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.
Формула оксида кальция (негашеной извести) и свойства соединения
Кальций — элемент второй группы периодической системы Менделеева. В нее входят щелочноземельные металлы (то есть те, чьи окислы при взаимодействии с водой дают щелочные растворы). Оксид кальция (формула соединения — CaO) — белое вещество, устойчивое к горению (плавится при температуре порядка 3000°C), имеет ярко выраженные основные свойства.
Кальций — элемент второй группы периодической системы Менделеева. В нее входят щелочноземельные металлы (то есть те, чьи окислы при взаимодействии с водой дают щелочные растворы). Оксид кальция (формула соединения — CaO) — белое вещество, устойчивое к горению (плавится при температуре порядка 3000°C), имеет ярко выраженные основные свойства.
Получение и основные характеристики
В лабораторных условиях жженую известь получают окислением металлического кальция. Второй вариант — термическое разложение его карбоната (известняка):
- CaCO3 → CaO + CO2;
- 2Ca + O2 → 2CaO.
Получить это соединение можно и разложением пероксида кальция (CaO2) при температуре 250°C:
В промышленности оксид кальция «добывают» путем обжига известняка (CaCO3). Температура, при которой протекает реакция, составляет 1000−1100°C. Сам технологический процесс проходит в шахтных или во вращающихся трубчатых печах. Другие способы:
- Разложение гашеной извести. Процесс протекает при повышенных температурах (520−580°C): Ca (OH)2 → CaO + H2O.
- Разложение кальциевых кислотосодержащих солей: 2Ca (NO3)2 → 2CaO + 4NO2 + O2. Эта реакция возможна только при высоких температурах (600°C).
Примечание: именно благодаря высокотемпературным способам получения CaO стали называть жженой (негашеной) известью.
CaO (простое вещество) — порошок, не имеющий запаха, по внешнему виду напоминает обычную поваренную соль. Вид химической связи — ионная: металл плюс неметалл.
Справка: негашеная известь относится к веществам второго класса опасности. Пары, пыль и аэрозольные частички CaO, поражая дыхательные органы человека, вызывают раздражение и кашель, прободение носовой перегородки. Попадание в легкие может привести к пневмонии, а проглатывание соединения вызовет сильнейший ожог пищевода и желудка.
Химические свойства
Это химически активное соединение, которому присущи все свойства основных оксидов металлов. К ним относятся:
- Взаимодействие с кислотами: CaO + 2HCl → CaCL2 + H2O; CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O.
- С окислами неметаллов: CaO + SO2 → CaSO3; CaO + SO3 → CaSO4.
- С кремнием (при нагревании до 1300°C): 2CaO + 5Si → 2CaSi2 + SiO2.
- С углекислым газом (диоксидом углерода): CaO + CO2 → CaCO3.
- С амфотерными оксидами, то есть теми, что обладают свойствами как кислот, так и оснований. Уравнения реакций будут выглядеть так: CaO + Al2O3 → Ca (AlO2)2; CaO + MnO2 → CaMnO3.
Взаимодействием с углеродом получают карбид и угарный (углекислый) газ — все будет зависеть от условий проведения реакции:
- CaO + 3C→ CaC2 + CO (t° = 1900 — 1950°C).
- 2CaO + 5C → 2CaC2 + CO2 (t° = 700°C).
А вот в воде жженая известь не растворяется, а реагирует с ней, образуя сильную щелочь:
CaO + H2O → Ca (OH)2 — процесс характеризуется выработкой существенного количества тепловой энергии.
Интересный факт: у жженой извести есть еще одно название — кипелка. Именно этот термин обычно используют строители. Наименование появилось благодаря процессу взаимодействия оксида кальция с водой, при котором из-за выделяющегося тепла смесь «кипит».
Практическое использование
Основное применение — пищевая промышленность. При добавлении «E529» (номенклатурное название оксида кальция) улучшаются качества муки и хлебобулочных изделий. Кроме того, эта добавка является питательной средой при дрожжевом брожении. А еще она поддерживает нужный уровень кислотности. Другие варианты:
- Производство сахара — там эта добавка выполняет функции осветлителя, сорбента и фильтрующего материала.
- Изготовление пищевых масел — катализатор процесса гидрогенизации (присоединение водорода к органическому веществу).
- Обработка воды, используемой для изготовления алкогольсодержащих напитков.
- Производство соли (пищевой, технической, фармакопейной) — в качестве реагента, необходимого для очистки рассола от солей кальция и магния.
Примечание: вещество безопасно для человека в продуктах питания, но только при соблюдении дозировок.
Свойства соединения позволяют использовать его и в качестве наполнителя, химического реагента: например, для нейтрализации кислоты (в кожевенной индустрии, а также при сбросе стоков любых химпроизводств), при получении стеарата кальция — вещества, необходимого для изготовления загустителя смазочных материалов, матирующих добавок в лакокрасочных материалах, эмульгаторов (косметические продукты), и прочего.
Негашеная известь нужна и в строительстве — из нее производят известковый цемент, который быстро застывает на воздухе. Однако из-за его «специфической» адсорбционной способности (слишком сильно поглощает влагу, из-за чего на стенах зданий, построенных с использованием этого материала иногда образовывался грибок) в последнее время от него стали отказываться. Но CaO по-прежнему остается незаменимым при изготовлении штукатурок, силикатных кирпичей, шлакобетона.
В агрохимической отрасли оксид кальция используют для обработки кислых почв, а также в качестве средства, применяющегося для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. А в нефтехимии жженая известь незаменима при изготовлении тормозных колодок, солидолов.
Меры предосторожности при работе
Так как известь — вещество ядовитое, при работе с ней на производстве и в быту необходимо соблюдать строгие меры безопасности. Самое основное — использовать перчатки, так как даже без попадания воды оксид кальция будет действовать на кожу и вызовет химический ожог. Обязательно использовать и защитную одежду, очки, респиратор.
Примечание: на предприятиях, где в техпроцессах задействована жженая известь, обязательно контролируют ПДК (максимально допустимую безопасную концентрацию) этого вещества в воздухе. Рабочие места всегда располагаются в помещениях с дополнительно принудительной вентиляцией. А если есть риск высокого пыления, еще и оснащаются локальными вытяжками. В лабораториях реакции с участием жженой извести проводятся исключительно в вытяжных шкафах.
Хранят известковые смеси в герметичных упаковках (специальных бумажных многослойных пакетах), куда нет доступа влаге. Все они должны быть оснащены специальной маркировкой, предупреждающей о возможной опасности. При этом важно, чтобы и само помещение, где лежат пачки с кипелкой, хорошо проветривалось.
Оксид и гидроксид кальция. Свойства и применение
Этот видеоурок доступен по абонементу
У вас уже есть абонемент? Войти
Урок посвящен изучению веществ, которые имеют огромное практическое значение в жизни человека, а именно в такой области его жизни, как строительство. Учитель расскажет о способах получения, свойствах и применении оксида и гидроксида кальция.
http://prostudenta.ru/article-3332.html
http://interneturok.ru/lesson/chemistry/8-klass/bvewestva-i-ih-prevraweniyab/oksid-i-gidroksid-kaltsiya-svoystva-i-primenenie