Наибольшее распространение в природе имеют силикаты, содержащие алюминий и называемые а л ю м о с и л и к а т а м и. Как показывают форумы приведенных выше минералов, к числу алюмосиликатов принадлежит слюда, ортоклаз и др. Производство силикатов. Керамическое производство.
Сырьём для керамического производства служат различного рода глины. Глина – тонкодисперсная горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов. Обычно в глинах содержится примесь кластического аллотигенного материала зерен кварца, полевых шпатов и других материалов, и аутигенного материала – карбонатов, сульфатов, гидроксидов железа и др. П.А. Земятчинский определял глины как горные породы образовывать с водой пластичное тесто, сохраняющее по высыхании приданную ему форму, после обжига приобретающее твердость камня. Глины характеризуются рядом свойств, которые учитываются при их промышленном использовании: пластичностью, воздушной и огневой усадкой, пористостью, огнеупорностью, спеканием, гидроскопичностью и набуханием, адсорбционными свойствами, связующей вспучиванием, зыбкостью и гидрофильностью. С учетом свойств и состава глин, обусловливающих их использование, можно выделить следующие группы: 1) каолины, 2) огнеупорные и тугоплавкие глины, 3) высокосорбирующие глины (отбеливающие), 4) легкоплавкие глины. Цементное производство.
В виде песка SiO2 – давно известный строительный материал. Сырьем в цементном производстве служит смесь глины с известняком. Применяют и природный мергель (глинистый известняк), если он по составу удовлетворяет требованиям цементного производства. Такие мергели имеются у нас, например, в районе Новороссийска При 1400-1500* масса спекается с образованием сложных силикатов. Выходящий из печи спекшийся материал называют к л и н к е р о м. Разломный клинкер упаковывают в бочки или мешки. Готовый продукт представляет собой тонкий серо-зеленый порошок. Основная масс цемента состоит из сложных химических соединений кальция, магния, кремния, алюминия и железа. Состав этих веществ, представленных в виде соединений оксидов, следующий: 3CaO. SiO2, 2CaO.SiO2, 3CaO.Al2O3, 2CaO.Fe2O3. Кроме того, в цементе всегда в переменных количествах содержатся различные примеси. Основной химический процесс при производстве цемента - спекание при 1200 - 1300 оС смеси глины с известняком, приводящий к образованию силикатов и алюминатов кальция: t Al2O3. 2SiO2 . 2H2O = Al2O3 . 2SiO2 + 2H2 O CaCO3 = CaO + CO2h CaO + SiO2 = CaSiO3 3CaO + Al2O3 = 3CaO.Al2O3
При смешивании с водой происходит постепенная гидратация:
2) Определим объём выделившегося СО₂ по уравнению реакции из 1 моль K₂CO₃ получается 1 моль СО₂, следовательно, n(СО₂) = n(K₂CO₃) = 1,087 моль по закону Авогадро: 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л V(CO₂) = 1,087 * 22,4 = 24,3488 л ≈ 24,35 л
Производство силикатов. Керамическое производство.
Сырьём для керамического производства служат различного рода глины.
Глина – тонкодисперсная горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов. Обычно в глинах содержится примесь кластического аллотигенного материала зерен кварца, полевых шпатов и других материалов, и аутигенного материала – карбонатов, сульфатов, гидроксидов железа и др. П.А. Земятчинский определял глины как горные породы образовывать с водой пластичное тесто, сохраняющее по высыхании приданную ему форму, после обжига приобретающее твердость камня. Глины характеризуются рядом свойств, которые учитываются при их промышленном использовании: пластичностью, воздушной и огневой усадкой, пористостью, огнеупорностью, спеканием, гидроскопичностью и набуханием, адсорбционными свойствами, связующей вспучиванием, зыбкостью и гидрофильностью. С учетом свойств и состава глин, обусловливающих их использование, можно выделить следующие группы: 1) каолины, 2) огнеупорные и тугоплавкие глины, 3) высокосорбирующие глины (отбеливающие), 4) легкоплавкие глины.
Цементное производство.
В виде песка SiO2 – давно известный строительный материал. Сырьем в цементном производстве служит смесь глины с известняком. Применяют и природный мергель (глинистый известняк), если он по составу удовлетворяет требованиям цементного производства. Такие мергели имеются у нас, например, в районе Новороссийска
При 1400-1500* масса спекается с образованием сложных силикатов. Выходящий из печи спекшийся материал называют к л и н к е р о м. Разломный клинкер упаковывают в бочки или мешки. Готовый продукт представляет собой тонкий серо-зеленый порошок.
Основная масс цемента состоит из сложных химических соединений кальция, магния, кремния, алюминия и железа. Состав этих веществ, представленных в виде соединений оксидов, следующий: 3CaO. SiO2, 2CaO.SiO2, 3CaO.Al2O3, 2CaO.Fe2O3. Кроме того, в цементе всегда в переменных количествах содержатся различные примеси.
Основной химический процесс при производстве цемента - спекание при 1200 - 1300 оС смеси глины с известняком, приводящий к образованию силикатов и алюминатов кальция:
t
Al2O3. 2SiO2 . 2H2O = Al2O3 . 2SiO2 + 2H2 O
CaCO3 = CaO + CO2h
CaO + SiO2 = CaSiO3
3CaO + Al2O3 = 3CaO.Al2O3
При смешивании с водой происходит постепенная гидратация:
3CaO . Al2O3 . 6H2 O = 3CaO . Al2O3 + 6H2 O
1) Определим, какое вещество реагирует в избытке
М(K₂CO₃) = 39 * 2 + 12 + 16 * 3 = 138 г/моль
n(K₂CO₃) = 150 : 138 = 1,087 моль
М(H₂SO₄) = 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 98 г/моль
n(H₂SO₄) = 150 : 98 = 1,5306 моль
H₂SO₄ - в избытке, следовательно, расчет ведем по K₂CO₃
2) Определим объём выделившегося СО₂
по уравнению реакции из 1 моль K₂CO₃ получается 1 моль СО₂, следовательно,
n(СО₂) = n(K₂CO₃) = 1,087 моль
по закону Авогадро: 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л
V(CO₂) = 1,087 * 22,4 = 24,3488 л ≈ 24,35 л