Главная › Одежда и товары › Основной оксид кальция. Кальций

Основной оксид кальция. Кальций

Кальций - элемент 4-го периода и ПА-группы Периодической системы, порядковый номер 20. Электронная формула атома [ 18 Ar]4s 2 , степени окисления +2 и 0. Относится к щелочноземельным металлам. Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде. В природе — шестой по химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений (СаС0 3 , СаО, цианамид кальция CaCN 2 и др.). Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет (качественное обнаружение ).

Кальций Са

Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН) 2 .Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:

Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтермия ):

Получение кальция в промышленности :

Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.

Оксид кальция СаО

Основный оксид. Техническое название негашёная известь. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Ca 2+ O 2- . Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо- эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН) 2 , СаС 2 и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.

Уравнения важнейших реакций:

Получение СаО в промышленности — обжиг известняка (900-1200 °С):

СаСО3 = СаО + СО2

Гидроксид кальция Са(ОН) 2

Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+ (ОН —) 2 . Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше — в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция на ион Са 2+ — пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаС0 3 и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена. Применяется в производстве стекла, белильной извести, известковых минеральных удобрений, для каустификации соды и умягчения пресной воды, а также для приготовления известковых строительных растворов — тестообразных смесей (песок + гашёная известь + вода), служащих связующим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание («схватывание») таких растворов обусловлено поглощением углекислого газа из воздуха.

Оксид кальция, формула CaO, нередко называют негашеной известью. Настоящая публикация поведает вам о свойствах, получении, а также применении этого вещества.

Определение

Оксид кальция является белым кристаллическим веществом. В некоторых источниках его могут обозвать окисью кальция, негашеной известью, "кипелкой" или кирабитом. Негашеная известь - наиболее популярное тривиальное название данного вещества. Это единственный и высший оксид кальция.

Свойства

Оксид представляет собой кристаллическое вещество, имеющее кубическую границентрированную кристаллическую решетку.

Он плавится при температуре 2570 о С, а кипит при 2850 о С. Это основный оксид, его растворение в воде приводит к образованию гидроксида кальция. Вещество может образовывать соли. Для этого его необходимо добавить к кислоте или кислотному оксиду.

Получение

Его можно получить с помощью термического разложения известняка. Реакция проходит так: карбонат кальция постепенно нагревают, и, когда температура среды достигает 900-1000 о С, он распадается на газообразный четырехвалентный оксид углерода и искомое вещество. Другой способ его получения - простейшая реакция соединения. Для этого небольшое количество чистого кальция опускают в жидкий кислород, далее последует реакция, продуктом которой станет нужный оксид. Также последний можно получить в процессе разложения гадроксида кальция или кальциевых солей некоторых кислородсодержащих кислот при высоких температурах. Например, рассмотрим разложение последних. Если взять нитрат кальция (остаток взят из азотной кислоты) и нагреть его до 500 о С, то продуктами реакции станут кислород, диоксид азота и искомый оксид кальция.

Применение

В основном данное вещество используют отрасли строительства, где с его помощью производят силикатный кирпич. Раньше оксид кальция применяли и при изготовлении известкового цемента, но вскоре последний перестали эксплуатировать из-за впитывания и накапливания этим соединением влаги. А если его использовать для кладки печи, то при накаливании в помещении будет витать удушливый углекислый газ. Также обсуждаемое сейчас вещество известно свей устойчивостью к воздействию воды. Из-за данного свойства оксид кальция применяют в качестве дешевого и доступного огнеупора. Это соединение является необходимым в любых лабораториях при осушении не реагирующих с ним веществ. Оксид кальция в одной из отраслей промышленности известен как пищевая добавка Е529. Также 15-процентный раствор этого вещества нужен для того, чтобы удалять диоксид серы из некоторых газообразных соединений. С помощью оксида кальция также производят "самогреющую" посуду. Это свойство обеспечивается процессом выделения тепла при реакции оксида кальция с водой.

Заключение

Вот и все основные сведения об этом соединении. Как уже упоминалось выше, его часто называют негашеной известью. А знаете ли вы, что понятие извести в химии весьма растяжимое? Существуют также гашеная, хлорная и натровая извести.

Окси́д ка́льция (окись кальция, негашёная и́звесть или «кипелка») - белое кристаллическое вещество, формула .

Негашёная известь и продукт её взаимодействия с водой - Ca(OH) 2 (гашёная известь или «пушонка») находят обширное использование в строительном деле.

Получение

В промышленности оксид кальция получают термическим разложением известняка (карбоната кальция):

$\mathsf{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}$

Также оксид кальция можно получить при взаимодействии простых веществ:

$\mathsf{2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO}$

или при термическом разложении гидроксида кальция и кальциевых солей некоторых кислородсодержащих кислот:

$\mathsf{2Ca(NO_3)_2 \rightarrow 2CaO + 4NO_2 + O_2}$

Физические свойства

Оксид кальция - белое кристаллическое вещество, кристаллизующееся в кубической гранецентрированной кристаллической решётке , по типу хлорида натрия .

Химические свойства

\mathsf{CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2}

+ 63,7 Дж /моль .

При температуре выше 580 °C эта реакция обратима.

Как основной оксид реагирует с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли:

$\mathsf{CaO + SO_2 \rightarrow CaSO_3}$ $\mathsf{CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O}$

При нагревании с углеродом в пламени электрической дуги образует карбид кальция (исходное вещество для получения ацетилена):

$\mathsf{CaO + 3C \rightarrow CaC_2 + CO}$

Несмотря на разработку новых, более эффективных способов производства ацетилена, эта реакция сохраняет некоторое промышленное значение, так как карбид кальция является удобным (портативным) источником ацетилена для сварочных работ.

Применение

Основные объёмы используются в строительстве при производстве силикатного кирпича . Раньше известь также использовали в качестве известкового цемента - при смешивании с водой оксид кальция переходит в гидроксид, который далее, поглощая из воздуха углекислый газ , сильно твердеет, превращаясь в карбонат кальция . Однако в настоящее время известковый цемент при строительстве жилых домов стараются не применять, так как полученные строения обладают способностью впитывать и накапливать сырость.

Некоторое применение также находит в качестве доступного и недорогого огнеупорного материала - плавленный оксид кальция имеет некоторую устойчивость к воздействию воды , что позволяет его использовать в качестве огнеупора там, где применение более дорогих материалов нецелесообразно.

В небольших количествах оксид кальция также используется в лабораторной практике для осушения веществ, которые не реагируют с ним.

В промышленности для удаления диоксида серы из дымовых газов как правило используют 15 % водяной раствор. В результате реакции гашеной извести и диоксида серы получается гипс СаСO 3 и СаSO 4 . В экспериментальных установках добивались показателя в 98 % отчистки дымовых газов от диоксида серы .

Также используется в «самогреющей» посуде. Контейнер с небольшим количеством оксида кальция помещается между двух стенок стакана, а при прокалывании капсулы с водой начинается реакция с выделением тепла.

Напишите отзыв о статье "Оксид кальция"

Литература

Монастырев А. Производство цемента, извести. Москва, 2007.
Штарк Йохан, Вихт Бернд. Цемент и известь (перевод с немецкого). Киев, 2008.

Ссылки

Крупский А. К. , Менделеев Д. И. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.

Отрывок, характеризующий Оксид кальция

– Он там у костра грелся. Эй, Висеня! Висеня! Весенний! – послышались в темноте передающиеся голоса и смех.
– А мальчонок шустрый, – сказал гусар, стоявший подле Пети. – Мы его покормили давеча. Страсть голодный был!
В темноте послышались шаги и, шлепая босыми ногами по грязи, барабанщик подошел к двери.
– Ah, c"est vous! – сказал Петя. – Voulez vous manger? N"ayez pas peur, on ne vous fera pas de mal, – прибавил он, робко и ласково дотрогиваясь до его руки. – Entrez, entrez. [Ах, это вы! Хотите есть? Не бойтесь, вам ничего не сделают. Войдите, войдите.]
– Merci, monsieur, [Благодарю, господин.] – отвечал барабанщик дрожащим, почти детским голосом и стал обтирать о порог свои грязные ноги. Пете многое хотелось сказать барабанщику, но он не смел. Он, переминаясь, стоял подле него в сенях. Потом в темноте взял его за руку и пожал ее.
– Entrez, entrez, – повторил он только нежным шепотом.
«Ах, что бы мне ему сделать!» – проговорил сам с собою Петя и, отворив дверь, пропустил мимо себя мальчика.
Когда барабанщик вошел в избушку, Петя сел подальше от него, считая для себя унизительным обращать на него внимание. Он только ощупывал в кармане деньги и был в сомненье, не стыдно ли будет дать их барабанщику.

От барабанщика, которому по приказанию Денисова дали водки, баранины и которого Денисов велел одеть в русский кафтан, с тем, чтобы, не отсылая с пленными, оставить его при партии, внимание Пети было отвлечено приездом Долохова. Петя в армии слышал много рассказов про необычайные храбрость и жестокость Долохова с французами, и потому с тех пор, как Долохов вошел в избу, Петя, не спуская глаз, смотрел на него и все больше подбадривался, подергивая поднятой головой, с тем чтобы не быть недостойным даже и такого общества, как Долохов.
Наружность Долохова странно поразила Петю своей простотой.
Денисов одевался в чекмень, носил бороду и на груди образ Николая чудотворца и в манере говорить, во всех приемах выказывал особенность своего положения. Долохов же, напротив, прежде, в Москве, носивший персидский костюм, теперь имел вид самого чопорного гвардейского офицера. Лицо его было чисто выбрито, одет он был в гвардейский ваточный сюртук с Георгием в петлице и в прямо надетой простой фуражке. Он снял в углу мокрую бурку и, подойдя к Денисову, не здороваясь ни с кем, тотчас же стал расспрашивать о деле. Денисов рассказывал ему про замыслы, которые имели на их транспорт большие отряды, и про присылку Пети, и про то, как он отвечал обоим генералам. Потом Денисов рассказал все, что он знал про положение французского отряда.
– Это так, но надо знать, какие и сколько войск, – сказал Долохов, – надо будет съездить. Не зная верно, сколько их, пускаться в дело нельзя. Я люблю аккуратно дело делать. Вот, не хочет ли кто из господ съездить со мной в их лагерь. У меня мундиры с собою.
– Я, я… я поеду с вами! – вскрикнул Петя.
– Совсем и тебе не нужно ездить, – сказал Денисов, обращаясь к Долохову, – а уж его я ни за что не пущу.
– Вот прекрасно! – вскрикнул Петя, – отчего же мне не ехать?..
– Да оттого, что незачем.
– Ну, уж вы меня извините, потому что… потому что… я поеду, вот и все. Вы возьмете меня? – обратился он к Долохову.
– Отчего ж… – рассеянно отвечал Долохов, вглядываясь в лицо французского барабанщика.
– Давно у тебя молодчик этот? – спросил он у Денисова.
– Нынче взяли, да ничего не знает. Я оставил его пг"и себе.
– Ну, а остальных ты куда деваешь? – сказал Долохов.
– Как куда? Отсылаю под г"асписки! – вдруг покраснев, вскрикнул Денисов. – И смело скажу, что на моей совести нет ни одного человека. Разве тебе тг"удно отослать тг"идцать ли, тг"иста ли человек под конвоем в гог"од, чем маг"ать, я пг"ямо скажу, честь солдата.
– Вот молоденькому графчику в шестнадцать лет говорить эти любезности прилично, – с холодной усмешкой сказал Долохов, – а тебе то уж это оставить пора.
– Что ж, я ничего не говорю, я только говорю, что я непременно поеду с вами, – робко сказал Петя.
– А нам с тобой пора, брат, бросить эти любезности, – продолжал Долохов, как будто он находил особенное удовольствие говорить об этом предмете, раздражавшем Денисова. – Ну этого ты зачем взял к себе? – сказал он, покачивая головой. – Затем, что тебе его жалко? Ведь мы знаем эти твои расписки. Ты пошлешь их сто человек, а придут тридцать. Помрут с голоду или побьют. Так не все ли равно их и не брать?

В настоящее время химикам известно более 20 миллионов химических соединений. Очевидно, что запомнить названия десятков миллионов веществ не в состоянии ни один человек.

Именно поэтому Международным союзом теоретической и прикладной химии разработана систематическая номенклатура органических и неорганических соединений. Построена система правил, которая позволяет называть оксиды, кислоты, соли, комплексные соединения, органические вещества и т. д. Систематические названия имеют ясный, однозначный смысл. Например, оксид магния - это MgO, сульфат калия - CaSO 4 , хлорметан - CH 3 Cl и т. д.

Химик, открывший новое соединение, не сам выбирает ему название, а руководствуется четкими правилами ИЮПАК. Любой его коллега, работающий в любой стране мира, сможет по названию быстро построить формулу нового вещества.

Систематическая номенклатура удобна, рациональна и признана во всем мире. Существует, однако, небольшая группа соединений, для которых "правильная" номенклатура практически не применяется. Названия некоторых веществ используются химиками на протяжении десятилетий и даже столетий. Эти тривиальные названия более удобны, более привычны, и настолько прочно вошли в сознание, что практики не желают менять их на систематические. В действительности, даже правила ИЮПАК допускают использование тривиальных названий.

Ни один химик не назовет вещество CuSO 4 5H 2 O пентагидратом сульфата меди (II) . Гораздо проще использовать тривиальное название этой соли: медный купорос . Никто не будет спрашивать у коллеги: "Скажи, а у вас в лаборатории не осталось гексацианоферрата (III) калия?" Так ведь и язык сломать можно! Спросят иначе: "Красной кровяной соли не осталось?"

Коротко, удобно и привычно. К сожалению, тривиальные названия веществ не подчиняются никаким современным правилам. Их нужно просто запомнить. Да-да, химик должен помнить, что FeS 2 - это пирит , а под привычным всем термином "мел" скрывается карбонат кальция.

В приведенной ниже таблице перечислены некоторые наиболее часто встречающиеся тривиальные названия солей, оксидов, кислот, оснований и т. д. Обратите внимание: одно вещество может иметь несколько тривиальных названий. Например, хлорид натрия (NaCl) можно назвать галитом , а можно - каменной солью .

Тривиальное название	Формула вещества	Систематическое название
алмаз	С	углерод
алюмокалиевые квасцы	KAl(SO 4) 2 12H 2 O	додекагидрат сульфата алюминия-калия
ангидрит	CaSO 4	сульфат кальция
барит	BaSO 4	сульфат бария
берлинская лазурь	Fe 4 3	гексацианоферрат (II) железа (III)
бишофит	MgCl 2 6H 2 O	гексагидрат хлорида магния
боразон	BN	нитрид бора
бура	Na 2 B 4 O 7 10H 2 O	декагидрат тетрабората натрия
водяной газ	CO + H 2	водород + оксид углерода (II)
галенит	PbS	сульфид свинца (II)
галит	NaCl	хлорид натрия
гашеная известь	Ca(OH) 2	гидроксид кальция
гематит	Fe 2 O 3	оксид железа (III)
гипс	CaSO 4 2H 2 O	дигидрат сульфата кальция
глинозем	Al 2 O 3	оксид алюминия
глауберова соль	Na 2 SO 4 10H 2 O	декагидрат сульфата натрия
графит	С	углерод
едкий натр	NaOH	гидроксид натрия
едкое кали	KOH	гидроксид калия
железный колчедан	FeS 2	дисульфид железа
железный купорос	FeSO 4 7H 2 O	гептагидрат сульфата железа (II)
желтая кровяная соль	K 4	гексацианоферрат (II) калия
жидкое стекло	Na 2 SiO 3	силикат натрия
известковая вода	раствор Ca(OH) 2 в воде	раствор гидроксида кальция в воде
известняк	CaCO 3	карбонат кальция
каломель	Hg 2 Cl 2	дихлорид диртути
каменная соль	NaCl	хлорид натрия
киноварь	HgS	сульфид ртути (II)
корунд	Al 2 O 3	оксид алюминия
красная кровяная соль	K 3	гексацианоферрат (III) калия
красный железняк	Fe 2 O 3	оксид железа (III)
криолит	Na 3	гексафтороалюминат натрия
ляпис	AgNO 3	нитрат серебра
магнезит	MgСO 3	карбонат магния
магнетит	Fe 3 O 4
магнитный железняк	Fe 3 O 4	оксид дижелеза (III) - железа (II)
малахит	Cu 2 (OH) 2 CO 3	карбонат гидроксомеди (II)
медный блеск	Cu 2 S	сульфид меди (I)
медный купорос	CuSO 4 5H 2 O	пентагидрат сульфата меди (II)
мел	CaCO 3	карбонат кальция
мрамор	CaCO 3	карбонат кальция
нашатырный спирт	водный раствор NH 3	раствор аммиака в воде
нашатырь	NH 4 Cl	хлорид аммония
негашеная известь	CaO	оксид кальция
нитропруссид натрия	Na 2	пенатцианонитрозилийферрат (II) натрия
олеум	раствор SO 3 в H 2 SO 4	раствор оксида серы (VI) в конц. серной кислоте
перекись водорода	H 2 O 2	пероксид водорода
пирит	FeS 2	дисульфид железа
пиролюзит	MnO 2	диоксид марганца
плавиковая кислота	HF	фтороводородная кислота
поташ	K 2 СO 3	карбонат калия
реактив Несслера	K 2	щелочной раствор тетраиодомеркурата (II) калия
родохрозит	MnCO 3	карбонат марганца (II)
рутил	TiO 2	диоксид титана
свинцовый блеск	PbS	сульфид свинца (II)
свинцовый сурик	Pb 3 O 4	оксид дисвинца (III) - свинца (II)
селитра аммонийная	NH 4 NO 3	нитрат аммония
селитра калийная	KNO 3	нитрат калия
селитра кальциевая	Ca(NO 3) 2	нитрат кальция
селитра натронная	NaNO 3	нитрат натрия
селитра чилийская	NaNO 3	нитрат натрия
серный колчедан	FeS 2	дисульфид железа
сильвин	KCl	хлорид калия
сидерит	FeCO 3	карбонат железа (II)
смитсонит	ZnCO 3	карбонат цинка
сода кальцинированная	Na 2 CO 3	карбонат натрия
сода каустическая	NaOH	гидроксид натрия
сода питьевая	NaHCO 3	гидрокарбонат натрия
соль Мора	(NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O	гексагидрат сульфата аммония-железа (II)
сулема	HgCl 2	хлорид ртути (II)
сухой лед	CO 2 (твердый)	диоксид углерода (твердый)
сфалерит	ZnS	сульфид цинка
угарный газ	CO	оксид углерода (II)
углекислый газ	CO 2	оксид углерода (IV)
флюорит	CaF 2	фторид кальция
халькозин	Cu 2 S	сульфид меди (I)
хлорная известь	смесь СаCl 2 , Ca(ClO) 2 и Ca(OH) 2	смесь хлорида кальция, гипохлорита кальция и гидроксида кальция
хромомокалиевые квасцы	KCr(SO 4) 2 12H 2 O	додекагидрат сульфата хрома (III)-калия
царская водка	смесь HCl и HNO 3	смесь концентрированных растворов соляной и азотной кислот в объемном отношении 3:1
цинковая обманка	ZnS	сульфид цинка
цинковый купорос	ZnSO 4 7H 2 O	гептагидрат сульфата цинка

Примечание: природные минералы состоят из нескольких веществ. Например, в составе свинцового блеска можно найти соединения серебра. В таблице, естественно, указывается только основное вещество.

Вещества вида Х n H 2 O называют кристаллогидратами. В их состав входит т. н. "кристаллизационная" вода. Например, можно сказать, что сульфат меди (II) кристаллизуется из водных растворов с 5 молекулами воды. Получаем пентагидрат сульфата меди (II) (тривиальное название - медный купорос).

Если вас интересуют систематические названия, рекомендую обратиться к разделу "