|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu technologia chemiczna Grupa: Anika Szady, Karolina Welman, Karolina Wlizło Kierunek: analityka chemiczna, III rok
Tytuł ćwiczenia: Otrzymywanie wapna palonego. Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z problematyką wypalania kamienia wapiennego oraz kontrolą jakości uzyskiwanego w tym procesie produktu - wapna palonego. Data wykonania ćwiczenia: 14/01/15r.
1. Część teoretyczna. Surowcem do produkcji wapna palonego są najczystsze odmiany wapieni o zawartości węglanu wapniowego powyżej 95%, odznaczające się nieznaczną domieszką minerałów ilastych (uwodnione glinokrzemiany). Stosowanie wapiennych skał węglanowych zawierających większe ilości domieszek minerałów ilastych, a więc wapieni marglistych i margli, pozwala na uzyskanie materiałów wiążących o coraz wyraźniej zaznaczających się własnościach hydraulicznych. Wapno palone otrzymuje się w wyniku termicznego rozkładu węglanu wapnia (w piecach obrotowych bądź fluidyzacyjnych) zgodnie z reakcją: CaCO3 ↔ CaO +CO2 ΔH=178 kJ/mol Przy ciśnieniu o wartości 1013hPa (ciśnienie atmosferyczne), możliwy jest pełny rozkład CaCO3 na CaO i CO2, nawet gdy w fazie gazowej znajduje się jedynie CO2 (brak powietrza). Niektóre badania wskazują, że pełny rozkład CaCO3 zostaje osiągnięty już w temperaturze 882°C, jednak standardowa procedura przyjmuje temperaturę wynoszącą ok. 900°C. Rozkład termiczny CaCO3 jest procesem odwracalnym. Układ ten można skierować w kierunku rozkładu CaCO3 przez ogrzanie go powyżej temperatury wyznaczającej równowagę układu przy danym ciśnieniu cząstkowym CO2 lub przez zmniejszenie ciśnienia cząstkowego CO2 poniżej wartości równowagowej w danej temperaturze. Ma zastosowanie w budownictwie (jako zaprawa murarska), w metalurgii, w przemyśle szklarskim i ceramicznym. Jest używany również jako środek owadobójczy (insektycyd), jako nawóz sztuczny w rolnictwie (podwyższa gleby) oraz do otrzymywania karbidu. Na skalę laboratoryjną wykorzystywany jest m.in. do otrzymywania amoniaku oraz jako środek odwadniający.
2. Wykonanie ćwiczenia. Uruchomiono piec do wypalania węglanu wapnia celem nagrzania go do temperatury 900°C. W moździerzu wytłuczono kamień wapienny na ziarna o średnicy ±5mm. Następnie zważono jego masę. Napełniono płuczki analityczne według przeprowadzonych obliczeń. Ustawiono natężenie objętościowe przepływu powietrza, a następnie połączono całość aparatury. Do wnętrza pieca wstawiono łódkę z odważoną wcześniej ilością węglanu wapnia i przystąpiono do wypalania materiału. Wypalanie przeprowadzono w temperaturze ok. 900°C i w czasie 45min. Po zakończeniu procesu wypalania, łódkę wstawiono do eksykatora celem jej ostudzenia. Następnie zważono jej zawartość i z różnicy mas obliczono ilość CO2 wydzielonego podczas procesu. Zmiareczkowano roztwór KOH z płuczki celem ustalenia ilości zaabsorbowanego CO2. Uzyskany CaO utarto w moździerzu i wykonano wodną zawiesinę. Miareczkowano ją HCl wobec fenoloftaleiny celem ustalenia zawartości tlenków aktywnych (wapniowego i magnezowego).
3. Obliczenia.
Ø Masa kamienia wapiennego przed prażeniem = 2,161 g Ø Masa próbki po wypaleniu = 1,211 g Ø Masa wydzielonego CO2 = 2,161- 1,211= 0,95 g Ø Objętość 1 M roztworu KOH użytego do absorpcji = 50 cm3 Ø Objętość 1 M roztworu HCl użytego do miareczkowania KOH = 34,7 cm3
∆ V= 50 cm3 – 34,7 cm3 = 15,3 cm3
KOH + HCl → KCl + H2O n KOH= n HCl n= 0,0153 dm3* 1mol/dm3= 0,0153 mola
a) Masa CaCO3 liczona z równania reakcji
2 KOH + CO2 → K2CO3 + H2O
M CO2= 0,0153 dm3 ×44mol/dm32 mole= 0,3366 g
CaCO3 → CaO + CO2
M CaCO3= 100 g ×0,3366 g44 g= 0,765 g
% CaCO3 = (0,765 g/ 2,161 g) * 100%= 35,4 %
b) Masa CaCO3 liczona na podstawie różnicy mas próbki i CaO:
M CaCO3 = 0,95 g*100 g44 g= 2,159 g % CaCO3 =(2,159 g/ 2,161g) * 100 %= 99,9 %
c) Obliczenia dotyczące procentowej zawartości aktywnych tlenków MgO i CaO:
Ø Masa próbki użytej do oznaczenia aktywnych tlenków CaO i MgO: M= 1,004 g Ø Objętość 1M HCl użytego do miareczkowania: V= 32,6 dm3 Ø Zawartość aktywnych tlenków wapniowego i magnezowego: X= 91,04%
X= 32,6 ×0,028041,004×100% = 91,04 %
|
Menu
|