Лекција 8.8 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Гашење креча: \( \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2 \) (јако егзотермна реакција, ослобађа се топлота, запремина расте, креч се распада у прах). Индустрија: негашени креч + одмерена количина воде, добија се сув прах гашеног креча (у хидраторима). Домаћинство: комади негашеног креча + вишак воде у јами, добија се кречно тесто.\[ \text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO} + \text{CO}_2 \]\[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2 \]\[ M(\text{CaCO}_3) = 100\ \text{g/mol}, \quad M(\text{Ca(OH)}_2) = 74\ \text{g/mol} \]\[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{12500\ \text{g}}{100\ \text{g/mol}} = 125\ \text{mol} \]\[ n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaO}) = n(\text{Ca(OH)}_2) = 125\ \text{mol} \]\[ m(\text{Ca(OH)}_2) = 125\ \text{mol} \cdot 74\ \text{g/mol} = 9250\ \text{g} = 9,25\ \text{kg} \]

Детаљно решење

Шта је гашење креча и које су му карактеристике

Гашење креча је реакција негашеног креча (калцијум-оксида, \( \text{CaO} \)) са водом, при чему настаје гашени креч (калцијум-хидроксид, \( \text{Ca(OH)}_2 \)). \[ \text{CaO}(s) + \text{H}_2\text{O}(l) \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2(s) \] Карактеристике реакције: - Реакција је јако егзотермна. Ослобађа се велика количина топлоте, па се вода делимично претвара у водену пару и долази до шиштања. - Запремина чврсте супстанце се повећава, а комади креча се распадају у ситан прах или кашу. - Настаје калцијум-хидроксид, база слабо растворна у води. Његов засићен раствор је кречна вода, а суспензија је кречно млеко.

Гашење креча у индустрији и у домаћинству

У индустрији се креч гаси у посебним постројењима (хидраторима). Негашени креч се меша са прецизно одмереном количином воде, па настаје сув прах гашеног креча. Ако се дода већа количина воде, добија се кречно млеко или кречно тесто. У домаћинству и на градилишту комади негашеног креча се стављају у јаму или суд и преливају вишком воде. Настаје кречно тесто, које се оставља да одстоји неко време. Након тога се меша са песком и водом и користи као кречни малтер.

Подаци и једначине

Познато: маса калцијум-карбоната: \( m(\text{CaCO}_3) = 12,5\ \text{kg} = 12500\ \text{g} \) Тражи се: \( m(\text{Ca(OH)}_2) = ? \) Решење: Калцијум-оксид добија се термичким разлагањем калцијум-карбоната: \[ \text{CaCO}_3(s) \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \] Затим се калцијум-оксид гаси: \[ \text{CaO}(s) + \text{H}_2\text{O}(l) \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2(s) \]

Количина супстанце калцијум-карбоната

Моларна маса: \[ M(\text{CaCO}_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100\ \text{g/mol} \] \[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{12500\ \text{g}}{100\ \text{g/mol}} = 125\ \text{mol} \]

Количина супстанце калцијум-оксида и калцијум-хидроксида

Из једначина се види да су сви односи \( 1 : 1 \): \[ n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaO}) = n(\text{Ca(OH)}_2) = 125\ \text{mol} \]

Маса калцијум-хидроксида

\[ M(\text{Ca(OH)}_2) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 74\ \text{g/mol} \] \[ m(\text{Ca(OH)}_2) = n \cdot M = 125\ \text{mol} \cdot 74\ \text{g/mol} = 9250\ \text{g} = 9,25\ \text{kg} \]

Кратак запис решења:

\[ \text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO} + \text{CO}_2 \] \[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2 \] \[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{12500}{100} = 125\ \text{mol} = n(\text{Ca(OH)}_2) \] \[ m(\text{Ca(OH)}_2) = 125 \cdot 74 = 9250\ \text{g} = 9,25\ \text{kg} \]

Најважније из лекције

Грађевински материјали: Деле се на природне (камен, песак, шљунак, дрво, глина) и вештачке (креч, гипс, цемент, малтер, бетон, стакло).
Производња негашеног креча: Ендотермно печење кречњака у јамастим пећима уз додатак кокса: \[ \text{CaCO}_3(s) \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \] Гашење креча: Егзотермна реакција са водом: \[ \text{CaO}(s) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{Ca(OH)}_2(s) \] Кречни малтер: Смеша гашеног креча, песка и воде, служи као везиво за зидање и малтерисање.
Природни грађевински материјали: Материјали који се користе директно из природе без значајније хемијске прераде (камен, песак, шљунак, дрво и глина).
Вештачки грађевински материјали: Материјали произведени хемијским и индустријским процесима (креч, гипс, цемент, малтер, бетон и стакло).
Употреба речног шљунка и песка представља коришћење природних материјала, док су везива попут креча и цемента вештачки добијени производи.
Разврстај следеће материјале на природне и вештачке: глина, стакло, дрво, цемент.
Природни: глина, дрво.
Вештачки: стакло, цемент.
Креч се у индустрији производи термичким разлагањем (печењем) кречњака (\(\text{CaCO}_3\)), који је веома јефтина и распрострањена сировина.
\[ \text{CaCO}_3(s) \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g) \quad \Delta_r H = +167 \text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1} \] Термичко разлагање калцијум-карбоната
Реакција разлагања је ендотермна (\(\Delta_r H > 0\)), због чега је неопходно непрекидно доводити топлоту током целог процеса.
Кречњак и гориво (најчешће угаљ кокс) убацују се заједно са врха јамасте пећи.
Са бочних страна пећи удувава се ваздух неопходан за сагоревање кокса и постизање високе температуре.
Печени креч се сматра квалитетним ако је удео калцијум-оксида (\(\text{CaO}\)) у њему између \(92\ \%\) и \(99{,}5\ \%\).
Зашто се кречњак у јамастим пећима мора загревати континуално, а не само на почетку реакције?
Зато што је реакција термичког разлагања калцијум-карбоната ендотермна (\(\Delta_r H = +167\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}\)) и троши топлоту током целог свог трајања.
Гашени креч: Калцијум-хидроксид (\(\text{Ca(OH)}_2\)), који настаје егзотермном реакцијом негашеног креча (\(\text{CaO}\)) са водом.
\[ \text{CaO}(s) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{Ca(OH)}_2(s) \] Реакција гашења креча
Кречни малтер: Грађевинска смеша која се добија мешањем гашеног креча, песка и воде.
Кречни малтер се користи као везивно средство за зидање опеком/каменом и за малтерисање зидова.
Кинески зид дугује своју постојаност посебној врсти кречног малтера који је прављен уз додатак лепљивог скроба од куваног пиринча.
Од којих састојака се прави кречни малтер и која му је основна намена?
Прави се мешањем гашеног креча (\(\text{Ca(OH)}_2\)), песка и воде. Служи за зидање и малтерисање.

Задаци за вежбање

Задатак 1 (лак): Напиши хемијске називе и формуле за:
  1. кречњак
  2. негашени (печени) креч
  3. гашени креч
  1. Кречњак: калцијум-карбонат, \(\text{CaCO}_3\)
  2. Негашени (печени) креч: калцијум-оксид, \(\text{CaO}\)
  3. Гашени креч: калцијум-хидроксид, \(\text{Ca(OH)}_2\)
Задатак 2 (средњи): Опиши принцип рада јамасте пећи за производњу негашеног креча (шта се убацује с врха, а шта са стране).
Са врха јамасте пећи заједно се убацују сировине: уситњени кречњак (\(\text{CaCO}_3\)) и гориво (најчешће кокс). Са бочних страна се под притиском удувава ваздух потребан за сагоревање горива, чиме се обезбеђује висока температура неопходна за термичко разлагање кречњака.
Задатак 3 (тежак): Израчунај масу гашеног креча \(\text{Ca(OH)}_2\) која се добија гашењем све количине негашеног креча насталог термичким разлагањем \(12{,}5\text{ kg}\) чистог калцијум-карбоната (\(\text{CaCO}_3\)).
Познате моларне масе: \(M(\text{CaCO}_3) = 100\text{ g/mol}\), \(M(\text{Ca(OH)}_2) = 74\text{ g/mol}\).
1. Корак: Једначине хемијских реакција: \[ \text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO} + \text{CO}_2 \] \[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 \] Из стехиометрије се види да из \(1\text{ mol}\) \(\text{CaCO}_3\) настаје \(1\text{ mol}\) \(\text{CaO}\), а из њега \(1\text{ mol}\) \(\text{Ca(OH)}_2\). Према томе: \[ n(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{CaCO}_3) \] 2. Корак: Израчунавање количине \(\text{CaCO}_3\): \[ m(\text{CaCO}_3) = 12{,}5\text{ kg} = 12\,500\text{ g} \] \[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{m(\text{CaCO}_3)}{M(\text{CaCO}_3)} = \frac{12\,500\text{ g}}{100\text{ g/mol}} = 125\text{ mol} \] 3. Корак: Израчунавање масе насталог \(\text{Ca(OH)}_2\): \[ n(\text{Ca(OH)}_2) = 125\text{ mol} \] \[ m(\text{Ca(OH)}_2) = n \cdot M = 125\text{ mol} \cdot 74\text{ g/mol} = 9\,250\text{ g} = 9{,}25\text{ kg} \] Одговор: Настаје \(9{,}25\text{ kg}\) калцијум-хидроксида.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: