Известь - греческое слово, которое имеет свое значение. В дословном переводе оно означает «негасимый». Это один из тех материалов, которые существуют с незапамятных времен. Его уже давно человечество использует в своих целях. Как ни странно, его свойства определили совершенно случайно. А вот начали применять материал во многих сферах, посредством ошибок и проб, можно сказать, вслепую. Известь - универсальный материал, который используется и сегодня.

За счет своих свойств, материал употребляется в разных промышленностях, которые отличаются друг от друга. В этой статье мы рассмотрим, как добывают материал, чем отличается гашеная известь от негашеной и в каких областях ее применяют.

История возникновения материала

В древние времена, когда люди еще ничего не понимали относительно кальция и его соединений с кислородом и углем, они кое-что сообразили. Что именно? Путем «научного тыка» было выяснено, что известняк обладает отличными свойствами, особенно в качестве строительного материала. Кроме того, если обжечь некоторые горные породы, такие как тот же известняк, доломит, мел и т. д., то получится вещество, обладающее связующими свойствами.

Если вспомнить историю древнего Китая, то цементом из известняка работники стабилизировали почву и делали кладку своей знаменитой Великой Китайской стены. Ее длина составляет 2500 км. Удивительно то, что она уцелела до наших дней, и сегодня мы можем лицезреть ее величие. С течением времени, известь стала ключевым компонентом для приготовления удобрений, которые применяются в сельском хозяйстве.

Различают два вида материала: гашеная и негашеная известь. Как получается тот или иной вид? Какова между ними разница? Давайте узнаем ответы на эти вопросы.

Производство сырья

Нам уже известно, что известь - это продукт горной породы. Его добывают путем обжига в специальных печах из известняка, доломита и мела. На выходе получается материал в виде белых комков, или как его еще называют - комовая «кипелка». Это и есть негашеная известь. Процесс добычи происходит на специальных фабриках, откуда известь доставляется дальше. «Кипелка» - первоначальный продукт, из которого дальше будет произведены другие виды. Химическая формула материала - CaO (оксид кальция).

Готовое после обжига сырье не используется для растворов и цемента, так как обладает способностью очень сильно абсорбировать влагу, а также способствует образованию на стенах грибковой плесени. Все же, кипелка довольно востребована в строительной промышленности, а именно для изготовления шлакобетона, силикатного кирпича, красящих веществ и смесей для штукатурки.

В зависимости от времени, за которое можно гасить комовую «кипелку», ее делят на 3 вида. Первый из них - быстрогасящаяся известь. Время, которое необходимо для ее погашения - до 8 минут. Второй вид - среднегасящаяся, которая доходит за 25 минут. Ну и последний вид - медленногасящаяся, которой необходимо 25 минут и больше, чтобы дойти до кондиции. Вот так плавно мы перешли к другому виду материала - гашеной извести.

Известь гашеная

Отличия гашеной и негашеной извести, в чем они выражаются? Само название уже показывает, в чем же разница между материалами. Если обычное сырье имеет формулу CaO, то гашеный материал получается в результате добавления воды: CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 . В этом заключается процесс гашения. Примечательно, что при смешивании сырья с водой происходит бурная реакция, при которой выделяется огромное количество тепла и дыма. Вода буквально закипает. Вот поэтому и комовую известь называют «кипелкой». На выходе получается гидратная пушонка.

Из комовой «кипелки» можно получить разные подвиды: молотую негашеную, гидратную пушонку, известняковое тесто или молоко. В зависимости от количества добавляемой для гашения воды, получается тесто или молоко. Например, для получения известнякового теста, жидкости для реакции требуется в 3-4 раза больше, чем самого материала. А если нужно получить известняковое молоко, то количество жидкости увеличивается в 8-10 раз.

Как произвести гашеную пушонку

Для производства гашеной извести, нужно соблюдать некоторые правила. Дегидратацию (процесс гашения) требуется проводить на открытом воздухе. Само сырье нужно поместить в резервуар или емкость. Так как в процессе будет выделяться довольно большое количество пара, нужно защитить себя. Сам материал тоже может причинить вред человеку и даже обжечь кожу. Вот почему требуется защитить кожу рук и всего тела, глаза и дыхательные пути. Вам никак не обойтись без костюма или специальной одежды, перчаток, очков и респиратора. Тогда все пройдет безопасно для вашего здоровья.

Важно помнить, что спешка в этом деле не нужна. Качества негашеной извести могут разниться, одна гасится быстро, другая долго. Если не довести все дело до конца, то возможно такое, что материал будет дымиться в готовой только сделанной штукатурке. Когда вы используете медленногасящуюся известь, то сразу заливать ее водой не рекомендуется. Лучше делать это небольшими порциями. Среднюю и быстрогасящуюся заливают до тех пор, пока пар полностью не исчезнет, чтобы не допустить перегорания.

Обратите внимание! Свежегашеная известь может иметь остатки исходного материала. Их гасят повторно, после чего удаляют.

После дегидратации количество извести будет больше. Из 1 кг негашеного материала можно получить 2 и больше. Известь гашеная и негашеная разница налицо. Но где используют эти материалы?

Применение в строительстве

Основной областью, в которой применяют гашеную и негашеную известь - является строительство. Известь - прекрасный вяжущий материал. Одно из его преимуществ - экологическая чистота и натуральность. Он совершенно невредный для человека. Немного о применении негашеного сырья мы уже говорили, но это не все аспекты. Она необходима для изготовления сухой строительной смеси, раствора и штукатурного состава. Кроме того, за счет добавления извести в бетонные изделия, они становятся гораздо прочнее, влагоустойчивее и плотнее.

Ее применение.

Гашеная известь (формула – Ca(OH)2) является сильным основанием. Может часто встречаться в некоторых источниках под названием гидроксида кальция или "пушонки".

Свойства: Представлена белым порошком, который мало растворим в воде. Чем меньше температура среды, тем меньше растворимость. Продуктами его реакции с кислотой являются соответствующие соли кальция. Например, при опускании гашеной извести в серную кислоту получатся сульфат кальция и вода. Если оставить раствор "пушонки" на воздухе, то она будет взаимодействовать с одной из составляющих последнего – углекислым газом. При данном процессе раствор мутнеет. Продукты этой реакции представлены карбонатом кальция и водой. Если продолжать барботацию углекислого газа, реакция закончится образованием гидрокарбоната кальция, который разрушается при повышении температуры раствора. Гашеная известь и угарный газ будут взаимодействовать при t около 400оС, его продуктами станут уже известный карбонат и водород. Вещество может реагировать и с солями, но только в том случае, если процесс закончится выпадением осадка, например, если смешать "пушонку" с сульфитом натрия, то продуктами реакции станут гидроксид натрия и сульфит кальция.

Из чего делают известь: Само название "гашеная" уже говорит о том, что для получения этого вещества что-то погасили. Как всем известно, любое химическое соединение (да и вообще что-либо) обычно гасят водой. А ей есть с чем реагировать. В химии существует вещество с названием "негашеная известь". Так вот, добавляя к ней воду, получают искомое соединение.

Применение: Гашеную известь используют для побелки любого помещения. Также с ее помощью смягчают воду: если добавить "пушонку" к гидрокарбонату кальция, то образуется оксид водорода и нерастворимый осадок – карбонат соответствующего металла. Гашеную известь применяют в дублении кож, каустификации карбонатов натрия и калия, получении соединений кальция, различных органических кислот и множества других веществ.

С помощью раствора "пушонки" – небезызвестной известковой воды – можно обнаружить наличие углекислого газа: при реакции с ним она мутнеет (фото). Стоматология не может обойтись без обсуждаемого сейчас гидроксида кальция, ведь благодаря ему в этой отрасли медицины можно дезинфицировать корневые каналы зубов. Также с помощью гашеной извести делают известковый строительный раствор, смешивая ее с песком. Подобная смесь использовалась еще в древние времена, тогда без нее не обходилась ни одна строительная кладка. Однако сейчас из-за ненужного выделения воды при реакции "пушонки" с песком данный раствор успешно заменяют цементом. С помощью гидроксида кальция производят известковые удобрения, также он является пищевой добавкой E526… И еще многие отрасли не могут обойтись без его использования.

Негашеная известь – Негашеная известь (неочищенный оксид кальция) получается кальцинированием известняка, содержащего очень мало глины или не содержащего ее совсем. Она очень быстро соединяется с водой, выделяя значительное количество тепла и образуя гашеную известь (гидроксид кальция).

Известь негашеная имеет множество полезных свойств, за счет этого находит широкое применение в строительстве, промышленности сельском хозяйстве.

Свойства: мелкопористые куски СаО размером 5…10 см, получаемые после обжига сырья, средняя плотность 1600…1700 кг/м3.
В зависимости от содержания оксида магния воздушную известь разделяют на кальциевую (70…90 % СаО и до 5 % МО), магнезиальную (до 20% М§0) и высокомагнезиальную или доломитовую (М§0 от 20 до 40 %).
Негашеную воздушную известь выпускают трех сортов. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь (время гашения до 8 мин); среднегасяющуюся (до 25 мин), медленногасящуюся (свыше 25 мин).

Строительная воздушная известь разделяется на три сорта.
Плотность негашеной извести колеблется в пределах 3,1-3,3 г/см3 и зависит главным образом от температуры обжига, наличия примесей, недожога и пережога.
Плотность гидратной извести зависит от степени ее кристаллизации и равна для Са(ОН)2, кристаллизованной в форме гексагональных пластинок, 2,23, аморфной - 2,08 г/см3.
Объемная масса комовой негашеной извести в
куске в большой мере зависит от температуры обжига и возрастает с 1,6 г/см3 (известь, обожженная при температуре 800° С) до 2,9 г/см3 (длительный обжиг при температуре 1300° С).
Объемная масса для других видов извести следующая: для молотой негашеной извести в рыхлонасып-ном состоянии 900-1100, в уплотненном 1100-1300 кг/м3; для гидратной извести (пушёнки) в рыхлонасыпном состоянии - 400-500, в уплотненном 600-700 кг/м3; для известкового теста-1300-1400 кг/м3.
Пластичность, обусловливающая способность вяжущего придавать строительным растворам и бетонам удо-бообрабатываемость, -важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с ее высокой водоудержи-вающей способностью. Тонкодисперсные частички гидрата окиси кальция, адсорбционно удерживая на своей поверхности значительное количество воды, создают своеобразную смазку для зерен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между ними. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются с ними, отличаются водо-удерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные и другие пористые основания.

Применение: Данное вещество достаточно широко используется в разных сферах человеческой деятельности. К наиболее крупным потребителям следует отнести: черную металлургию, сельское хозяйство, сахарную, химическую, целлюлозно-бумажную промышленность. Используется СаО и в строительной индустрии. Особое значение соединение имеет в сфере экологии. Известь используется для очистки от оксида серы дымовых газов. Соединение также способно смягчать воду и осаждать присутствующие в ней органические продукты и вещества. Кроме того, применение негашеной извести обеспечивает нейтрализацию природных кислых и сточных вод. В сельском хозяйстве при контакте с почвами соединение устраняет кислотность, вредную для культурных растений. Известь негашеная обогащает грунт кальцием. За счет этого повышается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса. Вместе с этим сокращается необходимость внесения азотных удобрений в больших дозах.

Гидратная смесь применяется в птицеводстве и животноводстве для подкормки. Так устраняется недостаток кальция в рационе. Кроме того, соединение используют для улучшения общих санитарных условий при содержании и разведении скота. В химической промышленности гидратная известь и сорбенты применяются для получения фторида и гидрохлорида кальция. В нефтехимической промышленности соединение нейтрализует кислые гудроны, а также выступает в качестве реагента в основном неорганическом и органическом синтезе. Достаточно широко используется известь в строительстве. Это обусловлено высокой экологичностью материала. Смесь используют при приготовлении вяжущих материалов, бетонов и растворов, производства изделий для строительства.

Коррозия металлов и способы защиты от коррозии

Коррозия металлов - процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы окисляются и теряют присущие им свойства. Коррозия - враг металлических изделий. Ежегодно в мире в результате коррозии теряется 10…15% выплавляемого металла, или 1… 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого человеком.

Химическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами при высоких температурах или с органическими жидкостями - нефтепродуктами, спиртом и т. п.

Электрохимическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах. Для развития коррозии достаточно, чтобы металл был просто покрыт тончайшим слоем адсорбированной воды (влажная поверхность). Из-за неоднородности строения металла при электрохимической коррозии в нем образуются гальванические пары (катод - анод), например между зернами (кристаллами) металла, отличающимися один от другого химическим составом. Атомы металла с анода переходят в раствор в виде катионов. Эти катионы, соединяясь с анионами, содержащимися в растворе, образуют на поверхности металла слой ржавчины. В основном металлы разрушаются от электрохимической коррозии.

Коррозия металлов наносит большой экономический ущерб, вследствие коррозии выходят из строя оборудование, машины, механизмы, разрушаются металлические конструкции. Особенно сильно подвержен коррозии оборудования, контактирующего с агрессивной средой, например растворами кислот, солей.

При обычных условиях металлы могут вступать в химические реакции с веществами, содержащимися в окружающей среде, – кислородом и водой. На поверхности металлов появляются пятна, металл становится хрупким и не выдерживает нагрузок. Это приводит к разрушению металлических изделий, на изготовление которых было затрачено большое количество сырья, энергию и количество человеческих усилий.
Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.
Яркий пример коррозии – ржавчина на поверхности стальных и чугунных изделий. Ежегодно из-за коррозии теряют около четверти всего производимого в мире железа. Затраты на ремонт или замену судов, автомобилей, приборов и коммуникаций, водопроводных труб во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены. Продукты коррозии загрязняют окружающую среду и негативно влияют на жизнь и здоровье людей.
Химическая коррозия происходит в различных химических производствах. В атмосфере активных газов (водорода, сероводорода, хлора), в среде кислот, щелочей, солей, а также в расплавах солей и других веществ происходят специфические реакции с привлечением металлических материалов, из которых сделаны аппараты, в которых осуществляется химический процесс. Газовая коррозия происходит при повышенных температурах. Под ее влияние попадают арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания. Электрохимическая коррозия происходит, если металл содержится в любом водном растворе.
Наиболее активными компонентами окружающей среды, которые действуют на металлы, является кислород О2, водяной пар Н2О, карбон (IV) оксид СО2, серы (IV) оксид SО2, азота (IV) оксид NО2. Очень сильно ускоряется процесс коррозии при контакте металлов с соленой водой. По этой причине корабли ржавеют в морской воде быстрее, чем в пресной.
Суть коррозии заключается в окислении металлов. Продуктами коррозии могут быть оксиды, гидроксиды, соли и т.д. Например, коррозии железа можно схематично описать следующим уравнением:
4Fe + 6H2O + 3O2 → 4Fe (OH) 3.
Остановить коррозию невозможно, но ее можно замедлить. Существует много способов защиты металлов от коррозии, но основным приемом является предотвращение контакта железа с воздухом. Для этого металлические изделия красят, покрывают лаком или покрывают слоем смазки. В большинстве случаев этого достаточно, чтобы металл не разрушался в течение нескольких десятков или даже сотен лет. Другой способ защиты металлов от коррозии электрохимическое покрытие поверхности металла или сплава другими металлами, устойчивых к коррозии (никелирование, хромирование, оцинковка, серебрение и золочение). В технике очень часто используют специальные коррозионностойкие сплавы. Для замедления коррозии металлических изделий в кислой среде также используют специальные вещества – ингибиторы.

Жизнь и деятельность А.М.Бутлерова

Александр Бутлеров родился в 1828 году в Бутлеровке – небольшой деревушке неподалеку от Казани, где находилось имение отца. Матери своей Саша не помнил, она умерла через 11 дней после его рождения. Воспитанный отцом, человеком образованным, Саша хотел во всем походить на него.

Сначала он ходил в пансион, а затем поступил в Первую казанскую гимназию, учителя которой были очень опытные, хорошо подготовленные, они умели заинтересовать учеников. Саша легко усваивал материал, так как с раннего детства его приучили к систематической работе. Особенно привлекали его естественные науки.

После окончания гимназии, вопреки желанию отца, Саша поступил на естественнонаучное отделение Казанского университета, правда, пока только слушателем, так как он был еще несовершеннолетним. Лишь в следующем, 1845 году, когда юноше исполнилось 17 лет, его фамилия появилась в списке принятых на первый курс.

В 1846 году Александр заболел тифом и чудом выжил, а вот заразившийся от него отец скончался. Осенью вместе с тетей они переехали в Казань. Постепенно молодость брала своё, к Саше вернулись и здоровье, и веселье. Молодой Бутлеров занимался с исключительным усердием, но, к своему удивлению, заметил, самое большое удовольствие доставляют ему лекции по химии. Лекции профессора Клауса его не удовлетворяли, и он стал регулярно посещать лекции Николая Николаевича Зинина, которые читались для студентов физико-математического отделения. Очень скоро Зинин, наблюдая за Александром во время лабораторных работ, заметил, что этот светловолосый студент необыкновенно одарен и может стать хорошим исследователем.

Бутлеров занимался успешно, но все чаще задумывался над своим будущим, не зная, что ему, в конце концов, выбрать. Заняться биологией? Но, с другой стороны, разве отсутствие ясного представления об органических реакциях не предлагает бесконечные возможности для исследования?

Чтобы получить ученую степень кандидата, Бутлеров должен был представить диссертацию по окончании университета. К этому времени Зинин уехал из Казани в Петербург и ему не оставалось ничего иного, как заняться естественными науками. Для кандидатской работы Бутлеров подготовил статью «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». Однако обстоятельства сложились так, что Александру все-таки пришлось вернуться к химии.

После утверждения Советом его ученой степени Бутлеров остался работать в университете. Единственный профессор химии Клаус не мог вести все занятия сам и нуждался в помощнике. Им стал Бутлеров. Осенью 1850 года Бутлеров сдал экзамены на ученую степень магистра химии и немедленно приступил к докторской диссертации «Об эфирных маслах», которую защитил в начале следующего года. Параллельно с подготовкой лекции Бутлеров занялся подробным изучением истории химической науки. Молодой ученый усиленно работал и в своем кабинете, и в лаборатории, и дома.

По мнению его теток, их старая квартира бала неудобной, поэтому они сняли другую, более просторную у Софьи Тимофеевны Аксаковой, женщины энергичной и решительной. Она приняла Бутлерова с материнской заботой, видя в нем подходящую партию для дочери. Несмотря на постоянную занятость в университете, Александр Михайлович оставался веселым и общительным человеком. Он отнюдь не отличался пресловутой «профессорской рассеянностью», а приветливая улыбка и непринужденность в обращении делали его желанным гостем повсюду. Софья Тимофеевна с удовлетворением замечала, что молодой ученый был явно не равнодушен к Наденьке. Девушка и в самом деле была хороша: высокий умный лоб, большие блестящие глаза, строгие правильные черты лица и какое-то особое обаяние. Молодые люди стали добрыми друзьями, а со временем начали все чаще ощущать необходимость быть вместе, делится самыми сокровенными мыслями. Вскоре Надежда Михайловна Глумилина – племянница писателя С.Т. Аксакова стала женой Александра Михайловича.

Бутлеров был известен не только как незаурядный химик, но и как талантливый ботаник. Он проводил разнообразные опыты в своих оранжереях в Казани и в Бутлеровке, писал статьи по проблемам садоводства, цветоводства и земледелия. С редкостным терпением и любовью наблюдал он за развитием нежных камелий, пышных роз, выводил новые сорта цветов.

4 июня 1854 года Бутлеров получил подтверждение о присуждении ему ученой степени доктора химии и физики. События разворачивались с невероятной быстротой. Сразу же после получения докторской степени Бутлеров был назначен исполняющим обязанности профессора химии Казанского университета. В начале 1857 года он стал уже профессором, а летом того же года получил разрешение на заграничную командировку.

Бутлеров прибыл в Берлин в конце лета. Затем он продолжил поездку по Германии, Швейцарии, Италии и Франции. Конечной целью его путешествия был Париж – мировой центр химической науки того времени. Его влекла, прежде всего, встреча с Адольфом Вюрцем. Бутлеров работал в лаборатории Вюрца два месяца. Именно здесь он начал свои экспериментальные исследования, которые в течение последующих двадцати лет увенчались открытиями десятков новых веществ и реакций. Многочисленные образцовые синтезы Бутлерова этанола и этилена, третичных спиртов, полимеризации этиленовых углеводородов лежат у истоков ряда отраслей промышленности и, таким образом, оказали на нее самое непосредственное стимулирующее влияние.

Занимаясь изучением углеводородов, Бутлеров понял, что они представляют собой совершенно особый класс химических веществ. Анализируя их строение и свойства, ученый заметил, что здесь существует строгая закономерность. Она и легла в основу созданной им теории химического строения.

Его доклад в Парижской академии наук вызвал всеобщий интерес и оживленные прения. Бутлеров говорил: «Может быть, настало время, когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений». Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.

Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере. Съезд состоялся в сентябре 1861года.

Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел».

Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ: его доклад вызвал небывалый интерес.

Термин «химическое строение» встречался и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения служит теперь основой всех без исключения современных разделов синтетической химии.

Итак, теория заявила своё право на существование. Она требовала дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься, ведь там родилась новая теория, там работал ее создатель. Для Бутлерова ректорские обязанности оказались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворенными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, и рассказывал любопытные подробности о цветах.

Наступил 1863 год – самый счастливый год в жизни великого ученого. Бутлеров был на правильном пути. Ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт – третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно проведенном синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.

Ученым был известен изобутиловый спирт еще с 1852 года, когда он был впервые выделен из природного растительного масла. Теперь уже ни о каком споре и речи быть не могло, так как существовало четыре различных бутиловых спирта, и все они – изомеры.

В 1862 – 1865 годах Бутлеров высказал основное положение теории обратимой изомеризации таутомерии, механизм которой, по Бутлерову, заключался в расщеплении молекул одного строения и соединении их остатков с образованием молекул другого строения. Это была гениальная мысль. Великий ученый утверждал необходимость динамического подхода к химическим процессам, то есть рассматривать их как равновесные.

Успех принес ученому уверенность, но в то же время поставил перед ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления рассматривались бы с точки зрения новой теории строения.

Бутлеров работал над учебником почти два года без перерыва. Книга «Введение к полному изучению органической химии» вышла из печати тремя выпусками 1864 – 1866 годах. Она не шла ни в каком сравнение, ни с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова – химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения.

Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала «путеводной звездой» в громадном большинстве исследований в области органической химии.

С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником, он все чаще проводил время Бутлеровке. Даже во время учебного года семья по нескольку раз в неделю выезжала в деревню. Бутлеров чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым увлечениям: цветам и коллекциям насекомых.

Теперь Бутлеров меньше работал в лаборатории, но внимательно следил за новыми открытиями. Весной 1868 года по инициативе знаменитого химика Менделеева, Александра Михайловича пригласили в Петербургский университет, где он начал читать лекции и получил возможность организовать собственную химическую лабораторию. Бутлеров разработал новую методику обучения студентов, предложив ныне повсеместно принятый лабораторный практикум, в котором студенты обучались приемам работы с разнообразной химической аппаратурой.

Одновременно с научной деятельностью Бутлеров активно включается и в общественную жизнь Петербурга. В то время прогрессивную общественность особенно волновал вопрос об образовании женщин. Женщины должны иметь свободный доступ к высшему образованию! Были организованы Высшие женские курсы при Медико-хирургической академии, начались занятия и на Бестужевских женских курсах, где Бутлеров читал лекции по химии.

Многосторонняя научная деятельность Бутлерова нашла признание Академии наук. В 1871 год его избрали экстраординарным академиком, а три года спустя – ординарным академиком, что давало право получить квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин. Близкое соседство еще больше укрепило давнюю дружбу.

Годы шли неумолимо. Работа со студентами стала для него слишком тяжела, и Бутлеров решил покинуть университет. Прощальную лекцию он прочитал 4 апреля 1880 года перед студентами второго курса. Они встретили сообщение об уходе любимого профессора с глубоким огорчением. Ученый совет принял решение просить Бутлерова остаться и избрал его ещё на пять лет.

Ученый решил ограничить свою деятельность в университете лишь чтением основного курса. И все-таки несколько раз в неделю появлялся в лаборатории и руководил работой.

Через всю жизнь Бутлеров пронес ещё одну страсть – пчеловодство. В своем имении он организовал образцовую пасеку, а в последние годы жизни настоящую школу для крестьян-пчеловодов. Своей книгой «Пчела, ее жизнь и правила толкового пчеловодства» Бутлеров гордился едва ли не больше, чем научными работами.

Бутлеров считал, что настоящий ученый должен быть и популяризатором своей науки. Параллельно с научными статьями он выпускал общедоступные брошюры, в которых ярко и красочно рассказывал о своих открытиях. Последнюю из них он закончил за полгода до смерти.

Некоторые материалы, используемые сегодня в разных сферах, известны с давних времён, причём их свойства, как правило, были определены совершенно случайно. К таким материалам относится и известь. Под данным словом, произошедшем от греческого «asbestos», что в переводе обозначает «неугасимый», имеют в виду негашеную известь, успешно используемую на сегодняшний день во многих отраслях.

Особенности

Негашеная известь является продуктом обжига горных пород, добываемых в специальных шахтах. В качестве инструмента используют специальную печь, а материалами, используемыми для получения конечного продукта, служат известняк, доломит, мел и прочие породы, имеющие кальциево-магниевый тип, подвергающиеся перед обжигом сортировке по размерам и дроблению, если частицы превышают допустимые габариты.

Конструкция печей, используемых для обжига породы может быть разной, но конечная цель всегда одна – это получение материала, пригодного для дальнейшего использования.

Шахтный тип печи, где в качестве топлива используется газ, относится к наиболее популярным конструкциям. Причина их популярности весьма банальна: затраты на обработку материала невысоки, а конечный продукт имеет весьма хорошее качество.

Печи, в которых в качестве топлива используется уголь, а процесс обжига основан на пересыпном принципе работы , постепенно уходят в прошлое. Хотя данный способ обработки материала и является более выгодным с экономической точки зрения и продуктивным, но из-за выбросов в окружающую атмосферу встречается всё реже.

Из-за высокой затратности процесса обжига ещё реже встречаются печи с вращающейся конструкцией, позволяющие получать конечный продукт высочайшего качества. Печи с выносной топкой обеспечивают чистоту и минимальный процент примесей конечному продукту обжига. Данный вид печей, в которых используют для прогрева и поддержания температуры твёрдое топливо, имеют по сравнению с аналогичными конструкциями небольшую мощность, поэтому не получили широкое распространение.

Тип кольцевых и напольных печей был разработан очень давно. Они, по сравнению с более современными конструкциями, имеют меньшую производительность и расходуют в процессе обработки большее количество топлива, поэтому их постепенно выводят из производства, заменяя более совершенными видами печей.

Полученное в результате обжига вещество имеет белый оттенок и кристаллическую структуру с небольшой долей примесей. Как правило, их величина не превышает 6-8% в общей массе. Общепринятая химическая формула негашёной извести – СаО, или оксид кальция.

В состав вещества могут входить и другие соединения, чаще всего это оксид магния – MgO.

Технические характеристики

Любые материалы, добытые в природе и подвергшиеся обработке промышленным способом, имеют определённый стандарт, и негашёная известь не является исключением. Для негашеной извести, относящейся ко второму классу опасности, используемой в строительстве, существует стандарт качества – ГОСТ №9179-77, в котором чётко прописаны физические и химические показатели данного материала.

Согласно пописанным требованиям, частицы извести после измельчения должны иметь определённые размеры. Для определения степени помола берут пробу и просеивают сквозь сита с разными ячейками. Количество просеянной извести выражают в процентах. При прохождении сквозь сито с ячейками №02 должно просеяться 98,5% вещества от общей массы пробы, а для сита с более мелкими ячейками №008 допускается прохождение 85% вещества.

Согласно техническим требованиям, в извести допустимы добавки. Такой состав подразделяется на два сорта: первый и второй. Для чистой извести характерно три сорта: первый, второй и третий.

Для определения сорта извести используются показатели: активные СО+МgО, активный Мg, уровень СО2 и не погасившиеся зёрна. Их количество указывается в процентах, числовой показатель которых зависит от сорта, наличия или отсутствия добавок в пробах, а также от породы. Если по некоторым показателям проба извести соответствует разным сортам, то за основу берут показатель с величиной, соответствующей самому низкому сорту.

Для проведения химического анализа, а также определения физико-механических свойств образцов опираются на ГОСТ-22688.

Плюсы и минусы

Как у любого другого материала, у извести есть свои достоинства и недостатки. Как правило, её сравнивают с гашеной известью. К основному достоинству материала можно отнести широкую область применения и достаточно низкую себестоимость конечного продукта. При работе с данным материалом независимо от отрасли применения отсутствуют отходы, что с экономической точки зрения очень выгодно.

Материал отлично впитывает влагу, что позволяет с успехом использовать его в качестве дополнительного элемента в приготовлении растворов и бетонных смесей для увеличения их плотности и прочности. Выделение материалом в процессе гидратации большого количества тепловой энергии позволяет растворам, в состав которых входит негашеная известь, твердеть равномернее, и, как следствие, иметь улучшенные показатели прочности образовавшейся поверхности.

Единственным минусом данного материала является его высокая токсичность.

Чем отличается от гашеной?

Известь гашеная является видоизменённым продуктом негашеной, она получается в результате добавления к исходному составу воды. В результате химической реакции, происходящей по типу СаО+H?O→Ca (OH) ?, в окружающее пространство выделяется значительное количество тепловой энергии, а оксид кальция превращается в гидроксид кальция.

Два вида извести имеют отличия и по другим параметрам, а именно по процентному содержанию показателей , указанных в ГОСТ №9179-77 и количестве сортов. Для гашеной (гидратной) извести характерно 2 сорта.

Величины показателя активных СО+МgО разнятся в двух видах извести. Для гашеной извести без добавок в зависимости от сорта их количественное содержание колеблется в пределах 70-90% (для кальциевого состава) и 65-85% (для магнезиального и доломитового), а в гашеной их всего лишь 60-67%. В составах с добавками активные СО+МgО в кальциевой, магнезиальной и доломитовой смеси негашеной извести находятся в пределах 50-65%, а в гидратной данный показатель ниже всего лишь на 40-50%.

Такой показатель, как активный МgО, в гидратной извести и вовсе отсутствует. В негашеной данный показатель колеблется в зависимости от происхождения материала. В кальциевой извести его всего лишь 5%, в магнезиальной – 20%, а в доломитовой – 40%.

Уровень СО в негашеной извести без добавок находится в пределах 3-7% (для кальциевой смеси) и 5-11% (для магнезиальной и доломитовой), в гидратном составе показатель не превышает 3-5%. В составах с добавками уровень СО? несколько снижен. Для кальциевой извести он находится в пределах 4-6%, для двух остальных видов негашеной извести – 6-9%. В гидратном составе уровень СО? – от 2 до 4%.

Показатель не погасившихся зёрен актуален только для негашеной извести. Для первого сорта кальциевой извести допускается 7% вещества, не участвующего в реакции, 11% для второго и 14%, а в некоторых случаях 20% для третьего сорта. Для магнезиального и доломитового состава данный показатель несколько выше. В первом сорте допустимо 10%, во втором – 15%, а в третьем – 20%.

Виды

Негашеная известь классифицируется по многим показателям, позволяющим подразделять её на разные подвиды. По степени измельчения частиц бывает комковая и молотая известь. Для комкового вида характерны комки различной формы, фракции и размера. Помимо оксидов кальция, являющихся основным компонентом, и оксида магния, в меньшей степени присутствующего в составе, в смеси могут быть и другие добавки.

В зависимости от степени обжига кускового материала различают средне обожжённую, мягко обожжённую и сильнообожженную известь. Степень обжига материала влияет в последующем на время, затрачиваемое для процесса гашения. В процессе обжига состав обогащается алюминатами, силикатами и магниевыми или кальциевыми ферритами.

На степень обжига влияет время нахождения продукта в печи, вид топлива и температура. При пересыпном методе обжига, где в качестве топлива используют кокс, а температура в печи поддерживается на уровне около 2000?С, получают карбид (СаС?), используемый в дальнейшем в разных областях. Комковая известь вне зависимости от того, как и до какой степени её прокалили, является полупродуктом и поэтому подвергается дальнейшей обработке: измельчению или гашению.

Состав молотой смеси мало чем отличается от комковой. Разница заключена лишь в размерах частиц извести. Процесс измельчения используют для более удобной эксплуатации оксида кальция. Измельчённая гранулированная или молотая негашеная известь быстрее вступает в реакцию с другими компонентами по сравнению с комковым видом.

По степени измельчения частиц различают дроблённую и порошкообразную извести. Для измельчения в зависимости от требуемых размеров частиц могут быть использованы дробилки и мельницы. При выборе мельниц и схем помола руководствуются степенью обжига извести, а также учитывают наличие твёрдых включений и огрехи в процессе обжига (недожог или пережог). Частицы материала, обожженного в сильной или средней степени, измельчают с помощью удара и истирания в специальных ёмкостях шаровых мельниц.

Комковую смесь используют для получения разных видов гашеной извести. Процесс гашения (неорганическая химия) происходит очень бурно, вода во время реакции вскипает, поэтому комовая смесь получила название «кипелка». Разное процентное соотношение с водой даёт различные по консистенции составы. Различают три вида гашеной извести: известняковое молоко, известняковое тесто и гидратная пушонка.

Известняковое молоко представляет собой суспензию, где толика частиц растворена, а другая находится во взвешенном состоянии. Для получения такой консистенции воды требуется с избытком, как правило, в 8-10 раз больше массы продукта.

Для получения известкового теста воды требуется меньше, но её количество всё равно в разы больше массы извести, подготовленной к гашению. Как правило, для того, чтобы получить нужную тестообразную консистенцию, в продукт добавляют воду, превосходящую по массе основное вещество в 3-4 раза.

Порошкообразную смесь или гидратную пушонку получают аналогичным образом, но количество добавляемой воды меньше, чем для тестообразного или жидкого состава. Мелкодисперсный порошок или пушонка в зависимости от процентного содержания в составе алюмоферритов и силикатов подразделяют на воздушный и гидравлический типы извести.

Время, уходящее на реакцию гашения, позволяет классифицировать негашеную известь на быстрогасящуюся, среднегасящуюся и медленногасящуюся. К быстрогасящемуся виду относятся составы, на преобразование которых уходит не более 8 минут. Если реакция гашения происходит дольше, но преобразование не длится дольше 25 минут, то такой состав относят к среднегасящемуся виду. Если же на реакцию гашения требуется более 25 минут, то такой состав относится к медленногасящемуся типу.

К особым разновидностям кальциевой негашеной извести относятся хлорная и натровая смесь. Хлорный состав получают путём добавления к гашеной извести хлора. Натровая известь – это продукт взаимодействия кальцинированной соды и гидроксида кальция.

Сфера применения

Негашеная известь может быть использована в разных сферах деятельности человека. Наиболее широкое распространение она получила в строительстве и быту. Материал используют в качестве дополнительного компонента для приготовления цементных растворов. Его вяжущие свойства придают необходимую пластичность смеси, а также сокращают время затвердевания. Известь применяется в качестве дополнительного компонента при производстве силикатного кирпича.

Растворы на основе извести используют для побелки разных поверхностей в помещениях. Данный способ обработки потолочных и стеновых поверхностей актуален и по сей день, так как известь относится к материалам, весьма доступным по цене, да и декоративный эффект, создаваемый ею, ничуть не хуже, чем от дорогих лакокрасочных материалов.

В сельском хозяйстве и садоводстве известь является также немаловажным компонентом. Её используют для понижения кислотности и обогащения кальцием почвы. Негашеный состав, внесённый в почву, способствует удержанию азота в грунте, активизируя при этом работу полезных микроорганизмов и стимулируя рост корневой системы растений.

Негашеная известь также оказывает негативное влияние на вредителей сельскохозяйственных культур. Для проведения профилактических мероприятий, направленных на борьбу с насекомыми, известь используют в качестве раствора, с помощью которого опрыскивают растения или обрабатывают нижнюю часть стволов деревьев. Для животных известь является источником кальция, поэтому её часто дают в качестве подкормки.

В быту и медицинских учреждениях хлорная известь применяется в качестве отличного дезинфицирующего средства. Раствор из неё убивает большинство известных патогенных микроорганизмов, подавляя рост и дальнейшее их развитие. Помогает негашеная известь и в нейтрализации бытовых газов и сточных вод.

В пищевой промышленности известь известна как эмульгатор Е-529. Её присутствие позволяет улучшить процесс смешивания для компонентов, структура которых не позволяет им правильно соединиться.

Как разводить?

Негашеная известь фасуется производителями в мешки. Как правило, мешка на 2-5 кг хватает для обработки растений и побелки плодовых деревьев. Для того чтобы развести известь правильно, необходимо подготовить ёмкость и соблюсти порядок действий.

Перед разведением извести необходимо подобрать подходящую по размерам и материалу ёмкость. Объём ёмкости подбирается исходя из ожидаемого объёма, а материал посуды может быть любой, допускается использование даже металлической посуды, главное, чтобы она была без сколов и ржавчины.

Известь – это продукт обжига таких горных пород, как мел, известняк.

Негашеная комовая (химическая формула СаО) – это бело- или желто-бурые куски разной фракции или порошок (оксид кальция, кипелка) грязно-белого цвета. Хорошо впитывает воду, поэтому долго не хранится.

Гашеная (химическая формула Ca(OH) 2, гидроксид кальция, «пушонка»), с влажность не более 5%, имеет белый цвет и характерный запах. Получают при взаимодействии негашеной извести с водой. Является сильным основным веществом (основанием). Гашеная известь имеет огромный спектр применения: дубление кож, производство хлорной извести, производство удобрений, устройство точек заземления в почвах с высоким сопротивлением (в электротехнике), как пищевая добавка в пищевом производстве, в стоматологии для обеззараживания, при побелке, для устранения возможности возгорания и гниения дерева, для умегчения жесткой воды.

Свойства извести

Для данного материала характерны вяжущие, пластичные свойства. Благодаря способности частичкам кальция удерживать воду, известковые растворы застывают не так быстро, как цементные. В этом главное преимущество известкового раствора – время схватывания позволяет разровнять его по поверхности ровным тонким слоем. Хорошо сцепляется с и , при застывании отличается особой прочностью.

Виды

По виду строительная известь бывает:

А. Воздушная , которая делится по содержанию основного компонента на 3 типа:

• на доломитовую;
• кальциевую;
• магнезиальную.

Б. Гидравлическая – содержит до 20% клинкерных минералов, применяется как на воздухе, так и под водой.

Особым классов выделяют хлорную (химическая формула Ca(Cl)OC)и натровую известь. Хлорная известь или белильная наиболее известна под названием хлорка . Это техническая смесь хлорида кальция, гипохлорида и хлорида. Натровая известь — это смесь едкого натра и гашеной извести. Применяется для поглощения едких газов за счет своих свойств в противогазах, водолазных костюмах и других системах дыхания, в том числе и в медицине.

Также выделяют по степени гашения на известь медленного, среднего и быстрого гашения.

Область применения : , строительство (производство бетонов и растворов), химическая промышленность (изготовление химических волокон), сельское хозяйство (известкование почв), медицина.

Известь - белое кристаллическое вещество. Это общепринятое во всем мире понятие, условно объединяющее продукты обжига (и переработки впоследствии) мела, известняка и других карбонатных пород. Как правило, под словом «известь» имеется в виду известь негашеная и продукт взаимодействия ее с водой. Данный материал может быть в порошкообразном, молотом виде или в виде теста. Формула негашеной извести – СаО.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Оксид кальция - белое кристаллическое вещество, кристаллизующееся в кубической гранецентрированной кристаллической решётке, по типу хлорида натрия. Точечная группа: m3m (4/m 3 2/m) — гексоктаэдрическая. Пространственная группа Fm3m (синтетическая). Сингония кубическая. Параметры ячейки a = 4.797Å. Объем элементарной ячейки V 110.38 ų (рассчитано по параметрам элементарной ячейки).

СВОЙСТВА

Молярная масса составляет 55,07 грамм/моль. Плотность равна 3,3 грамм/сантиметр³. Температура плавления равна 2570 градусов. Температура кипения составляет 2850 градусов. Молярная теплоёмкость (при стандартных условиях) равна 42.06 Дж/(моль·К). Энтальпия образования (при стандартных условиях) составляет -635 кДж/моль

Оксид кальция (формула CaO) – это основной оксид. Поэтому он может: – растворяться в воде (H 2 O) с выделением энергии. При этом образуется гидроксид кальция. Эта реакция выглядит так: CaO (оксид кальция) + H 2 O (вода) = Ca(OH) 2 (кальциевый гидроксид) + 63,7 кДж/моль; – реагировать с кислотами и кислотными оксидами. При этом образуются соли. Вот примеры реакций: CaO (кальциевый оксид) + SO 2 (сернистый ангидрид) = CaSO 3 (сульфит кальция) CaO (кальциевый оксид) + 2HCl (соляная кислота) = CaCl 2 (кальциевый хлорид) + H 2 O (вода).

МОРФОЛОГИЯ

Исходя из нюансов обработки обожженного материала, выделяют известь различных видов:
Комовая известь изготавливается в виде смеси разных по размеру кусков. Она состоит главным образом из оксидов кальция (преобладающая часть) и магния. Также в ее состав могут входить алюминаты, силикаты и ферриты магния или кальция, которые формируются при обжигании, и карбонат кальция. Функцию вяжущего ингредиента она не выполняет.
Молотую известь делают, перемалывая комовую известь, поэтому их состав практически идентичен. Она используется в негашеном виде. Это позволяет избежать появления отходов и ускорить затвердение. Изделия из нее имеют прекрасные прочностные свойства, они водостойки и отличаются высокой плотностью. Чтобы ускорить процесс затвердения материала, добавляют хлористый кальций, а чтобы замедлить застывание – серную кислоту или гипс. Это позволяет предупредить появление трещин после высыхания. Транспортируется молотая известь в герметичных емкостях из бумаги или металла. Хранить ее разрешается не больше 10-15 дней в сухих условиях.
Гидратная известь – высокодисперсное сухое соединение, формирующееся при гашении извести. В ее состав входят гидроксиды кальция и магния, карбонат кальция и иные примеси.
При добавлении жидкости в объеме, которого хватает, чтобы оксиды превратились в гидраты, образуется пластичная масса, имеющая название известкового теста.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

В прошлом для образования извести выполняли тепловую обработку известняка. В последние годы данный метод используется все реже, поскольку в результате реакции выделяется диоксид углерода. Альтернативным методом является термическое разложение кальциевых солей, содержащих кислород.

Первый этап – добыча известняка, которая проводится в карьере. Вначале порода дробится, сортируется, а потом обжигается. Обжиг производят в обжигательных печах, которые могут быть вращающимися, шахтными, напольными или кольцевыми.

В большинстве случаев применяются печи шахтного типа, которые функционируют на газе, пересыпным способом или с выносными топками. Наибольшую экономию дают устройства, которые работают пересыпным способом на антраците или тощем каменном угле. Объем производства с помощью таких печей – в районе 100 т в сутки. Их недостатком является высокая степень загрязнения топливной золой.

Получить более чистую известь можно в устройстве с выносной топкой, которое работает на дровах, буром угле или торфе, или в газовом устройстве. Однако мощность подобных печей значительно ниже.
Высшее качество у вещества, обработанного во вращающейся печи, но такие механизмы используются довольно редко. Печи кольцевого и напольного типа имеют невысокую мощность и требуют больших объемов топлива, поэтому на новых предприятиях их не устанавливают.

ПРИМЕНЕНИЕ

Свойства и структурные особенности извести способствуют его широкому применению во многих направлениях народного хозяйства. Основной сферой, в которых известь используется, является строительство и дизайн. Здания из известняка – достопримечательность не только Мальты. Пусть и не в таких количествах, но строения из осадочной породы есть и в других государствах. Так, в России из известняка возведены многие храмы, к примеру, Троицкий собор и Успенский собор Кремля в Москве, церковь Покрова на Нерли. Так же из извести делали известковый цемент, с помощью которого строили жилые дома, однако в настоящее время его перестали использовать, потому что дома накапливают сырость, если использовать цемент и извести.

Из известняка изготавливают не только стеновые блоки, но плиты для облицовки, мощения полов и тротуаров. Порода идет на фундаменты строений. Камень измельчается и добавляется в автодорожное покрытие. Правда, в ход оно идет лишь на трассах второй категории. Так называют дороги для особых нужд, не подвергающиеся постоянным нагрузкам. Известняк также используется в качестве сырья в мыловарении, полиграфии и производстве удобрений. В пищевой промышленности камень применяется в качестве фильтра при изготовлении сахара

В гидросооружения встраивают фильтры воды из известняка. Для этого используют камень пористой, а не кристаллической структуры. Кроме того, порода является составной бетона. Известняк нужен в стекольной промышленности. Здесь используют породу с преобладанием оксида кальция. Его должно быть не меньше 53-х процентов. Кальцит – минерал, известняк же – порода, то есть состав из множества минералов. Известняк называют мономинеральной породой. Это значит, что кальцита в ней всегда больше, чем других элементов, но это не значит, что он единственный.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E-529.

Известь (англ. Lime) — CaO

КЛАССИФИКАЦИЯ

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	m3m (4/m 3 2/m) — гексоктаэдрический
Пространственная группа	F m3m
Сингония	кубическая
Параметры ячейки	a = 4.797Å