Оксид та гідроксид кальцію

Процеси глобалізації, захоплюючі населення Землі, змушують людське суспільство створювати нове штучне середовище існування – мегаполіси, все більше нагадують гігантські бджолині стільники, стрімко зростаючі вгору. Будівельна індустрія стає однією з найбільш перспективних та вигідних галузей виробництва, вимагаючи для своїх потреб найбільш дешеве і легкодоступне будівельна сировина. Тому щорічно в усьому світі збільшується видобуток вапняку, крейди і портландита. Багатотонні вантажі видобувної промисловості переробляються хімічними підприємствами. В результаті отримують оксид кальцію, гідроксид кальцію та їх солі, які потім використовують у будівництві.

Приміські джерела карбонатів

Оксид кальцію CaO — є вихідною речовиною в ланцюзі отримання найважливіших будівельних матеріалів, таких як гідроксид кальцію, портландцемент, силікатний бетон. Для його виробництва використовують широко поширені на Землі осадові породи, наприклад, такі як вапняк та крейда, які є природними різновидами карбонату кальцію.

Мудра природа протягом мільйонів років трудилася, відкладаючи і зберігаючи відмерлі рештки водоростей, черепашки двостулкових і черевоногих молюсків, вапняні кістяки колоніальних морських тварин – моховаток. Потім все це склеювалося частками мулу. Таким чином сформувалися масиви осадових порід в Криму, Молдові, Казахстані, країнах Середземного моря, вік яких датується крейдяним періодом Мезозойської ери.

Назв багато, а речовина одне

Чим старше вік використовуваного людиною хімічної сполуки, тим більше у нього з’являється різних назв. Кипелка, негашене вапно, палена вапно – всі ці слова відносяться до одному з’єднанню – CaO. Кипелкой його називають тому, що в реакції з водою оксид кальцію кипить, виділяючи водяна пара, і суміш сильно розігрівається. Це хімічна сполука можна погасити водою і отримати гашене вапно – гідроксид кальцію, що також має назву «пушонка» або вапняне тісто». Якщо ж речовина не взаємодіє з водою, що має назву «негашене вапно». Розчин гідроксиду кальцію називають вапняним молоком. Термін «палена вапно» вказує на спосіб отримання: випалюванням вапняку або крейди.

Промислове виробництво сполук кальцію

Технологія випалювання вапняку практично не змінилася з часів будівництва пірамід в Гізі і споруди перших православних храмів з «білого каменя» на Русі. Білим каменем наші пращури називали вапняк і портландит – мінерал, що містить гідроксид кальцію. У спеціальних шахтних печах сировина і паливо, наприклад, антрацит або кокс, завантажують шарами і підпалюють знизу. Важливу роль у технологічному процесі відіграє вентиляція, вона повинна бути безперервною. Це сприяє видалення непотрібного діоксиду вуглецю і зниження температури реакції що важливо з точки зору економічності і безпеки роботи шахтної печі.

Продукт випалювання вапняку CaO являє собою білу, дуже тугоплавке кристалічна речовина, температура плавлення якого становить 2627 °C. Він служить вихідним матеріалом, з якого можна одержати гідроксид кальцію.

Раніше ми вже згадували специфічну особливість CaO: якщо шматки цього з’єднання залити водою, то відбувається сильне розігрівання і шипіння. На очах щільні шматки перетворюються в пухкий порошок білого кольору – гідроксид кальцію. Рівняння екзотермічної реакції:

CaO+H2O =Ca(OH)2 ?H= -64 кДж

Саме цією особливістю і пояснюється назва «пушонка», що використовується в будівництві.

Обережність не завадить

Перш ніж перейти до розгляду областей застосування цих сполук кальцію, саме час нагадати, що у класифікаційній таблиці шкідливих хімічних речовин вони знаходяться в 3 класі небезпеки. Це рідини і суспензії (розчини твердих речовин з низькою розчинністю), що виділяють легкозаймисті пари, що мають температуру спалаху до 61°C і нижче. Тому в хімічних лабораторіях гідроксид кальцію зберігають у спеціальних сейфах. Оскільки розчин має дуже лужний реакцією і його рН>12, категорично заборонено потрапляння крапель речовини на слизову оболонку очей, шкіру обличчя і рук.

Якщо все ж це відбулося, слід негайно промити уражену ділянку під струменем холодної води протягом 5-10 хвилин. Потім обробити його фізіологічним (фізіологічним) 0,9% розчином хлориду натрію NaCl або 1% розчином аскорбінової кислоти. Якщо використовувати під час роботи захисні окуляри і рукавички, це може підвищити безпеку і зберегти здоров’я.

Застосування гідроксиду кальцію в будівництві

Вапняковий будівельний розчин (або, простіше кажучи, вапно) використовується в будівництві дуже давно. Ще в цивілізації ацтеків і майя, в період розквіту Вавилонського царства, стародавні зодчі застосовували суміш вапна, піску і води для будівельної кладки, пов’язуючи нею цеглу та цілі блоки, витесані з граніту або мармуру. Дуже пластичне, жирну на дотик вапняне тісто, що представляє собою суміш Ca(OH)2 і води в пропорції 1:3, використовується для санації архітектурних композицій Москви, Санкт-Петербурга і міст Золотого Кільця Росії. Реставраційні роботи, які виконуються при дуже сильних ушкодженнях історичних пам’яток, також не обходяться без використання вапняного тесту.

Інші галузі застосування сполук кальцію

Хоча пріоритетною галуззю, що використовує сполуки кальцію, можна вважати будівництво, тим не менш, цікаво і незвично застосування їх в інших областях людське життя.

Так, (CaOH)2 використовується як харчова добавка E 526. Наприклад, в кожному кілограмі вершкового масла присутня 2 г цього з’єднання, що виконує роль емульгатора і регулятора кислотності, тобто оберігає харчовий продукт від швидкого псування внаслідок окислення. E 526 додають з такою ж метою у фруктові соки, вино, заморожені овочі, в’ялену рибу.

Лікарі-стоматологи використовують Ca(OH)2 у складі тимчасових або постійних пломб, а бактерицидні властивості дозволяють застосовувати його в якості внутрішньоканального наповнювача, а також для профілактики і лікування каріозних порожнин.

Незамінна гашене вапно для видалення карбонатної жорсткості питної води, яка обумовлена присутністю в ній розчинних гідрокарбонатів. Їх реакції з гідроксидом кальцію в молекулярній та іонній формі мають такий вигляд:

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 = 2CaCO3?+2H2O

Ca2++2HCO3+ Ca(OH)2 ?CaCO3?+2H2O

Науково-технічний прогрес не стоїть на місці. З кожним роком вчені винаходять все більше нових і сучасних матеріалів на основі сполук кальцію, наприклад, композитів, що володіють більш цінними якостями і властивостями.

 

 

Related posts

 
 

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

http://poradumo.com.ua/261429-o-58/