Введение
Волгоградская область обладает колоссальным запасом минерала Бишофит.
Бишофитом называется минерал (магниевая соль), который нашёл своё применение в народном хозяйстве, строительстве и в медицине. Впервые он был обнаружен в виде компонента в знаменитых штасфуртских соленосных отложениях Германии немецким геологом и химиком Карлом Оксениусом, который и назвал его по имени знаменитого немецкого химика и геолога Карла Густава Бишофа, чтобы увековечить имя последнего за его заслуги в химии и геологии. Датой официального открытия бишофита считается 1877 год.
Бишофит легко растворяется в воде и поэтому добывается способом подземного выщелачивания: растворением артезианской водой (выщелачиванием) сухого подземного пласта минерала на глубине залегания. Кристаллы бишофита встречаются очень редко, в основном же он образует белые или бесцветные зернистые, волокнистые, листоватые агрегаты, горько-солёные на вкус. Бишофит гигроскопичен, поэтому на воздухе кристаллы быстро впитывают влагу и расплываются.
Наличие большого содержания магния в минерале позволяет исследовать возможность получения гидроксида и оксида магния для изготовления цемента Сореля.
Цемент на основе оксидохлорида магния (цемент Сореля) – это уникальнейший материал, которому присущи свойства природного камня. По химическому составу он является сочетанием каустического магнезита, продукта кальцинирования находящегося в природе минерала магнезита, с солями магния, чьи водные растворы выступают в качестве, так называемых, “затворителей”. “Цементом Сореля” его называют по имени французского инженера, который ещё в 19 веке описал состав и свойства этого удивительного вещества.
Актуальность данного материала в его особенных качествах, таких как высокое адгезия к различным материалам (бетон, асфальт, металл, плитка), что позволяет выполнять покрытия без армирования. Одновременно безусадочность, отсутствие пылеобразовании и износоустойчивость, большой срок службы и т.п.
Экспериментальная часть
Основная задача заключалась в том, что бы приготовить цемент Сореля в лабораторных условиях при использование бишофита (ГОСТ 7759-73).
1) Приготовление раствора. Для изготовления раствора бишофита с концентрацией 1 нормального раствора:
MgCl2 → Mg2+ + 2Cl−
Был произведён расчёт необходимого количества шестиводного хлористого магния для получения 1 литра раствора с концентрацией 0,1 М:
MMgCl2 ∙ 6H2O= 24 + 35,5 ∙ 2 + 18 ∙ 6 = 203 гр/л;
mMgCl2 ∙ 6H2O= (MMgCl2 ∙ 6H2O)/2 = 203/2 = 101,5 гр/л;
2) Титрование. После приготовления данного раствора было проведено титрование с целью получение осадка Mg(OH)2 c помощью раствора «едкого натрия» NaOH:
MgCl2 ∙ 6H2O + NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl + 4H2O;
Так как при взаимодействии ионов Mg2+ с щелочным раствором образуется осадок:
Mg2++ 2OH− → Mg(OH)2↓
В ходе эксперимента было установлено, что процесс осаждения Mg(OH)2 зависит от очерёдности вливания растворов.
a) Если раствор MgCl2 вливать в раствор щёлочи NaOH, то образуется взвесь, которая не осаждается;
b) Если к раствору MgCl2 влить раствор щёлочи NaOH, то быстро образуется осадок.
Фото № 1 «Результат титрование раствора MgCl2 ∙ 6H2O при помощи NaOH»
П р и м е ч а н и е: Как можно видеть на фотографии заметен осадок белого цвета – это и есть, необходимый нам, Mg(OH)2. Он был получен в ходе тирования, как сказано выше, MgCl2 ∙ 6H2O при помощи NaOH. Чтобы его получить, нам было необходимо чётко и внимательно, по каплям, вливать едкий натр в шестиводный хлористый магний для получения первого нерастворимого осадка. В результате его получения, процесс титрования мы прекратили.
3) Фильтрация и сушка. Фильтрация полученного нового раствора проводится с целью отделения от него осадка. Её мы осуществляли с помощью фильтровальной бумаги на протяжении нескольких часов. Получив осадок, нам необходимо его высушить. Сушку данного материала мы проводили в сушильном шкафу при постоянной температуре 600 — 700 Со в течении 2 часов, предварительно поместив его на заранее взвешенную фарфоровую чашечку. По истечении двух часов, достаём чашечку из сушильного шкафа, даём некоторое время охладиться до температуры в нормальных условиях и вновь взвешиваем чашечку с высушенным материалом (гранулы белого цвета. Фото № 3).
Фото № 2 «Фарфоровая чашечка без полученных гранул (цемент Сореля)»
Фото № 3 «Фарфоровая чашечка с полученными гранулами (цемент Сореля)»
Библиографический список
- «Химия цементов» Х. Ф. У. Тейлор, издательство литературы по строительству, Москва 1969 г.;
- «Волгоградский бишофит. Возможные освоения, глубокой переработки и использование природного бишофита» И. Ш. Салех Ахмед. – Волгоград: Перемена, 2010 г.;
- Статья: «Магнезиальные самовыравниваюшиеся композиции и декоративно-художественные камни» В. А. Тюльнин «строительные материалы, оборудование, технологии ХХ| века». – 2015 г. -Библиогр.
Количество просмотров публикации: Please wait