Изучение растворимости гидроокиси кальция

Проблема изыскания новых высокоэффективных, экологически безопасных и недорогих дезинфицирующих средств и разработка более прогрессивных методов их использования в ветеринарии является актуальной задачей [5].

Необходимость создания таких средств и методов их применения, которые обладают высокой эффективностью при минимальном их расходе, низкой токсичностью, повышают производительность и культуру работы ветеринарных специалистов. Именно таким требованиям отвечает гашенная известь для дезинфекции объектов ветеринарного надзора [2, 3].

Поскольку гашенная известь Ca(OH)2 – малорастворимое в воде основание, то во всех случаях использование известковой суспензии в сельском хозяйстве и ветеринарной практике соотношение растворенной его доли и не растворенных частиц оказывается немаловажным фактором. Это объясняется тем, что растворен- ные молекулы Ca(OH)2, будучи сильным электролитом, практически полностью диссоциируются в воде по уравнению:

Ca(OH) 2 = Ca²⁺ + OH^- и существуют в растворе в виде ионов, в то время гораздо большая часть гидроокиси кальция остается в молекулярной форме и является твердой фазой гетерогенной системы. Естественно, что твердо- и жидкофазное взаимодействие веществ с твердым, жидким или газообразными реагентами отличаются не только продуктами реакции, но и образования этих соединений, полнотой протекания химического взаимодействия и его границами. Именно поэтому исследования растворимости гашенной извести в его перенасыщенном растворе представляет большой практический интерес в проведении влажной дезинфекции на объектах ветнадзора [1].

По данным А.А. Полякова (1975 г) в 100 мл насыщенного водного раствора при 20 ^OC содержится 0,13 % Ca(OH) 2 [5],

В.А. Молочко, С.В. Крынкиной, растворимость гидроокиси кальция при температуре 20 0C в 100 мл воды 0,16 г [4], Я.И. Яковлев, Э.М. Колпанов, известковая вода содержит 0,15-0,17 г гидроокиси кальция [6]. Кроме того, указанные авторы считают, с повышением температуры, растворимость гашенной извести снижается (1, 2, 5). В то время Г.В. Базаянц, О.В. Дариенко, М.Ю. Медведев (2011) считают, что с повышением температуры воды растворимость гашенной извести существенно возрастает [1].

Цель работы – количественная оценка влияния различных факторов (температурного, хлорида натрия) на растворимость гашенной извести (гидроокиси кальция) в воде и установление диапазона его растворимости.

Материал и методы исследований. На начальном этапе определили температурную зависимость растворимости гашенной извести в воде. Ее определяли по изменению активности ионов OH^- по мере увеличения температуры перенасыщенного раствора гашенной извести (пушенки), изготовленной в виде высокодисперсного порошка. В качестве растворителя использовали дистиллированную воду.

Активность ионов OH- в растворе контролировали pH-метром марки «Cheker» (пределы измерения pH-0-14, точность ± 0,2 pH) при медленном нагревании раствора от 20 0C до 100 0C. Дли- тельность выдержки при каждой фиксированной температуры составляла не менее 1,5 часа, при достаточно интенсивном пе-ремещивании. Температурную зависимость изучали при следующих показаниях: 20 0C, 50 0C, 70 0C и 100 0C. Определения растворимости препарата в воде проводили согласно методическим указаниям [3].

Растворимость препарата в воде выражают числом граммов в 100 мл растворителя, дающий при данной температуре насыщенный раствор.

Для препаратов растворяющих с остатком, определяли массовую его долю. Для этого навеску препарата массой 1,0 г, взятую с точностью до 0,002 г вносят в 100 мл дистиллированной воды, выдерживают в течении одного часа, периодически перемешивая стеклянной палочкой. Полученный раствор с осадком отфильтровывают через бумажный фильтр, предварительно высушенный до постоянной массы. При этом не растворившийся остаток препарата должен быть перенесен на фильтр.

Для этого в колбу, в которой готовили раствор, несколько раз ополаскивают отфильтрованным раствором. После завершения фильтрации бумажный фильтр высушивают до постоянной массы при температуре 90-95 0C, охлаждали в эксикаторе и взвешивали с точностью до 0,002 г.

Содержание нерастворимого в воде остатка (Х 2 ) в процентах рассчитывали по формуле:

Х=

(m1-m2)ioo m    ,

Где, m1 – масса высушенного фильтра с остатком, г; m2 – масса высушенного фильтра до фильтрования, m – навеска пре парата, взятого для анализа, г.

Таблица 1 – Показатели температурной зависимости растворимости гидроокиси кальция

(гашенной извести)

№ п/п	Температура 0C	PH раствора	Растворимость, г Ca(OH) 2 /100 мл H 2 O
1	20	12,0	0,173
2	50	11,5	0,147
3	70	11,5	0,115
4	100	10,8	0,09

Таблица 2 – Показатели растворимости гашенной извести в хлориде натрия

о К К сЗ И _ О й я Й « п Я с X о и	S н о 5 и й й X S	Ц S3 & л СЯ  - и н й сз  Й  Я о 5 Я о S й S 2 & Я S а °	и я & й й „ о S 5 5 О « я й а	1 ей к о сЗ W 2 а S н	8 = & 8 О о И м Й И а я Н	6 5 S н О s СЯ и
Гашенная известь	1,0	2,069	2,896	0,827	0,173	17,0
Гашенная известь и NaCl	1,0+1,0	2,064	2,692	0,628	0,372	37,2
-	1,0+3,0	2,059	2,672	0,620	0,380	38,0
-	1,0+5,0	2,043	2,736	0,693	0,307	30,7
-	1,0+10,0	2,056	2,797	0,741	0,259	25,9

Для увеличения растворимости гашенной извести, добавляя 1,0; 3,0; 5,0 и 10,0 граммов хлорида натрия. Все опыты проводили в трехкратной повторности.

Результаты исследований . В таблице № 1 приведены результаты эксперимента по изучению растворимости гашенной извести в воде. Как видно из результатов исследования, при повышении температуры перенасыщенного раствора Ca(OH) 2 , активность ионов OH^- существенно снижается, что указывают на уменьшение растворимости гашенной извести в воде.

Таким образом, наиболее оптимальной температурой для растворения гашенной извести является показатель +20 0C, чем выше температурный предел, тем растворимость ухудшается.

Известно так же,что растворимость малорастворимого электролита повышается при введении его в раствор сильных электролитов ,не имеющих одноименных ионов. В таблице 2 приведены результаты растворимости гашенной извести с добавлением хлорида натрия.

Как видно из таблицы, растворимость гашенной извести в 100 мл воды составило 0,173 г или 17,3 %, при прибавлении 3,0 % хлорида натрия растворимость увеличилась – до 0,380 граммов, что составило 38 %, то есть повышение растворимости составило 2,2 раза. В то же время, при добавлении в гашенную известь 5,0 % и 10,0 % хлорида натрия растворимость начала снижаться. То есть происходит обратная реакция, снижения ионной силы раствора. Таким образом, добавление в насыщенный раствор гашенной извести 1 и 3 % хлорида натрия увеличивается ионная сила раствора, что приводит к увеличению растворимости.

Заключение. C повышением температуры воды растворение в ней гашенной извести резко снижается. В то же время, добавление в 20 % насыщенный раствор гашенной извести 3,0 граммов хлорида натрия растворимость увеличивается в 2,2 раза.

Резюме

Гидроокись кальция (гашенная известь) химическое вещество, сильное основание. Представляет собой порошок белого цвета, плохо растворимый в воде. Гашенную известь получают путем взаимодействия оксида кальция (негашеной извести) с водой. Это реакция экзотерическая, идет с выделением 16 ккал 1/67 КДЖ на моль.

Дезинфицирующие действия гашенной извести является образоване в водных растворах гидроксильных ионов, чем больше концентрация последних, тем сильнее обеззараживающие действия извести.

Изучена температурная зависимость растворимости гашенной извести. Температурную зависимость изучали при температурах 20 0C, 50 0C, 70 0C и 100 0C.

Результаты исследований показали, с ростом температуры в недонасыщеном растворе, активность ионов OH- существенно снижается, что указывает на снижение растворимости гашенной извести в воде.

Была изучена растворимость гашенной извести при добавлении в его раствор 1,0; 3,0; 5,0 и 10,0 хлорида натрия.

Добавление 20,0 % насыщенного раствора гашенной извести и 3,0 % хлорида натрия, увеличивает ионную силу раствора, приводит к увеличению растворимости 2,2 раза. Результаты исследований подтвердились в последующих 3 опытах.