Химическая формула оксида кальция уравнение

Оксид кальция: способы получения и химические свойства

Оксид кальция CaO — бинарное неорганическое вещество . Белый, гигроскопичный. Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при очень высоких температурах. Проявляет основные свойства.

Относительная молекулярная масса M_r = 56,08; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 3,35; t_пл ≈ 2614º C; t_кип = 2850º C.

Способ получения

1. Оксид кальция получается при разложении карбоната кальция при температуре 900 — 1200º C. В результате разложения образуется оксид кальция и углекислый газ:

2. В результате взаимодействия гидрида кальция и кислорода при температуре 300 — 400º С образуется оксид кальция и вода:

3. Оксид кальция можно получить сжиганием кальция в в кислороде при температуре выше 300º С:

2Ca + O₂ = 2CaO

Химические свойства

1. Оксид кальция реагирует с простыми веществами :

Оксид кальция реагирует с углеродом (коксом) при температуре 1900 — 1950º С и образует угарный газ и карбид кальция:

CaO + 3C = CaC₂ + CO

2. Оксид кальция взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Оксид кальция взаимодействует с кислотами:

2.1.1. О ксид кальция с разбавленной соляной кислотой образует хлорид кальция и воду:

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

2.1.2. Оксид кальция вступает во взаимодействие с разбавленной плавиковой кислотой с образованием фторида кальция и воды:

CaO + 2HF = CaF₂↓ + H₂O

2.1.3. Оксид кальция вступает в реакцию с разбавленной фосфорной кислотой, образуя фосфат кальция и воду:

2.2. Оксид кальция реагирует с оксидами:

2.2.1. Оксид кальция при комнатной температуре реагирует с углекислым газом с образованием карбоната кальция:

CaO + CO₂ = CaCO₃

2.2.2. Взаимодействуя с оксидом кремния при 1100 — 1200º С оксид кальция образует силикат кальция:

CaO + SiO₂ = CaSiO₃

2.3. Оксид кальция взаимодействует с водой при комнатной температуре, образуя гидроксид кальция:

Оксид кальция

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 125.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 125.

Негашёная известь – это оксид кальция. Его получают в лабораториях и промышленным путём из природных материалов. Вещество активно используется в строительстве и промышленности.

Физические свойства

Оксид кальция – неорганическое кристаллическое вещество в виде белого или серо-белого порошка без запаха и вкуса. Твёрдое вещество кристаллизуется в кубические гранецентрированные кристаллические решётки по типу хлорида натрия (NaCl).

Рис. 1. Кубические гранецентрированные кристаллические решётки.

Общее описание вещества представлено в таблице.

Признак

Значение

Формула соединения оксид кальция

В глицерине. В этаноле не растворяется, с водой образует гидроксид

Химическая связь в кристалле

Оксид кальция – едкое вещество, относящееся ко второму классу опасности. Агрессивные свойства проявляет при взаимодействии с водой, образуя гашёную известь.

Получение

Оксид кальция также называют жжёной известью из-за способа получения. Получают негашёную известь путём нагревания и разложения известняка – карбоната кальция (CaCO₃).

Реакция получения оксида кальция из известняка выглядит следующим образом:

Кроме того, негашёную известь можно получить двумя способами:

из простых веществ, наращивая оксидный слой на металле –

Реакции протекают при высоких температурах. Температура сожжения известняка – 900-1200°C. При 200-300°C на поверхности металла начинает образовываться оксид. Для разложения солей и гидроксида необходима температура в 500-600°C.

Химические свойства

Оксид кальция является высшим оксидом и максимально проявляет окислительные свойства. Соединения взаимодействует с неорганическими веществами и свободными галогенами. Основные химические свойства оксида приведены в таблице.

Реакции

Что образуется

Молекулярное уравнение

Образуется гидроксид (гашёная известь). Реакция протекает бурно с выделением тепла

Растворяется, образуя соли

С оксидами неметаллов (кислотными остатками)

С углеродом при нагревании

Образуется карбид кальция

CaO + 3С → СаС₂ + CO

Восстанавливает кальций. Образуется оксид алюминия

Применение

Оксид используется в пищевой промышленности в качестве:

• улучшителя муки и хлеба;
• пищевой добавки Е529;
• регулятора кислотности;
• питательной среды для дрожжей;
• катализатора гидрогенизации (присоединения водорода) жиров.

Кроме того, негашёная известь применяется в химической и строительной промышленности для производства различных веществ:

• масел;
• стеарата кальция;
• солидола;
• огнеупорных материалов;
• гипса;
• высокоглиноземистого цемента;
• силикатного кирпича.

Рис. 3. Цемент, кирпич, гипс получают из оксида кальция.

Что мы узнали?

Оксид кальция или негашёная известь – кристаллическое вещество, бурно реагирующее с водой и образующее гашёную известь. Широко используется в промышленности, в частности пищевой и строительной. Зарегистрирован как пищевая добавка Е529. Имеет высокие температуры плавления и кипения, растворяется только в глицерине. Образуется при сжигании карбоната кальция. Проявляет окислительные свойства, образует соли с оксидами и кислотами, взаимодействует с углеродом и алюминием.

Структура, свойства и применение оксида кальция (CaO)

оксид кальция (CaO) является неорганическим соединением, которое содержит кальций и кислород в ионных формах (не путать с пероксидом кальция, CaO₂). Это известно во всем мире как известь, слово, которое обозначает любое неорганическое соединение, которое содержит карбонаты, оксиды и гидроксиды кальция, а также другие металлы, такие как кремний, алюминий и железо..

Этот оксид (или известь) также в разговорной речи называют негашеной или гашеной известью, в зависимости от того, гидратирована она или нет. Известь является оксидом кальция, а гашеная известь — его гидроксидом. В свою очередь, известняк (известняк или затвердевшая известь) на самом деле является осадочной породой, состоящей в основном из карбоната кальция (CaCO₃).

Это один из крупнейших природных источников кальция и является сырьем для производства оксида кальция. Как получается этот оксид? Карбонаты подвержены термическому разложению; нагревание карбонатов кальция при температуре выше 825 ° С, что приводит к образованию извести и углекислого газа.

Вышеприведенное утверждение можно описать следующим образом: CaCO₃(s) → CaO (s) + CO₂(G). Поскольку земная кора богата известняком и кальцитом, а в океанах и на пляжах имеются многочисленные морские раковины (сырье для производства оксида кальция), оксид кальция является относительно дешевым реагентом.

• 1 Формула
• 2 Структура
• 3 свойства
  • 3.1 Растворимость
• 4 использования
  • 4.1 В качестве раствора
  • 4.2 При производстве очков
  • 4.3 В майнинге
  • 4.4 Как средство для удаления силикатов
• 5 наночастиц оксида кальция
• 6 Ссылки

формула

Химическая формула оксида кальция — СаО, в котором кальций подобен кислотному иону (акцептору электронов) Са 2+ , и кислород в качестве основного иона (донора электронов) ИЛИ 2— .

Почему кальций имеет +2 заряда? Потому что кальций принадлежит к группе 2 периодической таблицы (г-н Бекамбара) и имеет только два валентных электрона, доступных для образования связей, которые уступают атому кислорода.

структура

На верхнем изображении представлена ​​кристаллическая структура (типа драгоценной соли) для оксида кальция. Объемные красные сферы соответствуют ионам Ca 2+ и белые сферы с ионами O 2- .

В этом кубическом кристаллическом расположении каждый ион Са 2+ окружен шестью ионами O 2- , закупорены в октаэдрических отверстиях, оставленных между ними большими ионами.

Эта структура максимально выражает ионный характер этого оксида, хотя заметное различие радиусов (красная сфера больше, чем белая) придает более слабую кристаллическую ретикулярную энергию по сравнению с MgO.

свойства

Физически это кристаллическое белое твердое вещество без запаха и с сильными электростатическими взаимодействиями, которые ответственны за его высокие температуры плавления (2572 ° C) и кипения (2850 ° C). Кроме того, он имеет молекулярную массу 55,958 г / моль и интересную способность быть термолюминесцентным.

Это означает, что кусок оксида кальция, подверженный воздействию пламени, может сиять интенсивным белым светом, известным на английском языке под названием центр внимания, или по-испански, легкий кальций. Ионы Са 2+ , при соприкосновении с огнем они вызывают красноватое пламя, как показано на следующем изображении.

растворимость

CaO является основным оксидом, который обладает сильным сродством к воде в той степени, в которой он поглощает влагу (это гигроскопичное твердое вещество), и немедленно реагирует с образованием гашеной извести или гидроксида кальция:

Эта реакция является экзотермической (выделяет тепло) из-за образования твердого тела с более сильными взаимодействиями и более стабильной кристаллической решеткой. Тем не менее, реакция является обратимой, если Ca (OH) нагревается₂, обезвоживание и освещение гашеной извести; затем лайм «возрождается».

Полученный раствор является очень основным, и если он насыщен оксидом кальция, он достигает рН 12,8.

Кроме того, он растворим в глицерине и в растворах кислоты и сахара. Поскольку это основной оксид, он, естественно, имеет эффективные взаимодействия с кислотными оксидами (SiO₂, в₂О₃ и вера₂О₃, например) растворим в их жидких фазах. С другой стороны, он нерастворим в спиртах и ​​органических растворителях.

приложений

CaO широко используется в промышленности, а также для синтеза ацетилена (CH≡CH), для извлечения фосфатов из сточных вод и в реакции с диоксидом серы из газообразных отходов..

Другие применения оксида кальция описаны ниже:

Как ступка

Если оксид кальция смешан с песком (SiO₂) и вода спекается с песком и медленно реагирует с водой с образованием гашеной извести. В свою очередь, СО₂ воздуха растворяется в воде и вступает в реакцию с солью с образованием карбоната кальция:

CaCO₃ Это более стойкое и более твердое соединение, чем CaO, в результате чего раствор (предыдущая смесь) затвердевает и фиксирует кирпичи, блоки или керамику между ними или на желаемой поверхности..

В производстве очков

Основным сырьем для производства стекол являются оксиды кремния, которые смешивают с известью, карбонатом натрия (Na₂Колорадо₃) и другие добавки, которые затем подвергают нагреванию, в результате чего получается стеклообразное твердое вещество. Это твердое вещество впоследствии нагревается и выдувается в любых фигурах.

В горном деле

Гашеная известь занимает больший объем, чем негашеная, благодаря взаимодействиям водородных связей (О-Н-О). Это свойство используется, чтобы разбить камни изнутри.

Это достигается путем наполнения их компактной смесью извести и воды, которая герметизирована, чтобы сосредоточить ее тепло и экспансивную силу в породе..

Как средство для удаления силикатов

CaO сплавляется с силикатами с образованием коалесцирующей жидкости, которая затем извлекается из сырья определенного продукта..

Например, железные руды являются сырьем для производства металлического железа и стали. Эти минералы содержат силикаты, которые являются нежелательными примесями для процесса и устраняются только что описанным способом..

Наночастицы оксида кальция

Оксид кальция можно синтезировать в виде наночастиц, варьируя концентрации нитрата кальция (Са (NO₃)₂) и гидроксид натрия (NaOH) в растворе.

Эти частицы являются сферическими, основными (а также твердыми на макроуровне) и имеют большую площадь поверхности. Следовательно, эти свойства выгодны каталитическим процессам. Что? В настоящее время следствие отвечает на этот вопрос.

Эти наночастицы были использованы для синтеза замещенных органических соединений, полученных из пиридинов, при разработке новых лекарств для проведения химических превращений, таких как искусственный фотосинтез, для очистки воды от тяжелых и вредных металлов, а также для фотокаталитические агенты.

Наночастицы могут быть синтезированы на биологической подложке, такой как листья папайи и зеленый чай, для использования в качестве антибактериального средства..