Оксид кальция
| Оксид кальция | |
| |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование |
Оксид кальция
|
| Химическая формула | CaO |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 56.077 г/моль |
| Плотность | 3.37 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | 2570 °C |
| Т. кип. | 2850 °C |
| Мол. теплоёмк. | 42.05 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования | -635.09 кДж/моль |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Оксид кальция, негашеная известь — неорганическое бинарное соединение кальция и кислорода состава CaO. Вяжущее минеральное кристаллическое тугоплавкое вещество белого цвета. Температура плавления 2585°С. Проявляет сильные основные свойства.
В технике оксид кальция называют обычно негашеной или жженой известью. Последнее название происходит от способа его получения: прожарки, или «выжигания» известняка. Получают путем обжига известняка, мела и других карбонатных пород. Процесс ведут при низких температурах разложения карбоната кальция.
Распространение в природе[править]
Оксид кальция является одним из самых распространенных соединений в природе. Он часто встречается в составе природных карбонатов, параллельно с оксидом магния. Основными соединениями, из которых добывают CaO являются кальцит, мрамор, известняк, арагонит, доломит и многие другие.
Химические свойства[править]
С водой оксид кальция реагирует очень энергично, с выделением значительного количества тепла и образованием гидроксида кальция:
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2}}
Реакцию взаимодействия оксида кальция с водой в технике называют «гашением» извести, а продукт реакции — гидроксид кальция — гашеной известью.
CaO проявляет сильные основные свойства: взаимодействует с кислотами и кислотными оксидами (в частности, активно поглощает углекислый газ из воздуха), с амфотерными оксидами:
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaO + 2HCl \longrightarrow CaCl_2 + H_2O }}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ 3CaO + 2H_3PO_4 \longrightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2O}}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaO + CO_2 \longrightarrow CaCO_3}}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaO + SiO_2 \xrightarrow{1100-1200^oC} \ CaSiO_3}}
Кальций подвергается восстановлению из оксида алюминием и коксом:
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ 3CaO + 2Al \ \xrightarrow{1200^oC} \ Ca + Al_2O_3}}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaO + 3C \ \xrightarrow{1900-1950^oC} \ CaC_2 + CO}}
Получение[править]
Производство в промышленности[править]
Негашеную известь (оксид кальция) получают прокаливанием (выжиганием) известняка или мела. Карбонат кальция начинает разлагаться при 850 °С. Чем выше температура, тем быстрее идет разложение. Но выше 1200 °С примеси, у известняка, начинают оплавлятся, и это затрудняет процесс разложения. Поэтому «выжигание» известняка проводят при 1000—1200 °С.
Процесс «выжигания» осуществляют в вертикальных шахтных печах, облицованных изнутри огнеупорным кирпичом. Шихту, то есть смесь известняка и кокса, загружают в печь через верхнее отверстие. Куски известняка и кокса делают такими, чтобы их диаметр был около 10 см. Тогда воздух и топочные газы легко проходят сквозь шихту, и известняк разлагается равномерно по всей массе.
Горячие газы, возникающие при горении топлива и распаде известняка, поднимаясь вверх, постепенно охлаждаются, нагревая шихту. Жженая известь опускается в нижнюю часть печи, где охлаждается воздухом, подаваемым снизу.
Получение в лаборатории[править]
Синтез оксида кальция можно провести сожжением металлического кальция или его гидрида:
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ 2Ca + O_2 \xrightarrow{200-300^oC} \ 2CaO}}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaH_2 + O_2 \xrightarrow{300-400^oC} \ CaO + H_2O}}
Другим вариантом является термическое разложение кислородсодержащих соединений кальция:
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ Ca(OH)_2 \xrightarrow{520-580^oC} \ CaO + H_2O }}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ CaCO_3 \xrightarrow{900-1200^oC} \ CaO + CO_2\uparrow}}
- Невозможно разобрать выражение (SVG с запасным PNG (MathML можно включить с помощью плагина для браузера): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \mathrm{ 2Ca(NO_3)_2 \xrightarrow{>561^oC} \ 2CaO + 4NO_2 + O_2}}