Przeczytaj

bg‑blue

Spektakularne konstrukcje wykonane z soli

bg‑gray1

Budynek o smaku „solonych frytek”

R1LCOmZqgdCEF1

Zdjęcie przedstawia opakowanie soli . Na opakowaniu znajduje się dziewczynka z parasolem idąca w deszczu, niosąca pakowanie soli, która się wysypuje. Przed opakowaniem usypana jest sól. — Marka produkuje nie tylko sól kuchenną, lecz również tę przeznaczoną do uzdatniania wód, użytku drogowego czy na potrzeby rolnictwa. Logo firmy nawiązuje do tego, że – pomimo pory deszczowej – sól jest ciągle sypka. Dzieje się tak dzięki zastosowaniu w opakowaniu na sól środków absorbujących wodę. W USA marka ta jest powszechnie znana i pokrywa zapotrzebowanie na sól w całym kraju.
Źródło: Sharon Drummond, dostępny w internecie: flickr.com, licencja: CC BY-NC-SA 2.0.

SolesoleSole to substancje szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Niektóre sole (jak $NaCl$ ), podobnie jak węgiel kamienny, są wydobywane z Ziemi, czyli metodami górniczymi. Chociaż sól kuchenna służy niejednej gospodyni jako przyprawa, to jedno z jej zastosowań jest z pewnością nieznane.

W jednym z miast we wschodnim Teksasie, nad kopalnią sol, zbudowano muzeum (Salt Palace Museum w Grand Saline) związane z historią wydobywania w tym rejonie chlorku sodu. Głęboko pod budynkiem znajdują się rozległe złoża soli, które wykorzystuje się w produkcji przemysłu spożywczego i przemysłowego marki Morton Salt. Niecodzienną atrakcją muzeum jest jednak nie sól, ale fakt, że mury muzeum są w całości zbudowane z chlorku sodu.

Odwiedzający Salt Palace Museum w Grand Saline są często zachęcani do „spróbowania” muru budynku, który tworzy dokładnie ta sama sól, którą Amerykanie na co dzień posypują dania, m.in. słynne amerykańskie frytki.

RpLvPUt253Er51

Zdjęcie przedstawia fasadę . przed budynkiem znajdują się krzewy i duża bryła soli kamiennej ustawiona na drewnianym postumencie. — Fasada w Grand Saline wykonana jest z chlorku sodu.
Źródło: dostępny w internecie: de.wikipedia.org, domena publiczna.

bg‑gray1

Marmur – budulec Rzymian

Kto odwiedził Rzym z pewnością zauważył, że to antyczne miasto pełne jest monumentalnych budowli wykonanych z marmurumarmurmarmuru. Kamień ten, którego głównym składnikiem jest sól – węglan wapnia ( ${CaCO}_{3}$ ) – zyskał popularność za czasów Oktawiana Augusta, a pierwszą budowlą wykonaną w całości z marmuru była świątynia Jowisza w Pompejach. Wśród popularnych marmurów, używanych w starożytnym Rzymie, znalazły się: marmur biały (tzw. paryjski) oraz marmur pentelicki, który z uwagi na zawartość drobin żelaza posiadał delikatny żółty odcień.

R112FsqTLtESQ1

Zdjęcie przedstawia rzymskie Koloseum, okrągłą budowlę z dwoma rzędami łukowatych okien. Pod budynkiem stoją zaparkowane samochody. W tle błękitne niebo z białymi chmurami. — Przy pracach budowlanych nad rzymskim Koloseum zużyto $150 tys .$ ton marmuru, który znalazł zastosowanie przede wszystkim w pracach wykończeniowych.
Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

bg‑gray1

Jakie inne sole można wykorzystać w budownictwie?

Polecenie 1

Budowa domu od fundamentów to dla wielu osób ogromne wyzwanie logistyczne. Czy wiesz, od czego warto rozpocząć budowę i jakich materiałów użyć? Przenieśmy się do czasów, w których budowniczowie konstruowali wielkie pałace i zamki. Czy marmur i kreda mogły im się przydać w trakcie trwania prac budowlanych? Zapoznaj się z poniższą grafiką interaktywną, przedstawiającą informacje na temat soli wykorzystywanych w budownictwie.

R1UqedTDb1pkO

Ilustracja interaktywna przedstawia zamek w Windsorze. Po lewej stronie znajduje się mur, biegnący aż do pierwszej z trzech wież, które wchodzą w skład kompleksu. 1. Mury Jak pokazuje historia, najczęściej funkcję kamienia budowlanego pełniły skały wapienne, czyli wapnień, kreda oraz marmur. Wspólnym mianownikiem łączącym wszystkie skały wapienne jest kalcyt

msub> CaCO 3

.Zdjęcie przedstawia mury wykonane z czerwonej cegły i schody prowadzące w górę. Mury Jasnej Góry wykonane z wapieni
^{Indeks górny Źródło: wikipedia.org, licencja: domena publiczna}

Wapień może być stosowany w budownictwie jako materiał budulcowy lub jako spoiwo budowlane. Współcześnie jako spoiwo budowlane wykorzystywana jest zaprawa wapienna (lub cementowa), do której przygotowania potrzebne jest wapno palone (tlenek wapnia) otrzymywanie w wyniku prażenia węglanu wapnia:

{CaCO}_{3} \overset{prażenie}{\to} CaO + {CO}_{2}

Przemysłowy proces jego otrzymywania odbywa się w wielkich piecach szybowych (tzw. wapiennikach), do których od góry dostarcza się koks wraz z wapieniem

({CaCO}_{3})

, od dołu natomiast doprowadza się powietrze. Otrzymywana w wyniku spalania koksu bardzo wysoka temperatura jest niezbędna do termicznego rozkładu wapienia. W ten oto sposób otrzymujemy czysty tlenek wapnia

CaO

, popularnie zwany wapnem palonym. Następnie, po dodaniu wody, otrzymuje się wapno gaszone:

CaO + H_{2} O ⟶ Ca {(OH)}_{2}

Tak otrzymane wapno gaszone stanowi jeden ze składników zaprawy murarskiej czyli mieszaniny piasku, wodorotlenku wapnia (wapna gaszonego) i wody.
Zdjęcie przedstawia ścianę z czerwonej cegłySpoiwo cegieł stanowi zaprawa wapienna.
^{Indeks górny Źródło: www.pixabay.com, licencja: domena publiczna}, 2. Ściany Z zaprawy cementowo-wapiennej układa się tradycyjne tynki na ścianach i sufitach. Często stosuje się też gips, czyli siarczan(

VI

) wapnia

{CaSO}_{4}

. Najczęściej wykonuje się przy jego użyciu tynki wewnętrzne.

Do produkcji zaprawy gipsowej wykorzystuje się m.in. gips naturalny. Występuje on w przyrodzie w postaci hydratu

{CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O

(tzw. gips krystaliczny), który poddaje się prażeniu, otrzymując sypki biały proszek

2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O

– tzw. gips półwodny, gips palony, którego wzór zapisuje się również następująco:

{({CaSO}_{4})}_{2} \cdot H_{2} O

. Otrzymywanie gipsu palonego:

2 ({CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O) \overset{ogrzewanie}{\to} (2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O) + 3 H_{2} O

Po zmieszaniu

2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O

z wodą powstaje zaprawa gipsowa (używana w budownictwie). Otrzymywanie zaprawy gipsowej:

(2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O) + 3 H_{2} O ⟶ 2 ({CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O)

Dodatkowo gips stosowany jest do wytwarzania płyt gipsowo-kartonowych, z których wykonuje się często ścianki działowe lub podwieszane sufity. Z kolei do pomalowania ścian używa się farb na bazie kredy, czyli węglanu wapnia

({CaCO}_{3})

.Zdjęcie przedstawia mężczyznę w żółtej koszulce malującego ściany pokoju, w którym się znajduje.Malowanie ścian
^{Indeks górny Źródło: www.pixabay.com, licencja: domena publiczna}

, 3. Podłoga Do produkcji posadzek oraz elewacji często wykorzystywane są marmury, których głównym składnikiem jest węglan wapnia

({CaCO}_{3})

.Zdjęcie przedstawia białą posadzkę z marmuru, w której odbijają się przedmioty znajdujące się w pomieszczeniu: donice z kwiatami, metalowe słupki oraz przeciwległa ściana.Posadzka z marmuru
^{Indeks górny Źródło: www.pixabay.com, licencja: domena publiczna}

Przy wytwarzaniu powierzchni emaliowanych czy glazury zastosowanie znajdują także sole boru, np. boran sodu

({Na}_{2} B_{4} O_{7})

, który w przyrodzie występuje jako minerał boraks rodzimy

({Na}_{2} B_{4} O_{7} \cdot10 H_{2} O)

oraz częściowo odwodnione tinkalkonit

({Na}_{2} [B_{4} O_{5} {(OH)}_{4}] \cdot 3 H_{2} O)

i kernit

({Na}_{2} B_{4} O_{6} {(OH)}_{2} \cdot 3 H_{2} O)

. Zdjęcie przedstawia minerał - boraks. zbudowany jest z wielu nieregularnych białych kryształów.Boraks
^{Indeks górny Źródło: wikipedia.org, licencja: domena publiczna}

, 4. Okna Do wytwarzania szkła stosowane są węglany sodu, potasu oraz wapnia. Węglan sodu

({Na}_{2} {CO}_{3})

służy jako topnik dla krzemionki

({SiO}_{2})

. Z uwagi na fakt, że szkło sodowe jest słabo rozpuszczalne w wodzie, do stopionej mieszaniny dodaje się trochę węglanu wapnia

({CaCO}_{3})

, aby uczynić szkło nierozpuszczalnym. Otrzymane w ten sposób szkło sodowo-wapniowe wykorzystywane jest jako szkło okienne.Zdjęcie przedstawia dwa strzeliste, ozdobne okna z witrażami.Szkło okienne może stanowić podstawę do wykonania kolorowych witraży.
^{Indeks górny Źródło: www.pixabay.com, licencja: domena publiczna}

msub> CaCO 3

{CaCO}_{3} \overset{prażenie}{\to} CaO + {CO}_{2}

Przemysłowy proces jego otrzymywania odbywa się w wielkich piecach szybowych (tzw. wapiennikach), do których od góry dostarcza się koks wraz z wapieniem

({CaCO}_{3})

CaO

, popularnie zwany wapnem palonym. Następnie, po dodaniu wody, otrzymuje się wapno gaszone:

CaO + H_{2} O ⟶ Ca {(OH)}_{2}

VI

) wapnia

{CaSO}_{4}

. Najczęściej wykonuje się przy jego użyciu tynki wewnętrzne.

Do produkcji zaprawy gipsowej wykorzystuje się m.in. gips naturalny. Występuje on w przyrodzie w postaci hydratu

{CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O

(tzw. gips krystaliczny), który poddaje się prażeniu, otrzymując sypki biały proszek

2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O

– tzw. gips półwodny, gips palony, którego wzór zapisuje się również następująco:

{({CaSO}_{4})}_{2} \cdot H_{2} O

. Otrzymywanie gipsu palonego:

2 ({CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O) \overset{ogrzewanie}{\to} (2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O) + 3 H_{2} O

Po zmieszaniu

2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O

z wodą powstaje zaprawa gipsowa (używana w budownictwie). Otrzymywanie zaprawy gipsowej:

(2 {CaSO}_{4} \cdot H_{2} O) + 3 H_{2} O ⟶ 2 ({CaSO}_{4} \cdot 2 H_{2} O)

({CaCO}_{3})

({CaCO}_{3})

({Na}_{2} B_{4} O_{7})

, który w przyrodzie występuje jako minerał boraks rodzimy

({Na}_{2} B_{4} O_{7} \cdot10 H_{2} O)

oraz częściowo odwodnione tinkalkonit

({Na}_{2} [B_{4} O_{5} {(OH)}_{4}] \cdot 3 H_{2} O)

i kernit

({Na}_{2} B_{4} O_{6} {(OH)}_{2} \cdot 3 H_{2} O)

({Na}_{2} {CO}_{3})

służy jako topnik dla krzemionki

({SiO}_{2})

. Z uwagi na fakt, że szkło sodowe jest słabo rozpuszczalne w wodzie, do stopionej mieszaniny dodaje się trochę węglanu wapnia

({CaCO}_{3})

Zamek w Windsorze (ang. <span lang='en>Windsor Castle), Anglia

Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Słownik

sole

związki jonowe zbudowane z kationów metali (lub kationów amonu albo amin) i anionów reszt kwasowych; ich wzór ogólny to:

M e_{m} R_{n}

gdzie:

$M e$ – symbol metalu (którego kation wchodzi w skład soli), jonu amonu lub aminy
$R$ – symbol reszty kwasowej, której anion współuczestniczy w tworzeniu soli
$m$ , $n$ – indeksy stechiometryczne, ustalone na podstawie wartościowości metalu i reszty kwasowej

marmur

skała metamorficzna, powstała w wyniku przeobrażenia głównie wapieni, rzadziej dolomitów; w zależności od składu marmuru, mają barwę białą, szarą, różową, zielonkawą

wapień

rodzaj skały osadowej, powstającej z luźnego osadu wapiennego; w wyniku procesu twardnienia powstaje skała o różnej barwie: białej, beżowej lub innych, w zależności od domieszek; posiada wszechstronne zastosowanie jako materiał budowlany, do produkcji szkła, produkcji cementu, wytwarzania sody, jako topnik przy wytopie rud żelaza, jako nawóz przy odkwaszaniu gleb

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Czerwiński A., Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1, Warszawa 2002.

Thieme, C., Sodium Carbonates, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Niemcy 2000.

Cartwright M., Roman Architekture, 2018, online: www.worldhistory.org/Roman_Architecture, dostęp: 25.07.2021.

Wprowadzenie

Grafika interaktywna

Spektakularne konstrukcje wykonane z soli

Budynek o smaku „solonych frytek”

Marmur – budulec Rzymian

Jakie inne sole można wykorzystać w budownictwie?

Słownik

Bibliografia