieho - 1000 mg.

Dospelí od 25 do 50 rokov - od 800 do 1200 mg.

Tehotné a dojčiace ženy - od 1500 do 2000 mg.

Záver

Vápnik je jedným z najčastejších prvkov na Zemi. V prírode je to veľa: od vápenatých solí, pohoria a hlinené skaly, je to v morskej a riečnej vode, je súčasťou zloženia rastlinných a živočíšnych organizmov.

Vápnik neustále obývajú občanov: takmer všetky hlavné stavebné materiály - betón, sklo, tehál, cement, vápno - obsahujú tento prvok vo významných množstvách.

Prirodzene, vlastniť také chemické vlastnosti, vápnik nemôže byť v prírode v voľnom stave. Ale zlúčeniny vápnika - a prírodné a umelé - získal mimoriadny význam.

Bibliografia

1.Radic.: Knunyantz I. L. (CH. Ed.) Chemická encyklopédia: v 5 tonoch. - Moskva: sovietska encyklopédia, 1990. - T. 2. - SOVIETI SO 293. - 671 s

2.Doronín. N. A. Vápnik, Goshimzdat, 1962. 191 p. S chorým.

.Dotsenko V.A. - terapeutická a preventívna výživa. - VOPR. Power, 2001 - N1-C.21-25

4.Bilezikian J. P. Vápnik a kostný metabolizmus // IN: K. L. Becker, ed.

5.Mk Karapetyanz, s.i. Drakin - General a Anorganic Chemistry, 2000. 592 PP z chorého.

Vápnik sa nachádza vo štvrtom veľkom období, druhá skupina, hlavná podskupina, sekvenčné číslo prvku - 20. Podľa periodickej tabuľky MENDELEEEV, atómová hmotnosť vápnika je 40,08. Vzorec najvyššieho oxidu - SAO. Vápnik má latinský názov vápnik.Preto je symbolom prvku prvku.

Charakteristika vápnika ako jednoduchá látka

Za normálnych podmienok je vápnik strieborný biely kov. S vysokou chemickou aktivitou je prvok schopný vytvárať mnohé spojenia rôznych tried. Prvok predstavuje hodnotu technickej a priemyselnej chemickej syntézy. Kov je rozšírený v zemskej kôre: jeho podiel je asi 1,5%. Vápnik sa vzťahuje na skupinu kovov alkalických zemín: pri rozpustení vo vode, poskytuje alkáli, ale v prírode sa nachádza vo forme viacerých minerálov a. Morská voda obsahuje vápnik vo veľkých koncentráciách (400 mg / l).

Čistý sodný

Charakteristiky vápnika závisia od štruktúry svojej kryštálovej mriežky. Má dva typy prvku: CUBY GRANET CENTRUM A ZOBRAZIŤ CENTRIC. Typ komunikácie v molekule - kov.

Prírodné zdroje vápnika:

apatitu;
alabaster;
sadry;
kalcit;
fluorit;
dolomit.

Fyzikálne vlastnosti vápnika a spôsobov výroby kovu

Za normálnych podmienok je vápnik v pevnom agregátnom stave. Kovové taveniny pri 842 ° C. Vápnik je dobrá elektrická a tepelná vodivosť. Keď sa zahrieva, prechádza najprv do kvapaliny a potom do stavového stavu a stráca kovové vlastnosti. Kov je veľmi mäkký a nakrája na nôž. Bigs pri 1484 ° C.

Pod tlakom vápnika sa nachádza kovové vlastnosti a schopnosť elektrolytu. Ale potom sa obnovujú kovové vlastnosti a vlastnosti supravodiča sa prejavujú, niekoľkokrát väčšie vo svojich indikátoroch zvyšok.

Vápnik neurobil dlho, kým sa nedostal bez nečistôt: v dôsledku vysokej chemickej aktivity sa tento prvok nevyskytuje v prírode v jeho čistej forme. Prvok bol otvorený na začiatku XIX storočia. Vápnik ako kov prvýkrát syntetizoval britský chemik Gemphri Davy. Vedec zistil, že vlastnosti interakcie taveniny solídných minerálov a elektrických šokových solí. V súčasnosti však elektrolýza vápenatých solí (zmesi chloridov vápnika a draselného, \u200b\u200bzmes fluoridu a chloridu vápenatého) zostáva najrelevantnejším spôsobom výroby kovu. Vápnik sa tiež odstráni z jeho oxidu s použitím aluminootmickej metódy - spoločnej metódy metalurgie.

Vlastnosti chemikálií vápnika

Vápnik je aktívnym kovom, ktorý prichádza do mnohých interakcií. Za normálnych podmienok ľahko reaguje, tvoriť vhodné binárne zlúčeniny: s kyslíkom, halogénmi. Kliknutím dozveďte viac o spojení vápnika. Keď sa zahrievaný vápnik reaguje s dusíkom, vodíkom, uhlíkom, kremíkom, bórom, fosforu, sivými a inými látkami. V otvorenom vzduchu okamžite interaguje s kyslíkom a oxidom uhličitým, takže je pokrytý sivým nájazdom.

Burly reaguje s kyselinami, zatiaľ čo niekedy horľavý. V vápnikových soliach existuje zaujímavé vlastnosti. Napríklad jaskynné stalaktity a stalagmity sú uhličitan vápenatým, postupne tvorené z vody, oxidu uhličitého a hydrogenuhličitanu v dôsledku procesov vo vnútri podzemnej vody.

Vzhľadom na vysokú aktivitu v obvyklom stave vápnika je uložená v laboratóriách v tmavom hermetickom sklenenej farbe pod vrstvou parafínu alebo kerozénu. Vysokokvalitná vápenacia iónová reakcia - lakovanie plameňov v nasýtenej tehlovej farbe.

Vápnikové farby plamene v červenej farbe

Je možné identifikovať kov v zložení zlúčenín nerozpustnými sedimentmi niektorých prvkov solí (fluorid, uhličitan, sulfát, kremičitan, fosfát, sulfit).

Reakcia vápenatej vody

Vápnik sa skladuje v bankách pod vrstvou ochrannej tekutiny. Prenos, ktorý demonštruje, ako sa vyskytne reakcia voda a vápnika, nie je možné jednoducho dostať kov a znížiť požadovaný kus z nej. Kovové vápnik v laboratórnych podmienkach je ľahšie použitie vo forme čipov.

Ak nie sú žiadne kovové čipy, a tam sú len veľké kúsky vápnika v banke, bude potrebné pasáž alebo kladivo. Hotový kus vápnika požadovanej veľkosti sa umiestni do banky alebo skla s vodou. Vápnikové žetóny vložte do misiek v gaue taške.

Vápnik sa na dne a izolácia vodíka začína (najprv v mieste, kde sa nachádza čerstvý ohol). Postupne sa plyn uvoľňuje z povrchu vápnika. Proces sa podobá búrlivým varu, súčasne sa vytvorí zrazenina hydroxidu vápenatého (haseného vápna).

Orientovanie

Kus vápnika sa objaví, chválil bubliny vodíka. Po asi 30 sekundách sa rozpustí vápnik a voda z tvorby hydroxidu suspenzie sa batidlá biela. Ak sa reakcia nevykonáva v pohári, ale v skúmavke je možné pozorovať výber tepla: testovacia trubica sa rýchlo stáva horúcim. Kalcium reakcia s vodou nekončí veľkolepou výbuchom, ale interakcia dvoch látok tečie rýchlo a vyzerá ako veľkolepé. Skúsenosti sú bezpečné.

Ak sa vrecko so zvyšným vápnikom odstráni z vody a podrží sa na vzduchu, potom po chvíli, v dôsledku pokračujúcej reakcie, silné zahrievanie a zostávajúce v Marle sa varí. Ak časť rýchleho roztoku filtruje cez lievik do skla, potom pri prechode cez roztok oxidu uhoľnatým oxidom CO2 je zrazenina. Na to, oxid uhličitý nepotrebuje - môžete vyfúknuť výdychový vzduch do roztoku cez sklenenú trubicu.

Elektrina 1.00 (Pauling Scale) Elektródový potenciál −2,76 Oxidácia 2 Ionizačná energia
(prvý elektrón) 589,4 (6,11) KJ / MOL (EV) Termodynamické vlastnosti jednoduchej látky Hustota (s n. Y.) 1,55 g / cm³ Teplota topenia 1112; 838,85 ° C. Teplota varu 1757 K; 1483,85 ° C. UD. Teplé tavenie 9.20 KJ / MOL UD. Tepelné odparovanie 153.6 KJ / Mole Molárna kapacita tepla 25,9 J / (K · mol) Molárny objem 29,9 cm ³ / mol Kryštálová mriežka jednoduchej látky Štruktúra mriežky Cenové centrum GREET Parametre mriežky 5,580 Debaic Teplota 230 Ďalšie funkcie Tepelná vodivosť (300 k) (201) w / (m · k) Cas 7440-70-2 Emisy spektrum

História a pôvod mena

Názov prvku pochádza z lat. CALX (v rodičovstve calcis) - "vápno", "mäkký kameň". Navrhlo to anglický chemik DAVY GEMPHRI, v roku 1808. Pridelený kovový vápnik s elektrolytickou metódou. Devi podrobil elektrolýzu zmesi mokrého gasheny vápna na platinovej doske, ktorá bola anóda. Katóda slúžila ako platinový drôt, ponorený do tekutiny. V dôsledku elektrolýzy sa získal vápenatý amalgám. Vykurovanie z jej ortuti, Davy dostal kov nazývaný vápnik.

Izotopy

Vápnik sa nachádza v prírode vo forme zmesi šiestich izotopov: 40 CA, 42 CA, 43 CA, 44 CA, 46 CA a 48 CA, medzi ktorými najbežnejšie - 40 CA je 96,97%. Jabory vápnika obsahujú magický počet protónov: Z. \u003d 20. Izotopy 40
20 CA20.
a 48
20 CA28.
Existujú dvaja z piatich v prírode v prírode dvakrát magické jadrá.

Šesť prírodných izotopov vápnika, päť je stabilných. Šiesty izotop 48 CA, najväčší zo šiestich a veľmi zriedkavých (jeho izotopová prevalencia je len 0,187%), zažíva dvojitý beta rozpad s polčasom (4,39 ± 0,58) ⋅10 19 rokov.

V skalách a mineráloch

Vápnik, intenzívne migrovať v zemskej kôre a akumulácii v rôznych geochemických systémoch, tvorí 385 minerálov (štvrté miesto podľa počtu minerálov).

Väčšina vápnika je obsiahnutá ako súčasť kremičitanov a hlinitokráčov rôznych skál (žuly, gneisses atď.), Najmä v poľa Plug - Animal CA.

Kalcite CaCO 3, CASO 4 anhydrit, CASO 4 ALABASTER CASO 4 · 0,5H 2O a CASO 4 · 2H20, Fluorit CAF2, Apatit CA 5 (PO 4) 3 (F, CA 5 (PO 4) 3 (F) , Cl, OH), Dolomit MGCO 3 · CAko 3. Prítomnosť vápnikových a horečnatých solí v prírodnej vode je určená jeho tuhosťou.

Sedimentárne plemeno pozostávajúce najmä z Hikingryštalického kalcitu - vápenca (jeden z jeho odrôd - krieda). Podľa pôsobenia regionálneho metamorfizmu sa vápenec transformuje na mramor.

Migrácia v zemskej kôre

V primátnej migrácii vápnika, "uhličitanová rovnováha" hrá významnú úlohu s reverzibilnou reakciou interakcie uhličitanu vápenatého s vodou a oxidom uhličitým za vzniku rozpustného uhľovodíkov:

C A CO 3 + H20 + C02 ⇄ C A (HCO 3) 2 ⇄ C A 2 + + 2 HCO 3 - (Displaystyle (MathSF (Caco_ (3) + H_ (2) O + CO_ (2) RightleFROROW CA (HCO_ (3)) _ (2) prasiari sadzobník ca ^ (2 +) + 2HCO_ (3) ^ (-))))

(Rovnováha sa posunie doľava alebo doprava v závislosti od koncentrácie oxidu uhličitého).

Biogénna migrácia hrá obrovskú úlohu.

V biosfére

Zlúčeniny vápenatého sú takmer vo všetkých tkanivách zvierat a zeleniny (pozri nižšie). V živých organizmoch je zahrnuté značné množstvo vápnika. Tak, hydroxyapatit CA 5 (PO 4) 3 OH, alebo v inom zázname, 3 CA3 (PO 4) 2 · CA (OH) 2 je základom kostného chrbtového tkaniva vrátane osoby; CAko 3 uhličitan vápenatý pozostáva z umývadiel a škrupín mnohých bezstavovcových, vaječných škrupín atď. V živých tkanivách človeka a zvierat 1,4-2% CA (hmotnostnou frakciou); V ľudskom tele s hmotnosťou 70 kg obsahu vápnika - asi 1,7 kg (najmä v zložení medzibunkovej látky kostného tkaniva).

Získanie

Voľný kovový vápnik sa získa elektrolýzou taveniny pozostávajúcej z CaCl2 (75-80%) a KCl alebo z CaCl2 a CAF2, ako aj o aluminotetmickom regenerácii CaO pri 1170-1200 ° C 4 C A O + 2 A L → C A A L 2 O 4 + 3 C A (DISPRAKTYSTYLE (MATHSF (4CAO + 2AVE ROMROW CAAL_ (2) O_ (4) + 3CA))

Fyzikálne vlastnosti

Kalýne vápnik existuje v dvoch alrotropných modifikáciách. Až 443 ° C stabilné α-cA s kubickou grazenarizovanou mriežkou (parameter ale \u003d 0,558 nm), nad stabilný β-CA. s mriežkou typu kubického objemu α -fe (parameter a. \u003d 0,448 nm). Štandardná entalpia Δ H 0 (Displaystyle delta h ^ (0)) Prechod α → β To je 0,93 kJ / mol.

S postupným zvýšením tlaku, začína ukázať vlastnosti polovodičov, ale nestane sa polovodičom v plnom zmysle slova (kov nie je tiež). S ďalším nárastom tlaku sa vracia do kovového stavu a začína prejavovať supravodivé vlastnosti (teplota supravodivosti je šesťkrát vyššia ako je ortuti a ďaleko presahuje vodivosť všetky ostatné prvky). Zdá sa, že jedinečné správanie vápnika je do značnej miery na stroncium (to znamená, že sa v periodickom systéme zachovali paralely).

Chemické vlastnosti

V počte štandardných potenciálov vápnika sa nachádza vľavo od vodíka. Štandardný potenciál elektród CA 2+ / CA 0,84 V pár, takže vápnik aktívne reaguje s vodou, ale bez zapaľovania:

C A + 2 H20 → C A (OH) 2 + H2. (Displaystyle (MATHSF (CA + 2H_ (2) O SPRACOVANÉ CA (OH) _ (2) + H_ (2) \\ t)

Prítomnosť rozpusteného bikarbonátu vápenatého vo vode do značnej miery určuje čas tuhosť vody. Nazýva sa to, pretože pri vriacej vode sa rozloží hydrogenuhličitan a SACI 3 padá do zrazeniny. Tento fenomén vedie napríklad k tomu, že v kanvici sa vytvorí stupnica.

Žiadosť

Hlavné použitie kovového vápnika je použitie ako redukčné činidlo pri výrobe kovov, najmä niklu, medi a nehrdzavejúcej ocele. Vápnik a jeho hydrid sa tiež používajú na získanie ťažko získateľných kovov, ako je chróm, tórium a urán. Zliatiny vápnika s olovom sa používajú v niektorých typoch batérií a pri výrobe ložísk. Granule vápenatých sa používajú aj na odstránenie stôp vzduchu z elektrovacích nástrojov. Čistý kovový vápnik sa široko používa v metalOthermii pri získavaní prvkov zriedkavého uzemnenia.

Vápnik sa široko používa v metalurgii pre deoxidáciu oceľ spolu s hliníkom alebo kombinuje s ním. Liečba esejom s drôtmi obsahujúcimi vápnik zaberá vedúcu polohu v dôsledku viacvodného efektu vápnika na fyzikálno-chemický stav taveniny, makro a mikroštruktúry kovu, kvality a vlastností kovových výrobkov a je neoddeliteľnou súčasťou výroby ocele technológie. V modernej metalurgii pre vstup do taveniny vápnika sa používa injekčný drôt, ktorý predstavuje vápnik (niekedy silikonkylasy alebo alinokality) ako prášok alebo extrudovaný kov v oceľovom plášti. Spolu s dezoxidáciou (odstránenie kyslíka rozpusteného v oceli), použitie vápnika umožňuje, aby sme sa získali podľa prírody, zloženie a formou nekovových inklúzií, ktoré nie sú zničené v priebehu ďalších technologických operácií.

Isotop 48 CA je jedným z efektívnych a spotrebných materiálov na výrobu tvorby superhane a otvorenie nových prvkov MendeleEEV tabuľky. Je to spôsobené tým, že vápnik-48 je dvojnásobok magického jadra, takže jej stabilita umožňuje, aby bola dostatočne vylepšením neutrónov pre ľahké jadro; Pri syntéze superhasených jadier sú potrebné nadbytočné neutróny.

Biologická úloha

Koncentrácia vápnika v krvi v dôsledku jej dôležitosti pre veľké množstvo životne dôležitých procesov je presne regulovaná, a s riadnou výživou a dostatočnou spotrebou mliečne výrobky s nízkym obsahom tuku a nedostatok vitamínu D sa nevyskytuje. Dlhodobý nedostatok vápnika a / alebo vitamínu D v diéte vedie k zvýšeniu rizika osteoporózy a Rickety spôsobuje v detstve.

Poznámky

Grainll Solidnosť 200-300 MPa
Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Značka, Paul de Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Strata, Juris Meija, Takafumi Hita, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atómové váhy prvkov 2011 (IUPAC technická správa) (angličtina) // čistá a aplikovaná chémia. - 2013. - Vol. 85, NO. päť . - P. 1047-1078. - DOI: 10.1351 / PAC-REP-13-03-02.
Červená vysoká škola: Knunyantz I. L. (Ch. Ed.). Chemická encyklopédia: v 5 tonoch - Moskva: sovietska encyklopédia, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 p. - 100 000 kópií.
Riley j.p. A SKIRROW G. Chemická oceánografia V. 1, 1965.
PRENTCHENKO B. Systematika vyhodnotených polovičných letíkov s dvojitým beta decayay // jadrové dátové listy. - 2014. - jún (vol. 120). - P. 102-105. - ISSN 0090-3752. - DOI: 10.1016 / J.NDS.2014.07.018. [Fix]
PRENTCHENKO B. Zoznam prijatých hodnôt dvojitého beta (ββ) (Neopr.) . Národné jadrové dátové centrum, Národné laboratórium Brookhaven. Kontrolované 6. decembra 2015.
Príručka chemika / rolka.: Nikolsky B. P. a kol. - 2. ed., OSN. - M.-L.: Chémia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
Noviny. RU: Tlakové prvky
Calcia // Big Soviet Encyklopédia: [na 30 ton] / ch. ed. A. M. PROKHOROV. - 3. ed. - M.: Sovietska encyklopédia, 1969-1978.
Dkin D. A., Kisilenko V. V. Vplyv rôznych faktorov na absorpciu vápnika z práškového drôtu s komplexnou výplňou SC40 (RUS.) // Elektrometallurgy: Magazine. - 2009. - Máj (č. 5). - P. 2-6.
Mikhailov G. G., Chernove L. A. Termodynamická analýza dezoxidných procesov s vápnikovým a hliníkom (RUS) // Elektrometallurgia: časopis. - 2008. - Marec (č. 3). - P. 6-8.
Shell Model jadra
Ústav medicíny (USA) Výbor pre preskúmanie diétnych referenčných príjmov pre vitamín D a vápnik; Ross AC, Taylor CL, YAKTINE AL, DEL VALLE HB, EDITORY (2011).

Úvod

Chémia je veda látok, ich štruktúra, vlastnosti a interconcesses.

Chémia úzko súvisí s inými prírodnými vied: fyzika, biológia, geológia. Na križovatke týchto vied sa objavila mnoho častí modernej vedy: fyzická chémia, geochémia, biochémia.

Nová špecialita v systéme chemických disciplín s názvom "Klasifikácia a certifikácia tovaru na základe chemického zloženia" bola založená v roku 1997 Uzbek vedci I.R. Askarov a tt RISCUS. Dôležité pri vytváraní tejto novej chemickej disciplíny boli výsledky vedeckého výskumu vykonaného takýchto vedcov Uzbek ako A.A. Ibrahimov, G.Kh. Hamrakulov, RA Rakhimjanov, M.YU. Isakov, km Karimkulov, O.A. Tashpulatov, A.A. Namaz, B.YA. ABDUGANIEV, S.M. Mirkomlov, O. Kulimov, N.KH. TukhtaboOv a ďalšie.

Vápnik - ako kov alkalických zemín, jeden z najdôležitejších prvkov na Zemi.

Vápnik je veľmi dôležitý pre ľudí a pre zvieratá a rastliny.

Prirodzene, vlastniť také chemické vlastnosti, vápnik nemôže byť v prírode v voľnom stave. Ale zlúčeniny vápnika - a prírodné a umelé - získal mimoriadny význam.

Kabát? ltri - prvok hlavnej podskupiny druhej skupiny, štvrté obdobie periodického systému chemických prvkov d.I. MENDELLEEEV, s atómovým číslom 20, preto jadro atómu vápnika má 20 pozitívnych nábojov vytvorených 20 protónmi; Počet neutrónov v jadre 40 - 20 \u003d 20. 20 Elektroniky Neutralizuje náboj jadra sú umiestnené na štyroch úrovniach energie. Relatívna atómová hmotnosť 40.078 (4). Označuje symbol Ca. (LAT. Vápnik).

1. História otvárania

Názov prvku pochádza z lat. CALX (v rodičovskej palideri) - "vápno", "mäkký kameň". Navrhlo to anglický chemik Humphrey Davy, v roku 1808 sme pridelili kovový vápnik s elektrolytickou metódou. Davy podrobil elektrolýzu zmesi mokrého gashenny vápna s ortuťovým oxidom Hg 2O Na platinovej doske, ktorá bola anóda. Katóda slúžila ako platinový drôt, ponorený do kvapalnej ortuti. V dôsledku elektrolýzy sa získal vápenatý amalgám. Vykurovanie z jej ortuti, Davy dostal kov nazývaný vápnik.

calumpium Chemical Connection

2. Nájdenie v prírode

Vzhľadom na vysokú chemickú aktivitu vápnika vo voľnej forme v prírode sa nenašlo.

Vápnik predstavuje 3,38% hmotnosti zemskej kôry (5. miesto v prevalencii po kyslíku, kremík, hliník a železo). Obsah prvku v morskej vode je 400 mg / l.

Väčšina vápnika je obsiahnutá v kremičitach a aluminosilikáty rôznych skál (žuly, rušenia atď.), Najmä v terénnych plug - Animal CA.

Vo forme sedimentárnych látok vápenatých látok sú prezentované kriedou a vápencami, ktoré sa skladajú hlavne z kalcitového minerálu (CACO 3). Kryštalická forma kalcitu - mramor - dochádza v prírode oveľa menej často.

Minerály vápnika sú veľmi rozšírené ako:

kalcit, vápencový, mramor, krieda CaCO3 ,

angidrit Caso4 ,

cASO4 ALABASTER · 0,5h. 2O.

gypsum Caso4 · 2h. 2O,

fluorit CAF2. ,

fosfity a apatity ca 3(PO. 4)2(F, Cl, OH),

dolomit MGCO3 · CAKO. 3.

Prítomnosť vápnikových a horečnatých solí v prírodnej vode je určená jeho tuhosťou.

Vápnik, intenzívne migrovať v zemskej kôre a akumulácii v rôznych geochemických systémoch, tvorí 385 minerálov (štvrté miesto podľa počtu minerálov).

Obr. 1. Vklady vápnika v slaných pohľade

Zlúčeniny vápenatého sú takmer všetky živočíšne a rastlinné tkanivá. V živých organizmoch je zahrnuté značné množstvo vápnika. Tak, hydroxyapatite ca 3(PO. 4)2Oh, alebo v inom zázname, 3ca 3(PO. 4)2· CA (oh) 2 - základ stavovcového kostného tkaniva vrátane osoby; CAko uhličitan vápenatý 3 Pozostávajú škrupiny a škrupiny mnohých bezstavovcov, vaječného plášťa atď. V živých tkanivách človeka a zvierat 1,4-2% CA (hmotnostnou frakciou); V ľudskom tele s hmotnosťou 70 kg obsahu vápnika - asi 1,7 kg (najmä v zložení medzibunkovej látky kostného tkaniva).

. Získanie

V sektore vápnika sa získa dvoma spôsobmi:

Zahrievanie brikketovanej zmesi SAO a AL prášok pri 1170-1200 ° C vo vákuu 0,01 - 0,02 mm. RT. Umenie.; Reakčné položky:

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

Dvojice vápnika sú kondenzované na chladnom povrchu.

Elektrolýza taveniny SASL 2 (75-80%) a KSL s kvapalnou katódou medi-vápenatko sa pripravia s zliatinou Cu-Ca (65% CA), z ktorého sa vápnik oddestiluje pri teplote 950 - 1000 ° C vo vákuu 0,1 - 0,001 mm . RT. Umenie. alebo z (6 častí) CACL 2 a (1 časť) CAF2.

Vypracovala tiež spôsob získania tepelnej disociácie vápnika CAC2 CAC2 .

4. Fyzikálne vlastnosti

Vzhľad jednoduchej látky

Ryža2. Mierne pevné, strieborné biele kov

Názov, symbol, číslo

Kabát ? LTRIA / Vápnik (CA), 20

Atómová hmota (molárna hmotnosť)

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

Elektronická konfigurácia

Atóm polomeru

Kovalentný polomer

Iónový polomer

Elektrina

1.00 (Pauling Scale)

Elektródový potenciál

Oxidácia

Ionizačná energia (prvý elektrón)

589.4 (6,11) KJ / MOL (EV)

Hustota (s n. Y.)

1,55 / cm³

Teplota topenia

842 O. Z

Teplé tavenie

9.20 KJ / MOL

Tepelné odparovanie

153.6 KJ / Mole

Molárna kapacita tepla

25,9 J / (K · mol)

Molárny objem

29,9 cm³ / krtko

Štruktúra mriežky

cenové centrum GREET

Parametre mriežky

Debaic Teplota

Tepelná vodivosť

(300 k) (201) w / (m · k)

Jednoduchá látka vápnik - mäkký, chemicky aktívny striebro-biely kovový biely kov.

Kalýne vápnik existuje v dvoch alrotropných modifikáciách. Až 443 ° C je stabilná? -Ka s kubickým grazenarzným mriežkou (parameter A \u003d 0,558 nm), nad stabilným? -CA s kubickým objemovým typom typu? -Fe mriežky (parameter A \u003d 0,448 nm). Štandardný prechod Enthalpy? ? ? To je 0,93 kJ / mol.

Vápnik sa nachádza v prírode vo forme zmesi šiestich izotopov: 40 CA, 42 CA, 43 CA, 44 CA, 46 CA a 48 CA, medzi ktorými najbežnejšie - 40ca je 96,97%.

. Chemické vlastnosti

Vápnik je typický Tick-Zemský kov. Kaliatka chemická aktivita je vysoká, ale nižšia ako silne vyberá zvýšené kovy. Ľahko sa interaguje s kyslíkom, oxidom uhličitým a vlhkosťou vzduchu, vďaka ktorej je povrch kovového vápnika zvyčajne výrazne ponurý, preto sa vápnikové laboratórium zvyčajne skladuje, ako aj iné kovy uzavreté zeminy, v tesne uzavretom môže pod a vrstva kerozénu alebo kvapalného parafínu.

Na vonkajšej úrovni energie existujú 2 elektróny. Vo všetkých pripojeniach je stupeň oxidácie vápenatého +2.

V počte štandardných potenciálov vápnika sa nachádza vľavo od vodíka.

Štandardný potenciál elektród CA CA 2+/ Ca. 0 2.84 V, takže vápnik aktívne reaguje so studenou vodou (s teplou vodou reakcia prebieha energicky), ale bez zapaľovania:

S aktívnymi nekovovými kovmi (kyslík, chlór, bróm), vápnik reaguje za normálnych podmienok:

CA + Cl.2 Cacl2

Keď je vzduch vyhrievaný, alebo v vápenatých kyslíkových plameňoch a popáleniny červeným plameňom s oranžovým odtieňom.

S menej aktívnymi nekovovými spotrebami (vodík, bór, uhlík, kremík, dusík, fosforu, a ďalšie), vápnik vstúpi do interakcie, keď sa zahrieva, napríklad:

Okrem CA2P2 fosfidu vápenatého sú tiež známe fosfidy vápenatého a SAR5 kompozícií;

Okrem silicídu vápnika CA2SI sú tiež známe silikátory vápenatého Casi, CA3SI4 a CASI2.

Tok vyššie uvedených reakcií je zvyčajne sprevádzaný uvoľňovaním veľkého množstva tepla.

Vápnik obnovuje menej aktívnych kovov z ich oxidov a halogenidov

2ca + tio.2 2cao + ti.

Ca + ticl2 2cacl.2 + Ti

Väčšina zlúčenín vápnika s nekovovými kovmi sa ľahko rozloží vodou, napríklad:

Ion CA2 + BESMEVETN. Keď sa v plameni rozpustných vápenatých solí, plameň je natretý v tehlovej červenej farbe.

. Aplikácia kovového vápnika

1. Metalothermia

Čistý kovový vápnik je široko používaný v metalotermici pri získavaní vzácnych kovov.

2. Doping zliatiny

3. Jadrová fúzia

Izotop 48CA je jedným z efektívnych a spotrebných materiálov na výrobu tvorby superhane a otvorenie nových prvkov MendeleEV tabuľky. Je to spôsobené tým, že vápnik-48 je dvojnásobok magického jadra, takže jej stabilita umožňuje, aby bola dostatočne vylepšením neutrónov pre ľahké jadro; Pri syntéze superhasených jadier sú potrebné nadbytočné neutróny.

. Zlúčeniny vápenatého

1. Oxid vápenatýCaO (neganá vápno, vápno vápno, kiphel) biela žiaruvzdorná látka.

Získané v vápencom alebo kriedové pečenie pri vysokých teplotách (nad 900 o Z):

CACO.3 \u003d CaO + CO2

Oxid vápenatý reaguje s vodou na tvorbu gaučeného vápna a zvýraznenie veľkého množstva tepla:

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

2. Hydroxid vápenatýCA (OH) 2 - silná základňa, trochu rozpustný vo vode.

CA (OH) 2 Používané v rôznych typoch:

haired Lime je tenký voľný prášok, "pushonka", získaná pôsobením vody pre ďalšie CAO vápno:

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

V stavebníctve sa používa tvrdá zmes rasovaného vápna s cementom, vodou a pieskom. Pri absorpcii oxidu uhličitého zo vzduchu sa táto zmes stuhnila: \\ t

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

lime mlieko - toto je suspenzia častíc vlasovej limety CA (OH) 2 v vápenej vode.

Používa sa na blaženosť v stavebníctve, dezinfekcii kmeňov stromov, v cukrovacom priemysle, na užívanie kože, na získanie vápna chlóru.

vápno-nasýtený vodný roztok Ca (OH) 2

Roztok vo vzduchu je purre v dôsledku absorpcie oxidu uhličitého zo vzduchu.

Ale s dlhodobým prenosom oxidu uhličitého sa roztok stáva

transparentné v dôsledku tvorby rozpustného hydrogenuhličitanu vápenatého:

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

V prírode to vedie k nasledujúcim procesom. Keď studený dážď alebo riečna voda, nasýtená oxidom uhličitým, preniká pod zemou a padá na vápenec, potom sa pozorovalo ich rozpúšťanie, a tie isté miesta, kde voda nasýtená bikarbonátom vápenatým smerom k povrchu Zeme a vyhrieva sa slnečným svetlom.

Takže v prírode prenos veľkých hmôt. Výsledkom je, že obrovské zlyhania sa môžu tvoriť podzemné a v jaskyniach sú vytvorené krásne kameňa "cencúľ" - stalaktity a stalagmity.

3. Bieliaci prášok- je silná oxidant, ktorej hlavná zložka je soli caocl 2Vytvorené pri interakcii so suchým vápencom s chlónom:

CA (OH)2 + Cl.2 \u003d Caocl2 + H.2 O.

Chlórové limetky je biely prášok s ostrým zápachom, ktorý vo vlhkom vzduchu pod pôsobením oxidu uhličitého postupne rozkladá, zvýrazňujúc kyselinu chlorotovú:

2caocl2 + Co.2 + H.2 O \u003d Caco.3 + CACL2 + 2hclo.

Vo svetle kyseliny chlorotovej rozkladá:

2hclo \u003d 2HCl + o2

Pod účinkom na chlórové vápno kyseliny chlorovodíkovej sa uvoľňuje chlór:

Kapusta2 + 2HCl \u003d CaCl2 + Cl.2 + H.2 O.

To je založené na bieliacich a dezinfekčných vlastnostiach vápna chlóru.

4. SvorkaCaso. 4· 2h. 2O - Prírodný vápnik minerál.

Keď sa zahrieva na 150-180 ° C stratí váhy ¾ kryštalizačná voda a ide do alabaster alebo spáleného sadry.

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

Pri zmiešaní s vodou, alabaster rýchlo stuhne, znova sa otočí

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

Táto funkcia sadrokym sa používa na výrobu odlievacích foriem a žalúzií z rôznych položiek, ako aj ako spojivo v stavebníctve pre omietky a ďalšie. Gypsum je široko používaný v medicíne na výrobu obväzov.

Pri zahrievaní omietky pri teplote nad 180 ° C sa vytvára bezvodá sadrá (anhydrid vápenatý, alebo mŕtve sadry), ktoré nie je schopné pripevniť vodu.

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

Vápenaté soli, ako je chlorid CACl2, kabR2 bromid, CAI2 jodid a dusičnan (NO3) 2, sú dobre rozpustné vo vode. Nerozpustný vo fluoridoch vody<#"justify">1. Hydridový vápnik

Kúrenie vápnika v atmosfére vodíka<#"justify">2. Oxid vápenatý

Oxid vápenatý CaO, ako súčasť pevného roztoku oxidov iných kovov pic-indoor<#"justify">3. Optické a laserové materiály

Fluorid vápenatý<#"justify">4. Karbid vápenatý

Karbid vápenatý<#"justify">Oxid vápenatý, ako vo voľnej forme, ako aj v zložení keramických zmesí, sa používajú pri výrobe žiaruvzdorných materiálov.

7. Konštrukčné materiály<#"justify">Zlúčeniny vápenatého (hlavne uhličitanové alebo uhľovodíky) sa používajú na poťahovanie elektród v oblúku elektrického zvárania. Zlúčeniny vápenatého sú široko používané na prípravu tokov na tavenie a zváranie kovov.

9. Lieky<#"justify">Zlúčeniny vápenatého sa široko používajú ako antihistamín.

·Chlorid vápenatý<#"justify">. Biologická úloha

Vápnik - spoločné makroelement<#"312" src="doc_zip16.jpg" />

Tabuľka 1. Obsah vápnika v niektorých potravinách

Obsah množstva potravinárskych výrobkov v tomto množstve výrobku, Mallopol a pozemné výrobky Syr - Švajčiarska, Rierskaya 50 g. 493 syr - a pevná forma, Cheddar, Colby, EDAK, GAUD 50 g. 353 Mlieko - celé, 2%, 1% Obsah tuku 1 Sklo / 250 ml 315 Krém 1 šálka / 250 ml 301 Syr Mozzarella, Adygei, syr 50 269 jogurt - obyčajný 1 šálka / 175 ml 292 Molio - suché, v prášku 45 ml 159 Zmrzlina 1/2 šálka 93 syr - RUSTICKÉ, KRÉMY 2%, 1% MAKTY (COTTVAZE CHCEESE) 1/2 šálka 87mma, ryby, hydiny a iné sardinky výrobky, s kosťami 8 malým 153 lososom, kosti, konzervy 1/2 brehov (čistá hmotnosť 13 g.) 153 Mandle 1/2 šálky 200 sezam 1/2 šálky 100 fazule - pripravené (fazuľa, modré fazuľa, škvrnité fazuľa) 1/2 šálky 90 sójových bôbov - varené 1 šálka 175 kurča - vyprážané 90 g. 13 hovädzie - vyprážané 90g 7hlep a obilia BUN s Bran 1/35. 50 Biele bielym a pšeničným 1 kusom / 30 g. 25fruits a zelenina brokolice - v surovej forme 1/2 CUPS 38 pomarančov 1 stredne veľkosti / 180 g. 52 Stredná veľkosť banánov / 175g 10 Šalát 2 Veľký list 8 Sušené obr ML 189 varených konzervovaných fazule 1 šálka / 250 ml 169

Záver

Vápnik je jedným z najčastejších prvkov na Zemi.

Vápnik otvoril anglický chemik Humphrey Davy v roku 1808. Pridelil kovový vápnik s elektrolytickou dráhou zo zmesi nebezpečného vápna a ortuťového oxidu.

V roku 1789, A. Lavoisier navrhol, že vápno, magnézie, barite, oxid hlinitý a látky oxidu kremičitého.

V prírode je veľa prírody. Voľná \u200b\u200bforma sa nevyskytuje. Hory a hlinené skaly sú tvorené z vápenatých solí, je to v morskej a riečnej vode. Je súčasťou takýchto minerálov, ako je mramorový (kriedový), alabaster, omietka, fluorit, fosfit, apatitu a dolomity.

Vápnik je tiež súčasťou živých organizmov - vo všetkých zvieratách a rastlinných tkanivách a najdôležitejšie je vápnik súčasťou kostného tkaniva osoby.

Vápnik sa získa dvoma spôsobmi:

1.Vyhrievanie zmesi nadrozmerného vápna a hliníka.

2.Druhá metóda, ako aj všetky kovy, elektrolýza, v tomto prípade, CACL2 a KCL roztopí kvapalnou medenou katódou.

Vápnik je mäkká chemicky aktívna alkalická zemina kov, strieborná biela.

Vápnik - typický zložený štvorcový kov<#"justify">1.I. Askarov K. Gopirov "Základy chémie" Štátna vedecká vydavateľstvo "Uzbekistan Milly Encyklopédia" Tashkent - 2013 str. 347

2.I.R. Asqarov Sh.h. Abdullaev o. Sh. Abdullaev "Kimyo - Oily O`quv Yurtlariga Kiruvchilar Uchun" "Tafakkur" Nashriyoti Toshkent - 2013

3.N.l. GLINKA "General Chemistry" Moskva - 1988

."Certifikát školy" Bishkek - 2000 pb. 152-156

.G.p. Khomchenko "Chémia - Universal Collection" Moskva New Wave Publisher z mŕtvych - 2008 str. 301-306

.F.g. Felbdman G.E. Rudzitída "Chémia 9" Moskva "osvietenie" - 1990 str. 127-132

."Univerzálny adresár" Moskva - 2006 p. 648-651

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

.www.google.co.ru //otherreferats.allbest.ru // Chémia.

.www.google.com //medwiki.org.ua // Článok // Vápnik.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť študovať, aké jazykové témy?

Naši špecialisti budú informovať alebo mať doučovacie služby pre tému záujem.
Poslať žiadosť S témou práve teraz dozvedieť o možnosti prijatia konzultácií.

Úvod

Vlastnosti a aplikácie vápnika

1 fyzikálne vlastnosti

2 Chemické vlastnosti

3 APLIKÁCIA

Výroba vápnika

1 elektrolytické vápnik a jeho zliatiny

2 Termálne potvrdenie

3 Vákuové tepelné metódy získania vápnika

3.1 AlumínOthermická metóda obnovenia vápnika

3.2 Metóda silikothermalmálna regenerácia

Praktická časť

Bibliografia

Úvod

Chemický prvok II Skupina periodického mendeleevového systému, atómové číslo 20, atómová hmotnosť 40,08; Silver-White Light Metal. Prírodný prvok predstavuje zmes šiestich stabilných izotopov: 40Cca, 42Cca, 43Cca, 44Cca, 46Ca I. 48Ca, z ktorých najbežnejšie 40 CA (96, 97%).

CA - vápenec, mramor, sadry (ako aj vápeňové - vápeňový výprevový produkt) už v starobe boli použité v stavebníctve. Do konca 18. storočia sa chemici považovali za limetko jednoduchým telom. V roku 1789, A. Lavauzier navrhol, že vápno, magnézie, barite, oxid hlinitý a látky oxidu kremičitého. V roku 1808, Davy, vystavenie elektrolýzy ortuťovej katódou, zmesou mokrého hazerovaného vápna s ortuťovým oxidom, pripravil Amalgam CA a hojda sa z neho, dostal kov, nazývaný "vápnik" (z Lat. Calx, narodený kalky - vápno).

Schopnosť vápnika viazať kyslík a dusík, nechal ho použiť na purifikáciu inertných plynov a ako heter (getter - látka, ktorá slúži na absorbovanie plynov a vytváraním hlbokého vákua v elektronických zariadeniach.) Vo vákuovom rádiovom zariadení.

Vápnik sa používa v medi, niklovom metalurgii, nikel, špeciálnych oceliach a bronze; Spájajú škodlivé nečistoty síry, fosforu, nadbytku uhlíka. Na rovnaké účely sa používajú zliatiny vápnika s kremíkovým, lítiom, sodným, bórom, hliníkom.

V sektore vápnika sa získa dvoma spôsobmi:

) Vyhrievanie briketovanej zmesi SAO a prášku al pri 1200 ° C vo vákuu 0,01 - 0,02 mm. RT. Umenie.; Reakčné položky:

SAO + 2AL \u003d 3CAO · Al2O3 + 3CA

Dvojice vápnika sú vykonávané na chladnom povrchu.

) Elektrolýza taveniny SASL2 a KSL s kvapalnou katódou medi-vápenatko sa pripraví s zliatinou Cu-Ca (65% CA), z ktorého sa vápnik oddestiluje pri teplote 950 - 1000 ° C vo vákuu 0,1 - 0,001 ° C mm.t.

) Spôsob získania vápnika je tiež vyvinutý tepelnou disociáciou karbidu vápenatého CAC2.

Vápnik je veľmi častý v prírode vo forme rôznych zlúčenín. V zemskej kôre sa zaradí piate, predstavuje 3,25% a najčastejšie sa vyskytuje vo forme vápencového Caco 3, Dolomite Caco 3· MG CO 3, Caso Gypsum 4· 2h. 2O, fosforit ca 3(PO. 4)2 a platicové pldove caf 2, nepočítajúc významný podiel vápnika ako súčasť silikátových skál. V morskej vode je obsiahnutý priemer 0,04% (hmotnosti) vápnika.

V tomto kurze sa študujú vlastnosti a používanie vápnika, ako aj teória a technológie vákuových tepelných metód získavania sa zváženia.

. Vlastnosti a aplikácie vápnika

.1 Fyzikálne vlastnosti

Vápnik je strieborný biely kov, ale vo vzduchu skládky v dôsledku tvorby oxidu na jeho povrchu. Tento plastový kov je ťažší. Krištáľový bunk ?-formuláre CA (udržateľné pri normálnej teplote) Granetantrized Cubic a \u003d 5,56 Å . Atómový polomer 1.97 Å , iónový polomer ca 2+, 1,04Å . Hustota 1,54 g / cm 3(20 ° C). Nad 464 ° C odolného hexagonálneho ?-formulár. TPL 851 ° C, TKIP 1482 ° C; Teplotný pomer lineárneho predĺženia 22 · 10 -6 (0-300 ° C); Tepelná vodivosť pri 20 ° C 125,6 W / (M · K) alebo 0,3 kal / (cm · ° C); Špecifická tepelná kapacita (0-100 ° C) 623,9 j / (kg · k) alebo 0,149 cal / (g · ° C); Špecifický elektrický odpor pri 20 ° C 4.6 · 10 -8 OM · m alebo 4,6 · 10 -6 ohm · cm; Teplotný koeficient elektrických rezistentných 4,57 · 10-3 (20 ° C). Elastický modul 26 GN / m 2 (2600 kgf / mm 2); Pevnosť v ťahu 60 mn / m 2 (6 kgf / mm 2); Elastický limit 4 MN / M 2 (0,4 kgf / mm 2), silu výnosu 38 mn / m 2 (3,8 kgf / mm 2); Relatívna predĺženie 50%; Tvrdosť Brinell 200-300 MN / M 2 (20-30 kgf / mm 2). Vápnik je pomerne vysoká čistota plastová, dobre lisovaná, valcovaná a liečiteľná rezanie.

1.2 Chemické vlastnosti

Vápnik - aktívny kov. Takže za normálnych podmienok ľahko interaguje s vzduchovým kyslíkom a halogénmi:

CA + O. 2 \u003d 2 CaO (oxid vápenatý) (1)

SA + v 2 \u003d Savr. 2 (Bromid vápenatý). (2)

S vodíkom, dusíkom, šedým, fosforu, uhlíkom a inými nekovovými kovmi vápnik reaguje po zahriatí:

CA + N. 2 \u003d SAN. 2 (Hydrid vápenatý) (3)

CA + N. 2 \u003d Sa 3N. 2 (nitrid vápenatý) (4)

Ca + S \u003d SAS (Sulfid vápenatý) (5)

Sa + 2 p \u003d sa 3Ročník 2 (Fosfid vápenatý) (6)

CA + 2 C \u003d CAC 2 (karbid vápenatý) (7)

S vápniom studenej vody interaguje pomaly a s horúcim - veľmi energickým, čo dáva silnú základňu SA (HE) 2 :

Ca + 2 n 2O \u003d sa (HE) 2 + N. 2 (8)

Byť energetický redukčný činidlo, vápnik môže mať kyslík alebo halogény z oxidov a halogenidov menej aktívnych kovov, t.j. má redukčné vlastnosti:

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

Ca + 2 nbsl 5 \u003d 5 SASL2. + 2 nb (10)

Vápnik sa intenzívne interaguje s kyselinami s uvoľňovaním vodíka, reaguje s halogénmi, so suchým vodíkom s tvorbou hydridu San 2. Pri zahrievaní vápnika s grafitom sa vytvorí karbid CAC 2. Vápnik sa získa elektrolýzou roztaveného CaCl 2 alebo aluminotermné regenerácie vo vákuu:

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

Čistý kov sa používa na obnovenie CS, RB, CR, V, Zr, TH, U, U na kovy, pre desoxidačné ocele.

1.3 Žiadosť

Vápnik nájde všetky zvyšujúce sa. Aplikácia v rôznych priemyselných odvetviach. Nedávno získal veľký význam ako redukčný prostriedok pri získavaní radu kovov.

Čistý kov. Urán sa získa reštaurovaním kovového vápnika fluoridu uránu. Vápnik alebo hydridy môžu byť obnovené oxidmi titánu, ako aj oxidy zirkónia, tórium, tantal, nióbné, iné vzácne kovy.

Vápnik je dobrý deoxidizér a odplynenie pri výrobe medi, niklu, chromonielie zliatiny, špeciálne ocele, nikel a cín bronz; Odstraňuje síru z kovov a zliatin, fosforu, uhlíka.

Formy vápnika s žiaruvzdornými zlúčeninami bizmutu, takže sa používa na purifikáciu olova z bizmutu.

Kalkum sa pridáva k rôznym svetlom zliatin. Pomáha zlepšiť povrch ingotov, jemnozrnnosti a zníženie oxidácie.

Mnohé šírenie obsahuje zliatiny ložiská vápenaté. Na výrobu škrupín káblov sa môžu použiť zliatiny olova (0,04% ca).

Technika používa zliatiny antigrencie vápnik s elektródou. Minerály vápnika sú široko používané. Tak, vápenec sa používa pri výrobe vápna, cementu, silikátovej tehly a priamo ako stavebný materiál, v metalurgii (tok), v chemickom priemysle na výrobu karbidu vápenatého, sódy, žieravý sódy, limetky chlóru, hnojiva Výroba cukru, skla.

Krieda, mramor, islandský potiahne, omietky, fluorit, atď. Kvôli schopnosti viazať kyslík a dusík vápnika alebo zliatiny vápnika s sodíkmi a inými kovmi, ktoré sa používajú na čistenie šľachtických plynov a ako getter vo vákuovom rádiovom zariadení. Vápnik sa tiež používa na získanie hydridu, ktorý je zdrojom vodíka v poli.

2. Získanie vápnika

Existuje niekoľko spôsobov výroby vápnika, je to elektrolytické, tepelné, vákuové tepelné.

.1 Elektrolytické získavanie vápnika a jeho zliatin

Podstatou metódy spočíva v tom, že katóda sa pôvodne týka roztaveného elektrolytu. V mieste kontaktu je dobre zmáčaná katóda vytvorená s kvapalinovým kvapkou, ktorý s pomalým a rovnomerným zdvíhaním katódy sa zobrazí s ním z taveniny a zamrznutí. Zároveň je zamrznutý pokles pokrytý pevným elektrolytovým filmom, ktorý chráni kov pred oxidáciou a nitridingom. Kontinuálnym a opatrným zdvíhaním katódy vápnika sa vytiahne do tyčí.

2.2 Termálne potvrdenie

calumpium Chemical Elektrolytické tepelné

· Chloridový proces: Technológia sa skladá z tavenia a dehydratácie chloridu vápenatého, taviaceho olova, čím sa vytvára dvojitý listový zliatiny - sodný, čím sa získa trojitá zliatina olovo - vápnik a riedenie trojitého zliatinového olova po odstránení solí. Reakcia chloridu vápenatého podľa rovnice

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

· Karbidový proces: Základom získania zliatiny olovnatého vápnika je reakcia medzi karbidom vápenatým a roztaveným olovením podľa rovnice

CAC. 2 + 3PB \u003d PB3 CA + 2c. (13)

2.3 Vákuová tepelná metóda získania vápnika

Suroviny pre vákuové tepelné módy

Suroviny pre tepelné regeneráciu oxidu vápenatého je vápno získané vystreľovaním vápenatého. Základné požiadavky na suroviny sú nasledovné: vápno musí byť taká čistejšia a obsahujú minimálne nečistoty schopné obnoviť a pohybovať sa na kov spolu s vápnikom, najmä alkalickým kovom a horčíkom. Vypálenie vápenca by sa malo vykonať, kým sa nesmie vykonať uhličitanový rozklad, ale nie pred jej spekanie, pretože redundancia spekaného materiálu je nižšia. Spálený výrobok musí byť chránený pred absorpciou vlhkosti a oxidu uhličitého, aby ich absorboval, ktorých pridelenie počas obnovy znižuje indikátory procesu. Vypaľovacia technológia vápenca a spracovanie spaľovacieho produktu je podobný spracovaniu dolomitu pre silikothermický spôsob výroby horčíka.

.3.1 Aluminotermická metóda obnovenia vápnika

V diagrame teploty závislosti zmeny vo voľnej energii oxidácie počtu kovov (obr. 1) môže byť zrejmé, že oxid vápenatý je jedným z najodolnejších a ťažko získaných oxidov. Nie je možné obnoviť inými kovmi obvyklým spôsobom - s relatívne nízkou teplotou a atmosférickým tlakom. Naopak, samotný vápnik je vynikajúcim redukčným činidlom iného ťažké obnoviť zlúčeniny a deoxidizér pre mnoho kovov a zliatin. Reštaurovanie uhlíka oxidu vápenatého je všeobecne nemožné v dôsledku karbidov vápenatého. Avšak vzhľadom na to, že vápnik má relatívne vysokú elasticitu pary, jeho oxid môže byť obnovený vo vákuovom hliníku, kremíku alebo ich zliatinách podľa reakcie

Cao + ME? Ca + meo (14).

Praktická aplikácia, zatiaľ čo na získanie vápnika bola len aluminotermická metóda, pretože je oveľa jednoduchšie obnoviť Hliník SAO ako kremík. Na otázku chemickej obnovy hliníka oxidu vápenatého sú rôzne zobrazenia. L. PIDGEN A I. ETKINSON sa domnievajú, že reakcia prebieha s tvorbou vápnika mono hlinitého:

Saa + 2аl \u003d saa · al 2O3. + 3A. (pätnásť)

V. A. Pzuhin a A. ya. Fisher naznačuje, že proces prichádza s tvorbou trojkilky hlinitého:

SAA + 2АL \u003d 3SAO · al 2o. 3 + 3A. (šestnásť)

Podľa A. I. Vozitsky je prevládajúcim v reakcii tvorba päť-fiškálneho triho hliníka:

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

Najnovšie štúdie, A. Y. Thajské a A. I. Viozyitsky zistili, že aluminothénmický obnovenie vápnika postupuje postupne. Spočiatku je vápnik sprevádzaný tvorbou ZSAO · AI 2O. 3ktorý potom reaguje s oxidom vápenatým a hliníkom s tvorbou ZSAO · 3AI 2O. 3. Reakcia prebieha z nasledujúcej schémy:

SAO + 6AL \u003d 2 (3SAO · AL 2O. 3) + 2SAO + 2AL + 6S

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

CaO + 6A1 \u003d 5SAO · 3AV 2o. 3+ 9as.

Vzhľadom k tomu, redukcia oxidu sa vyskytuje s uvoľňovaním pár vápenatého a zvyšné reakčné produkty sú v kondenzovanom stave, je možné ľahko oddeliť a kondenzovať ho v chladených sekciách pecí. Základné podmienky potrebné pre vákuové tepelné regeneráciu oxidu vápenatého sú v systéme vysoká teplota a nízky zvyšný tlak. Nasledujúca závislosť medzi teplotou a rovnovážnou elasticitou vápnikových pár. Voľná \u200b\u200breakčná energia (17) vypočítaná pri teplotách 1124-1728 ° K je exprimovaná

F. T. \u003d 184820 + 6,95T-12.1 T LG T.

Preto logaritmická závislosť rovnovážnej elasticity páru vápnika (mm Hg. Art.)

Lg p \u003d 3,59 - 4430 t.

L. PIDGEN a I. Etkinson určil experimentálne rovnovážnu elasticitu páru vápnika. Dôkladná termodynamická analýza reakcie redukcie hliníka oxidu vápenatého sa uskutočnila I. I. Matveenko, ktorá poskytla nasledujúce teplotné závislosti rovnovážneho tlaku výparov vápnika:

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.

Vypočítané a experimentálne údaje sú mapované na tabuľku. jeden.

Tabuľka 1 1 Účinok teploty na zmenu rovnovážnej elasticity výparov vápnika v systémoch (1), (2), (3), (3), mm Hg.

Teplota ° Omladované údaje v systémoch (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 daných údajov je zrejmé, že v najpriaznivejších podmienkach existujú interakcie v systémoch (2) a (3) alebo (3 "). To spĺňa pozorovania, pretože v zostatkoch akumulácie oxidu vápenatého, hromada hliníka dominuje hromadu hliníka a trojkilový hlinitým.

Údaje o rovnovážnom pružnosti ukazujú, že zníženie hliníka oxidu vápenatého je možné pri teplote 1100-1150 ° C, aby sa dosiahla prakticky prijateľná reakčná rýchlosť, zvyšný tlak v systéme by mal byť nižší ako rovnovážna rovný , t.j. Malo by sa pozorovať nerovnosť rovný \u003e R. okázalosť a proces by sa mal vykonávať pri teplotách približne 1200 °. Štúdie zistili, že pri teplote 1200-1250 °, vysoké použitie (až 70-75%) a nízka špecifická konzumácia hliníka (približne 0,6-0,65 kg na kg vápnika).

Podľa vyššie uvedeného výkladu chemického procesu je optimálna zloženie náboj, určený pre vzdelávanie v rezíduách 5SAO · 2O. 3. Na zvýšenie stupňa použitia hliníka je užitočné, aby sa určil nadbytok oxidu vápenatého, ale nie príliš veľké (10-20%), inak to bude nepriaznivo ovplyvniť iné indikátory procesu. S nárastom stupňa mletia hliníka z častíc 0,8 až 0,2 mm až mínus 0,07 mm (podľa V. A. Pazukhínu a A. Ya. Fisher), použitie hliníka v reakcii sa zvyšuje z 63,7 až 78%.

Použitie hliníka ovplyvňuje aj režim briquettingu. Zmes vápna a práškového hliníka by mala byť briketovaná bez spojív (aby sa zabránilo separácii plynov vo vákuu) pri tlaku 150 kg / cm 2. S nižšími tlakmi sa používanie hliníka znižuje v dôsledku likvidácie roztaveného hliníka v zbytočných poréznych brikiet a pri vysokých tlakoch v dôsledku zlého priepustnosti plynu. Rýchlosť plnosti a obnovy závisia aj od hustoty brikety, ktorá sa nachádza v retorte. Pri ich položení bez medzier, keď je priepustnosť plynu celej klietky malá, použitie hliníka sa výrazne zníži.

Obrázok 2 - Schéma výroby vápnik s vákuovou tepelnou metódou.

Technológia hliníkovej tepelnej techniky

Technologický systém na výrobu vápnika pomocou aluminothemu je znázornený na obr. 2. Vápenec sa používa ako surovina, ako redukčný činidlo - hliníkový prášok, ktorý je varený z primárnych (lepších) alebo sekundárneho hliníka. Hliník aplikovaný ako redukčný činidlo, ako aj suroviny, by nemali obsahovať nečistoty ľahko prchavých kovov: horčík, zinok, zásad, atď., Možné odparovanie a pohyb do kondenzátu. Toto musí byť zohľadnené pri výbere značiek sekundárneho hliníka.

Podľa opisu S. Lumis a P. STAF, v Spojených štátoch v novej farmári LIME CO v Canaane (Connecticut) sa vápnik získa aluminotermalom. Používa sa na vápnosť nasledujúceho typického zloženia,%: 97,5 sao, 0,65 MgO, 0,7sio 20,6 FE. 2Oz + alóza, 0,09 na 2O + K. 2O, 0,5 odpočinku. Spálený produkt je brúsenie na rammond mlyn s odstredivým separátorom, tenkosť brúsenia je (60%) mínus 200 mesh. Ako redukčný prostriedok sa pri výrobe hliníkového prášku používa hliníkový prach. Pečené vápno z uzavretých bunkrov a hliníka z bubnov prejde do dávkových váh a potom do mixéra. Po zmiešaní zmesi brikety suchým spôsobom. V uvedenej rastline sa vápnik obnovený v reististických peciach, predtým používaných na výrobu horčíka pomocou silikothermickej metódy (obr. 3). Pece sú vyhrievané generátorovým plynom. Každá pec má 20 horizontálnych retortou z tepelne odolnej ocele obsahujúcej 28% SG a 15% Ni.

Obrázok 3- Prenown pece pre vápnik

Dĺžka retortu 3 m, priemer 254 mm, hrúbka steny 28 mm. Zotavenie sa vyskytuje vo vyhrievanej časti retortu a kondenzácii v chladenom konci vyčnievajúcej z reči. Brikety sú zavedené do retortu v papierových vreckách, potom sú vložené kondenzátory a retorta. Čerpanie vzduchu sa vykonáva mechanickými vákuovými čerpadlami na začiatku cyklu. Potom pripojte difúzne čerpadlá a zvyšný tlak sa zníži na 20 mK.

Retorty sa zahrejú na 1200 °. Po 12 hodinách. Po načítaní, retorty otvorené a vyložené. Výsledný vápnik má tvar dutého valca z hustej hmoty veľkých kryštálov uložených na povrchu oceľového puzdra. Hlavnou nečistotou v vápniku je horčík, ktorý je primárne obnovený a je koncentrovaný hlavne vo vrstve susedí s objímkou. V priemere je obsah nečistôt; 0,5-1% mg, asi 0,2% al, 0,005-0,02% Mn, až 0,02% N, iné nečistoty - SI, PL, ZN, NI, SI, FE - vyskytujú sa do 0,005-0,04%. A. Yu. Trvá a AI Viozytskyi na získanie vápnika podľa aluminotermnej metódy sa použili polovičnú elektrickú vákuovú pec s ohrievače uhlia a dosiahol stupeň použitia hliníka 60%, špecifickú spotrebu z hliníka 0,78 kg, špecifickú spotrebu zmesi 4,35 kg a špecifická spotreba elektriny 14 kW H na 1 kg kovu.

Výsledný kov, s výnimkou nečistôt z horčíka, sa rozlišuje relatívne vysokou čistotou. V priemere je obsah nečistôt v nej: 0,003-0,004% Fe, 0,005-0,008% SI, 0,04-0,15% MN, 0,005-0,004% CU, 0,006-0,009% N, 0,25% al.

2.3.2 Metóda silikothermickej obnovy vápnik

Veľmi lákavé je silikothermická metóda; Reštaurácia - Ferrosilizácia, činidlo je výrazne lacnejšie ako hliník. Silikothermický proces je však ťažšie implementovať ako aluminotermal. Reštaurovanie oxidu vápenatého kremíka pokračuje podľa rovnice

Sao + Si \u003d 2SAO · SiO2 + 2s. (osemnásť)

Rovnovážna elasticita vápnika pár vypočítaná množstvom voľnej energie je: \\ t

° C1300140015001600R, mm RT. St0,080,150,752,05

V dôsledku toho vo vákuu asi 0,01 mm Hg. Umenie. Zníženie oxidu vápenatého je termodynamicky možné pri teplote 1300 ° C. Takmer na zabezpečenie prijateľnej rýchlosti by sa proces mal vykonať pri teplote 1400-1500 °.

O niečo jednoduchšie je reakcia redukcie oxidu vápenatého so silikoaluminami, v ktorom hliník a zliatina kremíka slúžia ako redukčné činidlá. Experimenty zistili, že v prvom rade obnovenie hliníka prevláda; A reakcia prebieha s konečnou tvorbou BSAO · 3AV 2Oz podľa vyššie uvedenej schémy (obr. 1). Zotavenie kremíka sa stáva významným pri vyššej teplote, keď väčšina z reagovala väčšina hliníkového činidla; Reakcia prebieha s tvorbou 2cao · Sio 2. V súhrnnom formulári je reakcia redukcie oxidu vápenatého so silicalínom vyjadrená nasledujúcou rovnicou:

mSI + P al + (4M +2 ?) Sao \u003d m (2sao · Sio 2) + ?n (5so · al 2O3. ) + (2M +1, 5N) SA.

Výskum A. Yu. Thajský a A. I. Viozitsky zistil, že oxid vápenatý sa redukuje o 75% ferosilicia s kovovým výstupom 50-75% pri teplote 1400-1450 ° vo vákuu 0,01 až 0,03 mm RT. Umenie.; Silikoaluminal obsahujúci 60-30% SI a 32-58% al (zvyšok železa, titánu atď.), Obnovuje oxid vápenatý s kovovým výstupom približne 70% pri teplotách 1350-1400 ° vo vákuu 0,01-0,05 mm RT . Umenie. Experimenty v semi-fed meradle dokázali hlavnú možnosť získania vápnika na vápna feršizilicídu a silikoalumina. Hlavný hardvér je výber piliera v podmienkach tohto procesu obloženia.

Pri riešení tohto problému môže byť metóda implementovaná v priemysle. Rozklad karbidu vápenatého Záchrana kovového rozkladu vápnika Carbid

SAS2. \u003d CA + 2c

malo by byť pripisované sľubným spôsobom. Zároveň sa grafit získa ako druhý produkt. V. Maudley, E. Moser a V. TREDVELL, ktorý vypočíta voľnú energiu tvorby karbidu karbidu vápnika z termochemických údajov, získal nasledujúci výraz na elasticitu vápenatej pary nad čistým karbidom vápenatým:

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

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

Zdá sa, že technický karbid vápnik sa rozkladá výrazne vyšším teplotám, než z týchto výrazov vyplýva z týchto výrazov. Rovnaký Autori uvádzajú tepelný rozklad karbidu vápenatého v kompaktných kusoch pri 1600-1800 ° vo vákuu 1 mm Hg. Umenie. Uvoľňovanie grafitov bolo 94%, vápnik sa získa vo forme hustého lietadla na chladničke. A. S. Mikulinsky, F. S. MORII, R. SH. SHKLAR na určenie vlastností grafitu získaného rozkladom karbidu vápenatého, zahreje posledný vo vákuu 0,3-1 mm Hg. Umenie. pri teplote 1630-1750 °. Výsledný grafit sa líši od asonian väčšie zrná, väčšiu elektrickú vodivosť a menej objemovú hmotnosť.

3. Praktická časť

Denné zdvíhanie horčíka z elektrolyzátora pre pevnosť 100 kA predstavovalo 960 kg, keď výživa výživy s chloridom horečnatým. Napätie na výzvu elektrolyzéra 0,6 V. Určite:

)Aktuálny výstup na katóde;

)Množstvo chlóru získaného za deň za predpokladu, že prúdový výťažok na anóde sa rovná aktuálnemu výstupu na CTODE;

)Denne Fill MGCL. 2 V elektrolyzátore za predpokladu, že strata MGCL 2 vyskytujú sa hlavne s kalom a neporiadkom. Množstvo kalu 0,1 na 1T mg obsahujúce MgCl 2 v samotnom 50%. Množstvo 0,05 ton na 1T mg. Zloženie tesniaceho chloridu horečnatého,%: 92 mgcl2 a 8 NaCl.

.Určite aktuálny výstup na katóde:

m. atď \u003d I · ? K. Mg. · ?

?\u003d M. atď I · ?· K. Mg. \u003d 9600000000 · 0,454 · 24 \u003d 0,881 alebo 88,1%

.Určite počet získaných CL za deň:

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

Prenos do zväzku:

x \u003d 126785.7 m3

3.a) Nájdite čistú MGCL 2Na výrobu 960 kg mg.

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

b) Strata s kalom. Z kompozície elektrolyzérov horečnatého,%: 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 - hmotnosť kalu za deň.

Za deň 96 kg kalu: 96 · 0,35 (MgCl2 s kalom).

c) Straty s vagami:

kG - 1000 kg

kG sublimy: 48 · 0,5 \u003d 24 kg MgCL 2 s vygami.

Musíte pouvať mg:

33,6 + 24 \u003d 3810,6 kg mgcl2 cez den.

Bibliografia

Základy metalurgie III

<#"justify"> Metalurgia al a mg. VETYUKOV M.M., CHICKLOCKOV A.M.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť študovať, aké jazykové témy?

Naši špecialisti budú informovať alebo mať doučovacie služby pre tému záujem.
Poslať žiadosť S témou práve teraz dozvedieť o možnosti prijatia konzultácií.