Применение соединений кальция в строительстве

Содержание

Презентация к уроку
Урок по теме Соединения кальция и их использование в строительстве (9 класс)
Тип урока: урок обобщение
Соединения кальция. Строительные материалы

Презентация к уроку

Тип урока: изучение нового материала с применением межпредметных связей и информационных образовательных технологий.

Используемые технологии: технология группового обучения, информационно-комуникационная технология

Оборудование: проектор, ноутбук, интерактивная доска, лоток с химическими реактивами, коллекция природных соединений кальция, презентация урока в программе Power Point, СD-диск с демонстрационным опытом, таблицы для учащихся «Основные соединения кальция»

Реактивы: штатив для пробирок, пробирка, не большой кусочек мела, раствор НСl.

(перед уроком учащиеся делятся на три группы по пять человек в каждой, вытягивая цветной жетон)

1. Знакомство с учащимися

Учитель: Мы много говорим о значении той или иной науки в жизни, но иногда затрудняемся ответить на вопрос: где могут пригодиться в жизни знания по данной теме. Сегодня мы попытаемся ответить на эти вопросы в результате знакомства с основными природными соединениями кальция и их значением в нашей жизни.

2. Актуализация знаний

Вопрос: Встречается ли кальций в природе в свободном виде и почему?

Предполагаемый ответ: Нет, так как кальций является активным химическим элементом, он встречается в природе только виде различных соединений.

3. Изучение нового материала

Учитель: Так какие же соединения кальция наиболее часто встречаются в природе и используются человеком.

Задание: Рассмотреть образцы представленных соединений, заполнить пропуски в таблице (см. приложение)

(идет рассказ учителя, показ слайдов, работа с терминологией, номенклатурой и коллекцией, учащиеся заполняют таблицу)

Величественные, могучие, торжественные. Недаром русские поэты посвящали им свои произведения. Например, строки из произведения А.С.Пушкина «Евгений Онегин»:

Но вот уж близко. Перед ними
Уж белокаменной Москвы,
Как жар, крестами золотыми
Горят старинные главы:

Эти и еще многие другие памятники архитектуры в нашей стране построены с использованием свойств, так называемого белого камня.

Вопрос: Ребята, как вы думаете, что называли тогда «белым камнем»?

Предполагаемый ответ: Известняк.

Учитель: Верно. Русские мастера каменных дел хорошо разбирались в возможностях белого камня. Стены выкладывались из нарезанных каменных блоков, используя известковый раствор в смеси с песком, наружную сторону тщательно шлифовали, а промежутки между стенами заполняли известковым бутом (обломки горной породы). Все это заливали известью. Такой раствор под действием углекислого газа воздуха постепенно твердел и прочно скреплял камень. Давайте составим уравнения химических реакции, лежащих в основе данных процессов

(к доске по очереди выходят по одному представителю от каждой группы)

Учитель: Известковый раствор готовили на месте, используя известняк не пригодный в строительстве. Камни обжигали в специальных печах при высокой температуре, в результате они становились намного легче:

Ученик 1 группы на доске:

Учитель: Обожженные камни обливались холодной водой, и они распадались на мелкие комочки. В результате данной реакции выделяется очень много теплоты и поэтому строители СаО называли «кипелкой»

Учитель: Свежегашеная известь сразу же использовалась для приготовления раствора. Чем больше она лежала, тем больше теряла свои качества и становилась, как тогда говорили, неклейкой. Для того, что бы разобраться, почему это происходило, давайте составим соответствующее уравнение.

Жидкость поглощала из воздуха углекислый газ и становилась белого цвета. Эта реакция используется в лаборатории для определения углекислого газа (демонстрация опыта)

Опыт: В пробирку добавить 1 мл раствора разбавленной соляной кислоты и добавить небольшой кусочек мела. Что Вы наблюдаете?

Примерно вот такой химический процесс и приводит к разрушению зубной эмали. В настоящее время для чистки зубов применяют зубные пасты, в состав которых входят современные абразивные, связывающие, пенообразующие вещества, загустители, которые позволяют бережно ухаживать за зубами, не наносят механических повреждений эмали зубов.

В нашей республике тоже есть залежи известняка. Они находятся на территории Улуг-Хемского, Чеди-Хольского, Эрзинского кожуунов, а залежи мела на территории Овюрского кожууна ( учитель отмечает маркером на слайде основные залежи) (слайды 14)

На интерактивной доске:

Вопрос: Ребята, посмотрите внимательно на уравнение и скажите, что происходит с раствором алебастры при растворении его в воде?

Предполагаемый ответ: Присоединяет воду.

Учитель: Да, при перемешивании алебастра с водой он присоединяет к себе 1,5 молекулы воды и при этом образуется пластичная масса, которую используют в строительстве и в медицине для наложения гипсовых повязок. А при перемешивании с мелом и песком получают штукатурку, которую до недавнего времени использовали в строительстве в качестве облицовочного материала.

(все формулы пишутся маркером на слайдах во время объяснения)

Другое применение этой соли связано с низкими температурами замерзания растворов хлористого кальция. Эти растворы используют в холодильных системах.

Соединения кальция так же содержатся и в природных водах. С их содержанием связано такое понятие как жесткость воды, о которой более подробно Вам будут рассказывать на следующих уроках.

Существующие природные соединения кальция не удовлетворяют всех потребностей человека и поэтому люди стали получать искусственным путем еще много различных полезных соединений:

В преддверии празднования 65-летнего юбилея Победы во II мировой войне хочется вспомнить и тот факт, что соединения кальция использовались в качестве топлива для подводных лодок:

Данный вид топлива так же использовался в дальнейшем и для самолетов.

Задание: Уравнять уравнение методом электронного баланса (к доске вызывается ученик)

3. Обобщение знаний

Сегодня на уроке мы познакомились с основными соединениями кальция и их применением. В качестве итога нашего урока предлагаю вам выполнить следующее задание.

Задание 1. Распределите данный перечень по предложенным областям применения:

Резина, витамины, парфюмерия, бетонные блоки, облицовочная плитка, оптические приборы, известковый раствор, архитектура, минеральные удобрения, зубная паста, бумага, гипсовые повязки, цемент, лекарства, отбеливание тканей, дезинфекция воды, топливо.

(Группам раздаются ватманы, маркеры, учащиеся заполняют схему в течении 2 мин, затем, представители групп выходят к доске и дополняют центральную схему своими примерами)

Прочитать параграф 79-81. Заполнить 5 колонку в таблице.

Источник

Урок по теме Соединения кальция и их использование в строительстве (9 класс)

Тип урока: урок обобщение

Личностные : создать условия для развития умения работать в группе, формировать коммуникативные навыки, умения вырабатывать и аргументировать самостоятельные решения, аргументировать самостоятельные решения.

Метапредметные: создать условия для развития умения анализировать информацию, выделять главное, формировать вывод.

Предметные: создать условия для развития и систематизирования знаний учащихся о свойствах соединений кальция, обуславливающих их широкое применение в строительной индустрии; формировать умения раскрывать взаимосвязь науки и практики; формировать умения использовать полученные знания на практике

Объявление темы, постановка цели, знакомство с планом работы

Обобщение и систематизация знаний, на основании опорных знаний

Обобщение и систематизация знаний по соединениям кальция

10 основных правил для анализа кейса

Группа формируется произвольно

Применение знаний и умений

Определение (нахождение) соединений кальция на основании знания их свойств и умения работать с информацией

Группа по 2 ученика

Подведение итогов урока

Обобщить и систематизировать знания по соединениям кальция

Подведение итогов урока учителем+ отчет групп о проделанной работе

Информация о домашнем задании

Представьте себе, что действие разворачивается на одной из строительных площадок вблизи Москвы. Действующие лица:

— мастер производственного обучения Иванова Ольга Ивановна

— учащиеся колледжа по профессии «Мастер отделочных работ», которые поделены на бригады, в каждой бригаде по 4 человека

Разберите данную ситуацию, проведите анализ.

Какой способ решения проблемы нашел Игорь? Осуществите практически.

По какому пути пошли бы вы?

Пригодятся ли знания, полученные из данной ситуации на практике?

Важнейшие природные соединения кальция

Известняк, мрамор, мел, ракушечник

Самый важный из этих минералов – известняк. Известняки есть практически везде. В европейской части России известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. Ракушечники – известняки органического происхождения – особенно распространены на северном побережье Черного моря. Знаменитые Одесские катакомбы – это бывшие каменоломни, в которых добывали ракушечник. Из известняков главным образом сложены и западные склоны Урала.

В чистом виде известняки – белого или светло-желтого цвета, но примеси придают им более темную окраску. Известняк незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов и многих других полезных веществ. Без известняка не обходится ни одно строительство. Во-первых, из него самого строят, во-вторых, из известняка делают многие строительные материалы.

Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки. При соприкосновении с кислотами мел «вскипает».

Третья разновидность карбоната кальция – мрамор – встречается реже. В строительстве мрамор (всех цветов и оттенков) используют не столько как конструкционный, сколько как облицовочный материал.

Доломит важный огнеупорный материал и сырье для производства цемента.

10 основных правил для анализа кейса

Составить список проблем, с которыми придется иметь дело.

Если предлагаются цифровые данные, нужно попытаться их оценить и объяснить.

Узнавание проблем, к которым можно применить имеющиеся знания.

Составление основательного анализа имеющейся ситуации.

Поддержка предложений решения проблемы посредством основательной аргументации.

Составление схем, таблиц, графиков, которые дают основание для собственного «решения».

Составление списка приоритетов собственных предложений, принимая во внимание, что в реальности будут довольно скудные ресурсы

Контроль собственного плана действий, чтобы проверить, действительно ли разработаны все сферы проблемы.

Не предлагать решений, которые обречены на провал и тем самым могут иметь губительные последствия.

Для выполнения лабораторно-практической работы:

Оборудование и реактивы:

образцы веществ без названий (алебастр, известь и мел), соляная кислота, лакмус, фенолфталеин, вода, пробирки в штативе, стеклянные палочки, стеклянные пластинки.

Источник

Соединения кальция. Строительные материалы

Взаимосвязь инноваций и традиций в развитии современной педагогики

Свидетельство каждому участнику

Скидка на курсы для всех участников онлайн-конференции

10 – 12 ноября 2020г 19:00 (МСК)

Описание презентации по отдельным слайдам:

Строительные материалы — материалы для возведения зданий и сооружений. Наряду со «старыми» материалами как древесина и кирпич с началом промышленной революции появились новые стройматериалы как бетон, сталь, стекло и пластмасса. В настоящее время широко используют предварительно напряжённый железобетон и металлопластик.

Природные или искусственные вещества, в состав которых входит кремнезем SiO2, называют силикатами. Это слово происходит от лат. silex – кремень.

Современная силикатная промышленность – важнейшая отрасль народного хозяйства. Она обеспечивает основные потребности страны в строительных материалах. Стекло является типичным представителем силикатных материалов, но о нем уже была речь. Керамические материалы также относятся к силикатным. Знакомство с ними также уже состоялось. Здесь остановимся главным образом на связующих материалах и материалах, получающихся с их использованием, а также на уникальном строительном материале – древесине.

Известь как связующий материал Известь – один из древнейших связующих материалов. Археологические раскопки показали, что во дворцах древнего города Кносса, в центральной части острова Крит – в одном из центров эгейской культуры, имелись росписи стен пигментами, закрепленными гашеной известью. Эти дворцы относят к XVI. XV вв. до н.э. В данном случае известь использована и как связующее, и как клей.

«Негашеную известь» (оксид кальция, CaО) получают обжигом различных природных карбонатов кальция. Реакция обжига обратима и описывается уравнением CaCO3 ↔ CaО + CO2; ΔH = –179 кДж

Можно отметить, что содержание в негашеной извести небольших количеств неразложившегося карбоната кальция CaCO3 улучшает связующие свойства извести. К этому же приводят небольшие примеси силикатов, алюмосиликатов и ферритов кальция, часто присутствующих в природном карбонате. Гашение извести сводится к переводу оксида кальция в гидроксид: CaO + H2O3 ↔ Ca(OH)2; ΔH = +65 кДж

Эта реакция экзотермическая, т.е. протекает с выделением теплоты, что заметно каждому проводящему операцию гашения. Считают, что при хранении негашеной извести контакт с влагой может привести к такому разогреванию, что способно воспламениться дерево. Для использования извести в качестве связующего ее гасят, готовят тесто, которое затем смешивают с песком в количестве от двух до четырех частей по объему.

Твердение извести связано с физическими и химическими процессами. Во-первых, происходит испарение механически примешанной воды. Во-вторых, гидроксид кальция кристаллизуется, образуя известковый каркас из сросшихся кристаллов Ca(OH)2 и окружающей частицы песка. Кроме того, происходит взаимодействие гидроксида кальция с CO2 воздуха с образованием карбоната («карбонизация»): Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2О

Оба эти процесса (кристаллизация и карбонизация) протекают довольно медленно. Поскольку процесс карбонизации связан с выделением воды, то стены, сложенные с использованием известкового раствора, долго остаются сырыми. Для ускорения процесса карбонизации иногда внутрь домов вносят жаровни с горящими углями, которые и генерируют необходимый углекислый газ: С + O2 = CO2

Теперь должно быть понятно, что прогреванием отштукатуренных поверхностей электрическими отражательными лампами или сухим теплым воздухом нельзя ускорить процесс карбонизации. Наоборот, это приведет к обезвоживанию штукатурки, что затруднит поглощение ею диоксида углерода. Плохо или «ложно» высохшая штукатурка может впоследствии привести к отслаиванию пленки масляной краски вследствие образования мыла в результате взаимодействия кальциевой щелочи с жирами олифы (растительного масла).

Строительные гипсовые изделия Примерно в третьем тысячелетии до н.э. в строительстве взамен глины в качестве связующего материала стали использовать гипс. Для этой цели его начали применять даже раньше, чем известь. Уже 5. 6 тыс. лет назад египтяне заделывали швы сложенных из камней пирамид гипсом. Такие швы были обнаружены, в частности, в пирамиде Хеопса.

Строительный гипс получают из природного минерала – гипсового камня CaSO4·2H2O или из минерала ангидрита CaSO4, а также из отходов некоторых отраслей химической индустрии. Природный гипс содержит примеси глины, песка, известняка, колчедана. Для его использования в качестве строительного материала примеси не должны превышать 35%.

Гипсовый камень при нагревании примерно до 140°C теряет часть воды и переходит в алебастр (полуводный гипс CaSO4·0,5H2O) в соответствии с уравнением CaSO4·2H2О = CaSO4·0,5H2О + 1,5H2О

При замешивании с водой измельченного полуводного гипса CaSO4·0,5H2O происходит ее поглощение вновь до состояния дигидрата CaSO4·2H2O и масса превращается в твердое тело. Это свойство гипса широко используют в травматологии, ортопедии и хирургии для изготовления гипсовых повязок, обеспечивающих фиксацию отдельных частей тела. Отвердевание замешанного с водой гипса сопровождается небольшим увеличением объема. Это позволяет проводить тонкое воспроизведение всех деталей лепной формы, что широко используют скульпторы и архитекторы. Для придания скульптурному изделию вида «слоновой кости» слепок пропитывают раствором парафина или стеарина в бензине. Воскообразное вещество, остающееся после испарения летучих углеводородов, заполняет поры и предохраняет гипс от атмосферных воздействий.

При повышении температуры до 220°C двуводный гипс полностью теряет воду, образуя безводный CaSO4, который лишь при вылеживании поглощает влагу и переходит в полугидрат. Однако если обжиг вести при температуре выше 220°C, то получается безводный CaSO4, который влагу уже не поглощает и не «схватывается» при затворении водой. Его называют мертвым гипсом. Однако мертвый гипс может быть использован для получения ангидритового цемента при добавлении 1. 5% извести.

В строительстве из гипса изготавливают сухую штукатурку, плиты и панели для перегородок, стеновые камни, архитектурные детали, вентиляционные короба и др. Гипсовые изделия характеризуются сравнительно небольшой плотностью, несгораемостью и относительно невысокой теплопроводностью. В состав гипсовых изделий вводят древесные опилки, шлаки и другие наполнители, уменьшающие массу и улучшающие гвоздимость, под которой в строительном деле понимают способность материала прочно удерживать вбитые гвозди, не растрескиваясь. Следует сказать, что эти наполнители приводят к некоторому уменьшению прочности изделий. Гипс является воздушно вяжущим материалом, поэтому изделия из него не рекомендуется применять в помещениях с повышенной влажностью.

Жалобы на плохое самочувствие после ремонта или обновления интерьера не редкость. Иногда опасными могут быть пропитки, иногда сам материал становится таковым при определенных условиях и выделяет в воздух химические соединения. Чаще всего источником опасности становится мебель.

Не стоит гнаться за дешевизной и при покупке используемого для покрытия полов ламината. Самые недорогие варианты этого отделочного материала предназначены для нежилых площадей, где температура не поднимается высоко, а люди не находятся там круглосуточно. Чем дороже ламинат, тем меньше он выделяет того же формальдегида, тем более качественным и нелетучим лаком покрыт. Все характеристики материала также указаны и в сертификате. Половой вопрос во многих домах и квартирах решают, делая ставку на линолеум. И опять же нужно предварительно выяснить, подходит ли он для жилья. Линолеумы из ПВХ (поливинилхлорида) могут быть источником фталатов и соединений брома, если будут постелены «не на свое место». Резиновые линолеумы содержат стирол, это вещество, помимо довольно сильного запаха, вроде бы пока не замечено в отрицательном воздействии на организм. Полиуретан, содержащийся в уплотнителях, а также в пене, которую используют для заполнения щелей, при монтажных и строительных работах, при нагревании (солнце, отопление) тоже выделяет небезопасные вещества. Они могут вызвать аллергию, заболевания дыхательных путей.

При всем богатстве выбора обоев самыми экологически чистыми остаются бумажные. Более красивые и стойкие моющиеся могут выделять в воздух бензол, поэтому их лучше не использовать в помещениях, где приходится проводить много времени.

Если вы бездумно пытаетесь сэкономить на стройматериалах, то должны быть готовы, к тому, что сэкономленные деньги возможно придется потратить на лечение себя и ваших близких.

Выберите книгу со скидкой: