1.2. Křída nebo uhličitan vápenatý. Život pozoruhodných látek

I když nyní do škol přicházejí nejrůznější novinky, jako jsou bílé tabule s fixy nebo dokonce interaktivní tabule, stále zůstávají hlavními atributy vzdělávacího procesu tmavá tabule – černá, hnědá nebo zelená – a křída.

I když někdo po absolvování školy jednou provždy přestane komunikovat se vzdělávacími úřady, jeho ruce se nadále nedotýkají nejbližšího příbuzného křídy: pokaždé, když zvedneme vejce, abychom je oloupali, dotkneme se vápence – plísňový uhličitan vápenatý, který dodává tuhost skořápek vajec a skořápek měkkýšů.

Mnoho podob uhličitanu draselného existuje (a je známo) v různých formách. Vzorec této sloučeniny je CaCO₃je to sůl, ve které je kationt vápníku iontově navázán na uhličitanový anion. Tato látka je v přírodě zcela běžná, jako samostatná látka tvoří dva minerály – kalcit a aragonit a je také hlavní složkou takových minerálů, jako je vápenec, křída a mramor. Poslední trojice, kromě uhličitanu vápenatého, zahrnuje jeho „bratrance“ – uhličitan hořečnatý MgCO₃stejně jako oxidy kovů; Právě oxidy přechodných kovů dodávají mramoru jeho charakteristickou barvu – oxid železitý dává odstíny červené a oxid trojmocný chrom odstíny zelené.

Pokud jde o školní pastelky, doby, kdy se skládaly z téměř čisté křídy, upadly v zapomnění. Je zaručeno, že v mém školním dětství jsme psali téměř čistou křídou, která někdy obsahovala kousky skořápek, a rádi jsme zkoušeli nervy učitelů tím, že jsme takovou skořápku záměrně přejížděli po tabuli. Moderní tvarovaná školní křída se skládá ze 40 % samotné křídy (uhličitan vápenatý) a 60 % sádry (toto je příbuzný uhličitanu vápenatého – dihydrát síranu vápenatého – CaSO₄?H₂O), přidání pigmentů organického nebo anorganického původu vám umožní diverzifikovat bílou barvu školní křídy a dát jí barvu.

Většina v současnosti známých hornin obsahujících uhličitan vápenatý je sedimentárního původu – vznikly z lastur a koster obyvatel mrtvých moří, zhutněných v důsledku tlaku následných vrstev sedimentárních hornin. Křída a vápenec jsou podobné materiály, jediný rozdíl je v tom, že křída je méně kompaktní az tohoto důvodu měkčí. Mramor, kalcit a aragonit se tvoří déle: výchozím materiálem je vápenec nebo křída, která se vlivem vysokých tlaků a teplot (podmínky běžné při geologické tvorbě minerálů) přeskupuje do formy s kompaktnější a hustší krystalová mřížka.

Bio-, přesněji zoogenní ložiska uhličitanu vápenatého dala jméno celému geologickému období – období křídy (neboli křídy). Toto období je posledním obdobím druhohor, trvalo 80 milionů let (145 milionů let – před 65 miliony let) a nejvíce se proslavilo „křídovou katastrofou“, která vyústila v masové vymírání druhů – mnoho nahosemenných, vodní plazi, pterosauři, všechno vyhynuli dinosauři (ale ptáci přežili). Amoniti, mnoho ramenonožců a téměř všichni belemniti zmizeli. V přeživších skupinách vyhynulo 30–50 % druhů.

Jednou ze zajímavých forem minerálu uhličitanu vápenatého je čirý kalcit neboli islandský jitrocel. V roce 1669 popsal dánský přírodovědec Rasmus Bartholin podivnou vlastnost islandského nosníku, který je nyní známý jako „dvojlom“. Spočívá v tom, že pokud paprsek světla dopadá kolmo na povrch krystalu, pak se na tomto povrchu rozdělí na dva paprsky. První paprsek se dále šíří přímo a nazývá se obyčejný, ale druhý se odchýlí do strany, čímž porušuje obvyklý zákon lomu světla, a nazývá se mimořádný, a proto při pohledu přes krystal kalcitu vidíme „dvojitý“ obraz. .

Dvojlom v krystalech islandských nosníků byl a je v praxi používán např. u dálkoměrů v pumových zaměřovačích, ale je přirozené, že používání uhličitanu vápenatého lidstvem začalo již velmi dávno.

Uhličitan vápenatý ve formě vápence a mramoru se od starověku používá jako stavební materiál. I přes určitou měkkost vápence lidstvo neopustilo jeho praktické využití: například Velká pyramida v Gíze, která zůstala po čtyři tisíciletí nejvyšší budovou světa, byla postavena z přibližně dvou a půl milionu vápencových bloků.

Jedním z prvních příkladů „krajinářského designu“ tedy mohou být bílí koně z britského hrabství Wilshire, považovaní za prehistorické, kteří byli získáni odstraněním drnu a ornice a odkrytím spodní vrstvy křídy.

Znovu, od starověku, uhličitan vápenatý dal vzniknout dalšímu stavebnímu materiálu, i když to vyžadovalo první chemickou výrobu. Již od dob starověkého Egypta architekti věděli, že kalcinací uhličitanu vzniká nehašené vápno (neboli pálené) vápno, jehož hlavní složkou je oxid vápenatý CaO. Nehašené vápno se používá v pojivových maltách a při výrobě cementu – samotné nebo po úpravě vodou (hašené vápno nebo hydroxid vápenatý Ca(OH)₂). Jsou známy případy použití nehašeného vápna při obraně hradů – nehašené vápno aktivně interaguje s vodou, a protože kůže zdravého člověka je vždy mokrá (zejména pokud se tento zdravý člověk plazí po obléhacím žebříku k cizí hradební zdi), obléhali nalili na obléhatele nehašené vápno, což jim způsobilo popáleniny kůže a orgánů zraku.

Také se od pradávna používá uhličitan vápenatý ke snížení kyselosti půdy (to je také samotný recept amatérského zahradníka, na který byly v zemi miliony tipů: házet skořápky od vajec do půdy, na které mech začal „oštěpovat“ – mech roste na kyselých půdách a uhličitan vápenatý, který je solí slabé kyseliny, reaguje s volnou kyselinou půdy a váže ji).

Od počátku 170. století se uhličitan vápenatý kromě stavebnictví používá v mnoha průmyslových procesech, např. buničina a papír pro výrobu vysoce kvalitního natíraného papíru. Uhličitan vápenatý se používá jako plnivo, které dodává polymerním materiálům dodatečnou pevnost; používal se při pečení (pro zvýšení příjmu vápníku). Dnes se uhličitan vápenatý používá v potravinářském průmyslu jako bílé potravinářské barvivo (EXNUMX). Ca (OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O. Důvodem tohoto přístupu je to, že přírodní (nebo, jak se nyní říká, přírodní) uhličitan vápenatý obsahuje fosilie organismů, které nepřežily křídovou katastrofu, a právě ty kusy skořápek, které testovaly nervy našich učitelů a skřípaly na desce, zanechání škrábanců na ní může také poškodit zubní sklovinu.

Skutečnost, že uhličitan vápenatý reaguje s kyselinami, se dnes bohužel stala celým problémem pro zachování architektonického a uměleckého dědictví: budov a soch a různých forem uhličitanu vápenatého, zejména z méně hustého vápence (i když se tento problém týká i mramoru, nechť to a zhoršuje se pomaleji) jsou poškozeny v důsledku eroze způsobené kyselými dešti.

Žádná látka nepřinesla lidské kultuře takový přínos (a nepřispívá k tomu dodnes) jako uhličitan vápenatý. Jeho cestu v lidské civilizaci můžeme sledovat od prvních jeskynních kreseb na stěnách jeskyní křídou, pyramidami až po školní tabuli a budovy ze skla a betonu. A když víme, za kolik vděčí lidská civilizace uhličitanu vápenatému, nemýlili bychom se, kdybychom řekli, že lidská civilizace vyrostla na kostech – kostech obrovského množství organismů, které vyhynuly na konci křídového období.

Více než 800 000 knih a audioknih!

Dostat 2 měsíce předplatného Litres jako dárek a užívejte si neomezené čtení

Tento text je informační list.

Formy zvětrávání vrstev křídaIzrael

Мел — uhličitanová sedimentární hornina bílé barvy, jemnozrnná, slabě stmelená, měkká a drobivá, nerozpustná ve vodě, organického (zoogenního) původu. Minerálním složením se křída blíží vápenci a skládá se převážně z kalcitu (91–98,5 %). Základem chemického složení křídy je uhličitan vápenatý s malým množstvím uhličitanu hořečnatého, ale obvykle je přítomna i neuhličitanová část, zejména oxidy kovů. Křída obvykle obsahuje nevýznamnou příměs drobných křemenných zrn a mikroskopických pseudomorfů kalcitu z fosilních mořských organismů (radiolárií atd.). Často se nacházejí i velké fosilie křídového období: belemnity, amonity atd.

V minerálním složení křídy dominuje kalcit, který může být buď biogenního nebo autogenního původu, organické zbytky obvykle tvoří významnou část horniny (až 75 %). Jsou zastoupeny především kosterními schránkami planktonních řas-kokolitoforů a také foraminifer (někdy až 40 %). Velikost kosterních pozůstatků je 5-10 mikronů. Práškový kalcit s částicemi o velikosti 10-90 mikrony má proměnlivou, ale někdy významnou hodnotu (0,5-2 %), méně významný je obsah větších částic ve formě mikroskopických krystalů kalcitu. Občas se v křídových schránkách měkkýšů nacházejí kostry mechovců, inoceramů, zbytky krinoidů, ježovek a krinoidů, pazourkové houby a korály. V malém množství, obvykle do 5, méně často do 10-12 %, jsou přítomny pelitomorfní nekarbonátové nečistoty, převážně terigenního, méně často autogenního původu: křemen, živce, jílové minerály (glaukonit, kaolinit, hydromiky, montmorillonit) , opál, chalcedon, pyrit aj. Konkrece pazourku, pyritu a fosforitu jsou vzácné a jen místy.

V křídových vrstvách je pozorován rozvoj velkých trvalých trhlin – plošných a vertikálních, vyplněných křídovou moučkou. Na povrchových výchozech se síť trhlin velmi zhušťuje. Když jsou vzorky křídy napuštěny olejem, objevují se v nich skryté žilné struktury v podobě proplétajících se drobných prasklin a také stopy po četných průchodech červů – bahenních pojídačů. Na všech křídových ložiskách v různých oblastech (horizontech) se křída liší jak chemickým složením, tak i fyzikálními a mechanickými vlastnostmi.

Hustota 2690-2720 kg/m3; pórovitost 44-50%; přirozená vlhkost 19-33%. Po navlhčení se pevnost křídy začíná snižovat již při vlhkosti 1-2% a při vlhkosti 20-30% se pevnost v tlaku zvyšuje 2-3krát, přičemž se objevují plastické vlastnosti. Přírodní křída prakticky nemá žádnou mrazuvzdornost; po několika cyklech zmrazování a rozmrazování se rozpadá na jednotlivé kousky o velikosti 1-3 mm.

Na základě fyzikálních vlastností a strukturních charakteristik se rozlišují tři druhy kříd: bílá křída na psaní; marly, vyznačující se větší hustotou a menší bělostí, což je způsobeno přítomností jílových látek; křídový vápenec je přechodný rozdíl od křídy k vápenci.

Nález

Křída je poloztvrdlý nános teplých moří, uložený v hloubce 30 až 500 m. V přírodě je rozšířený a je charakteristický pro ložiska svrchní části křídového systému a spodního paleogénu, který souvisí s bujnou vegetací. vývoj cokolitoforů. Nahromadění bílé křídy je specifickým rysem pozdní křídy a nachází se téměř ve všech fázích svrchní křídy, od cenomanu po masstracht včetně. Křídovité vápence jsou běžné na třetihorních uloženinách v paleozoiku, křídové akumulace nejsou zachovány, přecházející v různé vápence.

Nejvýznamnější pás křídových ložisek se nachází v Evropě, od řeky Emba v západním Kazachstánu až po Velkou Británii. Jejich tloušťka dosahuje několik set metrů (v oblasti Charkov – 600 m). Silný křídový pás se táhne přes celý evropský kontinent včetně severní Francie, jižní Anglie, Polska, prochází Ukrajinou, Ruskem a přesouvá se do Asie – Sýrie a Libyjské pouště. Zásoby křídy jsou napříč územími rozmístěny nerovnoměrně: asi 48-50 % zásob vysoce kvalitní křídy s vysokým obsahem uhličitanu vápenatého a hořečnatého a minimálním obsahem škodlivých nečistot je soustředěno v Rusku; asi 32–33 % na Ukrajině a o něco více než 12 % v Bělorusku. Malá ložiska jsou v Kazachstánu, Litvě a Gruzii. Celkové bilanční zásoby křídy v Rusku se odhadují na 3300 milionů tun s neomezenými předpovědními zásobami.

Zásoby největšího ložiska křídy Sebrjakovskij (Volgogradská oblast, Rusko) pro výrobu cementu jsou 890 milionů tun Téměř neomezené předpokládané zdroje křídy jsou soustředěny v oblasti Belgorod (Rusko), kde bylo prozkoumáno 29 ložisek křídy s celkovými zásobami 1000 milionů. tun, z nichž největší jsou Lebedinskoye, Stoilenskoye a Logovskoye. Ložiska Lebedinskoye a Stoilenskoye zároveň představují 75 % prozkoumaných zásob křídy v oblasti Belgorod. Tato dvě ložiska jsou využívána pro těžbu železné rudy, kde je nadložní horninou křída. Křídová ložiska Voroněžské oblasti patří do turonsko-konického věku. Křída má vysoký obsah (až 98,5 %) a nízký obsah nekarbonátových nečistot (méně než 2 %), obohacená o amforový oxid křemičitý, křída se vyskytuje v těsné blízkosti povrchu a je pokryta křídovým eluviem nebo kvartérními sedimenty. Charakteristickým znakem ložisek křídy ve Voroněžské oblasti je její nasycení vodou (obsah vlhkosti dosahuje 32 %, což způsobuje vážné potíže při její těžbě a zpracování).

Praktická hodnota

V průmyslu se křída používá k výrobě vápna, cementu, sody, skla a školní křídy. Používá se jako plnivo do gumy, plastů, papíru a barev a laků. V zemědělství se používá k vápnění půdy a krmení zvířat a v parfumerii k výrobě zubních past a prášků. V papírenském průmyslu se používala jako plnivo a bělidlo spolu s kaolinem. Křída je nezbytnou součástí natíraného papíru používaného v polygrafickém průmyslu k tisku vysoce kvalitních ilustrovaných publikací. Mletá křída se hojně používá jako levný materiál pro základní nátěry, bílení, malování stěn domů a k ochraně kmenů stromů před spálením sluncem. Použití křídy jako plniva a pigmentu při výrobě papíru a lepenky může být úspěšné za předpokladu, že jsou splněny požadavky na tento druh suroviny, pokud jde o její optické vlastnosti a granulometrické složení. Kvalita křídy je dána především jejím chemickým složením a její vhodnost pro výrobu vápna a cementu se určuje polotovarovými zkouškami.