Гидроксид кальция — получение, свойства, применение

Гидроксид кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

 Гидроксид кальция – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Ca(OH)2.

Свойства

Мелкий кристаллический порошок белого цвета, без запаха. Очень плохо растворяется в воде, совсем не растворяется в спирте, легко растворяется в разбавленной азотной и соляной кислотах. Пожаробезопасен и даже препятствует возгоранию. При нагревании разлагается на воду и оксид кальция.

Сильная щелочь. Вступает в реакции нейтрализации с кислотами с образованием солей — карбонатов. При взаимодействии с металлами выделяется взрывоопасный и горючий водород. Вступает в реакции с оксидами углерода (IV) и (II), с солями.

Реакция получения гидроокиси кальция методом «гашения» происходит с большим выделением тепла, вода начинает кипеть, едкий раствор разбрызгивается в разные стороны — это надо учитывать при работе.

Описание

Синонимы Едкий кальций, пушонка, известь гашеная,
Международное название Calcium hydroxide
Формула Ca(OH)2
Молекулярная масса 74,09
ГОСТ ГОСТ 9262-77
CAS 1305-62-0
EINECS 215-137-3
RTECS EW2800000
Код ТНВЭД 2825901900
Код ГНГ 28259019
Код ЕТСНГ 48200

Краткая характеристика гидроксида кальция:

Гидроксид кальция – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула гидроксида кальция Ca(OH)2.

Малорастворим в воде. Не растворим в ацетоне, диэтиловом эфире, этаноле.

Является сильным основанием.

Гидроксид кальция Ca(OH)2 именуется также гашёной известью, т.к. образуется при гашении оксида кальция CaO водой (его реакции с водой). Раствор, образующийся в результате смешения избытков гашеной извести и воды, называется известковым молоком (т.к. по своему внешнему виду он напоминает молоко). При фильтрации известкового молока образуется прозрачная жидкость, носящая название известковой воды.

Соответственно негашёной известью называется оксид кальция CaO.

Гидроксид кальция используется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки Е526.

Некоторые распространённые названия

  • Гашёная известь — так как её получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашеной» извести (оксида кальция).
  • Известковое молоко — взвесь (суспензия), образуемая при смешивании избытка гашёной извести с водой. Внешне похожа на молоко.
  • Известковая вода — прозрачный бесцветный раствор гидроксида кальция, получаемый при фильтровании или отстаивании известкового молока.
  • Известь-пушонка — при гашении негашёной извести ограниченным количеством воды образуется белый рассыпающийся мелкокристаллический пылевидный порошок.

Тривиальные названия

  • гашёная известь — так как получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашёной» извести оксида кальция
  • известковая вода — прозрачный (близкий к насыщенному) водный раствор;
  • известковое молоко — водная суспензия.
  • пушонка — сухой гидроксид кальция.

Часто называют просто известь или извёстка (так же называют и оксид кальция).

Свойства

Внешний вид — белый порошок, мало растворимый в воде:

Растворимость гидроксида кальция в воде
Температура, °C Растворимость, г Ca(OH)2/100 г H2O
0 0,173
20 0,166
50 0,13
100 0,08

Гидроксид кальция является довольно сильным основанием, из-за чего водный раствор имеет щелочную реакцию. Растворимость падает с ростом температуры.

Как и все основания, реагирует с кислотами; как щелочь — является компонентом реакции нейтрализации (см. реакция нейтрализации) с образованием соответствующих солей кальция:

по этой же причине раствор гидроксида кальция мутнеет на воздухе, так как гидроксид кальция, как и другие сильные основания, реагирует с растворённым в воде углекислым газом:
 
Если продолжить обработку углекислым газом, выпавший осадок растворится, так как образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция, причём при нагревании раствора гидрокарбонат снова разрушается и выпадает осадок карбоната кальция:

Гидроксид кальция реагирует с оксидом углерода при температуре около 400 °C

Как сильное основание реагирует с солями, но только если в результате реакции выпадает осадок

Физические свойства гидроксида кальция

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула Ca(OH)2
Синонимы и названия иностранном языке calcium hydroxide (англ.)

известь гашенная (рус.)

портландит (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид белые гексагональные кристаллы
Цвет белый
Вкус жгучий
Запах —*
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 2211
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 2,211
Температура разложения, °C 580
Молярная масса, г/моль 74,093
Растворимость в воде (20 oС), г/100 г 0,16

* Примечание:

— нет данных.

Химические свойства гидроксида кальция

Гидроксид кальция является основным основанием, т. е. обладает основными свойствами.

Гидроксид кальция – сильное малорастворимое основание.

Химические свойства гидроксида кальция аналогичны свойствам гидроксидов других основных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция гидроксида кальция и оксида кремния:

SiO2 + Ca(OH)2 → CaSiO3 + H2O (t°).

В результате реакции образуются метасиликат кальция и вода. Реакция происходит при сплавлении реакционной смеси.

2. реакция гидроксида кальция и оксида углерода (II):

Ca(OH)2 + CO → CaCO3 + H2 (t = 400 °C).

В результате реакции образуются карбонат кальция и водород.

3. реакция гидроксида кальция и оксида углерода (IV):

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.

В результате реакции образуются карбонат кальция и вода.

4. реакция гидроксида кальция и оксида серы (IV):

Ca(OH)2 + 2SO2 → Ca(HSO3)2,

Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O (t°).

В результате реакции образуются в первом случае – гидросульфит кальция, во втором – сульфит кальция и вода. Гидроксид кальция в ходе первой реакции используется в виде суспензии. В ходе второй реакции диоксид серы пропускается через суспензию гидроксида кальция. Вторая реакция протекает при кипении.

5. реакция гидроксида кальция и оксида серы (VI):

Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O.

В результате реакции образуются сульфат кальция и вода.

6. реакция гидроксида кальция и оксида молибдена:

Ca(OH)2 + MoO2 → CaMoO3 + H2O (t°).

В результате реакции образуются молибдат кальция и вода.

7. реакция гидроксида кальция и гидроксида алюминия:

Ca(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ca[Al(OH)4]2.

В результате реакции образуется тетрагидроксоалюминат кальция.

8. реакция гидроксида кальция и угольной кислоты:

H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2O.

В результате реакции образуются карбонат кальция и вода. 

9. реакция гидроксида кальция и ортофосфорной кислоты:

Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O.

В результате реакции образуются гидроортофосфат кальция и вода. В ходе реакции используется концентрированная ортофосфорная кислота.

10. реакция гидроксида кальция с азотной кислотой:

Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O.

В результате реакции образуются нитрат кальция и вода.

Аналогично проходят реакции гидроксида кальция и с другими кислотами.

11. реакция гидроксида кальция и фтороводорода:

Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 + 2H2O.

В результате реакции образуются фторид кальция и вода.

12. реакция гидроксида кальция и бромоводорода:

Ca(OH)2 + 2HBr → CaBr2 + 2H2O.

В результате реакции образуются бромид кальция и  вода.

13. реакция гидроксида кальция и йодоводорода:

Ca(OH)2 + 2HI → CaI2 + 2H2O.

В результате реакции образуются йодид кальция и вода.

14. реакция гидроксида кальция и пероксида водорода:

Ca(OH)2 + H2O2 → CaO2 + 2H2O (t = 40-50 °C).

В результате реакции образуются пероксид кальция и вода.

15. реакция гидроксида кальция и сульфата магния:

MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaSO4.

В результате реакции образуются гидроксид магния и сульфат кальция. Данная реакция представляет собой химический метод смягчения воды.

16. реакция гидроксида кальция и хлорида магния:

MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCl2.

В результате реакции образуются гидроксид магния и хлорид кальция. В ходе реакции используется насыщенный раствор гидроксида кальция.

17. реакция гидроксида кальция и карбоната натрия:

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH.

В результате реакции образуются гидроксид натрия и карбонат кальция. Равновесие реакции смещено в сторону образования NaOH за счет плохой растворимости CaCO3. Данная реакция именуется также каустификацией соды и представляет собой метод получения гидроксида натрия.

18. реакция гидроксида кальция и карбоната калия:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2KOH (t°).

В результате реакции образуются гидроксид калия и карбонат кальция. В ходе реакции используется насыщенный раствор гидроксида кальция. Реакция протекает при кипячении карбоната калия в известковом молоке.

19. реакция гидроксида кальция и карбоната лития:

Li2CO3 + Ca(OH)2 → 2LiOH + CaCO3 (t < 600 °C)

В результате реакции образуются гидроксид лития и карбонат кальция.

20. реакция гидроксида кальция и карбоната магния:

MgCO3 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCO3.

В результате реакции образуются гидроксид магния и карбонат кальция.

21. реакция гидроксида кальция и сульфита натрия:

Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3.

В результате реакции образуются гидроксид натрия и сульфит кальция.

22. реакция термического разложения гидроксида кальция:

Ca(OH)2 → CaO + H2O (t = 580 °C).

В результате реакции образуются оксид кальция и вода.

Получение гидроксида кальция:

Гидроксид кальция получают в результате следующих химических реакций:

  1. 1. в результате взаимодействия оксида кальция и воды:

CaO + H2O → Ca(OH)2.

Реакция получила название «гашение извести». Данная реакция сильно экзотермическая. Сопровождается сильным выделением тепла.

  1. 2. в результате взаимодействия кальция и воды:

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2.

Реакция протекает при комнатной температуре.

  1. 3. в результате взаимодействия пероксида кальция и воды:

2CaO2 + 2H2O → 2Ca(OH)2 + O2 (t°).

Реакция протекает при кипении.

  1. 4. в результате взаимодействия бромида кальция и воды:

CaBr2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2HBr (t = 180-200 °С).

  1. 5. в результате взаимодействия йодида кальция и воды:

CaI2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2HI (t > 200 °С).

  1. 6. в результате взаимодействия хлорида кальция и гидроксида натрия:

CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl.

В ходе реакции используется концентрированный раствор гидроксида натрия.

  1. 7. в результате взаимодействия нитрата кальция и гидроксида натрия:

Ca(NO3)2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaNO3.

В ходе реакции используется концентрированный раствор гидроксида натрия.

Пищевая промышленность

В производстве сахара для обессахаривания патоки, для нейтрализации глицериновых вод, образующихся при гидролизе жиров (этот способ нейтрализации имеет ограниченное применение). Используют водную суспензию Ca(OH)2 — известковое молоко — в количестве, обеспечивающем слабощелочную реакцию среды.

Другие сферы применения

  • Известковое молоко применяется при побелке стен, заборов, стволов деревьев.
  • Для приготовления известкового строительного раствора. Гашёная известь применялась для строительной каменной кладки с древних времён. Такой строительный раствор обычно состоит по массе из одной части гашёной извести и трёх-четырёх частей кварцевого песка. В смесь добавляют воду до получения густой массы. В смеси происходит химическая реакция компонентов с образованием силикатов кальция, в этой реакции выделяется вода. Это является недостатком такого раствора, так как в помещениях, построенных с применением такого раствора долгое время сохраняется повышенная влажность. В том числе поэтому в современном строительстве цемент практически полностью вытеснил гашёную известь как связующее в строительных растворах.
  • Для приготовления силикатного бетона и силикатного кирпича. Состав силикатного бетона аналогичен составу известкового строительного раствора, однако его отвердевание происходит на несколько порядков быстрее, так как смесь гашёной извести и кварцевого песка обрабатывают перегретым (174–197 °C) водяным паром в автоклаве при повышенном давлении 9–15 атмосфер.
  • Для производства хлорной извести.
  • Для производства известковых удобрений и снижения кислотности кислых почв.
  • В производстве методом каустификации соды и поташа.
  • При дублении кож.
  • Для получения других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот и проч.
  • Как реактив качественной реакции на углекислый газ.
  • Известковое молоко — суспензия гидроксида кальция в воде используется для рафинирования сахара в сахарном производстве.
  • Для приготовления смесей для борьбы с болезнями и вредителями растений, например, входит в состав классического фунгицида — бордоской жидкости.
  • В стоматологии для дезинфекции корневых каналов зубов.
  • В электротехнике — при устройстве заземления в грунтах с высоким электрическим сопротивлением — в качестве добавки в грунт, для снижения удельного электрического сопротивления грунта.
  • Применение и использование гидроксида кальция:

    Гидроксид кальция используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

    – в строительстве и производстве строительных материалов для приготовления известкового строительного раствора, производства силикатного бетона и силикатного кирпича. При этом известковый строительный раствор обычно состоит по массе из 1 части гашёной извести и 3-4 частей кварцевого песка. В смесь добавляют воду до получения густой массы. В смеси протекает химическая реакция компонентов с образованием силикатов кальция и воды. Состав силикатного бетона и силикатного кирпича аналогичен;

    – для производства известковых удобрений и снижения кислотности кислых почв.

    – для умягчения воды (устранения карбонатной жесткости);

    – в химической промышленности для производства хлорной извести, производства методом каустификации соды (карбоната натрия) и поташа (карбоната калия), а также получения других соединений кальция, органических кислот и пр.;

    – в сахарном производстве используется известковое молоко для рафинирования сахара;

    – в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E526 как регулятор уровня pH, уплотнитель пищевых волокон;

    – при дублении кож;

    – в стоматологии.

    Применение

    • При побелке помещений.
    • Для приготовления известкового строительного раствора. Известь применялась для строительной кладки с древних времён. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к одной части смеси гидроксида кальция (гашёной извести) с водой добавляют три-четыре части песка (по массе). В ходе реакции выделяется вода. Это является отрицательным фактором, так как в помещениях, построенных с помощью известкового строительного раствора, долгое время сохраняется повышенная влажность. В связи с этим, а также благодаря ряду других преимуществ перед гидроксидом кальция, цемент практически вытеснил его в качестве связующего строительных растворов.
    • Для приготовления силикатного бетона. Состав силикатного бетона аналогичен составу известкового строительного раствора, однако его твердение происходит на несколько порядков быстрее, так как смесь оксида кальция и кварцевого песка обрабатывается не водой, а перегретым (174,5—197,4 °C) водяным паром в автоклаве при давлении 9—15 атмосфер.
    • Для устранения карбонатной жёсткости воды (умягчение воды).
    • Для производства хлорной извести.
    • Для производства известковых удобрений и нейтрализации кислых почв.
    • Каустификация карбоната натрия и калия.
    • Дубление кож.
    • Получение других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот и проч.
    • В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E526.
    • Известковая вода — прозрачный раствор гидроксида кальция. Она используется для обнаружения углекислого газа. При взаимодействии с ним она мутнеет.
    • Известковое молоко — взвесь (суспензия) гидроксида кальция в воде, белая и непрозрачная. Она используется для производства сахара и приготовления смесей для борьбы с болезнями растений, побелки стволов.
    • В стоматологии — для дезинфекции корневых каналов зубов.
    • В электротехнике — при устройстве очагов заземления в грунтах с высоким сопротивлением, в качестве добавки, снижающей удельное сопротивление грунта.
    • Известковое молоко используется как основа при приготовлении классического фунгицидабордоской жидкости.

    Польза и вред

    Научные данные о пользе применения пищевой добавки Е526 для здоровья человека в настоящий момент отсутствуют. Биологической ценности не представляет.

    Относится к умеренно опасным веществам (3 класс).

    При воздействии в концентрированном виде может провоцировать раздражение кожи и слизистых вплоть до химических ожогов, при действии на глаза и вдыхании — слепота и повреждения лёгких.

    Хроническая токсичность остаётся нераспознанной: при длительном воздействии на организм отмечено медленное охрупчивание зубов.

    Представляет угрозу для окружающей среды особенно для водотоков, водоёмов и водных экосистем.

    Симптомы отравления

    Чувство жжения; спазмы и боль в горле; снижение артериального давления; нарушение работы желудочно-кишечного тракта.

    Первая помощь заключается в тщательном промывании поражённого участка водой. При проглатывании гидроксида кальция следует выпить стакан молока и немедленно вызвать врача.

    Применение при беременности

    Категория действия на плод по FDA — N.

    Адекватных и хорошо контролируемых исследований о возможности применения гидроксида кальция у беременных женщин не проведено.

    Применение в период грудного вскармливания

    Специальных исследований о возможности применения гидроксида кальция в период грудного вскармливания не проведено.

    Что мы узнали?

    Гидроксид кальция – сильное основание, малорастворимое в воде. Как и любой химический элемент он обладает рядом свойств т способен вступать в реакцию с углекислым газом, солями, а также разлагается при высокой температуре. Гидроксид кальция используют в строительстве и промышленности.

    Источники

    • https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/gidroksid-kaltsiya-harakteristika-svoystva-i-poluchenie-himicheskie-reaktsii/
    • https://pcgroup.ru/blog/gidroksid-kaltsiya-scheloch-vostrebovannoe-vo-mnogih-oblastyah-ekonomiki-veschestvo/
    • https://www.iodine.ru/catalog/neorganika/660/
    • https://allbreakingnews.ru/gidroksid-kalciya-xarakteristika-svojstva-i-poluchenie-ximicheskie-reakcii/
    • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B8%D1%8F
    • https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/952203
    • https://wiki2.info/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B8%D1%8F
    • https://medum.ru/gidroksid-kalciya
    • https://obrazovaka.ru/himiya/gidroksid-kalciya-formula.html

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: