Оксид кальцію

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Оксид кальцію
Calcium-oxide-3D-vdW.png
Кристалічна структура CaO
Назва за IUPAC Кальцій оксид
Інші назви негашене вапно
Ідентифікатори
Номер CAS 1305-78-8
Номер EINECS 215-138-9
KEGG C13140 і D01679
ChEBI 31344
RTECS EW3100000
SMILES O=[Ca][1]
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
ΔfHo298
-634,9 кДж/моль
Ст. ентропія So298 38,1 Дж/моль·К
Теплоємність, cop 42,0 Дж/моль·К
Пов'язані речовини
Інші катіони оксид магнію
Якщо не зазначено інше, дані приведені 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 оксигену складу CaO. В'язка мінеральна кристалічна тугоплавка речовина білого кольору. Температура плавлення 2585°С. Проявляє сильні осно́вні властивості.

У техніці оксид кальцію називають звичайно 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[ред. | ред. код]

Оксид кальцію є однією з найбільш поширених 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[ред. | ред. код]

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.

Гашення вапна як екзотермічний процес

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[ред. | ред. код]

Виробництво у промисловості[ред. | ред. код]

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.

Піч для випалювання вапняку

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[ред. | ред. код]

Синтез оксиду кальцію можна провести спаленням металевого кальцію або його гідриду:

Іншим варіантом є термічне розкладання оксигенвмісних сполук кальцію:

Застосування[ред. | ред. код]

Будівництво[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

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.

Геноцид[ред. | ред. код]

Шар оксиду кальцію у кілька сантиметрів завтовшки, іноді наносили на підлогу вагонів для великої рогатої худоби, які використовувалися задля перевезення євреїв та інших затриманих, до нацистських концентраційних та винищувальних таборів під час Голокосту.

Безпека[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. CALCIUM OXIDE
  2. а б За тиску 101,3 кПа

Джерела[ред. | ред. код]