1 .. 189 > .. >> Следующая
NaCl -[-NH3-I-CO2 I-H2O-NaHCO3 [-NH4CI
434"
2NaHCO3 X N а2СО* + CO21 -f H2O
Основными примесями в технической соде являются NaCl1 NH4Cl, NH4HCO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, соли железа.
Качество синтетической кальцинированной соды определяется ГОСТ 5100-64.
Содержание карбоната натрия в прокаленной кальцинированной соде составляет не менее 99%, потеря в массе при прокаливании не более 2,2%, содержание хлоридов в пересчете на хлорид натрия не более 0,8%. В зависимости от назначения дополнительно определяют содержание сульфатов, железа, окиси калия и др.
§ 58. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЯКА
Определение карбоната кальция. Известняк - карбонатная горная порода, состоящая на 90-98% из CaCO3. Для определения CaCO3 применяют много методов. Одним из них является метод, основанный на взаимодействии кислоты с углекислым кальцием с выделением CO3:
CaCO3 + 2HCl ¦ > CaCI2 + CO2 f + H2O
Количество CO2 определяют по разности между массой кальциметра до и после реакции. Зная массу CO2, пересчитывают ее на массу CaCO3, выражая результаты в процентах.
Реактивы:
1) серная кислота (пл. 1,84);
2) соляная кислота, 10%-ный раствор.
Выполнение определения. Предварительно вымытый кальциметр 1 (рис 130) высушивают и охлаждают до комнатной температуры. Открывают пробку 6 воронки 4 и осторожно наливают серную кислоту (пл. 1,84), так чтобы носик капилляра 5 был погружен на 3-4 мм в кислоту. Осторожно закрывают притертой пробкой 6, следя за тем, чтобы кислоту не затянуло в нижнюю часть прибора. В воронку 7 при закрытом кране 8 помещают 10 мл 10%-ного раствора соляной кислоты и закрывают пробкой 9, после чего кальциметр взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. Затем в кальциметр через отверстие 2 помещают около 0,5 г известняка, следя за тем, чтобы известняк не оставался на стенках отверстия, закрывают пробкой 3 и снова взвешивают на аналитических весах. По разности между вторым и первым взвешиванием определяют навеску известняка. Осторожно вынимают пробки 6 и 9, открывают кран 8 и понемногу сливают соляную кислоту в нижнюю часть прибора. Прибор выдерживают 15-20 мин для окончания реакции, при этом двуокись углерода выделяется через воронку 4, где происходит поглощение воды сер-
Рис. 130. Кальциметр для анализа известняка
435
ной кислотой. После окончания реакции прибор закрывают пробками 6 и 9 и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. По разности между вторым и третьим взвешиванием находят массу выделившейся CO2.
Процентное содержание CaCO3 д:сасо3 в известняке вычисляют по формуле
¦ gi100"100 ,vir яп
*СаСО, - (V1I.3I)
где gi - масса выделившейся двуокиси углерода, г; g - навеска известняка, г.
Определение двуокиси углерода в известняке можно выполнить газообъеыным методом. Для этого павеску известняка, соответствующую 80-100 мл CO2, помещают в реакционный сосуд 1 {см. рис. 130), обрабатывают 10 мл 10%-ного раствора соляной кислоты. Выделившуюся CO3 измеряют в газоизмерительной бюретке.? и приводят объем ее к нормальным условиям.
По количеству CO2 вычисляют процентное содержание карбоната кальция XCaCo3 в известняке:
PoIOO-100
где V0 - объем сухой двуокиси углерода при нормальных условиях, мл; g - навеска известняка, г.
§ 5». АНАЛИЗ ЖИДКОСТЕЙ СОДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Жидкости в производстве кальцинированной соды анализируют на содержание хлора, азота, аммиака и двуокиси углерода. В дистил-лерной жидкости определяют избыток окиси кальция. В производстве соды концентрацию растворов принято выражать в так называемых нормальных делениях, т. е. количеством миллилитров точно 1 н. раствора реактива, израсходованным на 20 мл исследуемого раствора. Например, если на титрование 20 мл аммиачной воды затрачено 25 мл 1 н. раствора кислоты, то концентрация аммиачной воды составляет 25 нормальных делений, или сокращенно 25 н. д.
Одно нормальное деление соответствует V20 г-экв вещества віл раствора. Следовательно, если аммиачная вода имеет концентрацию
25 н. д., то это составляет 25^= 1,25 г-жвіл.
Пример. Выразить в нормальных делениях, г-экв!л и г!л концентрацию NH3 в жидкости, если на титрование 26 мл ее израсходовано 28,4 мл 0,5 н. раствора H2SO4 (К == 0,9980).
Решение.
1. Вычисляют количество точно 1 н. раствора H2SO4, которое израсходовано на титрование 25 мл исследуемого раствора по формуле A^f1 = N3V3, 28,4 0,9980 0,5=-1 V2, отсюда
02 = 28,4-0,9980-0,5=14,17 мл.
436
2. Определяют количество точно 1 и, раствора H2SO4, которое было бы израсходовано ка 20 мл исследуемого раствора: на 25 мл исследуемого раствора израсходовано 14,17 мл H2SO4, на 20 мл исследуемого раствора будет израсходовано X мл:
20-14,17
X = -¦-"¦- = 11,34 JHJ или 11,34 н. д. 25
3. Вычисляют концентрацию NH3 в г-зке/л: \ООО мл 1 н. раствора содержат 1 г-экв NH3
11,34 мл 1 н. раствора содержат х г-жа NH3
11,34-1 NHl 1000 в 20 мл исследуемого раствора.
11,34
20 мл содержат ^ г-экв NH3
1000 мл содержат х г-экв NH3
1000-11,34 1
= - 11,34 = 0,567 г-экв/л.
1000-20 20
4. Вычисляют концентрацию NH3 в г/л:

Камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Формирование известняка

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на к известняковым обломкам добавляется который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк - мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин - он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет - белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже - слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО 3 . Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов мергелистый - до 21 процента кислотных окислов (SiO 2 +R 2 О 3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO 3) 2 , FeCO 3 и MnCO 3 , в незначительных количествах - оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са 3 (РО 4) 2 , CaSO 4 .

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м 3 . Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м 3 , а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м 3 . Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности - она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный известняк используется для производства шпаклевочных и герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное - доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя - Тонина и Небах.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. ОКТЯБРЬСКОЕ

СТЕРЛИТАМАКСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Секция: Мир химии

Номинация: Мир вокруг нас

Выполнила: Зайдуллина Алсу, обучающаяся 7 класса МОБУ СОШ с. Октябрьское

Научный руководитель: Исхакова Р.У., учитель химии МОБУ СОШ с. Октябрьское

2015

Введение

изучить литературу по данной проблеме;

изучить физические свойства известняка;

изучить химические свойства известняка;

самостоятельно получить известняк;

сделать выводы.

ИЗУЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРЫ. Что такое известняк?

Известняк -осадочная горная порода органического происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция(CaCO 3 ) в виде кристаллов кальцита различного размера.

Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Кроме того, бывают нуммулитовые, мшанковые и мраморовидные известняки - массивно-слоистые и тонко-слоистые.

По структуре выделяют известняки кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной структуры) и натёчный (травертин). Среди кристаллических известняков по величине зёрен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллический (афанитовый), по блеску на изломе - перекристаллизованный (мраморовидный) и кавернозный (травертиновый). Кристаллический известняк - массивный и плотный, слабопористый; травертиновый - кавернозный и сильнопористый.

Среди органогенно-обломочного известняка в зависимости от состава и величины частиц различают: рифовый известняк; ракушечный известняк (ракушечник), состоящий преимущественно из целых или дроблёных раковин, скреплённых карбонатным, глинистым или другим природным цементом; детритусовый известняк, сложенный обломками раковин и другими органогенными обломками, сцементированными кальцитовым цементом; водорослевый известняк. К органогенно-обломочным известнякам относится и белый (т.н. Пишущий) мел.

Органогенно-обломочные известняки характеризуются крупной пористостью мной массой и легко обрабатываются (распиливаются и шлифуются). Обломочно-кристаллический известняк состоит из карбонатного детрита разной формы и величины (комочки, сгустки и желваки тонкозернистого кальцита), с включением отдельных зёрен и обломков различных пород и минералов, линз кремней. Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня. Характеризуются мелкими, разными по форме порами, переменной объёмной массой, малой прочностью и большим водопоглощением. Натёчный известняк (травертин, известковый туф) состоит из натёчного кальцита. Характеризуется ячеистостью, малой объёмной массой, легко обрабатывается и распиливается.

Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве:

В металлургии известняк служит флюсом.

В производстве извести и цемента известняк - главный компонент.

Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.

Применяется при очистке нефтепродуктов, сухой перегонке угля, в изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известкования почв.

Известняк же с древнейших времён использовали в качестве строительного материала; причем сначала довольно «простодушно»: находили пещеру и обживали её, в соответствии с имевшимися запросами.

2.ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.

(Приложение 2).

У каждого минерала есть свои, присущие лишь ему признаки, я рассмотрела следующие признаки:

Блеск

матовый

Твердость

средняя

Цвет

бело-серый

Плотность

2000-2800кг / м 3

Электропроводность

10~5 до10~~4

Теплопроводность

0.470 м*K

Растворимость. (Приложение 3)

Растворимость в воде

Известняк не растворяется в воде

Растворимость в ацетоне (Органический растворитель)

Известняк не растворяется в ацетоне

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

(Приложение 4)

Опыт №1. Взаимодействие известняка с кислотами (соляная, уксусная, азотная).

Химикаты и оборудование:

Сильные кислоты: HCI (соляная), HNO 3 (азотная).

Слабая CH 3 COOH (уксусная).

Штатив с пробирками, спиртовка, держатель.

Реагент

Наблюдения

Вывод

HCI (соляная),

Реакция бурная

Хорошо взаимодействует с соляной кислотой

HNO 3 (азотная)

На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

Реакция бурная

Хорошо взаимодействует с азотной кислотой. Лучше с соляной.

CH 3 COOH (уксусная)

На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

Реакция медленная, но при нагревании скорость реакции увеличилась.

Плохо взаимодействует с уксусной кислотой. Т.к. кислота слабая.

CaCO 3 +2HCl=CO 2  +H 2 O +CaCI 2

CaCO 3 +2CH 3 COOH= (CH 3 COO) 2 Ca+ H 2 O+ CO 2 

CaCO 3 + 2HNO 3 =Ca(NO 3 ) 2 + CO 2  +H 2 O

Вывод: Известняк взаимодействует с кислотами с выделением углекислого газа и воды. С сильными кислотами реакция была бурной, а со слабой кислотой реакция началась только после нагревания.

Опыт №2. Взаимодействие со щелочами (растворимые в воде основания).

(Приложение 4)

Химикаты и оборудование:

Гидроксид натрия – NaOH, штатив с пробирками, спиртовка, держатель.

Описание опыта : В пробирку внесли некоторое количество известняка и прилили гидроксид натрия. Реакции не было, через 15 минут добавила еще реагента и нагрела. Реакция не наблюдалась.

Вывод: Известняк не реагирует со щелочами.

Опыт №3. Разложение известняка.

(Приложение №5).

Химикаты и оборудование: известняк, штатив, газоотводная трубка, колба, лучина, спиртовка.

Описание опыта : Известняк поместили в пробирку и закрыли газоотводной трубкой, конец которой опустили в колбу. Зажгли спиртовку и начали нагревать. Наличие углекислого газа определили с помощью горящей лучины.

Наблюдения: Известняк разлагается. Цвет стал белым. На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

CaCO 3 CaO+ CO 2

Вывод: При нагревании известняк разлагается с образованием оксида кальция и воды.

Опыт №4. Получение известняка в домашних условиях.

Для выполнения опыта понадобится:

пластмассовое ведерко

пластиковые стаканчики

сухая штукатурка

гипсовая смесь

Время для проведения эксперимента: 15 минут для подготовки к опыту и 5 дней для получения известняка.

Для того, чтобы получить известняк:

1. 1. 1. Перелила получившуюся смесь в пластиковые стаканчики.

         Поместила стаканчики в теплое место. Оставила в покое в течение 5 дней.

         На 5 день извлекла получившийся известняк.

Примечание:

Ракушки могут быть любого размера, но воспользуйтесь более мелкими ракушками для наилучшего качества известняка.

Наблюдение: Похож ли получившийся известняк на природный?

Результат:

Известняк является одним из видов осадочных пород. Когда микроскопические морские животные умирают, они падают на дно океана, где их собирают ракушки. Так ракушки собирают эти частицы в течение долгого времени, и формируется известняк .

Настоящий руководящий нормативный документ устанавливает методы для определения химического состава известняков флюсовых.

Методы, приведенные в настоящем документе, применяются у производителя при отгрузке и у потребителя при поступлении продукции.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Все реактивы должны иметь квалификацию не ниже ч.д.а. Дистиллированная вода для приготовления раствора реактивов и проведения анализа - по ГОСТ 6709-72 и деионированная.

1.2. Определение массовой доли элементов проводят в двух параллельных навесках, взвешенных со случайной погрешностью 0,0002 г.

1.3. Значение суммарной погрешности среднего результата анализа контролируется не реже одного раза в смену путем проведения одновременно с анализом пробы и в тех же условиях анализа стандартного образца. Для контроля выбирают стандартный образец с химическим составом, соответствующим требованиям данного документа на методику определения массовой доли элементов. Средний результат анализа стандартного образца не должен отличаться от значения массовой доли определяемого элемента более, чем на половину величины допускаемого расхождения для соответствующего интервала массовой доли элемента. В противном случае определение массовой доли элемента анализируемой пробы в стандартном образце повторяют. Результаты повторного анализа считают окончательными.

1.4. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных измерений при условии, что расхождение между результатами параллельных измерений не должно превышать допускаемые при доверительной вероятности 0,95 расхождения, приведенные в табл. .

Таблица 1

	Массовая доля элемента, %	Допускаемые расхождения, абс. %
Окись кальция	от 40,0 до 50,0
	св. 50,0 « 60,0
Окись магния
	св. 2,0 « 5,0
Нерастворимый остаток
	св. 0,5 « 1,0
	от 0,005 до 0,01
	св. 0,01 « 0,02
	от 0,015 « 0,03
	св. 0,03 « 0,05
		Раствор с объемной долей соляной кислоты 0,5; 0,06 - по ГОСТ 3118-77 . Лодочки фарфоровые прямоугольные - по ГОСТ 9147-80 К, тигли фарфоровые низкие - по ГОСТ 9147-80 Е. Фильтры обеззоленные «белая лента», фильтровальная бумага с известным содержанием золы или фильтры средней плотности. 2.2.3. Алгоритм операций по подготовке растворов к анализу Раствор с объемной долей соляной кислоты 0,5 готовят следующим образом: одну объемную часть раствора соляной кислоты с массовой концентрацией 1,19 г/см3 смешивают с таким же объемом воды и тщательно взбалтывают. Раствор с объемной долой соляной кислоты 0,05 готовят следующим образом: пять объемных частей раствора соляной кислоты с массовой концентрацией 1,19 г/см3 смешивают с 95 такими же объемами воды и перемешивают. 2.2.4. Алгоритм выполнения измерений Навеску воздушно-сухой пробы весом 1 г помещает в коническую колбу емкостью 100 см3, предварительно смоченную водой. Приливают осторожно 15 см3 раствора с объемной долой соляной кислоты 0,5, нагревают до кипения и кипятят в течение 3 мин. Осадок промывают фильтрованием через беззольный фильтр «белая лента» или фильтровальную бумагу. Промывают стенки колбы два раза горячим раствором с объемной долей соляной кислоты 0,06, протирают кусочком фильтра и отмывают осадок пять раз горячей водой. Фильтр с нерастворимым остатком помещают во взвешенную фарфоровую лодочку или тигель, озоляют и прокалывают при температуре 900 °С в течении 20 мин. Остывший осадок взвешивают. 2.2.5. Обработка результатов анализа Массовую долю нерастворимого остатка (Х) в процентах вычисляют по формуле где м - найденная масса нерастворимого остатка, г; М1 - масса осадка контрольного опыта, г; М - навеска пробы, г. 2.3. Определение массовой доли окиси кальция 2.3.1. Метод измерений Метод основан на определении окиси кальция комплексно-метрическим титрованием с индикатором кислотным хром-темносиним при рН 12. Влияние трехвалентных железа и алюминия устраняют маскирующей смесью или триэтиламином, связывая их во фторидный комплекс. Допускается использовать индикаторы флуорексон и мурексид. 2.3.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы ГОСТ 1770-74 Е. ГОСТ 25336-82 Е. гост 3760-79 . Раствор с объемной долей соляной кислоты 0,33 - по ГОСТ 3118-77 . Раствор гидрата окиси калия с массовой концентрацией 20 г/см3. Соль двунатриевая этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), молярная концентрация эквивалента трилона Б равна 0,025 моль/дм3 - по ГОСТ 10652-73 . Цинк гранулированный. Триэтаноламин - по ТУ 6-09-2448-86. Бумага конго. Допускается применение импортных реактивов и посуды. 2.3.3. Алгоритм операций по подготовке растворов к анализу Раствор молярной концентрации эквивалента соли цинка, равный точно 0,05 моль/дм3, готовят следующим образом: 1,6345 г цинка металлического взвешивают со случайной погрешностью ± 0,0002 г помещают в фарфоровую чашку и растворяют при нагревании на водяной бане в смеси 100 см3 воды и 15 см3 азотной кислоты, накрыв чашку стеклом. Затем тщательно смывают стекло водой, собирают ее в ту же чашку и упаривают раствор до 3 - 4 см3. Остаток из чашки количественно переносят, смывая стенки чашки водой, в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят объем до раствора до метки водой. Раствор годен в течение месяца. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,025 моль/дм3 готовят следующим образом: 9,31 г трилона Б растворяют в воде и доводят объем водой до 1 дм3. Раствор сохраняют в полиэтиленовых или стеклянных, парафинированных изнутри, сосудах. Буферный раствор рН 9,5 ... 10 готовят следующим образом: 70 г аммония хлористого растворяют в 1000 см3 аммиака водного, раствор 1:1. Маскирующую смесь готовят следующим образом: 15 г фтористого натрия растворяют при нагревании в 1 дм3 воды и добавляют 20 см3 триэтаноламина. Индикаторы готовят следующим образом: 0,250 г индикатора растирают в ступке с 25 г натрия хлористого или 1 г индикатора растворяют в 10 см3 буферного раствора рН 9,5 ... 10 и доводят объем дистиллированной водой до 100 см3. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,5 моль/дм3, определяют по раствору соли цинка следующим образом: к 25 см3 соли цинка с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3 прибавляют 5 см3 буферного раствора, около 0,1 г индикатора эриохрома черного Т и 70 см3 воды. Раствор перемешивают и титруют раствором трилона Б до перехода фиолетово-красной окраски в синюю. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,05 моль/дм3, вычисляют по формуле где У - объем трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,005 моль/дм3, израсходованный на титрование, см3. Массовую концентрацию трилона Б (Т) по окиси кальция в г/см3 вычисляют по формуле где N - молярная концентрация эквивалента; 28,04 - грамм-эквивалент окиси кальция. Кроме указанного способа допускается установка массовой концентрации трилона Б по стандартному образцу. 2.3.4. Алгоритм выполнения измерений Навеску воздушно-сухой пробы 0,5 г растворяют в 30 см3 раствора в объемной долей соляной кислоты 0,33 в конической колбе вместимостью 250 см3 при нагревании и кипятят в течение 3 мин. Раствор переводят в мерную колбу емкостью 250 см3, добавляют объем водой до метки, тщательно перемешивают. Для определения массовой доли окиси кальция отбирают 50 см3 приготовленного раствора в коническую колбу вместимостью 500 см3, разбавляют водой до 200 см3, вводят 5 см3 маскирующей смеси или 5 ... 7 капель триэтаноламина, добавляют (15 ... 20) см3 раствора трилона Б, нейтрализуют раствором гидрата окиси калия с массовой концентрацией 20 г/см3 по индикаторной бумаге конго, дают на избыток около 10 см3 щелочи (рН 12 - 13); 0,10 - 0,15 г или 4 - 6 капель индикатора кислотного хром темно-синего и продолжают добавлять трилон Б до перехода окраски из малиновой в фиолетовую. Титрование допускается производить не только, но и разного рода титраторами в соответствующей посуде. 2.3.5. Обработка результатов Массовую долю окиси кальция (Х) в процентах получают по формуле где У - объем трилона Б, израсходованный на титрование, см3; Т - массовая концентрация трилона Б по окиси кальция, г/см3; М - навеска пробы, содержащаяся в аликвотной части раствора, г. 2.4. Определение массовой доли окиси магния 2.4.1. Метод измерений Метод основан на тетраметрическом определении ионов магния после осаждения кальция в виде оксалата. 2.4.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы Весы аналитические с разновесами. Стаканы и колбы стеклянные лабораторные - по ГОСТ 25336-82 Е. Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы - по ГОСТ 1770-74 Е. Приборы мерные лабораторные стеклянные. Пипетки, бюретки - по ГОСТ 20292-74Е. Раствор с объемной долей соляной кислоты 0,5 - по ГОСТ 3118-77 . Магний сернокислый - по ТУ 6-09-2540-87. Раствор щавелекислого аммония с массовой долей 4 % - по ГОСТ 5712-78 . Раствор аммиака с массовой концентрацией 25 г/см3 - по ГОСТ 3760-79 . Индикатор метиловый оранжевый - по ТУ 6-09-5171-84. Индикатор эриохром черный Т - по ТУ 6-09-1760-72. Индикатор кислотный хром темно-синий - по ТУ 6-09-3870-84. Фильтры обеззоленные «белая лента» или фильтровальная бумага с известным содержанием золы. Допускается применение импортных реактивов и посуды. 2.4.3. Алгоритм операций по подготовке растворов к анализу Аммиачный буферный раствор с рН 9,5 готовят следующим образом: 70 г аммония хлористого растворяют в 1000 см3 аммиака водного, раствор 1:1. Молярную концентрацию эквивалента сернокислого магния, равную точно 0,1 моль/дм3, готовят следующим образом: содержимое одной ампулы фиксанала сернокислого магния количественно переносят в мерную колбу емкостью 1 дм3 и доводят водой до метки. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,025 моль/дм3, готовят следующим образом: 9,31 г трилона Б растворяют в воде и доводят до 1 дм3. Индикаторы готовят следующим образом: 0,250 г индикатора растирают в ступке с 25 г натрия хлористого или 1 г индикатора растворяют в 10 см3 буферного раствора рН 9,5 - 10 и доводят объем дистиллированной водой до 100 см3. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,5 моль/дм3, определяют по раствору соли цинка следующим образом: к 25 см3 соли цинка с молярной концентрацией эквивалента 0,006 моль/дм3 прибавляют 5 см3 буферного раствора, около 0,1 г индикатора эриохрома черного Т и 70 см3 воды. Раствор перемешивают и титрируют раствором трилона Б до перехода фиолетово-красной окраски в синюю. Молярную концентрацию эквивалента трилона Б, равную 0,05 моль/дм3, вычисляют по формуле где У - объем трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,005 моль/дм3, израсходованный на титрирование, см3. Массовую концентрацию трилона Б (Т) по окиси магния в г/см3 вычисляют по формуле где N - молярная концентрация эквивалента; 20,16 - грамм-эквивалент окиси магния. Допускается также установка массовой концентрации трилона Б по стандартному образцу и синтетическим смолы стандартных образцов. 2.4.4. Алгоритм выполнения измерений Навеску воздушно-сухой пробы 0,5 г растворяют в 20 см3 раствора с объемной долей соляной кислоты 0,5 в конической колбе вместимостью 250 см3 при нагревании и кипятят в течение 3 мин. К раствору приливают 50 см3 горячей воды, 20 см3 раствора щавелевокислого аммония с массовой концентрацией 4 г/см3, дают закипеть, вводят 1 - 2 капли индикатора метилоранжа и нейтрализуют раствором аммиака с массовой долей 0,5. Осадок отфильтровывает через фильтр средней плотности, стенки колбы и фильтр с осадком промывают холодной водой. Фильтрат и промывание воды собирают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. В коническую колбу емкостью 250 см3 отбирают 50 см3 фильтрата, приливаю 50 см3 воды, 5 см3 аммиачного буферного раствора, 0,1 - 0,2 г индикаторной смеси кислотного хром темно-синего или 4 - 5 капель раствора индикатора и титрируют раствором трилона Б до перехода окраски из розовой в фиолетовую. 2.4.6. Обработка результатов Кассовую долю окиси магния (X) в процентах вычисляют по формуле где У - объем трилона Б, израсходованный на титрование, см3; Т - массовая концентрации трилона Б по окиси магния, г/см3; М - навеска пробы, содержащаяся в аликвотной части раствора, г. 2.5. Определение массовой доли серы - по ГОСТ 23581.20-81 или методикам флюсодобывающих предприятий, утвержденным ИСО ЦНИИЧМ. 2.6. Определение массовой доли фосфора 2.6.1. Метод измерений Метод основан на образовании фосфороанадиевого молибденового комплексного соединения в присутствии кислоты и фотометрировании окрашенного раствора. 2.6.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы Весы аналитические с разновесами Стаканы и колбы стеклянные лабораторные - по ГОСТ 25366-82 Е. Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы - по ГОСТ 1770-74 E. Приборы мерные лабораторные стеклянные. Пипетки, бюретки - по ГОСТ 20292-74Е. Раствор с объемной долей азотной кислоты 0,33 - по ГОСТ 4461-77 . Калий фосфорнокислый однозамещенный - по ГОСТ 4198-75 . Аммоний молибденовокислый - по ГОСТ 3765-78 . Аммоний ванадиевокислый - по ГОСТ 9336-75 . Допускается применение импортных реактивов и посуды. 2.6.3. Алгоритм операций по подготовке растворов к анализу Раствор ванадиевомолибденовогокислого аммония готовят следующим образом: 10 г молибденовокислого аммония растворяют в 100 см3 горячей воды, затем приливают 2 см3 азотной кислоты и фильтруют в случае образования осадка. Отдельно растворяют 0,3 г ванадиевокислого аммония в 50 см3 воды при 50 - 60 °С, охлаждают и приливают 50 см3 раствора с объемной долей азотной кислоты 0,33. Приготовленный раствор молибденовокислого аммония вливают при перемешивании в раствор ванадиевокислого аммония, затем приливают 16 см3 азотной кислоты и перемешивают. Раствор хранят в закрытой склянке в темном месте. Стандартный раствор фосфора готовят следующим образом: 0,1917 г дважды перекристаллизованного однозамещенного фосфорнокислого калия растворяют в небольшом количестве воды в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см3 стандартного раствора соответствует 0,1 мг пятиокиси фосфора. Раствор контрольного опыта готовят следующим образом: в мерную колбу емкостью 100 см3 помещают 15 см3 нагретой до 60 - 80 °С азотной кислоты, затем приливают 10 см3 раствора ванадиевомолибденовокислого аммония, доливают до метки водой и перемешивают. 2.6.4. Алгоритм выполнения измерений Навеску воздушно-сухой пробы 1,0 г смачивают водой и помещают в стакан емкостью 100 см3, приливают 5 см3 царской водки и выпаривают досуха. Остаток смачивают 3 см3 соляной кислоты и выпаривают досуха. Приливают 5 см3 азотной кислоты и выпаривают до консистенции сиропа, при которой жидкость бывает подернута пленкой. Объем раствора должен быть не более 1 - 1,5 см3. Если в конце выпаривания продолжают выделяться бурые окислы азота, что указывает на присутствие органических соединений, то повторно приливают 5 см3 азотной кислоты и снова выпаривают до консистенции сиропа. К выпаренному раствору приливают 15 см3 нагретого до 60 - 80 °С раствора с объемной долей азотной кислоты 0,33, нагревают в течение нескольких минут, фильтруют через фильтр «белая лента» или фильтр средней плотности в мерную колбу емкостью 100 см3. Осадок на фильтре промывают 2 - 3 раза холодной водой. К реактиву в колбе приливают 10 см3 раствора ванадиевомолибденовокислого аммония, доводят до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора замеряют на фотохроматографе при 413 нм, применяя светофильтр № 3 с областью пропускания 400 - 500 нм и кювету с толщиной колориметрируемого слоя 50 нм относительно раствора, не содержащего стандартного раствора фосфора. Для построения градуировочного графика в ряд мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают 0, 1, 2, 3, 4 и 5 см3 стандартного раствора фосфора, что соответствует 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 мг окиси фосфора. В каждую колбу приливают по 5 см3 азотной кислоты и по 8 см3 ванадиевомолибденовокислого аммония, доливают водой до метки и перемешивают. Через 3 - 4 мин. измеряют оптическую плотность раствора. В качестве раствора сравнения применяют раствор контрольного опыта, приготовленный одновременно с анализируемым раствором. По величине оптической плотности анализируемого раствора устанавливают массовую долю пятиокиси фосфора по градуировочному графику. 2.6.5. Обработка результатов Массовую долю фосфора в пересчете на пятиокись (Х) в процентах вычисляют по формуле где М1 - масса пятиокиси фосфора, найденная по градуировочному графику, мг; М - масса пробы, г; У1 - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3; У - объем всего анализируемого раствора, см3. Массовую долю фосфора (Х1) определяют по формуле где 2,29 - коэффициент пересчета пятиокиси фосфора на фосфор. 2.7. Допускается проведение химического анализа известняков флюсовых по другим методам и методикам, аттестованным ИСО ЦНИИЧМ, гарантирующим не меньшую точность, чем настоящий РД. При разногласии в оценке качества флюсового известняка анализ проводят по РД 14-16-3-90 . 2.8. Определение соответствия известняка марки КДУ-1 техническим требованиям НТД к стабильности содержания окиси магния (MgO). 2.8.1. Данное определение производят статистическим методом по каждой партии известняка на основе результатов химического анализа. 2.8.2. Основными статистическими характеристиками массовой доли окиси магния в партии известняка являются: xi - массовая доля окиси магния в i -ой пробе, отобранной из партии известняка (i = 1, 2, ..., n ), %; Средняя арифметическая массовая доля окиси магния в партии известняка, % σ - среднее квадратическое отклонение проб от среднего значения в партии известняка, % 2.8.3. Партия известняка соответствует техническим требованиям НТД к массовой доли окиси магния в том случае, когда все пробы (X1, X2, ..., Хn) укладываются в нормативный интервал 7 - 12 %, а фактическое среднее квадратическое отклонение (σф) не превышает максимально допустимое среднее квадратическое отклонение (σм), приведенное в табл. . 2.8.4. Если фактическое среднее квадратическое отклонение (σф) более максимально допустимого отклонения (σм), то известняк данной партии является неусредненным доломитизированным известняком. 2.8.5. Снижение диапазона колебания массовой доли окиси магния в партии известняка определяется в случае, когда фактическое среднее квадратическое отклонение (σф) менее нормативного среднего квадратического отклонения, равного ± 0,5 % (σм = 0,5 %). Принимая, что результаты гарантируются с вероятностью 0,95, снижение диапазона колебания массовой доли окиси магния в партии известняка (D) против расчетной нормы (± 1,0 %) равно Таблица 2 Количество проб, отобранных их партии известняка (n) Максимально допустимое отклонение (σм), % Горный филиал Всесоюзного института огнеупоров (ГФ ВИО) Директор Ю.И. Бережной Заведующий лабораторией И.В. Андрющенко Руководитель темы, научный сотрудник Т.А. Бут Донниичермет Заведующий лабораторией А.И. Рябенко Согласовано Концерн «Металлургпром» Министерства металлургии СССР Заместитель председателя В.Т. Полуектов Письмо от 12.03.90 № 01-4-90 Концерн «Рудпром» Министерства металлургии СССР Заместитель главного инженера В.Г. Евсин Письмо от 12.03.90 № 06-3/31 Отдел ферропластовой промышленности Министерства металлургии СССР Заместитель начальника В.А. Матвиенко Письмо от 12.03.90 № 04-65/7 Горный отдел Министерства металлургии СССР Заместитель начальника В.И. Колесников Письмо от 12.03.90 № 41-31-06 ПЕРЕЧЕНЬ документов, на которые имеются ссылки в тексте РД 14-16-3-90
	Руды железные, концентраты, англомераты и окатыши. Методы определения серы
ТУ 6-09-3870-84	Хромовый темно-синий индикатор (кислотный хром темно-синий), индикатор; 2-(5-хлор-2-оксифенил)-АЭО-1,8-диоксинафталин-3,6-дисульфокислоты динатриевая соль) чистый для анализа
ТУ 6-09-2448-86	НИТИЛотриэтанол
ТУ 6-09-2540-87	Стандарт-титры (фиксаналы, нормадозы)
ТУ 6-09-5171-84	Метиловый оранжевый индикатор (парадиметиламиноазобензолсульфокислый натрий) чистый для анализа

Известняк принадлежит к группе мономbнеральных пород. Его основной составной частью является минерал кальцит, представляющий собой как химическое соединение карбонат кальция (СаСО3).

В природе некоторые известняки действительно состоят исключительно из одного кальцита, другие же содержат, помимо него, различные количества магнезита и другие примеси. Эти примеси чаще всего состоят из окислов железа, глинистых минералов, зерен песка, включений аморфного кремнезема, битума и т. д. В так называемом чистом известняке общее содержание добавок и примесей редко когда превышает 1%, в то время как в сильно загрязненных известняках оно может достигать 15 и более весовых процентов. Такие известняки называются песчаными, глинистыми (мергелистыми), кремнистыми, доломитовыми и т. д. Если некальцитовые компоненты достигают верхнего предела, можно говорить об известковом песчанике, мергеле, известковом доломите и т. д.

Добавки и примеси оказывают значительное влияние на поведение известняка при коррозии. Поэтому покомпонентный анализ известняка может дать весьма полезную информацию о некоторых процессах при выяснении генезиса карста. Часто бывает необходимо установить:

1) соотношение карбоната и примесей в известковой породе,

2) распределение катионов (отношение Ca:Mg) ее карбонатных минералов,

3) состав и минералогический характер примесей. Карбонатная масса известняка растворяется без остатка в разбавленной соляной кислоте:

Следовательно, в целях изучения любой осадок, состоящий из некарбонатных примесей, легко может быть выделен этим простым способом.

В табл. 6 представлены химические составы некоторых типов известняка, и в частности соотношения в них добавок и примесей.

Идеально чистый известняк (кальцит) содержит 56% СаО и 44% СО2, однако известняк такого состава в природе встречается чрезвычайно редко.

Примеси в известняке, нерастворимые в разбавленной соляной кислоте, как правило, не растворяются и в грунтовых и в карстовых водах и могут поэтому аккумулироваться в виде значительных масс осадков в процессе эволюции известнякового рельефа, играя тем самым решающую контролирующую роль в процессе карстования. Различные отложения, выполняющие пещеры, также сложены в основном этими нерастворимыми осадками (Boglt, 1963/2; Lais, 1941; Kukla - Lozek, 1958).

Самым распространенным инородным включением в известняке, как видно из табл. 6. является карбонат магния, присутствия которого следует ожидать в большинстве известняков. Его количество весьма изменчиво, и в природе наблюдается постепенный переход от химически чистого известняка к химически чистому доломиту, в котором молярное отношение СаСО3 к MgCO3 равно 1:1, что соответствует в весовых процентах отношению 54,35:45,65. Следующими по распространенности компонентами являются SiO2, А12О3 и Fe2O3, но их концентрации ниже, чем концентрации MgCO3. Остальные компоненты встречаются в меньших количествах и реже.

Теоретическое предположение относительно влияния минерального состава на растворимость известняка дает двойственные результаты, как это видно из противоречивых выводов соответствующих расчетов (Ganti, 1957; Marko, 1961). Причина, по-видимому, заключается в том, что различия в составе не всегда сопровождаются различиями в особенностях кристаллического строения и структуры решетки, которые также влияют на динамику растворения. Вот почему первостепенную важность должны приобрести экспериментальные исследования, направленные на сравнение скоростей растворения известных типов известняка в близких условиях.

Из венгерских авторов следует упомянуть Т. Манди и его интересные исследования по сравнительной растворимости известняков разного геологического возраста и верхнетриасового «главного доломита» в водных растворах, насыщенных СО2 при парциальном давлении атмосферы и стекающих по поверхности породы с разным уклоном. Его экспериментальные выводы подтвердили и пролили новый свет на древний догмат практики и теории о том, что растворимость доломита намного меньше, чем растворимость любого известняка. В частности, это несоответствие тем больше, чем длительнее контакт между породой и растворителем (рис. 6).

Скорость растворения триасового «главного доломита» и различных известняков водопроводной водой, насыщенной углекислотой

Далее Т. Манди зарегистрировал большую разбросанность показателей растворимости доломитов из разных мест. К сожалению, он не опубликовал геохимические характеристики образцов известняка я доломита и тем самым затруднил какую-либо оценку причинной связи между растворимостью и составом породы.

Значительно больше по этому вопросу можно узнать у немецких исследователей А. Герштенхауэра и Д. Пфеффера (Gerstenhauer - Pfeffer, 1966), которые правели серию испытаний в лаборатории Института географии университета во Франкфурте-на-Майне с целью окончательного решения данной проблемы. На 46 образцах известняка различного возраста, отобранных в большом числе мест, они впервые провели количественный анализ содержания СаСО3 и MgCO3; затем после измельчения минимум до 2 мм они выдержали образцы в течение 28 часов в воде комнатной температуры, насыщенной СО2 из атмосферного воздуха, и после этого определили скорости растворения. Результаты, полученные со служащей примером тщательностью и с помощью самых современных химических и технических средств, приведены в табл. 7.

Для некоторых образцов А. Герштенхауэр и Д. Пфеффер построили также весьма поучительные диаграммы скорости растворения, охватывающие промежутки времени свыше 28 часов; они представлены на рис. 7.

Как из табл. 7, так и из рис. 7 видно, что контрасты в величине растворимости для разных известняков могут достигать одного порядка величины. Другое интересное наблюдение состоит в том, что сам процесс растворения, видимо, характеризуется специфическими различиями, так как перегибы на диаграммах скоростей растворения для разных образцов не коррелируются.

Чтобы внести ясность во взаимоотношение между составом породы и режимом растворения, А. Герштенхауэром была построена диаграмма зависимости количества СаСО3, находящегося в растворе в течение 28 часов, от процентного содержания СаСО3 в породе (рис. 8). Однако расположение точек, нанесенных таким способом, не обнаружило никакой скрытой закономерности:. Поэтому один из основных выводов данной серии опытов можно сформулировать следующим образом: даже если скорости растворения известняков различного состава действительно проявляют некоторую слабую зависимость от содержания СаСО3 в породе, этот факт сам по себе не способен объяснить разницу в степени растворимости.

Если же рассмотреть приведенные выше скорости растворения в зависимости от содержания в породе MgCО3, а не СаСО3 (рис. 5), то получится гораздо более правильное распределение со сравнительно узкой зоной растворения, охватывающей подавляющее большинство точек. Эта особенность еще более отчетливо видна на диаграмме, где молярное отношение СаСО3 к MgCO3 нанесено по оси абсцисс. Она позволяет сформулировать второй основной вывод из данных опытов: на растворимость известняка решающее влияние оказывает содержание в нем MgCO3, что справедливо даже при низких значениях молярного отношения.

Рис. 9 позволяет также видеть еще одну особенность, а именно то, что растворимость представляет собой обратноэкспоненциальную, а не линейную функцию содержания MgCO3. Другими словами, если при растворении в течение 28 часов концентрация раствора, находящегося в контакте с известняком, содержащим около 1% MgCO3, достигла 40 мг/л, то при содержании MgCO3 от 2 до 5% растворимость упала на половину этой величины; более высокие концентрации MgCO3 не вызывают дальнейшего значительного падения растворимости.

Для того чтобы в приведенных выше экспериментах исключить влияние на растворимость других широко распространенных химических компонентов известняков или по крайней мере объяснить это влияние, с тем чтобы однозначно определить воздействие на растворимость только карбоната магния, А. Герштенхауэр и Д. Пфеффер (Gerstenhauer - Pfeffer, 1966) провели аналогичные опыты по растворению различных смесей химически чистых порошков карбонатов кальция и магния. Заслуживающие внимания результаты этих опытов иллюстрируются рис. 10 и 11; на рис. 10 охвачен диапазон всех возможных концентраций MgCO3, а на рис. 11 более детально показан диапазон от 0 до 10%: именно такое количество MgCO3 входит в состав большей части известняков, встречающихся в природе.

Эти опыты показывают с несомненностью, что растворимость СаСО3, пли, что почти одно и то же, известняка, заметно уменьшается даже при минимальном содержании MgCO3, но что дальнейшее, более значительное, увеличение содержания MgCO3 вызывает непропорционально меньшее уменьшение растворимости.

Сравнение абсолютных значений растворимости, показанных на рис. 10 и 11, с таковыми на рис. 8 и 9 обнаруживает интересную закономерность: растворимость природных известняков, как чистых, так и тех, которые содержат магний, гораздо выше, чем растворимость порошка карбоната кальция или смеси химически чистых порошков карбонатов кальция и магния. Этот, до некоторой степени неожиданный, вывод может быть следствием одной из двух причин: либо некарбонатные примеси в природном известняке способствуют растворимости, либо результаты отражают влияние особенностей кристаллического строения и текстуры природного известняка.

Растворимость в воде при комнатной температуре и атмосферном рСО2 — CaCO3 и MgCO3

Поскольку речь идет об объективной оценке карстовых явлений, мы настоятельно заинтересованы в решении этой проблемы. Поэтому мы использовали аналитические данные А. Герштенхауэра и Д. Пфеффера, приведенные в табл. 7, с тем чтобы вычислить содержание некарбонатных примесей в 46 образцах известняка, внесли их в соответствующую колонку табл. 7 и затем изобразили зависимость растворимости (за 28 часов) от содержания примесей в форме диаграммы (рис. 12).

Значительный разброс точек на рис. 12 свидетельствует о том, что зависимость растворимости от концентрации некарбонатных составных частей не является определяющей. Очевидно, что любое изменение растворимости или каких-либо других связанных с процессом растворения характерных явлений, не обусловленное отношением Ca:Mg, нужно относить за счет другого единственно возможного фактора - влияния специфики текстуры и кристаллической структуры породы.

Имеется и другой аргумент в пользу сказанного, по крайней мере в качестве хотя бы приблизительного объяснения явления. Образцы А. Герштенхауера и Д. Пфеффера № 1, 34, 35 и 45 состоят только из СаСО3 и малого количества MgCO3. Следовательно, способность к растворению этих четырех образцов должна целиком зависеть от отношения Са: Mg, если не брать во внимание текстурные различия. Иными словами, кривые зависимости для этих образцов должны в этом случае совпадать с графиком рис. 11. Истинная ситуация показана для сравнения на рис. 13, составленном авторам настоящей книги.

Расположение четырех точек на рис. 13 ни в коем случае не может быть отнесено за счет химического состава пород, и можно лишь повторить, что, по всей видимости, специфика растворимости обусловлена исключительно воздействиями литоструктуры.