Оксид кальцію | |
---|---|
Кристалічна структура CaO
| |
Назва за IUPAC | Кальцій оксид |
Інші назви | негашене вапно |
Ідентифікатори | |
Номер CAS | 1305-78-8 |
Номер EINECS | 215-138-9 |
DrugBank | DB15648 |
KEGG | C13140 і D01679 |
ChEBI | 31344 |
RTECS | EW3100000 |
SMILES | O=[Ca][1] |
InChI | InChI=1S/Ca.O |
Номер Бельштейна | 8129996 |
Номер Гмеліна | 485425 |
Властивості | |
Молекулярна формула | CaO |
Молярна маса | 56,077 г/моль |
Зовнішній вигляд | біло-сірі кристали |
Густина | 3,34 г/см3[2] |
Тпл | 2898 °C[2] |
Розчинність (вода) | реагує |
Розчинність (кислоти) | розчинний |
Показник заломлення (nD) | 1,8396 |
Структура | |
Кристалічна структура | кубічна |
Термохімія | |
Ст. ентальпія утворення ΔfH 298 |
-634,9 кДж/моль |
Ст. ентропія S 298 |
38,1 Дж/моль·К |
Теплоємність, c p |
42,0 Дж/моль·К |
Пов'язані речовини | |
Інші катіони | оксид магнію |
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Інструкція з використання шаблону | |
Примітки картки |
Окси́д ка́льцію, негашене вапно — неорганічна бінарна сполука кальцію та кисню складу CaO. В'язка мінеральна кристалічна тугоплавка речовина білого кольору. Температура плавлення 2585 °С. Проявляє сильні осно́вні властивості.
У техніці оксид кальцію називають зазвичай негашеним, або паленим вапном. Остання назва походить від способу його одержання: прожарювання, або «випалювання» вапняку. Одержують шляхом випалювання вапняку, крейди та інших карбонатних порід. Процес ведуть при низьких температурах розкладання карбонату кальцію.
Поширення у природі
Оксид кальцію є однією з найпоширеніших сполук у природі. Він часто трапляється у складі природних карбонатів, паралельно із оксидом магнію. Основними сполуками, з яких добувають CaO є кальцит, мармур, вапняк, арагоніт, доломіт та багато інших.
Хімічні властивості
З водою оксид кальцію реагує дуже енергійно, з виділенням значної кількості тепла і утворенням гідроксиду кальцію:
Реакцію взаємодії оксиду кальцію з водою в техніці називають «гашенням» вапна, а продукт реакції — гідроксид кальцію — гашеним вапном.
CaO проявляє сильні осно́вні властивості: взаємодіє з кислотами та кислотними оксидами (зокрема, активно поглинає вуглекислий газ із повітря), з амфотерними оксидами:
Кальцій піддається відновленню з оксиду алюмінієм та коксом:
Отримання
Виробництво у промисловості
Негашене вапно (оксид кальцію) одержують прожарюванням (випалюванням) вапняку або крейди. Карбонат кальцію починає розкладатися при 850 °С. Чим вища температура, тим швидше йде розклад. Але вище 1200 °С домішки, що є у вапняку, починають обплавлятися, і це ускладнює процес розкладу. Тому «випалювання» вапняку проводять при 1000–1200 °С.
Процес «випалювання» здійснюють у вертикальних шахтних печах, облицьованих зсередини вогнетривкою цеглою. Шихту, тобто суміш вапняку і коксу, завантажують у піч через верхній отвір. Шматки вапняку і коксу роблять такими, щоб їх діаметр був приблизно 10 см. Тоді повітря і топочні гази легко проходять крізь шихту, і вапняк розкладається рівномірно по всій масі.
Гарячі гази, що виникають при горінні палива і розкладі вапняку, піднімаючись вгору, поступово охолоджуються, нагріваючи шихту. Палене вапно опускається в нижню частину печі, де охолоджується повітрям, що подається знизу.
Отримання в лабораторії
Синтез оксиду кальцію можна провести спаленням металевого кальцію або його гідриду:
Іншим варіантом є термічне розкладання оксигенвмісних сполук кальцію:
Застосування
Цей розділ не містить посилань на джерела. (лютий 2019) |
У харчовій промисловості застосовується як харчова добавка E529[3].
Будівництво
Вапно дуже широко застосовується у будівельній справі, а також у хімічній промисловості для одержання хлорного вапна. Щорічний світовий видобуток вапна становить сотні мільйонів тонн.
У будівництві використовують гашене вапно, тобто гідроксид кальцію. З цією метою негашене вапно обробляють водою. При цьому пористі шматки оксиду кальцію (негашеного вапна) жадібно поглинають воду і реагують з нею з виділенням значної кількості тепла. Внаслідок цього частина води випаровує, а оксид кальцію перетворюється у пухку масу гідроксиду кальцію (гашеного вапна), яку називають пушонкою[джерело?]. При надлишку води гашене вапно утворюється у вигляді тістоподібної маси.
Зброя
У 80 році до нашої ери римський воєначальник Серторій у боротьбі з харацитанами в Іспанії, які сховалися в недоступних печерах, використав задушливі хмари їдкого вапна. Подібна хімічна зброя застосовувалася в Китаї під час придушення збройного повстання селян 178 року н. е.: «вапняні колісниці», обладнані міхами, вдували порох вапняку в натовп.
Вважається, що негашене вапно також було складником грецького вогню. У разі контакту з водою негашене вапно може підвищити температуру понад 150 °C та запалити паливо.
Девід Юм, у власній історії Англії, розповідає, що на початку правління Генріха III англійський флот знищив вторгнення французького флоту, засліпивши флот противника негашеним вапном. Негашене вапно, можливо, було використано в середньовічній військово-морській війні — аж до використання «вапняних мінометів», для кидання його на ворожі кораблі.
Безпека
Внаслідок бурхливої реакції негашеного вапна з водою, негашене вапно викликає сильне подразнення під час вдихання або у разі доторку з вологою шкірою чи очима. Вдихання може викликати кашель, чхання, посилене дихання. Потім це може розвинутися в опіки з перфорацією носової перегородки, болем у животі, нудотою та блювотою. Хоча негашене вапно не вважається пожежонебезпечним, його взаємодія з водою, може вивільнити достатню кількість тепла, щоби запалити горючі матеріали.
Див. також
Примітки
- ↑ CALCIUM OXIDE
- ↑ а б За тиску 101,3 кПа
- ↑ Approved additives and E numbers (англ.). Food Standards Agency. 23 січня 2024. Процитовано 21 вересня 2024.
Джерела
- CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
- Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : "Мир", 1971. — Т. 1. — 561 с. (рос.)
- Деркач Ф. А. Хімія. — Львів : Львівський університет, 1968. — 312 с.