Лабораторная работа № 2 определение карбонатности горных пород газометрическим способом на приборе кларка

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение коэффициента карбонатности образца горной породы объемным газометрическим методом на приборе Кларка АК-4 (рис. 4.2.1).

Рис. 4.2.1. Прибор Кларка АК-4.

Карбонатность рассчитывается по формуле (8). Эта формула используется при предположении, что кальцит CaCO3 составляет основную часть карбонатов породы. ОПИСАНИЕ ПРИБОРА: Прибор (рис. 4.2.2) состоит из термостата (1) с крышкой, цилиндра (6), закрепленного в крышке с помощью пробки (12), бюретки (5) на 75 см3 , вставленной в пробку (11), /кольцевое пространство между цилиндром (6) и бюреткой (5) сообщается с атмосферой/, реакционной колбы (2) и уравнительной склянки (7).

Нижняя часть цилиндра соединяется резиновой трубкой с отводом крана (8), второй отвод крана соединен с уравнительной склянкой. Бюретка при помощи резиновой трубки соединяется со змеевиком (4), другой конец которого соединен с отводом на пробке реакционной колбы. В пробку реакционной колбы вставлена измерительная бюретка с краном.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Тщательно растереть в ступке экстрагированный и высушенный образец горной породы, взять навеску 0,36 г и высыпать в реакционную колбу.

2. Установить уровень жидкости в цилиндре и бюретке в верхнем положении с помощью крана (8) и уравнительной склянки.

3. Плотно закрыть колбу пробкой и поместить в термостат.

4. После некоторой выдержки, необходимой для выравнивания температур во всех звеньях прибора, передвижением уравнительной склянки (7) при открытом кране (8) установить уровни воды в бюретке (5) и в цилиндре (6) на одной отметке. Когда уровни находятся в одной горизонтальной плоскости, перекрыть кран (8) и взять отсчет по шкале, нанесенной на бюретке.

5. Залить в реакционную колбу 7 см³ HCI (кран закрыт).

6. Осторожно открыть кран на бюретке. Выделяющийся в процессе взаимодействия соляной кислоты с породой углекислый газ поступает в бюретку, вытесняя из нее воду в кольцевое пространство. Для установления на одинаковой высоте уровней воды в бюретке и цилиндре

1 – термостат; 2 - реакционная колба; 3 - воронка с краном; 4 – змеевик; 5 - мерный цилиндр; 6 - крышка термостата; 7 - уравнительная склянка; 8 – кран; 9 – цилиндр; 10 – термометр; 11, 12 - резиновые пробки; 13 -резиновая пробка с отверстием;

14, 15, 16 - резиновые соединительные трубки.

Рис. 4.2.2. Схема прибора Кларка.

опустить склянку /7/, приоткрыть кран /8/ и выпустить часть воды из цилиндра в склянку. Эту операцию повторить до тех пор, пока не прекратится выделение углекислого газа из исследуемого образца.

7. Взять отсчет уровня воды в бюретке после проведения опыта и уравнивания положения раздела воздуха и воды в цилиндре и бюретке.

8. Записать показания термометра в термостате и значение барометрического давления.

9. Заполнить таблицу 4.2.1.

Таблица 4.2.1

Данные лабораторных исследований

№ п/п	Темпе-ратура опыта, град. С	Баромет-рическое давление, мм. рт. ст.	Начальный уровень жидкости V1, см3	Конечный уровень жидкости V2, см3	Объем кислоты HCl, см3	Масса навески г/п, г	Плотность CO2 , мг/см3	Коэффи-циент карбонат-ности, Ккарб, %

10. Содержание карбонатов в породе (по массе) определить по формуле (8), в которой объем V выделившегося во время реакции газа равен:

V = (V2 – V1) – Vк,

(10)

где V₁, V₂ – отметки уровней в мерном цилиндре до и после реакции соответственно; Vк - объем использованный в реакции соляной кислоты HCl, см³; _т - плотность CO₂ в условиях опыта, мг/см³, берется из табл. 4.2.2 (колеблется в пределах 1.778 при t=28 ⁰С и Р_б=742 мм рт. ст. до 1.969 при t=10 ⁰С и Р_б=771 мм рт. ст.).

Таблица 4.2.2

Плотность углекислого газа в мг/см³ в зависимости от давления и температуры

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Дать определение карбонатности горных пород.

2. С какой целью определяют карбонатность горных пород.

3. Привести формулу для определения карбонатности.

4. Объяснить значение числового коэффициента 4.4 в формуле (8).

5. Доказать, что численные значения (г/л) и (мг/см³) совпадают.