что такое мел в химии

Карбонат кальция

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Содержание

Применение

Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Массовое производство/использование

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.

Производители пластмассы — одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Строительство

Строительство — еще один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики — все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.

Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Нахождение в природе

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Источник

Мел, состав, происхождение, виды и применение

Мел, состав, происхождение, виды и применение.

Мел – это разновидность известняка, осадочная горная порода органического (зоогенного) происхождения, состоящая из скрытокристаллического кальцита.

Мел, свойства, состав и происхождение:

Мел – это разновидность известняка, осадочная горная порода органического (зоогенного) происхождения, состоящая из скрытокристаллического кальцита.

Мел представляет собой разновидность слабоцементированной мажущейся тонкозернистой карбонатной породы, состоящей в основном из карбоната кальция природного происхождения или полученного искусственным путем.

Мел – это горная порода, в основном, белого цвета. Иногда встречается мел желтоватого белого или кремового цвета, что обусловлено наличием в его составе различных примесей (глины и пр.).

Мел – очень мягкий и рассыпчатый материал. Твердость мела по шкале Мооса составляет 1. Его твердость аналогична с твердостью другой горной породой – тальком. Мел и тальк легко чертятся ногтём.

Мел состоит из скелетов крохотных живых существ, которые десятки миллионов лет назад при жизни поглощали из воды древних морей соли кальция и углекислый газ как сырьё для строительства маленьких оболочек вокруг своих тел. По мере того как они умирали, в меловом периоде мезозойской эры происходило накопление меловых отложений, которые в конечном итоге образовали горную породу. Меловой период – это последний период мезозойской эры и самый продолжительный из периодов мезозойской эры: начался 145,0 миллионов лет назад, закончился 66,0 миллионов лет назад, таким образом, продолжался около 79 миллионов лет. Название мелового периода произошло от мела.

Наиболее значительная полоса отложений мела залегает в Европе – от реки Эмба в Западном Казахстане до Великобритании (включительно), и частично в Азии – в Сирии и Ливийской пустыне. Мощность пластов мела достигает нескольких сотен метров.

Мел добывают из меловых месторождений как надземных, так и подземных.

Виды, марки и сорта мела:

В зависимости от способа производства и области преимущественного применения мел подразделяют на виды, марки и сорта (согласно ГОСТ 17498-72 Мел. Виды, марки и основные технические требования).

Карбонат кальция
Общие
Систематическое наименование	карбонат кальция
Традиционные названия	углекислый кальций
Химическая формула	CaCO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдые белые кристаллы
Молярная масса	100.0869 г/моль
Плотность	(кальцит) 2.74 г/см³ (арагонит) 2.83 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	(кальцит) 825 °C, (арагонит) 1339 °C
Температура разложения	900−1000 °C
Химические свойства
pKa	9.0
Растворимость в воде	(25 °C) 0.00015 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,60
Структура
Кристаллическая структура	тригональная, пространств. гр. 3 2/m
Безопасность
Токсичность

Примечание. В обозначениях марок мела буквы означают: МК – мел комовый, ММ – мел молотый, ИП – известкование почв, ЖП – животные и птицы, ПК – производство комбикормов, С – сепарированный, СГ – сепарированный гидрофобизированный, О – обогащенный, ХО – химически осажденный.

Применение и использование мела:

Мел используется в быту и различных отраслях народного хозяйства:

– в строительстве и для ремонта зданий и сооружений – для побелки, окраски заборов, стен, бордюров и пр.,

– для защиты стволов деревьев,

– как необходимый компонент мелованной бумаги, используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий,

– для письма на больших (школьных и пр.) досках для общего обозрения,

– в фармацевтике в лекарственных препаратах как вспомогательное вещество (наполнитель),

– в животноводстве как кормовая добавка, обеспечивающая необходимое количество кальция в рационе птиц и скота,

– в качестве дисперсного наполнителя для полимерных композиций (полипропилена, полиэтилена и пр.), резины, керамики и пр.,

– при производстве строительных материалов – извести, портландцемента, стекла и пр.,

– в пищевой промышленности – для очистки свекловичного сока,

– в парфюмерии и косметике – в качестве наполнителя,

Источник

Из чего делают мел: меловые отложения, добыча, состав и применение

Из чего делают мел? Что это за соединение такое? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в статье. Его можно именовать «свидетелем эпох», которые исчезли десятки миллионов лет тому назад. Это соединение имеет биологический источник, поэтому обладает физическими и химическими качествами. Из чего делают мел, выясним ниже.

Особенности возникновения

Немногие знают, из чего делают мел. Уделим внимание его возникновению в природе. Когда на Земле жили динозавры (а это было примерно 80 млн лет назад), был Меловой период. В крохотных морях того времени обитали миллионы маленьких моллюсков, которые свои скелеты и раковины строили из кальция, находящегося в воде. В донных отложениях скапливались останки существ многометровыми слоями и трансформировались в белый мел.

Структура минерала

Многие люди спрашивают: «Из чего делают мел?» В процентном соотношении выделяют такие составные части этого минерала:

Химический состав

Итак, вы уже знаете, из какого камня делают мел. Теперь рассмотрим его состав. Известно, что белый минерал содержит до 50 % оксида кальция, и примерно 2 % оксида магния. Какие субстанции придают окраску этому минералу?

Мел иногда может содержать даже 3-4 % оксида алюминия, а также немного оксидов железа. В этом случае он будет иметь розовый или красный оттенок.

В его состав входят:

Кстати, высокое содержание кремния увеличивает плотность мела.

Интересные факты

Вы знаете, из чего делают школьный мел? Можно ли его есть? Если у человека в организме недостаточно кальция, у него возникает тяга к поеданию мела. Доктора к данному вопросу относятся неоднозначно. Когда он оказывается под влиянием желудочного сока (соляной кислоты концентрированной), он значительно меняет свои качества.

Мел проходит через большое число окислительных процессов. В итоге он лишается первичной нейтральности, превращается в химическое агрессивное соединение, похожее по свойствам на гашеную известь (гидроксид кальция).

Именно поэтому слизистая оболочка ЖКТ при контакте с окисленным минералом серьезно страдает.

Если мел употреблять в пищу в больших количествах, это спровоцирует известкование сосудов. При недостатке кальция намного безопаснее принимать особые медпрепараты, к примеру, глюконат кальция.

Доктора предупреждают пациентов о недопустимости применения в пищу аграрного кормового, канцелярского, строительного мела.

Применение и добыча

Как делают мел? В основном его получают путем карьерных открытых разработок. Добытые глыбы крошат, затем погружают в воду. При беспрестанном размешивании частички кальция всплывают на поверхность. Их высушивают и используют для разнообразных целей. Кстати, в виде кладочного сырья мел применять неразумно, так как у него малая твердость.

Камни, которые не прошли подобную переработку, отправляют на обжиг. В результате образуется известь, которую долгое время использовали для побелки потолков внутри строений. Сегодня такая сфера применения почти отсутствует, так как были созданы иные отделочные материалы.

Нынче мел добавляют в разные цементные смеси для того, чтобы придать им дополнительную мягкость. Также минерал востребован при создании стекла, пластмасс, резины, каучука, смесей композитных и лакокрасочных материалов.

В огромных количествах породу применяют в ковровой и линолеумной промышленности. С его помощью регулируют вязкие качества латексного клея, улучшают теплосберегающие свойства изделий, придают им прочность.

Кальций необходим для изготовления удобрений почвенных и комбикормов. Порошок меловой – это база для создания многих косметических средств: помады губной, пудры, кремов. Сложно представить функционирование бумажной и картонной промышленности без этого материала.

Физико-химические характеристики

В зависимости от своеобразия месторождений, в природных свойствах мела могут быть значительные отличия. Существенно влияет на минерал влажность воздуха. Он в воде не растворяется, а формует суспензию. Карбонат кальция при впитывании влаги свою прочность теряет. Пластичность материала при этом значительно увеличивается.

Это вносит серьезные проблемы в переработку и добычу мела, он прилипает к ковшу экскаватора. Имеет незначительную морозостойкость. После размораживания он распадается на большое число мелких отдельных частиц. Данное свойство применяют в сельском хозяйстве для снижения кислотности почвы.

Чем мел отличается от извести?

Несмотря на общие корни, эти материалы отличаются по составу, свойствам. Оба считаются экологически безопасными, но известь получают путем обжига природного известняка, а в составе мела имеется углекислый газ.

Желаете собственными силами отличить известь от мела? Возьмите маленькую горсть каждого сырья, разотрите в пыль, а затем смойте тонкой струей воды. Мел тот час же исчезнет вместе с водой, а вот для того чтобы удалить известь, придется порядочно потрудиться.

От известковой побелки следов не остается. Мел же будет долгое время напоминать о себе даже после окончания ремонта. У извести обнаружены великолепные антисептические свойства, поэтому ее применяют для защиты кустарников и деревьев от поражения насекомыми.

Применение в школе

Каждый должен знать, из какого камня делают школьный мел. На первый взгляд, этот продукт имеет невзрачный вид. Он весьма актуален для учеников и учителей в учебных заведениях, его расходуют малыши, рисуя на городских тротуарах. Потребитель требует качества от любой продукции, и мел исключением не является.

Многие учителя жалуются, что он кожу разъедает, сыпется с доски, сильно руки пачкает, раздражает голосовые связки. В чем причина?

Известно, что школьный мел на 40 % состоит из карбоната кальция и на 60 % из гипса или иной любой связующей субстанции (крахмала, клея ПВА). Также в нем есть немного оксидов металлов, карбоната магния, примесей кварца, морских ископаемых организмов (фораминиферов, радиолярий).

Когда с морского дна слои породы были подняты на поверхность, они образовали меловые скалы, самые известные из которых расположены в Англии и Франции. В РФ самые большие месторождения размещены в Белгородской и Воронежской областях, а также в Ульяновской, Саратовской и Брянской.

Самый древний в России завод по изготовлению мела находится в Белгороде. В районе этого города минерал, как горную породу, добывают и сегодня. Именно из белгородских карьеров его развозят по всем предприятиям, производящим материал поштучно.

Производство

Как делают мелки? В Белгороде мел изготавливали и раньше и создают теперь экструзионным методом. При этом мокрый минерал в виде тоненьких колбасок поступает из устройства, похожего на мясорубку. Колбаску укладывают на противень, режут и в печах сушат. В итоге получаются круглые мелки. Технологическое своеобразие этой продукции – ее «связывание» осуществляется за счет клея (чаще всего ПВА), что для здоровья малышей не совсем безопасно (известно, что белый мел едят ребятишки, впрочем, как и взрослые). Зато она почти не пачкает руки, мягкая, приятная на ощупь.

Мел для рисования применялся издавна. Археологи и ныне обнаруживают пещерные рисунки, сделанные этой породой. Некоторые художники рисовали эскизы своих картин. Именно тогда мел для удобства приобрел свою общепринятую форму в виде палочки.

Так как мел – это рассыпчатая и мягкая горная порода (порошок), его часто смешивают со связующими субстанциями – водой и глиной. После полученную массу помещают в формочки и сушат. Если необходим цветной материал, в смесь добавляют разнообразные примеси. Для получения черных мелков, к примеру, добавляют углерод, а для ярко-красных – оксид железа.

Некоторые производители в виде связующего вещества добавляют декстрин или гипс. И уже из этой смеси далее делают школьный мел. Для получения цветных мелков на последнем этапе иногда добавляют красители.

Базовые требования

Мы уже ответили на вопрос, из чего делают школьный мел. Состав его довольно-таки разнообразен. Базовые требования, предъявляемые к писчему материалу, такие:

Почти не крошится мел от ООО «Пегас» (г. Клин), так как он достаточно плотный. А вот продукция производства ООО «Центрум инт» и ООО «Алгем» сильно пачкает руки. В качестве загустителя в этих образцах используют гипс, а не крахмал.

Кстати, мел кожу рук разъедать не может, так как реакция его среды нейтральна. Беспрестанная работа с этим минералом может вызывать сухость кожи рук. Поэтому чаще мойте их, смазывайте защитным кремом.

Источник

Мел, состав, происхождение, виды и применение

Мел – это разновидность известняка, осадочная горная порода органического (зоогенного) происхождения, состоящая из скрытокристаллического кальцита.

Мел, свойства, состав и происхождение:

Мел – это разновидность известняка, осадочная горная порода органического (зоогенного) происхождения, состоящая из скрытокристаллического кальцита.

Мел представляет собой разновидность слабоцементированной мажущейся тонкозернистой карбонатной породы, состоящей в основном из карбоната кальция природного происхождения или полученного искусственным путем.

Мел – это горная порода, в основном, белого цвета. Иногда встречается мел желтоватого белого или кремового цвета, что обусловлено наличием в его составе различных примесей (глины и пр.).

Мел – очень мягкий и рассыпчатый материал. Твердость мела по шкале Мооса составляет 1. Его твердость аналогична с твердостью другой горной породой – тальком. Мел и тальк легко чертятся ногтём.

Мел обладает большей устойчивостью к выветриванию и осыпанию, чем глины, с которыми он обычно ассоциируется, образуя, таким образом, высокие, крутые скалы, где меловые хребты встречаются с морем.

Основу химического состава мела составляет карбонат кальция CaCO₃ с небольшим количеством карбоната магния MgCO₃, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В меле обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др.). Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др.

В минеральном составе мела доминирует кальцит, который может быть как биогенного, так и аутогенного происхождения. Мел до 75 % образован органическими остатками – скелетными оболочками планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также скелетными оболочками (раковинами) микроскопических моллюсков фораминифер. Размер скелетных остатков составляет 5-10 мкм. Они хорошо различимы под микроскопом. Изредка встречаются и более крупные образования – окаменелости мелового периода. Из других минералов (до 5 %) в незначительных количествах в меле присутствуют: кварц, полевые шпаты, глины, опал, халцедон, пирит и др.

Мел состоит из скелетов крохотных живых существ, которые десятки миллионов лет назад при жизни поглощали из воды древних морей соли кальция и углекислый газ как сырьё для строительства маленьких оболочек вокруг своих тел. По мере того как они умирали, в меловом периоде мезозойской эры происходило накопление меловых отложений, которые в конечном итоге образовали горную породу. Меловой период – это последний период мезозойской эры и самый продолжительный из периодов мезозойской эры: начался 145,0 миллионов лет назад, закончился 66,0 миллионов лет назад, таким образом, продолжался около 79 миллионов лет. Название мелового периода произошло от мела.

Наиболее значительная полоса отложений мела залегает в Европе – от реки Эмба в Западном Казахстане до Великобритании (включительно), и частично в Азии – в Сирии и Ливийской пустыне. Мощность пластов мела достигает нескольких сотен метров.

Мел добывают из меловых месторождений как надземных, так и подземных.

Виды, марки и сорта мела:

В зависимости от способа производства и области преимущественного применения мел подразделяют на виды, марки и сорта (согласно ГОСТ 17498-72 Мел. Виды, марки и основные технические требования).

Примечание. В обозначениях марок мела буквы означают: МК – мел комовый, ММ – мел молотый, ИП – известкование почв, ЖП – животные и птицы, ПК – производство комбикормов, С – сепарированный, СГ – сепарированный гидрофобизированный, О – обогащенный, ХО – химически осажденный.

Применение и использование мела:

Мел используется в быту и различных отраслях народного хозяйства:

Источник