2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Са он 2 название вещества

Гидроксид кальция

Гидроксид кальция, или как его традиционно называют гашеная известь или «пушонка», представляет собой неорганическое соединение с химической формулой Ca(OH)2.

Получение гидроксида кальция в промышленном масштабе возможно путем смешения оксида кальция с водой, этот процесс называется гашением.

В лабораторных условиях получение гидроксида кальция возможно путем смешивания водного раствора хлорида кальция и гидроксида натрия. В минеральной форме гидроксид кальция содержится в некоторых вулканических, глубинных и метаморфических породах. Также получение гидроксид кальция происходит при сжигании угля.

В избытке гидроксид кальция содержится в агрессивной воде, которая способна растворять горные породы.

Применение гидроксида кальция

Широкое применение гидроксид кальция получил в производстве таких строительных материалов, как белило, штукатурка и гипсовые растворы. Он используется в качестве недорогого заменителя щелочи в виде суспензий (известковое молоко), которые используются на дубильнях для удаления волос со шкур, а также в производстве сахара и для побелки стволов деревьев.

Известковая вода представляет собой насыщенный водный раствор гидроксида кальция белого цвета. Антацидные свойства гидроксида кальция используются в медицине для лечения кислотных ожогов.
Полезным свойством гидроксида кальция является его способность выступать в роли флокулянта, очищающего сточные воды от взвешенных и коллоидных частиц. Он также используется для повышения рН воды, так как в изначальном виде вода содержит кислоты, способные подвергать сантехнические трубы коррозии.

Также гидроксид кальция широко применяется в таких отраслях, как:

  • Дорожное строительство – для улучшения качества земляной почвы;
  • Производство металлов – гидроксид кальция вводят в поток отработанного газа, чтобы нейтрализовать кислоты, такие как фториды и хлориды до выпуска в атмосферу;
  • В нефтеперерабатывающей промышленности – для производства добавок к маслам;
  • В химической промышленности – для производства стеарата кальция;
  • В нефтехимической промышленности – для производства твердых масел различных типов;
  • Производство антигрибковых и антимикробных консервантов – для хранения овощей в ангарах.

Гидроксид кальция используют в качестве добавки в морскую воду для сокращения атмосферного CO2 и смягчения парникового эффекта.

Также гидроксид кальция используется как натуральная альтернатива инсектицидов, эффективная в борьбе с клещами, блохами, жуками и их личиками.

В строительстве гидроксид кальция используется для побелки деревянных заборов и обмазывании стропил, чтобы защитить материалы от гниения и возгорания, а также для приготовления силикатного бетона и известкового строительного раствора.

Гидроксид кальция также принимает участие в процессах изготовления эбонита, хлорной извести, баковых смесей, кремов для депиляций и тормозных накладок.

Свойство гидроксида кальция снижать удельное сопротивление грунта используется при устройстве очагов заземления для электротехники.

В стоматологии гидроксид кальция применяется в качестве дезинфектора для корневых зубных каналов.

В пищевой промышленности гидроксид кальция в избытке используется как пищевая добавка Е526, которую добавляют при производстве:

  • Сахарного тростника;
  • Алкогольных и безалкогольных напитков;
  • Энергетиков;
  • Фруктовых соков;
  • Детского питания;
  • Маринованных огурцов;
  • Пищевой соли;
  • Кондитерских изделий и сладостей;
  • Какао-продуктов;
  • Кукурузных лепешек;
  • Мучных изделий и выпечки.

В Испании гидроксид кальция используют для приготовления мамалыги, так как считают, что он способствует лучшему усвоению блюда.

Коренные племена американских индейцев используют гидроксид кальция в качестве ингредиента для психоделического табака Япу, получаемого из семян бобовых деревьев вида Анаденантера.

В Афганистане гидроксид кальция используется в производстве табака Нисвар, изготавливаемого из свежих листьев табака, индиго, кардамона, ментола, масла, гидроксида кальция и древесной золы. Жители Афганистана также используют гидроксид кальция в качестве краски для своих глинобетонных домов. Самыми крупными потребителями гидроксида кальция в мире считаются такие страны, как Афганистан, Пакистан, Индия, Швеция и Норвегия.

Свойства гидроксида кальция

Гидроксид кальция – бесцветные кристаллы или белый порошок без запаха, которые при нагревании до 580°С распадаются на оксид кальция и воду.

Молярная масса гидроксида кальция составляет 74,093 г/моль, плотность 2,211 г/см3, растворимость в воде 0,189 г/100 мл, кислотность (рКа) 12.4, показатель преломления 1,574.

Гидроксид кальция не растворяется в спирте.

Вред гидроксида кальция

При попадании гидроксида кальция на кожу возникает сильное раздражение, зуд, химические ожоги и некроз кожи.

При случайном употреблении гидроксида кальция внутрь возникает сильная боль в горле, жжение во рту, боль в животе, рвота, кровавый стул и падение артериального давления. Также происходит повышение рН крови, она становится слишком щелочной, что может вызвать повреждение внутренних органов.

При вдыхании порошка гидроксида кальция через нос или рот происходит опухание горла, которое может ограничить дыхание или сделать его затруднительным. Если частицы гидроксида кальция попадают в легкие, необходима неотложная медицинская помощь.

При попадании гидроксида кальция в глаза происходит потеря зрения, сопровождаемая сильной болью.

Оказание первой медицинской помощи при отравлении гидроксидом кальция

Если гидроксид кальция был употреблен внутрь необходимо выпить стакан воды или молока.

При попадании гидроксида кальция на кожу или глаза необходимо тщательно промыть пораженные участки кожи и глаза большим количеством воды в течение не менее 15 минут.

При вдыхании гидроксида кальция необходимо немедленно переместиться на свежий воздух и вызвать скорую помощь.

Гидроксид кальция — Calcium hydroxide

  • Гашеная известь
  • Молоко известковое
  • Кальций (II), гидроксид
  • Травление известь
  • Гашеная известь
  • портландит
  • гидрат кальция
  • дигидроксид кальция
  • 1305-62-0Y
  • CHEBI: 31341Y
  • 14094Y
  • D01083Y
  • PF5DZW74VNY
  • 1,89 г / л (0 ° С)
  • 1,73 г / л (20 ° С)
  • 0,66 г / л (100 ° С)
  • Растворим в глицерин и кислоты .
  • Нерастворим в спирте .

Гидроксид кальция (традиционно называют гашеную известь ) представляет собой неорганическое соединение с химической формулой Ca ( ОН ) 2 . Это бесцветный кристалл или белый порошок и получают , когда оксид кальция (называется извести или негашеной ) смешивают или гашеной с водой . Она имеет много названий , включая гашеную известь , каустическую известь , известь строителей , гашеную известь , кал , или травильную известь . Гидроксид кальция используются во многих областях применения, в том числе приготовления пищи, где он был идентифицирован как номер E E526 . Известковое это общее название для насыщенного раствора гидроксида кальция.

содержание

свойства

Гидроксид кальция является относительно нерастворимым в воде, с растворимостью продукта K зр 5,5 × 10 -6 . Это достаточно большое , что его решения являются основными в соответствии со следующей реакцией:

Са (ОН) 2 → Ca 2+ + 2 ОН —

При температуре окружающей среды. Гидроксид кальция ( портландита ) растворяется в чистой воде для получения щелочного раствора с рН около 12,4. Растворы гидроксида кальция может вызвать химические ожоги. При высоком значении рН (см общий ионный эффект ), его растворимость резко уменьшается. Такое поведение имеет отношение к цементной пасте. Водные растворы гидроксида кальция называется известковыми и средняя прочность основы , который реагирует с кислотами и могут атаковать некоторые металлы , такие как алюминиевый (амфотерный гидроксид растворения при высоком рНе), защищая другие металлы от коррозии , таких как железо и сталь путем пассивацией их поверхности. Известковый превращает молочный в присутствии диоксида углерода из — за образование карбоната кальция , процесс , называемой карбонатизация : например , известковой воду

При нагревании до 512 ° С, парциальное давление воды в равновесии с гидроксидом кальция достигает 101 кПа (нормальном атмосферном давлении), который разлагается гидроксид кальция в оксид кальция и воды.

Структура, подготовка, возникновение

Гидроксид кальция принимает полимерную структуру, как и все гидроксиды металлов. Структура идентична Mg (OH) 2 ( брусит структуру ); то есть, йодистый кадмий мотив. Сильные водородные связи существуют между слоями.

Гидроксид кальция получают путем обработки коммерчески извести с водой:

В лаборатории он может быть получен путем смешивания водных растворов хлорида кальция и гидроксид натрия . Минеральная форма, портландит , сравнительно редко , но может быть найдена в некоторых вулканических, плутонических и метаморфических породах . Кроме того , было известно , что возникают при сжигании угля свалок.

Положительно заряженные ионизированные разновидности CaOH + были обнаружены в атмосфере звезд S-типа .

Ретроградная растворимость

Растворимость гидроксида кальция ( портландитом ) при 70 ° C составляет примерно половину его стоимости при 25 ° C. Причина этого довольно необычного явления заключается в том , что растворение гидроксида кальция в воде является экзотермическим процессом, а также придерживается принципа Ле Шателье . Понижение температуры , таким образом , способствует устранению тепла , выделяющегося в процессе растворения и увеличивает равновесную константу растворения Са (ОН) 2 , и тем самым увеличить его растворимость при низкой температуре. Этот счетчик-интуитивный температурная зависимость растворимости упоминаются как «ретроградная» или «обратная» растворимость. В переменно гидратированных фазах сульфата кальция ( гипс , бассанит и ангидрит ) также демонстрируют ретроградную растворимость по той же причине , потому что их реакция растворения является экзотермической.

Пользы

Одно существенное применение гидроксида кальция в качестве флокулянта , в воде и очистки сточных вод . Он образует пушистый загружают твердое вещество , которое способствует удалению мелких частиц из воды, что приводит к четкому продукта. Это приложение включено по низкой стоимости и низкой токсичности гидроксида кальция. Он также используется в лечении свежей воды для повышения рН воды так , что трубы не подвержены коррозии , где базовая вода является кислой, так как она является саморегулирующимся и не повышает рН слишком много.

Он также используется при получении газообразного аммиака (NH 3 ), с помощью следующей реакции:

Другое большое применение в целлюлозно — бумажной промышленности, где он является промежуточным продуктом в реакции в производстве гидроксида натрия. Это преобразование является частью каустификации шага в процессе сульфатной для производства массы. В операции каустификации, обожженная известь добавляют в зеленый щелок , который представляет собой раствор в основном из карбоната натрия и сульфата натрия , полученный путем растворения плавить , который является расплавленной формой этих химических веществ из печи восстановления.

Пищевая промышленность

Из — за его низкую токсичность и мягкость его основных свойств, гашеная известь широко используется в пищевой промышленности для:

  • уточнить сырой сок из сахарного тростника или сахарной свеклы в сахарной промышленности (см карбонатизации )
  • Технологическая вода для алкогольных и безалкогольных напитков
  • маринованные огурцы и другие продукты
  • сделать китайские яйца века
  • в подготовке кукурузы: удаляет целлюлозную оболочку зерен кукурузы (см nixtamalization )
  • очистить рассол из карбонатов кальция и магния в производстве соли для пищевых и фармацевтических применений
  • подкрепиться (Ca дополнение) фруктовые напитки, такие как апельсиновый сок, и детской смеси
  • пищеварение ( так называемый Choona, используется в Индии в Paan , смесь ареки орехов , гидроксид кальция и разнообразие семян , завернутые в листья бетеля)
  • заменить выпечки соды в создании papadam .
  • Удалить углекислый газ из контролируемых складских помещений атмосферы производит.

Индейские использования

На испанском языке, гидроксид кальция называется калом . Кукуруза , приготовленные с кал ( nixtamalization ) становится мамалыгу ( nixtamal ), что значительно увеличивает биодоступность ниацина (витамин B3), и это также считается вкуснее и легче усваивается.

В жевательных листах коки , гидроксид кальция, как правило , жуют вместе , чтобы держать алкалоиды стимуляторов химически доступны для поглощения организма. Точно так же, коренные американцы традиционно жевали листья табака с гидроксидом кальция , полученного из обожженной раковин моллюсков , чтобы усилить эффект. Он также используются некоторыми коренными американскими племенами в качестве ингредиента в yopo , психоделический табак , приготовленном из бобов некоторых Anadenanthera видов.

азиатские применения

Гидроксид кальция , как правило , добавляет к пачке ареки гайки и бетель листа , чтобы сохранить алкалоиды стимуляторов химически доступные для входа в кровеносной системе с помощью сублингвального поглощения.

Он используется при изготовлении насвай (также известный как насса или niswar ), типа табака погружения сделано из свежих листьев табака, гидроксида кальция ( Чун или в ближайшее время ), а также древесной золы. Он потребляется больше всего в пуштунской диаспоры, Афганистана , Пакистана , Индии и Бангладеш . Сельчане также используют гидроксид кальция окрасить свои глинобитные дома в Афганистане, Пакистане и Индии.

Риск для здоровья

Незащищенные воздействие Са (ОН) 2 может вызвать сильное раздражение кожи, химические ожоги, слепоту или повреждение легкого.

Гидроксид кальция

Гидрокси́д ка́льция ( Ca(OH)2 , гашёная известь или «пушонка») — химическое вещество, сильное основание. Представляет собой порошок белого цвета, плохо растворимый в воде.

Содержание

Тривиальные названия

  • гашёная известь — так как её получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашёной» извести (оксида кальция);

Получение

Получают путём взаимодействия оксида кальция (негашёной извести) с водой (процесс получил название «гашение извести»):

Эта реакция экзотермическая, идёт с выделением 16 ккал (67 кДж) на моль.

Свойства

Внешний вид — белый порошок, мало растворимый в воде:

Гидроксид кальция является довольно сильным основанием, из-за чего водный раствор имеет щелочную реакцию. Растворимость падает с ростом температуры.

Как и все основания, реагирует с кислотами (см. реакция нейтрализации) с образованием соответствующих солей кальция:

по этой же причине раствор гидроксида кальция мутнеет на воздухе, так как гидроксид кальция, как и другие сильные основания, реагирует с растворённым в воде углекислым газом:

Если продолжить барботацию углекислого газа, выпавший осадок растворится, так как образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция:

причём при нагревании раствора гидрокарбонат снова разрушается и выпадает осадок карбоната кальция:

Гидроксид кальция реагирует с угарным газом при температуре около 400 °C:

Как сильное основание реагирует с солями, но только если в результате реакции выпадает осадок:

Применение

  • При побелке помещений.
  • При побелке деревянных заборов [1] и обмазывании стропил [2] — для защиты от гниения и возгорания.
  • Для приготовления известкового строительного раствора. Известь применялась для строительной кладки с древних времён. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к одной части смеси гидроксида кальция (гашёной извести) с водой добавляют три—четыре части песка (по массе). При этом происходит затвердевание смеси по реакции: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O. Это экзотермическая реакция, выделение энергии составляет 27 ккал (113 кДж). Как видно из реакции, в ходе её выделяется вода. Это является отрицательным фактором, так как в помещениях, построенных с помощью известкового строительного раствора, долгое время сохраняется повышенная влажность. В связи с этим, а также благодаря ряду других преимуществ перед гидроксидом кальция, цемент практически вытеснил его в качестве связующего строительных растворов.
  • Для приготовления силикатного бетона. Состав силикатного бетона одинаков с составом известкового строительного раствора, однако он готовится другим методом — смесь оксида кальция и кварцевого песка обрабатывается не водой, а перегретым (174,5—197,4 °C) водяным паром в автоклаве при давлении 9—15 атмосфер.
  • Для устранения карбонатной жёсткости воды (умягчение воды). Реакция идёт по уравнению: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O.
  • Для производства хлорной извести.
  • Для производства известковых удобрений.
  • Каустификациякарбоната натрия и калия.
  • Дубление кож.
  • Получение других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот и проч.
  • В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E526.
  • Известковая вода — прозрачный раствор гидроксида кальция. Она используется для обнаружения углекислого газа. При взаимодействии с ним она мутнеет, так как образуется нерастворимый карбонат кальция: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.
  • Известковое молоко — взвесь (суспензия) гидроксида кальция в воде, белая и непрозрачная. Она используется для производства сахара и приготовления смесей для борьбы с болезнями растений, побелки стволов.
  • В стоматологии — для дезинфекции корневых каналов зубов.

См. также

Примечания

Источники и литература

  • Монастырев А. Производство цемента, извести. — М ., 2007.
  • Штарк Йохан, Вихт Бернд. Цемент и известь / пер. с нем. — Киев, 2008.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Гидроксид кальция» в других словарях:

ГИДРОКСИД КАЛЬЦИЯ — (гашеная известь, Са(ОН)2), белое твердое вещество, получаемое в результате воздействия воды на оксид кальция. Используют для изготовления строительного раствора, штукатурки, цемента, для смягчения воды и в сельском хозяйстве. см. также… … Научно-технический энциклопедический словарь

гидроксид кальция — гашённая известь — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы гашённая известь EN calcium hydroxide … Справочник технического переводчика

Кальция гидроксид — Гидроксид кальция Общие Систематическое наименование Гидроксид кальция Отн. молек. масса 74.093 а. е. м. Молярная масса 74.093 г/моль … Википедия

Кальция гидроокись — Гидроксид кальция Общие Систематическое наименование Гидроксид кальция Отн. молек. масса 74.093 а. е. м. Молярная масса 74.093 г/моль … Википедия

Гидроксид калия — Гидроксид калия … Википедия

Гидроксид лития — Гидроксид лития … Википедия

Гидроксид алюминия — Гидроксид алюминия, вещество с формулой (а также … Википедия

Кальция окись — Оксид кальция Общие Систематическое наименование Оксид кальция Химическая формула CaO Молярная масса 56.077 г/моль … Википедия

Кальция оксид — Оксид кальция Общие Систематическое наименование Оксид кальция Химическая формула CaO Молярная масса 56.077 г/моль … Википедия

Гидроксид железа(II) — У этого термина существуют и другие значения, см. Гидроксиды железа. Гидроксид железа(II) … Википедия

Гидроксид кальция: свойства и применение

Ca(OH)2 – это гидроксид кальция (от латинского Calcium hydroxide), он является довольно распространенным химическим веществом. Оно по своей природе считается сильным основанием. Представляет собой мелкокрупинчатый порошок желтоватого цвета или бесцветные кристаллы. Способен разлагаться при нагревании, в результате выделяется оксид кальция. Он плохо растворим в воде. При этом водный раствор гидроксида кальция по своим химическим свойствам является средним основанием. В присутствии металлов может выделять водород, который признан взрывоопасным газом.

Гидроксид кальция при поступлении в организм через рот или в результате вдыхания аэрозоля может всасываться в ткани и накапливаться в них. При обычной комнатной температуре в 20-22 градусов это вещество практически не испаряется, но при распылении его частиц может быть опасно для здоровья. Попадая на кожу, в дыхательные пути или слизистые оболочки глаз, гидроксид кальция оказывает раздражающее, даже разъедающее действие. Длительный контакт с кожными покровами может стать причиной дерматита. Также может поражаться легочная ткань при постоянном воздействии частиц гидроксида кальция.

Это химическое соединение имеет много тривиальных названий, таких как гашеная известь (ее получают методом гашения оксида кальция обычной водой), известковая вода (представляет собой прозрачный водный раствор). Другие названия: пушонка (гидроксид кальция в виде сухого порошка ) и известковое молоко (насыщенная водная суспензия). Зачастую негашеной известью или известкой принято называть также оксид кальция.

Гидроксид кальция, химические свойства которого считаются агрессивными по отношению к другим веществам, получают методом гашения извести, то есть, в результате взаимодействия (химической реакции) оксида кальция и воды. Схематически эта реакция выглядит таким образом:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Для полученного водного раствора характерна щелочная реакция среды. Как и все типичные гидроксиды, гидроксид кальция реагирует с:

1. неорганическими кислотами с образованием типичных солей кальция

H2SO4 +Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O

2. углекислым газом, который растворен в воде, поэтому водный раствор очень быстро мутнеет на воздухе, при этом образуется белый нерастворимый осадок – карбонат кальция

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O

3. угарным газом при повышении температуры до 400 градусов Цельсия

CO (t°) + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2

4. солями, в результате также выпадает белый осадок – сульфат кальция

Na2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3 + 2NaOH

Использование гидроксида кальция очень популярно. Наверняка, каждому известно, что известью обрабатывают стены помещений, стволы деревьев, а также используют ее как компонент строительного известкового раствора. Применение гидроксида кальция в строительстве известно с древнейших времен. А в настоящее время его включают в состав штукатурки, из него производят силикатный кирпич и бетон, составы которых практически одинаковы со строительным раствором. Основное отличие состоит в методе приготовления этих самых растворов.

Гидроксид кальция используется для смягчения жесткости воды, для изготовления хлорной извести, известковых неорганических удобрений, каустификации карбоната калия и натрия. Также это вещество незаменимо при дублении кож в текстильной промышленности, при получении различных соединений кальция, а также для нейтрализации кислых растворов, и сточных вод в том числе. На его основе получают органические кислоты.

Гидроксид кальция нашел свое применение и в пищевой промышленности, где он больше известен как пищевая добавка Е526, использующаяся как регулятор кислотности, отвердитель и загуститель. В сахарной промышленности он применяется для обессахаривания патоки.

В лабораторных и демонстрационных опытах известковая вода является незаменимым индикатором обнаружения углекислого газа при протекании химических реакций. Известковым молоком обрабатывают растения в целях борьбы с болезнями и вредителями.

Кальций

Кальций — элемент 4-го периода и ПА-группы Периодической системы, порядковый номер 20. Электронная формула атома [18Ar]4s 2 , степени окисления +2 и 0. Относится к щелочноземельным металлам. Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде. В природе — шестой по химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений (СаС03, СаО, цианамид кальция CaCN2 и др.). Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет (качественное обнаружение).

Кальций Са

Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН)2.Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:

Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтермия):

Получение кальция в промышленности:

Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.

Оксид кальция СаО

Основный оксид. Техническое название негашёная известь. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Ca 2+ O 2- . Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН)2, СаС2 и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.

Уравнения важнейших реакций:

Получение СаО в промышленности — обжиг известняка (900-1200 °С):

СаСО3 = СаО + СО2

Гидроксид кальция Са(ОН)2

Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+ (ОН — )2. Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше — в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция на ион Са 2+ — пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаС03 и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена. Применяется в производстве стекла, белильной извести, известковых минеральных удобрений, для каустификации соды и умягчения пресной воды, а также для приготовления известковых строительных растворов — тестообразных смесей (песок + гашёная известь + вода), служащих связующим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание («схватывание») таких растворов обусловлено поглощением углекислого газа из воздуха.

Уравнения важнейших реакций:

Получение Са(ОН)2 в промышленности — гашение извести СаО (см. выше).

№20 Кальций


История открытия:

Природные соединения кальция (мел, мрамор, известняк, гипс) и продукты их простейшей переработки (известь) были известны людям с древних времен. В 1808 г. английский химик Хэмфри Дэви подверг электролизу влажную гашеную известь (гидроксид кальция) с ртутным катодом и получил амальгаму кальция (сплав кальция с ртутью). Из этого сплава, отогнав ртуть Дэви получил чистый кальций.
Он же предложил название нового химического элемента, от латинского «сalx» обозначавшего название известняка, мела и других мягких камней.

Нахождение в природе и получение:

Кальций — пятый по распространенности элемент в земной коре (более 3%), образует множество пород, в основе многих из которых — карбонат кальция. Некоторые из этих пород имеют органическое происхождение (ракушечник), показывающее важную роль кальция в живой природе. Природный кальций — смесь 6 изотопов с массовыми числами от 40 до 48, причем на 40 Ca приходится 97% общего количества. Ядерными реакциями получены и другие изотопы кальция, например радиоактивный 45 Ca .
Для получения простого вещества кальция используется электролиз расплавов его солей или алюмотермия:
4CaO + 2Al = Ca(AlO2)2 + 3Ca

Физические свойства:

Серебристо-серый металл с кубической гранецентрированной решеткой, значительно более твердый, чем щелочные металлы. Температура плавления 842°C, кипения 1484°C, плотность 1,55 г/см 3 . При высоких давлениях и температурах около 20K переходит в состояние сверхпроводника.

Химические свойства:

Кальций не столь активен как щелочные металлы, тем не менее его приходится хранить под слоем минерального масла или в плотно запаянных металлических барабанах. Уже при обычной температуре он реагирует с кислородом и азотом воздуха, а также с водяными парами. При нагревании сгорает на воздухе красно-оранжевым пламенем, образуя оксид с примесью нитридов. Подобно магнию кальций продолжает гореть в атмосфере углекислого газа. При нагревании реагирует с другими неметаллами, образую не всегда очевидные по составу соединения, например:
Ca + 6B = CaB6 или Ca + P => Ca3P2 (а также CaP или CaP5)
Во всех своих соединениях кальций имеет степень окисления +2.

Важнейшие соединения:

Оксид кальция CaO — («негашёная известь») вещество белого цвета, щелочной оксид, энергично реагирует с водой («гасится») переходя в гидроксид. Получают термическим разложением карбоната кальция.

Гидроксид кальция Ca(OH)2 — («гашёная известь») белый порошок, мало растворим в воде (0,16г/100г), сильная щелочь. Раствор («известковая вода») используется для обнаружения углекислого газа.

Карбонат кальция CaCO3 — основа большинства природных минералов кальция (мел, мрамор, известняк, ракушечник, кальцит, исландский шпат). В чистом виде вещество белого цвета или бесцв. кристаллы, При нагревании (900-1000 С) разлагается, образуя оксид кальция. Не р-рим, реагирует с кислотами, способен растворяться в воде, насыщенной углекислым газом, переходя в гидрокарбонат: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. Обратный процесс приводит к появлению отложений карбоната кальция, в частности таких образований, как сталактиты и сталагмиты
Встречается в природе также в составе доломита CaCO3*MgCO3

Сульфат кальция CaSO4 — вещество белого цвета, в природе CaSO4*2H2O («гипс», «селенит»). Последний при осторожном нагревании (180 С) переходит в CaSO4*0,5H2O («жжёный гипс», «алебастр») — белый порошок, при замешивании с водой снова образующий CaSO4*2H2O в виде твердого, достаточно прочного материала. Мало растворим в воде, в избытке серной кислоты способен растворяться, образуя гидросульфат.

Фосфат кальция Ca3(PO4)2 — («фосфорит»), нерастворим, под действием сильных кислот переходит в более растворимые гидро- и дигидрофосфаты кальция. Исходное сырье для получения фосфора, фосфорной кислоты, фосфорных удобрений. Фосфаты кальция входят также в состав апатитов, природных соединений с примерной формулой Са5[PO4]3Y, где Y = F, Cl, или ОН, соответственно фтор-, хлор-, или гидроксиапатит. Наряду с фосфоритом апатиты входят в состав костного скелета многих живых организмов, в т.ч. и человека.

Фторид кальция CaF2 — (природн.: «флюорит», «плавиковый шпат»), нерастворимое в-во белого цвета. Природные минералы имеют разнообразные окраски, обусловленные примесями. Светится в темноте при нагревании и при УФ-облучении. Увеличивает текучесть («плавкость») шлаков при получении металлов, чем обусловлено его применение в качестве флюса.

Хлорид кальция CaCl2 — бесцв. крист. в-во хорошо р-римое в воде. Образует кристаллогидрат CaCl2*6H2O. Безводный («плавленый») хлорид кальция — хороший осушитель.

Нитрат кальция Ca(NO3)2 — («кальциевая селитра») бесцв. крист. в-во хорошо р-римое в воде. Составная часть пиротехнических составов, придающее пламени красно-оранжевый цвет.

Карбид кальция CaС2 — реагирует с водой, к-тами образуя ацетилен, напр.: CaС2 + H2O = С2H2 + Ca(OH)2

Применение:

Металлический кальций используется как сильный восстановитель при получении некоторых трудновосстанавлиевых металлов («кальциетермия»): хром, РЗЭ, торий, уран и др. В металлургии меди, никеля, специальных сталей и бронз кальций и его сплавы используется для удаления вредных примесей серы, фосфора, избыточного углерода.
Кальций используется также для связывания малых количеств кислорода и азота при получении глубокого вакуума и очистке инертных газов.
Нейтрон-избыточные ионы 48 Ca используются для синтеза новых химических элементов, например элемента №114, флеровия >>. Другой изотоп кальция, 45 Ca , используется как радиоактивная метка при исследованиях биологической роли кальция и его миграции в окружающей среде.

Основной областью применения многочисленных соединений кальция является производство строительных материалов (цемент, строительные смеси, гипсокартон и т.д.).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector