Építkezzünk! Kalciumvegyületek az építőiparban Kémia 8. tankönyv 74., 86., 96–99. oldalai Építkezzünk! Kalciumvegyületek az építőiparban Összeállította: J. Balázs Katalin

Egy lehetséges megoldás Soroljatok fel minél többféle építőanyagot! Csoportosítsátok felhasználásuk szerint! Egy lehetséges megoldás Falazáshoz tégla mészkő habarcs (malter) vakolat beton vályogtégla Tetőszerkezethez Falfestéshez agyagcserép fagerenda üveggyapot beton Nyílászárókhoz üveg fa műanyag mész

A mészkövet nagyon régóta alkalmazzák építőanyagként. Faragott mészkő falazáshoz A CaCO3 modellje

Kísérlet: A kalcium-karbonát bemutatása Az Alt + Tab billentyűk együttes lenyomásával: Kísérletek: 34. Kalcium-karbonát bemutatása Visszajutás szintén Alt + Tab billentyűkkel. Kísérlet: A kalcium-karbonát bemutatása Kalcium-karbonát bemutatása

Mészégetés A mészkövet kemencékben hevítik. A kitermelt kőzetben a mészkő [CaCO3] mellett egy kevés dolomit [CaMg(CO3)2] is lehet. Kristályos változata a márvány. Ásványai: • kalcit • aragonit Régebben mészégető boksákban hevítették a mészkövet. A Bükkben még ma is találkozhatunk ilyennel. A mészkő 1000-1200 oC-on bomlik: CaCO3 → CaO + CO2 mészkő égetett mész (kalcium-karbonát) A folyamatot helytelenül nevezik „égésnek”, mivel nem a levegő O2-jével való reakcióról van szó. A CaCO3 • fehér • szilárd (25 oC-on) • kristályos (ionrács) • vegyület • vízben rosszul oldódik • hevítés hatására bomlik

Mészégető boksák Bükkszentkereszten Épül a mészégető boksa http://www.bukkszentkereszt.hu/hun/telep/mesz.php

Oltott meszet „mészhidrát” néven lehet vásárolni. Mészoltás Az égetett meszet vízzel összekeverik. A CaO: • fehér • szilárd (25 oC-on) • kristályos (ionrács) • vegyület • a levegő páratartalmát megköti, vízzel hevesen reagál • a levegő CO2-ját is megköti CaO + H2O → Ca(OH)2 égetett mész oltott mész erősen lúgos ΔH= -11,7 kJ/mol Nagyon heves exoterm reakció. A hozzáadott víz mennyiségétől függően: • mészpép • mésztej • meszes víz Kisebb építkezéseken a meszet a ház udvarán oltják: • mélyebb gödröt ásnak, • ebben helyezik el a hófehér színű égetett mészdarabokat, • óvatosan kevés vizet adagolnak hozzá, közben keverik. VESZÉLYES, a lúg szétfröccsenhet! Oltott meszet „mészhidrát” néven lehet vásárolni. Oldáshő adat a Függvénytáblázatból (Négyjegyű függvénytáblázatok, összefüggések és adatok, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2005. 332. oldal

Kísérlet: Mészégetés és mészoltás Kémia 8. tankönyv 96. oldal Az Alt + Tab billentyűk együttes lenyomásával: Kísérletek: 38. Mészégetés és mészoltás Visszajutás szintén Alt + Tab billentyűkkel. Mészégetés és mészoltás

Habarcs és vakolat (malter) Összetételük: oltott mész + homok Az oltott mész a levegőn „megköt”: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O oltott mész a levegő CO2-ja mészkő „izzad” a fal (kalcium-karbonát) (víz távozik) A homokra azért van szükség, hogy az eltávozó víz okozta repedezettséget csökkentse. Kalcium-karbonát keletkezik a folyamat végén.

A Ca-vegyületek átalakulásának rövid összefoglalása CaCO3 CaO CO2 mészégetés oltott mész karbonátosodása Ca(OH)2 H2O mészoltás

Lúgoldatok „karbonátosodása” A levegő CO2-ját megkötik, és karbonátvegyület keletkezik Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O meszes víz a levegő CO2-ja mészkő vizes oldat a vízből kiválik NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O nátrium-hidroxid a levegő CO2-ja nátrium-karbonát vizes oldat vizes oldat

Meszes víz és szén-dioxid reakciója ISMÉTLÉS A TAVALYI TANANYAGBÓL Meszes víz és szén-dioxid reakciója Kísérlet: 12. A Kémia 7. interaktív tananyagban: Kísérletek: 12. Kilélegzett levegő vizsgálata A Kémia 8. interaktív tananyagot a Tálcára letéve az aktuális elemnél folytatható.

A savas esők hatása a mészkőre A mészkő savakkal reakcióba lép szénsavoldattal (CO2 vizes oldata) barlangképződés CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca(HCO3)2 (aq) cseppkőképződés sósavval (HCl vizes oldata) CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 (aq) + H2CO3 H2O + CO2 pezsgés tapasztalható ételecettel (ecetsav vizes oldata) CaCO3 + CH3COOH = Ca(CH3COO)2 (aq) + H2CO3 A mészkő- épületek, márvány-szobrok savas esők hatására pusztulnak. 1908 1969

Kísérlet: Mészkő kimutatása savval Kémia 8. tankönyv 93. oldal Az Alt + Tab billentyűk együttes lenyomásával: Kísérletek: 35. Mészkő kimutatása savval Visszajutás szintén Alt + Tab billentyűkkel. Mészkő kimutatása savval

Háztartási ismeretek Megoldás Miért jó tudni, hogy az ecet és a sósav oldja a mészkövet? A vízkő anyaga is nagyrészt mészkő, ezért a vízkő leoldható a különböző edényekről, berendezésekről ecettel vagy háztartási sósavval. A vízkőoldók tehát savak. Megoldás

Egyéb építőanyagok Gipsz (kristályos CaSO4) formázható + H2O kiizzítás nem formázható

Kísérlet: Gipszöntés Kémia 8. tankönyv 97. oldal Az Alt + Tab billentyűk együttes lenyomásával: Kísérletek: 39. Gipszöntés Visszajutás szintén Alt + Tab billentyűkkel. Gipszöntés

SiO4 tetraéder modellje Egyéb építőanyagok Az agyag szilikátásvány. SiO4 tetraéderekből álló rétegek között különböző fémionok és H2O-molekulák vannak. A fémion lehet Ca2+ is. A rétegeken a víz nem jut át, ezért az agyag jó vízzáró réteg. A rétegek közé változó mennyiségű víz fér, ezért víz hozzáadására az agyag duzzad, képlékennyé válik, formázható. A kiégetett agyag már nem formázható, porózus szerkezetű. A vályog agyag, sár és szalma keveréke, melyet formákba téve szárítanak ki. Az agyagot bányásszák. SiO4 tetraéder modellje H2O Ca2+ H2O Ca2+

Egyéb építőanyagok Az üveg szilikáttartalmú amorf anyag nincs szabályos kristályszerkezete → nincs meghatározott olvadáspontja, csak lágyulási tartománya Összetétele: homok (szilikátásvány) mészkő (CaCO3) szóda (Na2CO3) megolvasztott keverékéből gyártott rideg, kemény (átlátszó) anyag. Olvadékát formázzák: hengerlik fújják színezik

Egyéb építőanyagok A beton homok, kavics, cement és víz keverékéből készülő nagy szilárdságú építőanyag. Sokszor vas- és acélelemekkel erősítik. A cement Ca-, Al-szilikátokból álló finomra őrölt kötőanyag, amely vízfelvétel közben a levegőn, sőt víz alatt is kőszerűen megszilárdul. Megszilárdulása után vízálló. (A finomra őrölt cementpor belélegezve szilikózist, illetve tüdőrákot okozhat.)

A beremendi cementgyár

Építési anyagok összetétele Foglald halmazábrába összetétel szerint az alábbi építési anyagokat: Szerves anyagot tartalmaz Szilárd anyagok Szervetlen anyagok Oldatok Ca-tartalmú anyagot tartalmaz műanyag aszfalt mészkő oltott mész cement agyag tégla homok vályog fagerenda beton üveg

Ca-tart. anyagot tartalmaz Megoldás Szerves anyagot tartalmaz Szervetlen anyagok Szilárd anyagok Ca-tart. anyagot tartalmaz Mészkő Beton Üveg Cement Agyag Tégla Aszfalt Fagerenda Vályog Műanyag Homok Oldatok Oltott mész

Munkafüzet 56. oldal, 2. feladat a) Mészégetés:…………………  ………..………. + ………………(gáz) Az anyag neve:………………… ………………... ……………………. 1 mólból  ……………..mol ……..………….mol 100 g-ból  ……………..g ………………...g b) Mészoltás:…………………. + H2O  …………………. Az anyag neve:………………… víz …………………. …………….mol 1 mol ……….……..mol 0,5 mol ....……mol ……………...mol …………….g ..…..…g 148 g

Munkafüzet 57. oldal, *5. feladat Ide rajzolj!

VÉGE

Ajánlás a digitális óravázlathoz Az óravázlat a tanári munkát segíti, a tanár jelenléte, magyarázata, értelmezése feltétlenül szükséges. Az óravázlat tartalma néhol kiegészíthető, néhol „átugorható”, a tanár óravezetése szerint. A kiegészítő tananyagot is tartalmazza. Képek, videoklipek, animációk segítik a jelenségek értelmezését. A tavalyi tananyagból ismétlő részeket tartalmaz a megfelelő helyen. Értelmezi a tankönyv, munkafüzet egyes feladatait. A munkafüzet feladatai közül azokat tartalmazza, amelyeket érdemes kivetíteni a tanulóknak. Interaktív táblára vetítve a megoldásokat be lehet írni.

A kísérletekről készült klipek használatához Az óravázlatból a kísérletekhez az Alt + Tab billentyűk együttes lenyomásával lehet eljutni, illetve ugyanígy vissza is lehet jutni az adott diához. A klipek hang nélkül készültek. Minden esetben szükséges a tanár értelmező, magyarázó jelenléte. A tankönyvben megtalálható kísérletek nagy része látható a megfelelő óravázlatban. Rövid, akár többször megismételhető klipek Néhány esetben lassítva is megismétlődik a látvány (R jel) Ajánlott a kísérletek értelmezésénél a tankönyvet is használni A tankönyvi ábrát megnézni A megfigyeléseket lejegyzetelni Elsősorban olyan közeli beállításokat mutatnak a klipek, amelyeket tanári bemutató kísérleteken a tanulók nem tudnak megfigyelni.

Az óravázlatból való kilépés és visszatérés Az óravázlat megfelelő helyén jelzi, hogy milyen interaktív tananyagelemhez lehet lépni (animációkhoz, játékokhoz, feladatokhoz, kísérlet videoklipjéhez). Ha az Alt és Tab ( ) billentyűket egyszerre nyomjuk le a számítógép klaviatúráján, akkor eljutunk a Kémia 8. interaktív tananyag nyitóablakához, ahol kikereshetjük és elindíthatjuk a megfelelő tananyagelemet. Lejátszás után szintén az Alt és Tab billentyűk együttes lenyomásával juthatunk vissza az óravázlat megfelelő diájához. Az óravázlatban mindig fel van tüntetve, hogy az adott tananyagelem hol található az interaktív tananyagban. Ha a Kémia 8. interaktív tananyagot az aktuálisan használt tananyagelemnél letesszük a Tálcára, akkor a Kémia 7. interaktív tananyagban is előkereshetjük a megfelelő részt, majd visszatérhetünk újból a Kémia 8. tananyaghoz.

Munkafüzet 56. oldal, 2. feladat MEGOLDÁS CaCO3 CaO CO2 a) Mészégetés:…………………  ………..………. + ………………(gáz) Az anyag neve:………………… ………………... ……………………. 1 mólból  ……………..mol ……..………….mol 100 g-ból  ……………..g ………………...g b) Mészoltás:…………………. + H2O  …………………. Az anyag neve:………………… víz …………………. …………….mol 1 mol ……….……..mol 0,5 mol ....……mol ……………...mol …………….g ..…..…g 148 g kalcium-karbonát kalcium-oxid szén-dioxid 1 1 56 44 CaO Ca(OH)2 kalcium-oxid kalcium-hidroxid 1 1 0,5 0,5 112 36 Adatok: Ar(Ca) = 40; Ar(C) = 12; Ar(O) = 16; Ar(H) = 1