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.
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.
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:
- кречњак
- негашени (печени) креч
- гашени креч
- Кречњак: калцијум-карбонат, \(\text{CaCO}_3\)
- Негашени (печени) креч: калцијум-оксид, \(\text{CaO}\)
- 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: \(M(\text{CaCO}_3) = 100\text{ g/mol}\), \(M(\text{Ca(OH)}_2) = 74\text{ g/mol}\).
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.
