Каменная кладовая углекислого газа

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Каменная кладовая углекислого газа

Зыкин А.А. 1
1Гимназия №56
Зыкина Н.Г. 1Домрачев Т.Б. 2
1Удмуртский государственный университет
2Гимназия №56
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Мы с семьей часто путешествуем по Удмуртии и России. Наша республика небольшая и равнинная, самые большие высоты – всего 330 метров, поэтому мне особенно необычно было побывать в горах! Я уже видел Уральские горы и Кавказ. Высокие скалы состоят из твердой породы разного цвета и мне стало интересно, что же это за породы. От родителей я узнал, что породы в этих горах и у нас очень разные. Тогда я собрал в поездках несколько камней и привез их домой – так у меня появилась своя коллекция горных пород.

Побывав на смене в научном лагере, я узнал, что есть вещества, в которых законсервирован углекислый газ. К таким веществам относятся карбонаты, которые содержатся в горных породах. Собранные мною горные породы тоже могут его содержать! Тогда я решил проверить, какие из них содержат связанный углекислый газ и определить, сколько его. А потом мама объяснила мне, что раньше на нашей планете в атмосфере было намного больше углекислого газа, но благодаря живым организмам он был законсервирован в горных породах. Именно поэтому нам так комфортно жить на Земле. Мне стало интересно, а сколько спрятано углекислого газа в известняках на территории нашей республики.

Целью моего исследования является определение количества углекислого газа в образцах горных пород.

Задачи:

Собрать информацию о карбонатных породах Удмуртии;

Проверить присутствие карбонатов в отобранных мною пробах;

Определить количество углекислого газа в породах, содержащих карбонаты;

Посчитать количество углекислого газа законсервированного в известняках на территории Удмуртии.

Территория нашей республики – равнинная. Основные породы, которые лежат на поверхности – это осадочные породы. Они образовались в далеком прошлом, когда на нашей территории было море [10]. Живые организмы, отмирая, создали большие залежи карбонатных пород. В них законсервирован углекислый газ [2, 5, 6, 9]. Когда мы капаем на них кислотой – они «вскипают», то есть на поверхности появляются пузырьки углекислого газа, которые образовались в результате химической реакции [6, 13].

Обычно карбонаты придают породам белый цвет, но не все белые породы содержат карбонаты, я в этом убедился, проверив свою коллекцию, а также часть минералов из коллекции Почвенной лаборатории Удмуртского государственного университета.

В ходе исследования мною лично были собраны породы в разных местах Удмуртии и России. В лаборатории я проверил наличие в них карбонатов с помощью соляной кислоты. В карбонатных породах с помощью кальциметра было определено процентное содержание углекислого газа. Узнав о количестве известняков, которые залегают на территории республики [7, 8, 10, 11, 12], посчитал количество углекислого газа, который в них законсервирован.

1. Теоретическая часть

1.1. Роль живых организмов в регуляции количества углекислого газа в атмосфере

Важной характеристикой цикла углерода на Земле является то, что он выводится из атмосферы в форме неживого органического вещества и карбонатов. Непрерывный вывод углерода из глобального цикла и захоронение его в осадках морей очень важно для развития биосферы. На основании расчетов определено, что в гранитном слое земной коры содержится углерода (в тоннах): 4,1·1015 в составе органических соединений и 18·1015 в форме карбонатов. Это количество примерно в 4 раза меньше, чем в осадочной оболочке. Резервуаром, откуда на протяжении почти 4 млрд. лет черпался углерод, служит атмосфера. В то же время содержание этого элемента в форме углекислого газа в атмосфере мало. Постоянное выведение углерода из атмосферы могло привести к постепенному убыванию в ней СО2, сокращению массы живого вещества, а возможно к полному прекращению жизни на нашей планете. В действительности этого нет, так как углекислый газ постоянно поступает на поверхность из недр Земли в составе вулканических газов [2].

Ученые обнаружили, что массы углерода, связанного в карбонатных толщах, изменяются согласно с колебаниями величин объемов вулканических пород. В те эпохи, когда происходили бурные извержения вулканов, отлагалось особенно много карбонатных пород.

Отношение количеств углерода в литосфере, гидросфере и атмосфере Земли, по уточненным расчетам, составляет 28 570 : 57 : 1.

Приведенные данные показывают, что существование и развитие жизни связаны с процессом дегазации мантии и поступлением углекислого газа из недр Земли. С другой стороны, если бы живые организмы не обеспечивали геохимический цикл углерода, поддерживающий невысокую концентрацию СО2 в атмосфере, то захороненное количество углерода находилось бы в виде углекислого газа в атмосфере в десятки тысяч раз больше, чем сейчас. Это имело бы самые серьезные последствия из-за так называемого парникового эффекта.

Как известно, молекулы СО2 в атмосфере поглощают инфракрасное (тепловое) излучение Земли и излучают поток энергии к земной поверхности. Столь значительное повышение содержания углекислого газа могло вызвать очень сильное повышение температуры и разогревание поверхности планеты вплоть до испарения Мирового океана.

Усиление притока углекислого газа в периоды активного вулканизма, по-видимому, сопровождалось общим потеплением климата, уменьшением контрастности температур.

Некоторые ученые предполагают, что смена ледниковых и межледниковых периодов вызвана колебаниями содержания углекислого газа в атмосфере. Можно допустить, что распространение материкового льда и сильное сокращение площади лесной растительности способствовали повышению углекислоты в воздухе и относительному потеплению. Вызванное этим сокращение ледников и распространение лесов сопровождалось изъятием СО2 из атмосферы и связыванием его в биомассе и органическом веществе почвы, что, вызывало постепенное похолодание и появление очередного материкового оледенения.

Формирование морских условий с теплым климатом способствовало распространению кораллов и моллюсков. Отмирая, они формировали осадочные отложения, которые в своем составе содержали карбонаты. Это также способствовало снижению содержания СО2 в атмосфере. Со временем эти отложения становились известняками [11].

1.2. Особенности известняков в Удмуртии

1.2.1. Образование известняков

В условиях нашей республики известняки формировались в разное время. На территории Удмуртии в течение палеозоя преобладали морские условия, в этих теплых морях жило множество животных, в том числе и кораллы. Так образовались рифы. В современных морях рифы образованы кораллами, водорослями, пластинчатожаберными и другими организмами, а также известняками химического происхождения. Древние рифы на них похожи. Развиваются коралловые рифы лишь в зоне тропиков, причем в условиях открытого моря нормальной солености и чистой воды. Мощность рифов по отложениям Удмуртии – до 580 метров. Главнейшими породами рифов являются известняки, существенное место занимают доломиты [11].

Карбон. Этот период представлен в Удмуртии прослойками голубых глин и пластами светло – серых известняков, которые покрыты серыми доломитами с гипсом. Это говорит об уменьшении площади морей. Мощность этих отложений достигает одного километра.

Отложение пермского периода покрывают всю Удмуртию и выходят на поверхность. Они представлены двумя типами осадков : карбонатными – известняками, доломитами и сульфатными – гипсы и ангидриты. Это указывает на частые колебания уровня моря [9, 11].

1.2.2. Залежи известняков в Удмуртии и их использование

На территории Удмуртской Республики насчитывается 848 месторождений полезных ископаемых. В том числе они включают: 60 месторождений известняков на щебень и мелиорацию почв [8]. Основные месторождения указаны на карте полезных ископаемых республики [7].

Наиболее крупные залежи известняков находятся в Можгинском, Алнашском, Якшур-Бодьинском, Шарканском, Игринском, Воткинском, Глазовском и Балезинском районах [11].

Часть месторождений (Лудзи-Шудзинское в Можгинском районе и Чуровское в Якшур-Бодьинском) разрабатывают для получения извести необходимой как вяжущий материал в строительстве, в кожевенной и других отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Используются известняки и в качестве флюсов в металлургическом и стекольном производствах, а также как бутовый камень для нужд промышленного, коммунального и дорожного строительства. Местные известняки находят все более широкое применение в сельском хозяйстве для известкования почв [10].

Рис. 1. Запасы полезных ископаемых на территории республики.

Известняк может быть использован в качестве сырья в химической промышленности для производства соды, карбида кальция, а последний может служить исходным материалом для получения ацетилена, уксусной кислоты, этилового спирта, синтетического каучука и других препаратов.

В северных районах Удмуртии встречаются мелоподобные мергели: в Эбек-Кутунском месторождении Балезинского района, в Нюрмушском Кезского района, в Шудеговском Глазовского района и в Тумском Ярского района.

Они могут служить флюсами в стекольной промышленности, сырьем для изготовления искусственного мела, побелочным материалом и удобрением для подзолистых почв.

Зарегистрировано несколько месторождений известкового туфа – Елкибаевское, Верхнеасановское, Муважинское, Дятлевское в Алнашском районе, Катульское, Сапаровское, Удмуртско – Бисарское в Завяловском районе, Косачевское в Воткинском районе, Котныровское в Глазовском районе и другие. Практическое значение известкового туфа такое же, как и мелоподобных мергелей.

Сырьем для производства цемента могут быть мергели и мергелистые глины. Наиболее крупные их запасы сосредоточены в Якшур – Бодьинском месторождении. Мергелей здесь свыше 1 млн. тонн и мергелистых глин свыше 10 млн. тонн [11].

Геологические изыскания известняков показали, что на территории Удмуртии в 429 местах имеется 104,9 млн.тонн залежей известняков, в том числе крепких известняков 101733 тысяч тонн, полурыхлых – 2985 тысяч тонн, мергелей – 144 тысячи тонн, торфотуфов - 59 тысяч тонн, туфов – 80 тысяч тонн.

Главным источником известковых удобрений в республике являются крепкие известняки. Производством известняковой муки занимаются Чуровской и Пычасский заводы. В республике имеется 191 залежь полурыхлых известняков с общим запасом извести около 3 млн. тонн [10].

1.3. Виды и состав известняков

Из карбонатных пород наиболее широко распространены известняки – образования, состоящие главным образом из кальцита с примесями глины и песка. При испытании известняков лучше всего применять реакцию с НСl. Известняки от капли слабой НСl бурно вскипают, причем на их поверхности, в отличие от мергелей, не остается грязного пятна [6, 13].

По характеру строения известняки бывают: крупно-, средне-, мелко - и неравномерно зернистые, афанитовые (плотные), землистые, оолитовые, зернистые, обломочные и т. д. Они весьма различны, также, по окраске, текстуре и другим признакам.

Ивестняк образовался при отложении на дне организмов с кальциевым скелетом либо химическим осаждением из растворов. Поэтому известняк относят к осадочным породам. Известняки по происхождению бывают органогенные и химические.

Органогенные известняки относятся к 2 группам: зоогенные (остатки животных организмов) и фитогенные (главную роль в образовании играли водоросли).

Зоогенные известняки бывают 3 видов: ракушечники (состоят из раковин разной сохранности), коралловые известняки (содержат остатки кораллов) и мел (илистые остатки микроорганизмов). К известнякам химическим относят известковые туфы и травертины (образовались при осаждении в растворах Са(НСО3)2, а также оолитовые известняки (бывают химически осажденные и бактериального осаждения) [5, 12].

Идеально чистый известняк (кальцит) содержит 56% СаО и 44% СО2, однако известняк такого состава в природе встречается чрезвычайно редко. В природе некоторые известняки действительно состоят исключительно из одного кальцита, другие же содержат, помимо него, различные количества магнезита и другие примеси. Эти примеси чаще всего состоят из окислов железа, глинистых минералов, зерен песка, включений аморфного кремнезема, битума и т. д. В так называемом чистом известняке общее содержание добавок и примесей редко когда превышает 1%, в то время как в сильно загрязненных известняках оно может достигать 15 и более весовых процентов [9].

При содержании глинистых частиц от 5 до 12% известняки называются глинистыми, от 12 до 25% - мергелистыми, а свыше 25 % - мергелем [5].

Известняк растворяется в разбавленных растворах кислот, в результате чего образуется неустойчивая угольная кислота (H2CO3), которая мгновенно разлагается на углекислый газ и воду [11]:

CaCO3 + 2HCl= CaCl2 + CO2↑ + H2O.

Используя эту реакцию мы сможем проверить присутствие карбонатов в наших образцах.

2. Теоретическая часть

2.1. Проверка на содержание карбонатов моей коллекции горных пород

В моей домашней коллекции горных пород, собранной в разных частях России, есть 19 образцов (рис. 2). Я решил проверить есть ли в их составе карбонаты. Для проверки был использован тестовый метод определения карбонатов: воздействие 10% раствором соляной кислоты [4].

Рис. 2. Моя домашняя коллекция образцов горных пород

Для проверки я откалывал от камня небольшой кусочек и измельчал пробу в ступке. Полученный порошок помещал в чашку, куда добавлял по каплям кислоту. Фото проведения проверок приведены в (прил. 1).

Большинство моих камней никак не изменялось от такого воздействия. Однако 7 образцов прореагировало с кислотой с выделением СО2. Это были камни под номерами 3, 4, 5, 8, 13 и 18 (фото 1). В большинстве это были камни светлые и не очень твердые. Кусочки можно было отколоть достаточно просто. Но белый кварцит с Урала (г. Златоуст) не прореагировал с кислотой. Значит, белый цвет не гарантирует наличие в породе карбонатов.

Особенно сильно шла реакция с образцами 4 и 13. Это были известняк бесструктурный рыхлый собранный в Удмуртии и коралл, который папа привез мне со Средиземного моря. Я также проверил коралловый известняк, который был собран в Башкирии. От окаменевшего коралла выделялось меньше пузырьков. От настоящего коралла после реакции не осталось никаких остатков, а после растворения окаменевшего остался осадок.

Я сравнил полученные результаты с данными литературы (табл. 1), оказалось, что в моих образцах весовое содержание карбонатов 50 – 100%.

Таблица 1

Тестовый метод предварительного определения суммарного содержания карбонатов в грунте [4]

Весовое содержание, %

Реакция с 10%-ным раствором HCl

Визуальный результат

0-10

В глинистых грунтах нет пузырьков или слабое пенообразование

Почти весь грунт сохраняется нерастворенным

10-50

В глинистых грунтах ясно видимые продолжительная реакция и пенообразование

Большая часть грунта сохраняется нерастворенной

50-90

Интенсивная реакция

Только небольшая часть грунта сохраняется нерастворенной

90-100

Бурная и интенсивная реакция

Грунт почти весь растворяется

После такой проверки мы решили установить более точно, какое же количество углекислого газа содержится в моих образцах. Для этого мы пришли в Лабораторию почвенной экологии Удмуртского госуниверситета. Там я познакомился с другими образцами осадочных пород (фото 10, прил. 1).

Оказалось, что карбонаты содержатся в большом количестве пород, некоторые мы также решили проверить на содержание углекислого газа.

2.2. Определение содержания углекислого газа в карбонатных породах

Для определения содержания углекислого газа можно использовать разные методы [3, 4]. Мы выбрали газообъемный метод (экспресс-метод) с использованием кальциметра. Газообъемный метод основан на измерении выделившегося углекислого газа в результате воздействия соляной кислоты на карбонаты кальция и магния.

Для определений мы измельчали наши образцы, просевали через сито и взвешивали навеску на электронных весах. Проверку каждого образца проводили трехкратно. Схема и фото кальциметра и фотоматериалы измерений приведены в прил. 2.

Результаты измерений мы пересчитывали и определяли содержание СО2 в процентах по формуле:

где V - объем выделившегося СО2, мл;

Р - атмосферное давление, мм. рт. ст.;

В - давление водяных паров при температуре опыта, мм. рт. ст. (из приложения ГОСТа 34467-2018);

G - масса навески извести, г;

С - масса 1 мл СО2 при температуре и атмосферном давлении опыта, мг (из приложения ГОСТа 34467-2018).

Атмосферное давление у нас было 756 мм рт. ст., а температура – 23 градуса Цельсия. Мы рассчитали содержание углекислого газа в процентах во всех образцах. Полученные результаты приведены в табл. 2 и на рис. 3.

Оказалось, что самое высокое содержание углекислого газа было в образце известняка из Ульяновской области – 24,1%. Этот образец был молочно-белый и не очень твердый. Такие известняки образуются из остатков раковин простейших – фораминифер. Самих раковин там не сохраняется. Этот известняк по содержанию углекислого газа значительно уступил обычному школьному мелу, в котором содержание СО2 составило 39% (прил. 2, табл. 1).

Таблица 2

Среднее содержание углекислого газа (%) в проверенных пробах

п/п

Проверяемый образец

среднее содержание СО2

1

Крошка мергеля (Кавказ, Краснодарский край)

14,9

2

Известняк бесструктурный (Волгоградская область)

19,3

3

Мергель куском (Кавказ, Краснодарский край)

20,8

4

Структурный (коралловый) известняк (Шиханы, Башкирия)

21,8

5

Известняк бесструктурный крепкий (Удмуртия)

22,9

6

Лёсс (Ставропольский край)

23,5

7

Известняк-ракушечник розовый (Крым)

23,9

8

Известняк бесструктурный рыхлый (Ульяновская область)

24,1

Рис. 3. Содержание углекислого газа (%) в образцах разных пород

Второе место занял известняк-ракушечник, содержание углекислого газа в котором составило 23,9%. Он розового оттенка и в нем хорошо сохранились остатки раковин моллюсков. Такой известняк часто используют в строительстве. Я видел его на стенах во Дворце спорта на ул. Советская (я хожу в него на секцию плаванья), очень жаль, что его закрасили голубой краской, хотя раковины еще видны. Еще я видел ракушечник на стенах техникума Ижевского радиозавода (мои родители ходят туда голосовать во время выборов), он там не закрашен и вся структура видна. Поэтому такой известняк называют структурным.

На третьем месте по содержанию СО2 находится лёсс. Эту породу мама привезла из командировки в Ставропольский край. Она является основой для самых богатых почв мира - черноземов. В ней много карбонатов и почвы на ней тоже содержат много карбонатов, это хорошо сказывается на накоплении гумуса и урожае. Сама порода желтая от включений. Они не растворяются кислотой и на дне чашки остается осадок (прил. 1, фото 8).

На 4 месте по содержанию СО2 оказался известняк, который образовался в Удмуртии. Месторождение его находится недалеко от п. Чур. Из этого известняка сложена наша альпийская горка. Он плотный и слоистый, откалывается очень сложно. У нас в республике его тоже используют в строительстве.

Пятое место занял известняк с содержанием СО2 – 21,8%. Это тоже структурный известняк, но состоит он не из раковин (как известняк-ракушечник), а из остатков кораллов. Этот образец мы нашли в Башкирии, когда исследовали Шиханы. Это очень интересные горы, которые являются остатками рифов. В Башкирии, как и на территории Удмуртии в прошлые эпохи было теплое море. В этом море хорошо росли кораллы и создали целые рифы. В нашей республике они остались под землей, а в Башкирии – вышли на поверхность. Я видел множество отпечатков разных животных, все они были частью рифа, а сейчас входят в состав известняка.

Еще меньше углекислого газа в образце, который мы собрали на Кавказе, недалеко от с. Прасковеевка. Мы обратили внимание на отвесную стену, вдоль дорожного полотна. В скале чередовались слои твердого и более мягкого камня. Более мягкий хорошо крошился (крошка мергеля) и поэтому стена стала очень ребристой. Оказалось, что обе собранных породы содержали не только карбонаты (они вскипали), но и глинистые частицы (они не растворялись и оставались на дне чашки). Такие породы относятся к мергелям. В кусковом мергеле содержится больше углекислого газа – 20,8%, а в более мягком его намного меньше – 14,9%.

Известняк, собранный нами в Волгоградской области, содержал 19,3% СО2. На нем также сформировались черноземы. Мы собрали его, увидев большой контраст между цветом почвы (темно-серая) и цветом известняка (светло-серый).

В ходе нашего эксперимента я понял, что в разных породах содержание углекислого газа очень отличается. Для исследованных проб колебания составили от 14,9 до 24,1%. То есть в карбонатных породах законсервировано очень много СО2. Поэтому наш воздух стал пригоден для дыхания. В современной атмосфере содержание СО2 составляет 0,03%, а в прошлые эпохи его количество достигало 15% [2].

Очень интересно, сколько же СО2 захоронено на территории нашей республики?

2.3. Расчет объемов углекислого газа, законсервированных в известняках Удмуртии

Для определения количества спрятанного в каменной кладовой газа, необходимо знать количество пород, которое его содержат. Такую информацию оказалось найти непросто. По данным Атласа Удмуртской республики, размещенного на Геопортале Русского географического общества [1] и данным геологической карты Удмуртии Института геоэкологии РАН [12], известняки есть на всей площади нашей республики, но они залегают на разной глубине.

Геологические изыскания известняков показали, что на территории Удмуртии в 429 местах имеется 104,9 млн. тонн залежей известняков, в том числе крепких известняков 101733 тысяч тонн, полурыхлых – 2985 тысяч тонн, мергелей – 144 тысячи тонн, торфотуфов - 59 тысяч тонн, туфов – 80 тысяч тонн [10].

Основываясь на этих данных по количеству известняков в Удмуртии можно посчитать общее количество углекислого газа, который спрятанного в этой каменной кладовой.

Для наших расчетов возьмем содержание углекислого газа в крепком известняке, отобранном в Удмуртии (из Чутырского месторождения), так как таких известняков больше всего в республике [10]. Среднее содержание СО2 в нем – 22,9%.

Составив пропорцию, мы выяснили, что вес углекислого газа в известняках Удмуртии составит 24,022 млн. тонн.

По данным ГОСТа 34467-2018 [4], 1 мл углекислого газа весит (при наших условиях измерений: 756 мм рт. ст. и 23 град. С) – 1,842 мг. Можно посчитать какой объем займет выделившийся углекислый газ: 13,041 ∙ 1012 литра.

Удобнее перевести литры в метры кубические. Объем углекислого газа законсервированного в известняках Удмуртии составил – 13,041 ∙ 109 м3. То есть объем газа составляет 13,041 км3.

Весь этот газ был когда-то в составе атмосферы, а сейчас он спрятан. Живые организмы в морских условиях прошлых эпох законсервировали его в составе известняков Удмуртии. Поэтому в современной атмосфере углекислого газа всего 0,03% и мы в такой атмосфере можем нормально дышать.

Заключение

В ходе проведенного мною исследования было выявлено, что 7 образцов из коллекции, которую я собрал в поездках по Удмуртии и России, содержат карбонаты. Все эти породы светлоокрашены, но светлый оттенок не признак карбонатности. При проверке часть образцов белого цвета в реакцию с кислотой не вступили, и выделения углекислого газа не наблюдалось.

В собранных пробах содержится разное количество карбонатов. Кораллы при реакции с соляной кислотой не оставили никакого осадка, то есть они полностью состоят из карбонатов. Другие породы при взаимодействии с кислотой растворялись не полностью. На дне чашки оставался осадок. Значит, в них есть не только карбонаты, но и другие соединения. Особенно много такого осадка осталось в чашке после мергеля. В нем кроме карбонатов есть глинистые частицы.

Определение содержания углекислого газа с помощью кальциметра показало, что самое большое его количество спрятано в трех проверенных породах: бесструктурном известняке, собранном в Ульяновской области, известняке-ракушечнике из Крыма и в лёссе из Ставропольского края. В среднем они содержат около 24% СО2.

Наименьшее содержание углекислого газа обнаружено в мергеле, который мы собрали в горах Кавказа в Краснодарском крае (с. Прасковеевка) – 15%. Крепкий известняк из Удмуртии (Чуровское месторождение) в среднем содержит 23% углекислого газа.

Именно этот известняк мы выбрали для подсчетов объема углекислого газа, законсервированного в известняках на территории Удмуртии. Этот тип известняков самый распространенный в республике.

На основе данных о запасах известняков в Удмуртии мы определили, что на ее территории сконцентрировано около 13 км3 углекислого газа.

Список литературы

Атлас Удмуртской республики. Минеральные ресурсы// Геопортал Русского Географического общества. Источник: https://geoportal.rgo.ru/record/2975

Атмосфера Земли. Углекислый газ в составе атмосферы. Источник: https://wonderful--planet-ru.turbopages.org/wonderful-planet.ru/s/atmosfera/97-atmosfera-zemli-7/

ГОСТ 22688-2018. Известь строительная. Методы испытаний. 2018. Источник: https://gostinform.ru/razdel-oks-91-100/gost-22688-2018-obj58207.html

ГОСТ 34467-2018 Грунты. Метод лабораторного определения содержания карбонатов. 2018. Источник: http://docs.cntd.ru/document/1200163879

Известняк (состав, группы, разновидности, месторождения. Источник: https://azbukametalla.ru/entsiklopediya/i/izvestnyak.htmlhttps://azbukametalla.ru/entsiklopediya/i/izvestnyak.html

Известняк. Химия. Источник: https://himya.ru/izvestnyak.html

Карта полезных ископаемых Удмуртии. Источник: http://www.izhevskmaps.ru/respublika/karta-poleznich-iskopaemich-udmurtii-nemetalli.html

Минерально-сырьевая база Удмуртской республики// Федеральный портал protown.ru. http://www.protown.ru/russia/obl/articles/4206.html

Специфические особенности состава известняка Джерело. Источник:  https://collectedpapers.com.ua/ru/morphogenesis_of_karst_areas/specifichni-osoblivosti-skladu-vapnyaku

Пермяков Ф.И. Почвы Удмуртии: повышение их плодородия. Изд-во «Удмуртия». Ижевск. 1972. 223с.

Природа Удмуртии. Изд-во «Удмуртия». Ижевск. 1972. 399с.

Удмуртская республика. Тематические карты// Институт геоэкологии РАН. База знаний: карты. Источник: https://hge.spbu.ru/mapgis/subekt/ydm/11_geol_udm.pdf

Физические и химические свойства известняка. Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/svojstva-po-ximii/fizicheskie-i-ximicheskie-svojstva-izvestnyaka/

Приложение 1

Фотоматериалы по проверке наличия карбонатов в образцах пород

Ф
ото 1. Подготовка к исследованию

Фото 2. Откалываем пробу от образца

Фото 3. Проба твердого известняка с Кавказа (с. Прасковеевка)

Фото 4. Проба россыпи известняка с Кавказа (с. Прасковеевка)

Фото 5. Реакция проб известняка с Кавказа с кислотой

Фото 6. Измельченная проба коралла и воздействие на нее кислоты

Фото 7. Выделение СО2 из образца известняка собранного в Волгоградской области

Фото 8. Исследование известняка-ракушечника из Крыма

Фото 9. Карбонатная порода лёсс (Ставропольский край)

Фото 10. Воздействие кислотой на образец известняка из Удмуртии (Шарканский район).

Фото 11. Исследование структурного (кораллового) известняка (Шиханы, Башкирия).

А

Б

В

Фото 8. После реакции осталось разное количество осадка (А – коралл; никакого осадка не осталось, Б – известняк-ракушечник, осадка осталось немного; В – лёсс; осталось много желтоватого осадка)

Фото 9. Образец кварцита с Урала (г. Златоуст) очень твердый и не реагирует с кислотой

Фото 10. Знакомство с коллекцией осадочных пород в Лаборатории почвенной экологии Удмуртского госуниверситета

Приложение 2

О пределение содержания углекислого газа в разных породах

Фото 1. Подготовка к работе по определению объема углекислого газа.

Рис. 1. Схема устройства кальциметра

Таблица 1

Результаты лабораторной проверки содержания углекислого газа

 

Мел (кусковой школьный)

Крошка мергеля (Кавказ, Краснодарский край)

Известняк бесструктурный (Волгоградская область)

Повтор-ность

1

2

3

1

2

3

1

2

3

масса, г

0,05

0,05

0,05

0,05

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

объем углекислого газа (мл)

10,8

10,8

10,8

4,4

8,2

7,8

10,5

11

10,6

содержание СО2 (%)

38,9

38,9

38,9

15,8

14,8

14,0

18,9

19,8

19,1

среднее содержание СО2 (%)

38,9

14,9

19,3

 
 

Структурный (коралловый) известняк (Шиханы, Башкирия)

Мергель куском (Кавказ, Краснодарский край)

Лёсс (Ставропольский край)

Повтор-ность

1

2

3

1

2

3

1

2

3

масса, г

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

объем углекислого газа (мл)

12,2

12,2

12

11,2

11,7

11,8

12,8

13,6

12,7

содержание СО2 (%)

22,0

22,0

21,6

20,2

21,1

21,2

23,0

24,5

22,9

среднее содержание СО2 (%)

21,8

20,8

23,5

 
 

Известняк-ракушечник розовый (Крым)

Известняк бесструктурный рыхлый (Ульяновская область)

Известняк бесструктурный крепкий

(Удмуртия, с. Чур)

повторность

1

2

3

1

2

3

1

2

3

масса, г

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

объем углекислого газа

13

13,3

13,5

13,2

13,4

13,5

12,8

12,6

12,7

содержание СО2 в %:

23,4

23,9

24,3

23,8

24,1

24,3

23,0

22,7

22,9

среднее содержание СО2 в %:

23,9

24,1

22,9

Просмотров работы: 35