Химический состав и методы его определения

Элементный и фазовый состав – строгие понятия. Химический состав – понятие нестрогое. В сфере строительных материалов под химическим составом понимают совокупность виртуальных, т.е. реально не существующих оксидов, из которых состоит вещество или материал. При этом общая масса данных оксидов равна массе всех минералов в образце. Следует заметить, что подобный язык описания состава строительных материалов возможен лишь по той причине, что их основу составляют алюмосиликатные минералы. Если бы в строительных природных материалах были бы металлы, сульфиды или другие некислородосодержащие минералы, то ситуация была бы уже не такой простой. Спрашивается, зачем нужно подобное понятие. Прежде всего, во многих случаях химический анализ не позволяет установить вид минерала, но позволяет определить содержание того или иного металла в оксидной форме. В то же время подобная информация о содержании виртуальных оксидов в сырье вполне устраивает технологов, так как она входит в расчеты по определению состава шихты, идущей на приготовление материалов. Так, например, мы уже знаем, какие минералы входят в состав клинкера. Химический состав клинкера можно записать в виде: СаO – 63-66%, SiO₂ – 21-24%, Al₂O₃ – 4-8%, Fe₂O₃ – 2-4%, при этом суммарное количество данных оксидов равно 95-97%. Остальное составляют примеси MgO, Na₂O, K₂O, TiO₂, Cr₂O₃ и P₂O₅. Точно также, в виде совокупности оксидов можно выразить химический состав глин и других материалов.

Методы определения химического состава – это те же методы, которые используются для определения элементного и фазового состава. Возможно, что уже изначально при помощи химического анализа найдено содержание всех элементов в оксидной форме. Если же в эксперименте определен элементный или фазовый состав, то химический состав легко рассчитать на этой основе, используя сведения об атомных массах.

Примеры:

1. Проанализировали белый минерал и нашли содержание Ca – 34,19%, Si – 24,79%. Определить химичecкий состав. Решение:

М(Са) = 40 М(Si) = 29

М(СаО) = 40 +16 = 56 M(SiO₂) = 29 + 32 = 61

CaO = 34,19x56/40 = 47,86% SiO₂ = 61x24,79,29 = 52,14%

S = 47,86 + 52,14 = 100%

Вывод: это минерал волластонит CаSiO₃.

2. Подготовили смесь, содержащую 50% волластонита и 50% кварца. Определить химический состав. Решение:

SiO₂ в волластоните =50 х 0,5214 = 26,07%

СаО в волластоните = 50 x 0,4786 = 23,93%.

Химический состав: SiO₂ = 50% + 26,07% = 76,07%, СаО = 23,93%.