25. Природні сполуки кальцію. Їх застосування в будівництві.

Мел, мрамор, известняки, ракушечники – все это СаCO₃ с незначительными примесями, а кальцит – чистый СаCO₃.Самый важный из этих минералов – известняк. Больше всего известняка идет на нужды химической промышленности. Он незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов, цианамида кальция, известковой воды и многих других полезных веществ. Значительное количество известняка расходует и металлургия – в качестве флюсов.Известняками (щебенкой) укрепляют дороги, известняками (в виде порошка) уменьшают кислотность почв. В сахарной промышленности известняк используют для очистки свекловичного сока.

Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки.

Третья разновидность карбоната кальция – мрамор – встречается реже. Считается, что мрамор образовался из известняка в давние геологические эпохи. При смещениях земной коры отдельные залежи известняка оказывались погребенными под слоями других пород. Под действием высокого давления и температуры там происходил процесс перекристаллизации, и известняк превращался в более плотную кристаллическую породу – мрамор.

Естественный цвет мрамора – белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в разнообразные цвета. Чистый белый мрамор встречается не часто и идет в основном в мастерские скульпторов. Из менее ценных сортов белого мрамора делают распределительные щиты и панели в электротехнике. В строительстве мрамор (всех цветов и оттенков) используют не столько как конструкционный, сколько как облицовочный материал.

И, чтобы покончить с углекислым кальцием, несколько слов о доломите – важном огнеупорном материале и сырье для производства цемента.

26. Рідке скло. Отримання та застосування.

Это формула жидкого стекла:

Na₂O(SiO₂)_n (или) калия K₂O(SiO₂)_n

Там где стоит (n)-это зависит от валентности сицилия он может быть как двух так и четирех валентный.

Рідке скло- це водневий розчин силіката натрія, повітряна в’яжуча речовина, яка виготовляеться шляхом обжигання суміші, яка складається з кварцового піска та соди. Отримане скло після подроблення розчину в воді.У промисловості та будівництві використовується для захисту фундаментів від грунтових вод, використовується для гідроізоляції стін, підлог і перекритих підвальних приміщень, підходить для склеювання та в’язки будівельних матеріалів.Окрім цього використовується у будівництві для приготовлення водостійких, жаростійких та кислотніх бетонів. Використовується як домішка до будівельних матеріалів які підвищують довговічність, міцність, огнестійкість та атмосферостойкість. Використовується як чистящій засіб. Являється екологічно чистим антисептиком(перешкоджає утворенню глини, грибків,цвілі(плесени) ) Рідке скло добре відбілює.

Одержування силікату натрію або калію сплавленням SiO2 з лугами NaOH,KOH або карбонатами Na2CO3, K2CO3.

Мокрий спосіб(найдорожчий):

Содовий спосіб:

Найдешевший спосіб

При добавлении растворимого стекла к воде, идущей на затворение цемента, его сроки схватывания сильно сокращаются. Обусловлено это тем, что в результате химической реакции между щелочным силикатом (жидкое стекло) и составными частями цементного клинкера (гидроалюминат кальция) образуются коллоидные гидросиликат кальция и алюминат натрия по уравнению:

3Na2O x SiO2 + 3CaO x Al2O3 x nH2O = 3CaSiO3 x nH2O + 3Na2O x Al2O3

Именно образующийся в составе бетона алюминат натрия и является очень сильным ускорителем его схватывания. Кроме того, проходит еще одна реакция, между жидким стеклом и известью, находящейся в цементе c образованием силиката кальция:

Na2O x 2SiO2 + CaO = Na2O x SiO2 + CaSiO3

27. Сполуки заліза +2. Основні сполуки, їх отримання та хімічні властивості.

Железо находится в VIII (8) группе ПС и имеет электронную валентную конфигурацию 3d64s2.

Степени окисления, которые железо проявляет в своих соединениях, — +2, +3 и +6.

Железо растворяется в кислотах-неокислителях, окисляясь ионом H+ до Fe(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑

Fe + H2SO4(разб.) = FeSO4 + H2↑

Ион Fe(II) существует в водных растворах в виде аквакомплексов [Fe(H2O)6]2+ бледно-зелёного

цвета.

С разбавленной HNO3 (~30%) железо вступает в следующую реакцию:

Fe + 4HNO3(разб.) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

Холодная концентрированная азотная кислота пассивируют железо.

При нагревании кислоты-окислители взаимодействуют с железом с образованием железа (III) и

продуктов восстановления азотной кислоты (NO, NO2, N2O, N2, NH3 и т.д.). В химической

реакции, обычно, записывается какой-то один продукт, который образуется в наибольшем

количестве. Водные растворы железа (III) окрашены в желтый цвет, соответствующий окраске

аквакомплекса [Fe(H2O)6]3+.

2Fe + H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

Fe + 6HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O

Соединения железа (II).

Оксид железа (II) не растворяется в воде, поэтому соответствующий гидроксид

получают косвенным путём, например, при взаимодействии соли Мора с раствором

щёлочи:

2NaOH+(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O = Fe(OH)2↓+Na2SO4+(NH4)2SO4 + 6H2O

Гидроксид железа (II) — соединение белого цвета. На воздухе Fe(OH)2 быстро

окисляется, превращаясь сначала в гидратированный оксид состава Fe3O4 xH2O

зелёного цвета, а затем в частично обезвоженный бурый гидроксид Fe(OH)3:

4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3

Для получения неокисленного гидроксида Fe(II) нужна тщательная изоляция

реагентов от их воздействия с кислородом воздуха, например, проведение реакции

получения гидроксида Fe(II) под слоем бензола.

Гидроксид железа (II) легко растворяется в кислотах с образованием солей Fe(II) и не

растворяется в растворах щелочей, т. е. проявляет исключительно основные свойства.

Железо (II) образует множество как хорошо растворимых, так и плохо растворимых солей.

Осадок карбоната железа (FeCO3) можно получить в результате обменной реакции:

(NH4)2Fe(SO4)2 + Na2CO3 = FeCO3↓ + Na2SO4 + (NH4)2SO4 .

При пропускании через раствор над осадком углекислого газа эта соль растворяется из-за

образования кислой соли:

FeCO3 + H2O + CO2 = Fe(HCO3)2

Сульфид железа (II) можно получить только при достаточно большой концентрации ионов S2- в

растворе. Это достигается действием растворимого сульфида (щелочных металлов или

аммония) на соли, содержащие катионы Fe(II):

FeSO4 + (NH4)2S = FeS↓ + (NH4)2SO4

Сульфиды железа растворяются как в кислотах-окислителях, так и в кислотах-неокислителях:

3FeS + 30HNO3 = 27NO2↑ + 15H2O + Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 ;

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑

Фосфат железа может быть получен по реакции:

(NH4)2Fe(SO4)2 + 2Na2HPO4 + 2CH3COONa = Fe3(PO4)2↓ + 3Na2SO4 + 3(NH4)2SO4

+CH3COOH

Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами:

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

Качественной реакцией на железо (II) является реакция с K3[Fe(CN)6] (красной

кровяной солью). В данной реакции образуется синий малорастворимый осадок –

“турнбулева синь”:

(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + K2SO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O

28. Сполуки заліза +3. Основні сполуки, їх отримання та хімічні властивості.

Соединения железа (III).

Оксид железа (III) Fe2O3 – красно-коричневое кристаллическое вещество, устойчивое при

атмосферном давлении до 1445oC.

В лаборатории Fe2O3 можно получить высокотемпературным разложением некоторых солей,

например, нитрата Fe(III):

4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑

У оксида Fe(III) преобладают основные свойства. Он растворяется в кислотах,

образуя соли Fe(III):

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

С водными растворами щелочей Fe2O3 не взаимодействует.

Бурый гидроксид Fe(III) можно получить только косвенным путём, например, по

реакциям:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl

Гидроксид Fe(III) обладает амфотерными свойствами с преобладанием основных. Поэтому он

легко растворяется в кислотах:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

и не растворяется в щелочах. Подтверждением наличия у Fe(OH)3 кислотных свойств является

существование гидроксокомплексов, простейшими из которых являются [Fe(OH)4]- и [Fe(OH)6]3-

. Их можно получить, добавляя по каплям раствор соли Fe(III) в избыток концентрированной

щёлочи:

Fe3+ + 4OH- → [Fe(OH)4]-

Железо (III) образует большое количество солей. Многие соли обладают высокой

растворимостью. Растворимые соли железа (III) подвергаются гидролизу, их водные

растворы имеют сильнокислую реакцию среды:

[Fe(H2O)6]3+ + HOH ↔ [Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+

В присутствии сильных восстановителей железо (III) проявляет окислительные свойства,

например:

FeCl3 + 2KI = FeCl2 + KCl + I2,

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl.

В качественном анализе присутствие железа (III) определяют по реакции образования

роданидного комплекса железа Fe[Fe(SCN)6], имеющего кроваво-красную окраску. Это

соединение рассматривается как автокомплекс роданида железа Fe(SCN)3, который можно

получить, например, по реакциям:

FeCl3 + 3NH4(SCN) = Fe(SCN)3 + 3NH4Cl

2Fe(SCN)3 ↔ Fe[Fe(SCN)6]

29. Сполуки заліза +6. Основні сполуки, їх отримання та хімічні властивості.

Соединения железа (VI).

Степень окисления +6 железо проявляет в ферратах, например, K2FeO4.

Одним из способов получения ферратов (VI) является окисление соединений Fe(II)

или Fe(III) хлором или бромом. Для стабилизации высокой степени окисления железа

нужна щелочная среда:

2FeCl3 + 16KOH + 3Cl2 = 12KCl + 2K2FeO4 + 8H2