Научно- исследовательская работа Исследования физико- химических свойств глины

Министерство образования и науки Республики Бурятия                                                          МОУ «Могойтинская средняя общеобразовательная школа имени Анищенко В.С.»

Научно – исследовательская работа по теме:

«Исследование физико-химических

свойств глины»

секция «Химия»

Выполнила: Бухатиева Нонна,

ученица 8 класса

Руководитель: Шоботкина Э.Б.,

учитель химии и биологии

                                                                 2011 год

Содержание:

     Введение

Методика исследования:

1.1 Определение внешних качеств глины

1.2 Исследование адсорбционных свойств глины

1.3 Определение содержания песчанистых примесей в глине

1.4 Определение «жирности» глины

1.5 Определение плотности глины

1.6 Определение кислотно – основных свойств глины

1.7 Исследование антимикробных свойств глины 

Выводы

Список использованной литературы

Приложения

Введение

   Глина – это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания. Поэтому разработки породы ведутся не в местах ее образования, а среди различных отложений, слои которых имеют определенную окраску и чистоту.

   Сухая глина с жадностью поглощает воду и упорно удерживает ее между своими частицами. Намокшая  до известной степени глина перестает через себя пропускать воду и делается водопроницаемой и в то же время превращается в массу, которая, будучи хорошо перемята и перемешана, приобретает способность легко принимать разнообразнейшие формы и сохранять при высыхании; глина обладает, словом, тем свойством, которая называется «пластичностью». Это свойство связано со способностью глинистых минералов смачиваться водой, притягивать полярные молекулы воды. Благодаря этому свойству глина потерпела много чудесных превращений, от горшка каменного века, украшенного ямочками и гребешками, до стройных греческих ваз и сверкающих разноцветной лазурью восточных изразцов, от итальянской майолики до фарфора.

Рядом с пластичностью и в непосредственной связи с ней находится и другое свойство глины, а именно «связывающая» способность. Способность эта заключается в том, что глина с порошкообразными, непластичными телами, вроде песка и т.п., дает однородное тесто, обладающее также пластичностью, хотя и в меньшей степени. Глины с высокой пластичностью носят название глин «жирных», так как дают при осязании в замоченном состоянии впечатление жирного вещества. Глины непластичные или мало пластичные носят название «тощих». Жирная глина даже в сухом состоянии блестящая с виду и скользкая на ощупь. Глина тощая на ощупь шероховата, в сухом состоянии имеет поверхность матовую и при трении пальцем легко отделяет мелкие землистые пылинки. «Тощие» глины содержат много примеси (хрустят на зубах), при разрезании ножом не дают стружек. Кирпич из «тощей» глины непрочен и рассыпчат.

При очень высокой температуре глина плавится. Температура оплавливания (начала плавления) характеризует огнеупорность глины, которая неодинакова для различных ее сортов. Редкие сорта глины требуют для обжига колоссального жара —до 2000°С, трудно получаемого даже в заводских условиях. В этом случае возникает необходимость снижения огнеупорности. Снизить температуру оплавливания можно за счет введения добавок следующих веществ (до 1% по массе): магнезии, окиси железа, извести. Такие добавки называются флюсами (плавнями).

Большинство глин работает в качестве адсорбента. Это объясняется тем, что кристаллы глинистых минералов имеют сильно разветвленную поверхность: суммарная площадь частиц, заключенных в 1 г глинистого материала, достигает нескольких сот квадратных метров! Кроме того, на поверхности глин есть активные центры адсорбции – гидроксильные группы, атомы кислорода и некоторых других элементов. Все это способствует адсорбции полярных и неполярных молекул.

Благодаря своей радиоактивности глина – лучший естественный стерилизатор. Глина обладает антибактериальным действием.

Цель данной работы: Исследовать  физико- химические свойства глин на основе сравнительного анализа

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1 Определение внешних качеств глины

2 Исследование адсорбционных свойств глины

3 Определение содержания песчанистых примесей в глине

 4 Определение «жирности» глины

 5 Определение плотности глины

 6 Определение кислотно-основных свойств глины

7 Исследование  антимикробных свойств глины 

Актуальность темы:

В современной  жизни известно  очень много разных строительных материалов, но глина остается доступным природным  материалом при различных строительных работах. Наш район богат месторождениями глины и особенно качественной является глина с местности Булак. Актуальность данной работы заключается в том, что необходимо знать о месторождениях столь качественной глины, использование которой экономически эффективно.

 Объект исследования: глина с местности Булак и косметическая голубая глина

Методы исследования:

-эмпирические: изучение и анализ литературы

- теоретические: метод сравнения, анализа, обобщения, систематизации

-исследовательские: проведение опытов, наблюдений, эксперимента

Научная новизна:

В настоящее время уделяется большое внимание изучению и использованию местного материала в быту человека, в лечении различных болезней, поэтому разные виды глин обладают разными свойствами. Возникает потребность изучения данной проблемы.

           Мои исследования:

1.1 Определение внешних качеств  глины, состав глины

Наша земля глиной богата. В  нашем районе глину берут с местности Шаманка и с Булака. Я в своей работе исследовала физико- химические свойства глины с местности Булак и косметическую голубую глину.

Окраска глин разнообразна: светло-серая, голубоватая, желтая, белая, красноватая, бурая с различными оттенками. Качество изготавливаемого кирпича не зависит от цвета глины. Цвет глины определяется большим количеством присутствующих в ней солей:

- красный цвет – большое количество калия, железа; 

- зеленоватый цвет – медь, двухвалентное железо;

- голубой цвет – кобальт, кадмий;

 -темно-коричневый и черный цвет – углерод, железо желтая глина — натрий, трехвалентное железо, сера и ее соли.

Глина с местности Булак имеет серо- зеленоватый цвет, это говорит о том, что в состав глины входит медь, двухвалентное железо,

 Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китайской Народной Республике (КНР), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (масса) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н20).

Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.

1.2  Исследование адсорбционных свойств глины

Оборудование: весы и разновесы; химические стаканы на 250 и 500 мл; фарфоровая чашечка; воронка; ступка фарфоровая; пестик; сито; трубки стеклянные; вата; сухое горючее и спички; фильтрованная бумага; мерные цилиндры; линейка; штатив лабораторный с лапкой и винтом; стеклянные палочки.

Реактивы: растворы KMnO₄, CuSO₄, NH₃, H₂SO₄; универсальная индикаторная бумага; молоко.

1.      Поместила образцы подсушенной глины массой 10 г в ступку и тщательно измельчила их.

2.       Поместила измельченные образцы в фарфоровую чашку, поместила в  микроволновую печь и прокалила  при температуре 150-180 градусов в течение 10минут для увеличения поглотительной способности.

3.      Просеяла прокаленные  образцы через крупное сито.

4.      В пробирку без дна поместила кусочек ваты и насыпала слой глины высотой 0,5 см. Слегка утрамбовала глину

5.      Закрепила собранный таким образом сорбционный патрон вертикально над химическим стаканом (штатив, лапка)

6.      Налила в пробирку небольшими порциями раствор перманганата калия бледно- розового цвета и дождалась, когда фильтрат соберется в стакане.

7.       Сравнила цвет фильтрата с цветом исходного раствора перманганата калия. Фильтрат  окрашен был, увеличив высоту слоя глины в пробирке повторила опыт до тех пор, пока не получила полного обесцвечивания раствора  KMnO₄

8.      Повторила действия 4-8 раз, заменив раствор перманганата калия раствором сульфата меди.

9.      Образцы  глины массой 10г поместила в химический  стакан на 500 мл, залила верхом 10%-м раствором

                                                                                                                     Приложение №1

                           Физико- химические свойства глины

Номер образца	Внешний вид	Плотность, г/см³	Жирность	pH	Адсорбционные свойства(высота слоя, см)	Содержание песка %
1	Серо- зеленый
2	Голубой

Краткое описание документа:

Цель данной работы: Исследовать физико- химические свойства глин на основе сравнительного анализа

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1 Определение внешних качеств глины

2 Исследование адсорбционных свойств глины

3 Определение содержания песчанистых примесей в глине

4 Определение «жирности» глины

5 Определение плотности глины

6 Определение кислотно-основных свойств глины

7 Исследование антимикробных свойств глины

Актуальность темы:

В современной жизни известно очень много разных строительных материалов, но глина остается доступным природным материалом при различных строительных работах. Наш район богат месторождениями глины и особенно качественной является глина с местности Булак. Актуальность данной работы заключается в том, что необходимо знать о месторождениях столь качественной глины, использование которой экономически эффективно.

Объект исследования: глина с местности Булак и косметическая голубая глина

Методы исследования:

-эмпирические: изучение и анализ литературы

- теоретические: метод сравнения, анализа, обобщения, систематизации

-исследовательские: проведение опытов, наблюдений, эксперимента

Научная новизна:

В настоящее время уделяется большое внимание изучению и использованию местного материала в быту человека, в лечении различных болезней, поэтому разные виды глин обладают разными свойствами. Возникает потребность изучения данной проблемы.