Гашене та негашене вапно , Її застосування.

Гашене вапно (формула - Ca (OH) 2) є сильною основою. Може часто зустрічатися в деяких джерелах під назвою гідроксиду кальцію або "пушонки".

Властивості: Представлена білим порошком, який мало розчинний у воді. Чим менше температура середовища, тим менше розчинність. Продуктами його реакції з кислотою є відповідні солі кальцію. Наприклад, при опусканні гашеного вапна в сірчану кислоту вийдуть сульфат кальцію і вода. Якщо залишити розчин "пушонки" на повітрі, то вона буде взаємодіяти з однією зі складових останнього - вуглекислим газом. При цьому процесі розчин мутніє. Продукти цієї реакції представлені карбонатом кальцію і водою. Якщо продовжувати барботацію вуглекислого газу, реакція закінчиться утворенням бікарбонату кальцію, який руйнується при підвищенні температури розчину. Гашене вапно і чадний газ будуть взаємодіяти при t близько 400оС, його продуктами стануть вже відомий карбонат і водень. Речовина може реагувати і з солями, але тільки в тому випадку, якщо процес закінчиться випаданням осаду, наприклад, якщо змішати "пушонку" з сульфитом натрію, то продуктами реакції стануть гідроксид натрію і сульфіт кальцію.

З чого роблять вапно: Сама назва "гашене" вже говорить про те, що для отримання цієї речовини щось погасили. Як всім відомо, будь-яка хімічна сполука (та й взагалі що-небудь) зазвичай гасять водою. А їй є з чим реагувати. У хімії існує речовина з назвою "негашене вапно". Так ось, додаючи до неї воду, отримують шукане з'єднання.

Застосування: Гашену вапно використовують для побілки будь-якого приміщення. Також з її допомогою пом'якшують воду: якщо додати "пушонку" до гідрокарбонату кальцію, то утворюється оксид водню і нерозчинний осад - карбонат відповідного металу. Гашене вапно застосовують в дубленні шкір, каустифікації карбонатів натрію і калію, одержанні сполук кальцію, різних органічних кислот і безлічі інших речовин.

За допомогою розчину "пушонки" - відомої вапняної води - можна виявити наявність вуглекислого газу: при реакції з ним вона мутніє (фото). Стоматологія не може обійтися без обговорюваного зараз гідроксиду кальцію, адже завдяки йому в цій галузі медицини можна дезінфікувати кореневі канали зубів. Також за допомогою гашеного вапна роблять вапняний будівельний розчин, змішуючи її з піском. Подібна суміш використовувалася ще в стародавні часи, тоді без неї не обходилося жодне будівельна кладка. Однак зараз через непотрібного виділення води при реакції "пушонки" з піском даний розчин успішно замінюють цементом. За допомогою гідроксиду кальцію виробляють вапняні добрива, також він є харчовою добавкою E526 ... І ще багато галузей не можуть обійтися без його використання.

Негашене вапно - негашене вапно (неочищений оксид кальцію) виходить кальцинуванням вапняку, що містить дуже мало глини або не містять її зовсім. Вона дуже швидко з'єднується з водою, виділяючи значну кількість тепла і утворюючи гашене вапно (гідроксид кальцію).

Вапно негашене має безліч корисних властивостей, за рахунок цього знаходить широке застосування в будівництві, промисловості сільському господарстві.

Властивості: дрібнопористі шматки СаО розміром 5 ... 10 см, що отримуються після випалу сировини, середня густиною 1600 ... 1700 кг / м3.
Залежно від вмісту оксиду магнію повітряне вапно поділяють на кальцієву (70 ... 90% СаО і до 5% МО), магнезіальних (до 20% М§0) і високомагнезіальную або доломітове (М§0 від 20 до 40%).
Негашене повітряну вапно випускають трьох сортів. Залежно від часу гасіння вапна всіх сортів розрізняють: Бистрогасящуюся вапно (час гасіння до 8 хв); среднегасящуюся (до 25 хв), медленногасящуюся (понад 25 хв).

Будівельне повітряне вапно розділяється на три сорти.
Щільність негашеного вапна коливається в межах 3,1-3,3 г / см3 і залежить головним чином від температури випалу, наявності домішок, недожога і перепалу.
Щільність гідратного вапна залежить від ступеня її кристалізації і дорівнює для Са (ОН) 2, кристалізованої в формі гексагональних пластинок, 2,23, аморфної - 2,08 г / см3.
Об'ємна маса комовой негашеного вапна в
шматку великою мірою залежить від температури випалу і зростає з 1,6 г / см3 (вапно, обпалена при температурі 800 ° С) до 2,9 г / см3 (тривалий випал при температурі 1300 ° С).
Об'ємна маса для інших видів вапна наступна: для меленої негашеного вапна в рихлонасип-ном стані 900-1100, в ущільненому 1100-1300 кг / м3; для гідратного вапна (пушёнкі) в рихлонасипном стані - 400-500, в ущільненому 600-700 кг / м3; для вапняного тесту-1300-1400 кг / м3.
Пластичність, яка обумовлює здатність в'яжучого надавати будівельних розчинів і бетонів удо-бообрабативаемость,-найважливіше властивість вапна. Пластичність вапна пов'язана з її високою водоудержі-вающей здатністю. Тонкодисперсні частинки гідрату окису кальцію, адсорбционно утримуючи на своїй поверхні значну кількість води, створюють своєрідну мастило для зерен заповнювачів в розчинної або бетонної суміші, зменшуючи тертя між ними. Внаслідок цього вапняні розчини мають високу удобообрабативаемостью, легко і рівномірно розподіляються тонким шаром на поверхні цегли або бетону, добре зчіплюються з ними, відрізняються водо-утримує здатністю навіть при нанесенні на цегляні та інші пористі підстави.

Застосування: Дана речовина досить широко використовується в різних сферах людської діяльності. До найбільш великим споживачам слід віднести: чорну металургію, сільське господарство, цукрову, хімічну, целюлозно-паперову промисловість. Використовується СаО і в будівельній індустрії. Особливе значення з'єднання має в сфері екології. Вапно використовується для очищення від оксиду сірки димових газів. З'єднання також здатне пом'якшувати воду і осаджувати присутні в ній органічні продукти і речовини. Крім того, застосування негашеного вапна забезпечує нейтралізацію природних кислих і стічних вод. У сільському господарстві при контакті з грунтами з'єднання усуває кислотність, шкідливу для культурних рослин. Вапно негашене збагачує грунт кальцієм. За рахунок цього підвищується оброблюваність землі, прискорюється гниття гумусу. Разом з цим скорочується необхідність внесення азотних добрив у великих дозах.

Гидратная суміш застосовується в птахівництві і тваринництві для підгодівлі. Так усувається нестача кальцію в раціоні. Крім того, з'єднання використовують для поліпшення загальних санітарних умов при утриманні та розведенні худоби. У хімічній промисловості гидратная вапно і сорбенти застосовуються для отримання фториду і гідрохлориду кальцію. У нафтохімічній промисловості з'єднання нейтралізує кислі гудрони, а також виступає в якості реагенту в основному неорганічний і органічному синтезі. Досить широко використовується вапно в будівництві. Це обумовлено високою екологічністю матеріалу. Суміш використовують при приготуванні в'яжучих матеріалів, бетонів і розчинів, виробництва виробів для будівництва.

Корозія металів і способи захисту від корозії

При звичайних умовах метали можуть вступати в хімічні реакції з речовинами, що містяться в навколишньому середовищі, - киснем і водою. На поверхні металів з'являються плями, метал стає крихким і не витримує навантажень. Це призводить до руйнування металевих виробів, на виготовлення яких було витрачено велику кількість сировини, енергію і кількість людських зусиль.

Корозія металів - процес руйнування металів і сплавів внаслідок хімічного або електрохімічного взаємодії із зовнішнім середовищем, в результаті якого метали окислюються і втрачають властиві їм властивості. Корозія - ворог металевих виробів. Щорічно в світі в результаті корозії втрачається 10 ... 15% металу, що виплавляється, або 1 ... 1,5% всього металу, накопиченого і експлуатованого людиною.

Хімічна корозія - руйнування металів і сплавів в результаті окислення при взаємодії з сухими газами при високих температурах або з органічними рідинами - нафтопродуктами, спиртом і т. П.

Електрохімічна корозія - руйнування металів і сплавів в воді і водних розчинах. Для розвитку корозії досить, щоб метал був просто покритий найтоншим шаром адсорбированной води (волога поверхня). Через неоднорідність будови металу при електрохімічної корозії в ньому утворюються гальванічні пари (катод - анод), наприклад між зернами (кристалами) металу, що відрізняються один від іншого хімічним складом. Атоми металу з анода переходять в розчин у вигляді катіонів. Ці катіони, з'єднуючись з аніонами, що містяться в розчині, утворюють на поверхні металу шар іржі. В основному метали руйнуються від електрохімічної корозії.

Корозія металів завдає великої економічної шкоди, внаслідок корозії виходять з ладу обладнання, машини, механізми, руйнуються металеві конструкції. Особливо сильно схильний до корозії обладнання, що контактує з агресивним середовищем, наприклад розчинами кислот, солей.

При звичайних умовах метали можуть вступати в хімічні реакції з речовинами, що містяться в навколишньому середовищі, - киснем і водою. На поверхні металів з'являються плями, метал стає крихким і не витримує навантажень. Це призводить до руйнування металевих виробів, на виготовлення яких було витрачено велику кількість сировини, енергію і кількість людських зусиль.
Корозією називають мимовільне руйнування металів і сплавів під впливом навколишнього середовища.
Яскравий приклад корозії - іржа на поверхні сталевих і чавунних виробів. Щорічно через корозію втрачають близько чверті всього виробленого в світі заліза. Витрати на ремонт або заміну судів, автомобілів, приладів і комунікацій, водопровідних труб у багато разів перевищують вартість металу, з якого вони виготовлені. Продукти корозії забруднюють навколишнє середовище і негативно впливають на життя і здоров'я людей.
Хімічна корозія відбувається в різних хімічних виробництвах. В атмосфері активних газів (водню, сірководню, хлору), в середовищі кислот, лугів, солей, а також в розплавах солей та інших речовин відбуваються специфічні реакції з залученням металевих матеріалів, з яких зроблені апарати, в яких здійснюється хімічний процес. Газова корозія відбувається при підвищених температурах. Під її вплив потрапляють арматура печей, деталі двигунів внутрішнього згоряння. Електрохімічна корозія відбувається, якщо метал міститься в будь-якому водному розчині.
Найбільш активними компонентами навколишнього середовища, які діють на метали, є кисень О2, водяна пара Н2О, карбон (IV) оксид СО2, сірки (IV) оксид SО2, азоту (IV) оксид NО2. Дуже сильно прискорюється процес корозії при контакті металів з солоною водою. З цієї причини кораблі іржавіють в морській воді швидше, ніж в прісній.
Суть корозії полягає в окисленні металів. Продуктами корозії можуть бути оксиди, гідроксиди, солі і т.д. Наприклад, корозії заліза можна схематично описати наступним рівнянням:
4Fe + 6H2O + 3O2 → 4Fe (OH) 3.
Зупинити корозію неможливо, але її можна уповільнити. Існує багато способів захисту металів від корозії, але основним прийомом є запобігання контакту заліза з повітрям. Для цього металеві вироби фарбують, покривають лаком або покривають шаром мастила. У більшості випадків цього достатньо, щоб метал не руйнувався протягом декількох десятків або навіть сотень років. Інший спосіб захисту металів від корозії електрохімічне покриття поверхні металу або сплаву іншими металами, стійких до корозії (нікелювання, хромування, цинкування, сріблення і золочення). У техніці дуже часто використовують спеціальні корозійностійкі сплави. Для уповільнення корозії металевих виробів в кислому середовищі також використовують спеціальні речовини - інгібітори.

Життя і діяльність М. Бутлерова

Олександр Бутлеров народився в 1828 році в Бутлеровке - невеликому селі недалеко від Казані, де був маєток батька. Матері своєї Саша не пам'ятав, вона померла через 11 днів після його народження. Вихований батьком, людиною освіченою, Саша хотів у всьому бути схожим на нього.

Спочатку він ходив в пансіон, а потім вступив до Першої казанську гімназію, вчителі якої були дуже досвідчені, добре підготовлені, вони вміли зацікавити учнів. Саша легко засвоював матеріал, так як з раннього дитинства його привчили до систематичної роботи. Особливо залучали його природні науки.

Після закінчення гімназії, всупереч бажанню батька, Саша вступив на природничо відділення Казанського університету, щоправда, поки тільки слухачем, так як він був ще неповнолітнім. Лише в наступному, 1845 році, коли юнакові виповнилося 17 років, його прізвище з'явилося в списку прийнятих на перший курс.

У 1846 році Олександр захворів на тиф і дивом вижив, а ось яка заразилася від нього батько помер. Восени разом з тіткою вони переїхали в Казань. Поступово молодість брала своє, до Саші повернулися і здоров'я, і ​​веселощі. Молодий Бутлеров займався з винятковим ретельністю, але, на свій подив, помітив, найбільше задоволення доставляють йому лекції з хімії. Лекції професора Клауса його не задовольняли, і він став регулярно відвідувати лекції Миколи Миколайовича Зініна, які читалися для студентів фізико-математичного відділення. Дуже скоро Зінін, спостерігаючи за Олександром під час лабораторних робіт, зауважив, що цей світловолосий студент надзвичайно обдарований і може стати хорошим дослідником.

Бутлеров займався успішно, але все частіше замислювався над своїм майбутнім, не знаючи, що йому, зрештою, вибрати. Зайнятися біологією? Але, з іншого боку, хіба відсутність чіткого уявлення про органічних реакціях не пропонує нескінченні можливості для дослідження?

Щоб одержати вчений ступінь кандидата, Бутлеров повинен був представити дисертацію по закінченні університету. До цього часу Зінін виїхав з Казані до Петербурга і йому не залишалося нічого іншого, як зайнятися природничими науками. Для кандидатської роботи Бутлеров підготував статтю «Денні метелики Волго-Уральської фауни». Однак обставини склалися так, що Олександру все-таки довелося повернутися до хімії.

Після затвердження Радою його наукового ступеня Бутлеров залишився працювати в університеті. Єдиний професор хімії Клаус не міг вести всі заняття сам і потребував помічнику. Ним став Бутлеров. Восени 1850 Бутлеров склав іспити на вчену ступінь магістра хімії і негайно приступив до докторської дисертації «Про ефірних маслах», яку захистив на початку наступного року. Паралельно з підготовкою лекції Бутлеров зайнявся докладним вивченням історії хімічної науки. Молодий вчений посилено працював і в своєму кабінеті, і в лабораторії, і вдома.

На думку його тіток, їх стара квартира балу незручною, тому вони зняли іншу, більш простору у Софії Тимофіївни Аксакова, жінки енергійної і рішучої. Вона прийняла Бутлерова з материнською турботою, бачачи в ньому відповідну партію для дочки. Незважаючи на постійну зайнятість в університеті, Олександр Михайлович залишався веселим і товариською людиною. Він аж ніяк не відрізнявся горезвісної «професорської неуважністю», а привітна посмішка і невимушеність у спілкуванні робили його бажаним гостем всюди. Софія Тимофіївна з задоволенням помічала, що молодий вчений був явно не байдужий до Надійку. Дівчина і справді була хороша: високий розумний лоб, великі блискучі очі, строгі правильні риси обличчя і якусь особливу чарівність. Молоді люди стали добрими друзями, а згодом почали все частіше відчувати необхідність бути разом, ділиться найпотаємнішими думками. Незабаром Надія Михайлівна Глуміліна - племінниця письменника С.Т. Аксакова стала дружиною Олександра Михайловича.

Бутлеров був відомий не тільки як неабиякий хімік, але і як талановитий ботанік. Він проводив різноманітні досліди в своїх оранжереях в Казані і в Бутлеровке, писав статті з проблем садівництва, квітництва й землеробства. З рідкісним терпінням і любов'ю спостерігав він за розвитком ніжних камелій, пишних троянд, виводив нові сорти квітів.

4 червня 1854 року Бутлеров отримав підтвердження про присудження йому наукового ступеня доктора хімії та фізики. Події розгорталися з неймовірною швидкістю. Відразу ж після отримання докторського ступеня Бутлеров був призначений виконуючим обов'язки професора хімії Казанського університету. У початку 1857 року він став уже професором, а влітку того ж року отримав дозвіл на закордонне відрядження.

Бутлеров прібув до Берліна в кінці літа. Потім ВІН продовжено поїздку по Німеччині, Швейцарии, Италии та Франции. Кінцевою метою его подорожі БУВ Париж - світовий центр хімічної науки того часу. Його вабила, перш за все, зустріч з Адольфом Вюрц. Бутлеров працював в лабораторії Вюрца два місяці. Саме тут він почав свої експериментальні дослідження, які протягом наступних двадцяти років увінчалися відкриттями десятків нових речовин і реакцій. Численні зразкові синтези Бутлерова етанолу і етилену, третинних спиртів, полімеризації етиленових вуглеводнів лежать біля витоків ряду галузей промисловості і, таким чином, надали на неї саме безпосередній стимулюючий вплив.

Займаючись вивченням вуглеводнів, Бутлеров зрозумів, що вони являють собою абсолютно особливий клас хімічних речовин. Аналізуючи їх будова і властивості, вчений зауважив, що тут існує сувора закономірність. Вона і лягла в основу створеної ним теорії хімічної будови.

Його доповідь в Паризької академії наук викликав загальний інтерес і жваві дебати. Бутлеров говорив: «Може бути, настав час, коли наші дослідження повинні стати основою нової теорії хімічної будови речовин. Ця теорія буде відрізнятися точністю математичних законів і дозволить передбачити властивості органічних сполук ». Подібних думок ніхто досі не висловлював.

Через кілька років, під час другої закордонного відрядження, Бутлеров представив на обговорення створену ним теорію. Повідомлення він зробив на 36-му з'їзді німецьких природознавців і лікарів в Шпейере. З'їзд відбувся у вересні 1861 року.

Він виступив з доповіддю перед хімічної секцією. Тема носила більш ніж скромну назву: «Щось про хімічному будову тіл».

Бутлеров говорив просто і ясно. Не вдаючись в зайві подробиці, він познайомив аудиторію з новою теорією хімічної будови органічних речовин: його доповідь викликала небувалий інтерес.

Термін «хімічну будову» зустрічався і до Бутлерова, але він переосмислив його і застосував для визначення нового поняття про порядок міжатомних зв'язків в молекулах. Теорія хімічної будови служить тепер основою всіх без винятку сучасних розділів синтетичної хімії.

Отже, теорія заявила своє право на існування. Вона вимагала подальшого розвитку, і де ж, як не в Казані, слід цим займатися, адже там народилася нова теорія, там працював її творець. Для Бутлерова ректорські обов'язки виявилися тяжким і непосильним тягарем. Він кілька разів просив звільнити його з цієї посади, але всі його прохання залишалися незадоволеними. Турботи не покидали його і вдома. Тільки в саду, займаючись улюбленими квітами, він забував тривоги й негаразди минулого дня. Часто разом з ним в саду працював його син Міша; Олександр Михайлович розпитував хлопчика про події в школі, і розповідав цікаві подробиці про квіти.

Настав 1863 рік - найщасливіший рік в житті великого вченого. Бутлеров був на правильному шляху. Йому вдалося вперше в історії хімії отримати найпростіший третинний спирт - третинний бутиловий спирт, або тріметілкарбінол. Незабаром після цього в літературі з'явилися повідомлення про успішно проведеному синтезі первинного та вторинного бутилового спирту.

Вченим був відомий ізобутіловий спирт ще з 1852 року, коли він був вперше виділений з природного рослинного масла. Тепер уже ні про яке суперечці і мови бути не могло, тому що існувало чотири різних бутилових спирту, і всі вони - ізомери.

У 1862 - 1865 роках Бутлеров висловив основне положення теорії оборотної ізомеризації таутомерія, механізм якої, по Бутлерову, полягав у розщепленні молекул однієї будівлі і з'єднанні їх залишків з утворенням молекул іншої будівлі. Це була геніальна думка. Великий вчений стверджував необхідність динамічного підходу до хімічних процесів, тобто розглядати їх як рівноважні.

Успіх приніс ученому впевненість, але в той же час поставив перед ним нову, більш важке завдання. Необхідно було застосувати структурну теорію до всіх реакцій і з'єднанням органічної хімії, а головне, написати новий підручник з органічної хімії, де всі явища розглядалися б з точки зору нової теорії будови.

Бутлеров працював над підручником майже два роки без перерви. Книга «Вступ до повного вивчення органічної хімії» вийшла друком трьома випусками 1864 - 1866 роках. Вона не йшла ні в якому порівняння, ні з одним з відомих тоді підручників. Цей натхненна праця був одкровенням Бутлерова - хіміка, експериментатора і філософа, перебудувавшись весь накопичений наукою матеріал за новим принципом, за принципом хімічної будови.

Книга викликала справжню революцію в хімічній науці. Уже в 1867 році почалася робота по її перекладу та видання німецькою мовою. Незабаром після цього вийшли видання майже на всіх основних європейських мовах. За словами німецького дослідника Віктора Мейєра, вона стала «дороговказною зіркою» у величезній більшості досліджень в області органічної хімії.

З тих пір як Олександр Михайлович закінчив роботу над підручником, він все частіше проводив час Бутлеровке. Навіть під час навчального року сім'я по кілька разів на тиждень виїжджала в село. Бутлеров почував тут себе вільним від турбот і цілком віддавався улюбленим захопленням: квітам і колекціям комах.

Тепер Бутлеров менше працював в лабораторії, але уважно стежив за новими відкриттями. Навесні 1868 за ініціативою знаменитого хіміка Менделєєва, Олександра Михайловича запросили до Петербурзького університету, де він почав читати лекції і отримав можливість організувати власну хімічну лабораторію. Бутлеров розробив нову методику навчання студентів, запропонувавши нині повсюдно прийнятий лабораторний практикум, в якому студенти навчалися прийомам роботи з різноманітної хімічної апаратурою.

Одночасно з науковою діяльністю Бутлеров активно включається і в суспільне життя Петербурга. У той час прогресивну громадськість особливо хвилювало питання про освіту жінок. Жінки повинні мати вільний доступ до вищої освіти! Були організовані Вищі жіночі курси при Медико-хірургічної академії, почалися заняття і на Бестужевських жіночих курсах, де Бутлеров читав лекції з хімії.

Багатостороння наукова діяльність Бутлерова знайшла визнання Академії наук. У 1871 року його обрали екстраординарним академіком, а три роки по тому - ординарним академіком, що давало право отримати квартиру в будинку Академії. Там жив і Микола Миколайович Зінін. Близьке сусідство ще більше зміцнило давню дружбу.

Роки йшли невблаганно. Робота зі студентами стала для нього занадто важка, і Бутлеров вирішив покинути університет. Прощальну лекцію він прочитав 4 квітня 1880 роки перед студентами другого курсу. Вони зустріли повідомлення про відхід улюбленого професора з глибоким сумом. Вчена рада прийняла рішення просити Бутлерова залишитися і обрав його ще на п'ять років.

Вчений вирішив обмежити свою діяльність в університеті лише читанням основного курсу. І все-таки кілька разів на тиждень з'являвся в лабораторії і керував роботою.

Через все життя Бутлеров проніс ще одну пристрасть - бджільництво. У своєму маєтку він організував зразкову пасіку, а в останні роки життя справжню школу для селян-бджолярів. Своєю книгою «Бджола, її життя і правила тлумачного бджільництва» Бутлеров пишався чи не більше, ніж науковими роботами.

Бутлеров вважав, що справжній учений повинен бути і популяризатором своєї науки. Паралельно з науковими статтями він випускав загальнодоступні брошури, в яких яскраво і барвисто розповідав про свої відкриття. Останню з них він закінчив за півроку до смерті.

Помер вчений від закупорки кровоносних судин 5 серпня 1886 року.