Гидроксид кальция
| Гидроксид кальция | |
|---|---|
 порошок кальция | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Гидроксид кальция |
| Традиционные названия | гашёная (едкая) известь. |
| Хим. формула | Ca(OH)2 |
| Рац. формула | HO−Ca−OH |
| Физические свойства | |
| Состояние | Твёрдое |
| Молярная масса | 74,093 г/моль |
| Плотность | 2,211 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 512 °C |
| • разложения | 580 °C |
| Энтальпия | |
| • образования | -986,6 кДж/моль |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 0,185 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | [1305-62-0] |
| Безопасность | |
| Пиктограммы ECB | Шаблон:ECB |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Гидрокси́д ка́льция (химическая формула Ca(OH)2) — неорганическое соединение, сильное основание. Известен под названиями «гашёная известь» и «едкая известь». Широко применяется в строительстве, химической промышленности, очистке воды, сельском хозяйстве и пищевой индустрии. В пищевой промышленности зарегистрирован как пищевая добавка E526.
Распространённые названия
Гидроксид кальция известен под несколькими названиями, отражающими его свойства и способы применения.
- «Гашёная известь» — термин, связанный с методом получения вещества путём «гашения» (взаимодействия с водой) оксида кальция.
- «Известковое молоко» — суспензия, образующаяся при смешивании избытка гашёной извести с водой. Внешне напоминает молоко, отсюда и название.
- «Известковая вода» — это прозрачный, бесцветный раствор гидроксида кальция, получаемый фильтрованием или отстаиванием известкового молока.
- «Известь-пушонка» — продукт гашения негашёной извести ограниченным количеством воды, образующий белый рассыпчатый мелкокристаллический порошок.
- «Едкая известь» — название, подчёркивающее щелочные свойства соединения[1].
Физические свойства
Гидроксид кальция при стандартных условиях представляет собой белый кристаллический порошок. Температура плавления составляет 512 °C, а при 580 °C вещество начинает разлагаться. Плотность равна 2,211 г/см3. Энтальпия образования — -986,6 кДж/моль. Растворимость в воде при 0 °C составляет 0,173 г на 100 г воды и уменьшается с повышением температуры до 0,08 г при 100 °C. Давление пара равно 0 Па. Кристаллическая решётка гидроксида кальция имеет гексагональную структуру. При нагревании до 600 °C происходит практически полная потеря воды с образованием оксида кальция. Гигроскопичность — ещё одна характерная особенность данного вещества[2].
Химические свойства
Гидроксид кальция проявляет свойства сильного основания. Водный раствор имеет сильнощелочную реакцию. При взаимодействии с кислотами образует соответствующие соли кальция:
Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4↓ + 2H2O
Реакция с углекислым газом приводит к образованию карбоната кальция:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
При дальнейшем пропускании CO2 через раствор образуется растворимый гидрокарбонат кальция:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
Нагревание раствора гидрокарбоната вызывает обратную реакцию с выпадением осадка CaCO3. При температуре около 400 °C гидроксид кальция взаимодействует с монооксидом углерода:
Ca(OH)2 + CO → CaCO3 + H2
Реакция с некоторыми солями приводит к образованию малорастворимых соединений:
Ca(OH)2 + Na2SO3 → CaSO3↓ + 2NaOH
Взаимодействие с солями аммония сопровождается выделением аммиака:
Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Гидроксид кальция используется как качественный реактив на углекислый газ: пропускание CO2 через прозрачную известковую воду вызывает её помутнение[2].
Получение
Основной метод получения гидроксида кальция — взаимодействие оксида кальция (негашёной извести) с водой, известное как «гашение извести»:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Реакция сильно экзотермическая, выделяется 65,2 кДж/моль теплоты. Процесс сопровождается значительным увеличением объёма твёрдой фазы. При избытке воды образуется суспензия — «известковое молоко». Отстаивание или фильтрация суспензии позволяет получить насыщенный раствор Ca(OH)2 — «известковую воду». Использование ограниченного количества воды приводит к образованию сухого порошка — «извести-пушонки»[3].
Применение
Гидроксид кальция широко используется в строительстве для приготовления известкового раствора. Традиционный состав включает одну часть гашёной извести и три-четыре части кварцевого песка. При смешивании с водой происходит химическая реакция с образованием силикатов кальция. Этот процесс сопровождается выделением воды, что может приводить к повышенной влажности в помещениях.
В производстве силикатного бетона и кирпича гидроксид кальция смешивают с кварцевым песком и обрабатывают перегретым водяным паром (174-197 °C) в автоклаве при давлении 9-15 атмосфер. Этот метод значительно ускоряет процесс отвердевания материала[4].
В водоподготовке гашёная известь применяется для устранения карбонатной жёсткости воды. Она также используется в производстве хлорной извести и как реагент в процессе каустификации при получении соды и поташа[5].
В сельском хозяйстве применяют для изготовления известковых удобрений и снижения кислотности почв. В кожевенной промышленности его используют при дублении кож.
Пищевая промышленность использует гидроксид кальция как пищевую добавку E526. В сахарном производстве известковое молоко применяется для рафинирования сахара. В Латинской Америке гашёную известь используют для никстамализации — процесса отваривания зёрен кукурузы для размягчения оболочки и улучшения усвояемости.
В садоводстве вещество входит в состав бордоской жидкости — классического фунгицида для борьбы с болезнями растений. В стоматологии его применяют для дезинфекции корневых каналов зубов.
В электротехнике гашёную известь добавляют в грунт при устройстве заземления для снижения удельного электрического сопротивления почвы. Известковое молоко также используется для хранения куриных яиц сроком до двух лет.
Гидроксид кальция служит сырьём для получения других соединений кальция и применяется для нейтрализации кислых растворов, в том числе промышленных сточных вод. В лабораторной практике известковая вода используется как качественный реактив на углекислый газ.
Примечания
- ↑ Едкая известь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907..
- ↑ 2,0 2,1 Врублёвский А. И. Основы химии.
- ↑ Монастырёв А. Производство цемента, извести. — М., 2007..
- ↑ Крупский А. К., Менделеев Д. И. Известь, в технике // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907..
- ↑ Ходаков, Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А. Параграф 65. Жёсткость воды и способы её устранения // Неорганическая химия. Учебник для 9 класса.. — 7-е изд. — М.: Просвещение, 1976. — С. 133..