墙上的白色污渍是什么

一次，我在担任国旗手时，发现旗台外侧沾满了白色污渍。这些污渍是怎么产生的？如何防止这种现象发生？其他地方也有这种情况吗？带着这些疑问，我查看了学校的大部分建筑，发现很多地方的台阶缝隙处都出现了这种现象。

在老师的指导下，我查阅了相关文献，开展了探究实验，初步了解了白色污渍产生的原因。

测定白色污渍的化学成分

采集样品。我利用周末，到学校几处污渍现象严重的地方采集固体白色污渍。我发现这些地方都有水从石块的缝隙中缓慢渗出，猜测水是污渍产生的重要条件。

定性分析。测定白色污渍样品中的化学成分：1.取少量样品放入烧杯，加入适量的蒸馏水，观察到样品几乎没有变化，说明它们难溶于水。2.通过测量得到样品水溶液的pH值为7.8。再取适量固体样品，加入稀盐酸，观察到固体样品逐渐溶解且有气体产生。将气体导入澄清的石灰水中，观察到澄清的石灰水变浑浊，证明固体样品的主要成分是碳酸盐。3.取少许加稀盐酸后所得的溶液，用白金丝棒做焰色实验，发现火焰焰色呈砖红色，证明样品的主要成分是钙盐。

得出结论。上述三个实验充分证明固体样品的主要成分为碳酸钙。

测定白色污渍中碳酸钙的含量（质量分数）

我分别用沉淀法、滴定法两种定量方法做了测定实验。

一、实验准备

用分析天平称取两组样品（A组样品1为0.224 g、样品2为0.206 g；B组样品1为0.241 g，样品2为0.263 g）。

将样品分别放入标有A1、A2、B1、B2的4个洁净小烧杯中，滴加1∶1的稀盐酸，使固体完全溶解，再分别进行如下操作。

将A、B两组溶液在75 ℃左右的恒温水浴锅里进行水浴加热，搅拌并加入25 mL4%的Na2C2O4溶液，滴加 2～3滴甲基橙指示剂，搅拌并缓慢滴加NH3·H2O（浓度为1∶1），直至溶液颜色刚好由红色变为黄色。将溶液在75 ℃左右的恒温水浴锅里继续进行水浴加热并陈化30分钟，这样就得到较纯净的白色草酸钙沉淀物。

将沉淀物全部转移到过滤器中，过滤结束后，用0.1% Na2C2O4溶液洗涤过滤器里的草酸钙沉淀物2～3次，再用冷蒸馏水洗涤沉淀物2～3次。将洗涤处理好的草酸钙沉淀物从过滤器里全部转移到4个相对应编号的烧杯里。

二、沉淀法测定碳酸钙的含量

将A组两杯沉淀物分别转移到两个蒸发皿里加热蒸发，得到两份草酸钙固体，用分析天平称量，由两者之间的计量关系可以求得碳酸钙质量，从而计算出白色污渍样品中碳酸钙的含量。

实测数据为：A组样品1的质量为0.224 g，结晶CaC2O4的质量为0.247 g；A组样品2的质量为0.206 g，结晶CaC2O4的质量为0.224 g。

计算碳酸钙的含量。根据反应方程式可以得到如下关系式：

CaCO3∽CaC2O4

样品1中碳酸钙的质量为：

×100≈0.193（g）

碳酸钙的质量分数为：

×100%≈86.16%

样品2中碳酸钙的质量为：

×100=0.175（g）

碳酸钙的质量分数为：

×100%≈84.95%

取平均值，样品中主要成分碳酸钙的含量约为85.6%。

三、滴定法测定碳酸钙的含量

在B组样品得到的草酸钙沉淀物中滴入1∶10稀硫酸，缓慢滴入并不断搅拌，直至沉淀物全部溶解，配制成含有草酸的溶液100 mL。用0.02 mol/L高锰酸钾标准溶液滴定草酸溶液，可通过计算间接得到草酸钙及碳酸钙的质量。

取用B组样品1含有草酸的溶液20 mL，0.02 mol/L高锰酸钾标准溶液，滴定耗量9.15 mL。

取用B组样品2含有草酸的溶液20 mL，0.02 mol/L高锰酸钾标准溶液，滴定耗量9.85 mL。

根据反应方程式可以得到关系式：

5CaCO3∽5CaC2O4∽5H2C2O4∽2KMnO4

B组样品1中碳酸钙的质量为：

0.229（g）

碳酸钙的百分含量为：

×100%≈95%

B 组样品2中碳酸钙的质量为：

0.246（g）

碳酸钙的百分含量为：

×100%≈94%

取平均值，得到样品中碳酸钙的含量约为94.5%。

用沉淀法和滴定法得到的测量结果虽有一定的差异，但碳酸钙的百分含量都在85.6%以上，足以证明白色污渍的主要成分是碳酸钙。

白色污渍现象的形成原理

石材缝隙之所以产生白色污渍，本质是一种物理、化学相互交叉作用后产生的现象，具体过程如下：

离子迁移。水泥的主要成分是硅酸钙，水泥水化会生成氢氧化钙溶液。随着水化反应的继续进行，高浓度的氢氧化钙溶液会通过混凝土的裂缝逃逸到混凝土的外表面。

蒸发结晶。水分不断从石材缝隙渗透出来，其中的氢氧化钙溶液和空气中的二氧化碳发生化学反应，生成碳酸钙。随着水分的蒸发，在渗透液流经处生成坚硬的碳酸钙白色晶体，形成白色污渍。

钙盐转化。因石材具有吸水性，水分通过石材缝隙进入水泥基材料，溶解了二氧化碳的水与石材中的碳酸钙发生化学反应，生成可溶性的碳酸氢钙，随着温度的升高，不稳定的碳酸氢钙就会分解成碳酸钙。

白色污渍现象的危害与预防

白色污渍严重影响饰面材料的美观，还会导致原来做好的结构面层出现裂缝，降低水泥浆的粘结力，久而久之可导致墙体内部的结构疏松，降低墙体的强度和稳定性，造成安全隐患。

石材缝隙为碱盐类溶液提供运输渠道，这是造成白色污渍现象的重要因素。可通过设置防水层、加强墙体的抗渗性能等防止白色污渍现象的发生。（指导老师：黄新阶  舒炼成）

点评专家

张平柯

湖南第一师范学院教授、湖南省青少年科技教育协会常务副理事长

作者通过观察发现校园中石材装饰的建筑普遍存在白色污渍现象，并针对发现的问题运用所学知识进行分析，提出明确的研究目标，进行系统的实验研究。这充分体现了作者关注现实生活，从中发现科学问题，并设计实验进行深入研究的科学研究意识和能力。

作者首先通过定性实验，确定白色污渍的主要成分是碳酸钙，然后通过两个不同的定量实验（沉淀法和滴定法），定量测定白色污渍中碳酸钙的含量，并通过科学分析探究了白色污渍现象的形成原因，研究结果可信，体现了作者对科学研究的方法和程序有较深入的领会。

建议作者进一步拓宽研究范围，而不仅仅是关注校园建筑。