Известковый налет
Известковый налет – это твердый известковый налет, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ). Он часто накапливается внутри чайников , бойлеров и трубопроводов, особенно для горячей воды. Его также часто можно встретить в виде подобного отложения на внутренних поверхностях старых труб и других поверхностях, куда жесткая вода текла . Известковый налет также образуется в виде травертина или туфа в источниках с жесткой водой.
Цвет варьируется от грязно-белого до серого, розового или красновато-коричневого, в зависимости от других присутствующих минералов. Соединения железа придают красновато-коричневый цвет.
Помимо того, что известковый налет некрасив и его трудно очистить, он может серьезно повредить или ухудшить работу различных компонентов сантехники и отопления. [ 1 ] средства Для удаления известкового налета обычно используются для удаления накипи. Предотвращение загрязнения путем образования накипи основано на технологиях умягчения воды или других видах водоочистки.
Химический состав
[ редактировать ]Тип, отложившийся на нагревательных элементах водонагревателей , состоит в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ). Жесткая вода содержит кальция (а часто и магния ) бикарбонат или подобные ионы. Ионы кальция, магния и карбоната растворяются из камней, через которые просачивается дождевая вода, перед сбором. Соли кальция, такие как карбонат кальция [ нужна ссылка ] и бикарбонат кальция (Ca(HCO 3 ) 2 ) более растворимы в горячей воде, чем в холодной воде; таким образом, нагрев воды не приводит к осаждению карбоната кальция как таковому . Однако существует равновесие между растворенным бикарбонатом кальция и растворенным карбонатом кальция, что представлено химическим уравнением.
- Что 2+ + 2 ОХС −
3 ⇌ Ка 2+ + СО 2−
3 + СО 2 + Н 2 О
Обратите внимание, что CO 2 растворен в воде. Растворенный в воде углекислый газ (водн.) имеет тенденцию уравновешиваться с углекислым газом в газообразном состоянии (г):
- CO 2 (водн.) ⇌ CO 2 (г)
Равновесие CO 2 смещается вправо, в сторону газообразного CO 2 , когда температура воды повышается или давление падает. Когда вода, содержащая растворенный карбонат кальция, нагревается, CO 2 покидает воду в виде газа, это уменьшает количество, участвующее в реакции, заставляя равновесие бикарбоната и карбоната сбалансироваться вправо, увеличивая концентрацию растворенного карбоната. По мере увеличения концентрации карбоната карбонат кальция выпадает в осадок в виде соли : Ca 2+ + СО 2−
3 → СаСО 3 .
В трубах в виде известкового налета и в поверхностных отложениях кальцита, таких как травертин или туф, основным фактором образования кальцита является выделение газа. При нагревании жесткой воды на плите перед закипанием на поверхности кастрюли образуются пузырьки газа. газа Выделение также может произойти, когда удерживающее давление сбрасывается, например, когда вы снимаете крышку с пивной бутылки или когда подземная вода перетекает в резервуар под атмосферным давлением.
Когда добавляется и нагревается новая холодная вода с растворенным карбонатом/бикарбонатом кальция, процесс продолжается: газ CO 2 снова удаляется, концентрация карбоната увеличивается, и больше карбоната кальция выпадает в осадок.
Накипь часто окрашивается из-за присутствия железосодержащих соединений. Тремя основными соединениями железа являются вюстит (FeO), гематит (Fe 2 O 3 ) и магнетит (Fe 3 O 4 ).
Как камень
[ редактировать ]Римский акведук Эйфеля был завершен около 80 г. н.э., разрушен и в значительной степени разрушен германскими племенами в 260 г. В средние века известнякоподобные наросты из известкового налета внутри акведука были особенно желательны в качестве строительного материала, называемого в Европе «эйфелевским мрамором». территория с небольшим количеством природного камня. В ходе эксплуатации акведука на многих участках слой воды достигал 20 сантиметров (8 дюймов). Материал имел консистенцию, похожую на коричневый мрамор , и легко удалялся из акведука. После полировки на нем были видны прожилки, и его также можно было использовать как каменную доску, если разрезать ее ровно. Этот искусственный камень нашел применение по всей Рейнской области и был очень популярен для изготовления колонн , оконных рам и даже алтарей . Использование «эйфелевского мрамора» можно увидеть даже на востоке, в Падерборне и Хильдесхайме , где он использовался в соборах . Собор Роскилле в Дании — самое северное место его использования, где из него сделано несколько надгробий. [ 2 ]
Торговля с западом привела его в Англию в качестве высокостатусного экспортного материала в XI и XII веках, где из него изготавливали колонны для ряда нормандских английских соборов. Впечатляющий полированный коричневый камень на протяжении многих лет был известен как «Ониксовый мрамор». Его происхождение и природа были загадкой для людей, изучавших каменную кладку Кентерберийского собора , пока его источник не был идентифицирован в 2011 году. [ 3 ] Здесь он используется в качестве колонн, поддерживающих крышу монастыря, чередуясь с колоннами из мрамора Пурбек. Этим большим соборным монастырям требовалось несколько сотен таких колонн вокруг открытого четырехугольника, которые, должно быть, были обеспечены хорошо организованной добычей и транспортировкой. Месторождения Эйфеля, теперь называемые известковым агломератом или известково-агломератом (поскольку это не оникс и не мрамор ), также были обнаружены в Рочестере. [ 4 ] и в ныне утраченном романском монастыре в Норидже. [ 5 ] а также монастырские помещения лазарета, окна капитула и двери казначейства в Кентербери. [ 6 ]
Сопутствующий материал
[ редактировать ]Мыльная пена образуется, когда катионы кальция из жесткой воды соединяются с мылом , которое растворяется в мягкой воде. Он осаждается тонкой пленкой на внутренних поверхностях ванн, раковин и дренажных труб.
Галерея
[ редактировать ]-
Несколько крупных кусков известкового налета удалили из электрочайника . -
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Герман Вайнгертнер , «Вода» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , декабрь 2006 г., Wiley – VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a28_001
- ^ Тегетхофф, Ф. Вольфганг; Роледер, Йоханнес; Крокер, Эвелин (2001). Карбонат кальция: от мелового периода до XXI века . Спрингер. ISBN 3-7643-6425-4 .
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ К. Уилсон (2015). «Тайна Кентерберийского собора «Мрамор»: разоблаченный двойной обман» . В П. Фергюссоне (ред.). Приорат Кентерберийского собора в эпоху Бекета . Нью-Хейвен и Лондон. стр. 156–60. ISBN 9780300175691 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Джон Макнил (2015). «Романский монастырь в Англии» . Журнал Британской археологической ассоциации . 168 : 34–76. дои : 10.1179/0068128815Z.00000000038 . S2CID 194154048 .
- ^ РБ Харрис (2019). «Реконструкция романского монастыря Нориджского собора». Журнал антикваров . 99 . Издательство Кембриджского университета: 133–159. дои : 10.1017/S0003581519000118 . S2CID 203298501 .
- ^ Джефф Даунер (2019). «кальциевый синтер или ониксовый мрамор» . canterbury-archaeology.org.uk . Кентерберийское историко-археологическое общество (CHAS).