Гидроксид кальция

Гидрид кальция (традиционно называемый гашеной известью) — неорганическое соединение с химической формулой Ca(OH)2. Это бесцветный кристалл или белый порошок, который получается при смешивании негашеной извести (оксида кальция) с водой. Во всем мире производится около 125 млн тонн/год.

Гидроксид кальция имеет много названий, включая гашеную известь, едкую известь, строительную известь, гашеную известь, кальций и травильную известь. Гидроксид кальция используется во многих областях, включая приготовление пищи, где он был идентифицирован как E-номер E526. Известковая вода, также называемая известковым молоком, является общим названием насыщенного раствора гидроксида кальция.

Растворимость

Гидроксид кальция

Гидроксид кальция умеренно растворим в воде, как и многие дигидроксиды. Его растворимость увеличивается с 0,66 г/л при 100 °C до 1,89 г/л при 0 °C. Его произведение растворимости Ksp составляет 5,02×10−6 при 25 °C, его диссоциация в воде достаточно велика, чтобы его растворы были основными в соответствии со следующей реакцией растворения:

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 OH−

Растворимость зависит от эффекта общего иона. Растворимость резко снижается при добавлении гидроксида или источников кальция.

Реакции

Умирающий Галл %28кастинг в музее Пушкина%29 04 от shakko

При нагревании до 512 °C парциальное давление воды, находящейся в равновесии с гидроксидом кальция, достигает 101 кПа (нормальное атмосферное давление), что приводит к разложению гидроксида кальция на оксид кальция и воду:

Ca(OH)2 → CaO + H2O

При пропускании углекислого газа через известковую воду раствор приобретает молочный вид из-за осаждения нерастворимого карбоната кальция:

Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l)

Если добавить избыток CO2: происходит следующая реакция:

CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) → Ca(HCO3)2(aq)

Молочный оттенок исчезает, поскольку гидрокарбонат кальция растворим в воде.

Гидроксид кальция реагирует с алюминием. Эта реакция лежит в основе газобетона. Он не вызывает коррозии железа и стали, благодаря пассивации их поверхности.

Гидроксид кальция реагирует с соляной кислотой, образуя гидроксихлорид кальция, а затем хлорид кальция.

В процессе, называемом сульфатированием, диоксид серы реагирует с известковой водой:

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) → CaSO3(s) + H2O(l)

Известковая вода используется в процессе, известном как умягчение извести, для снижения жесткости воды. Он также используется в качестве нейтрализующего агента при очистке городских сточных вод.

Структура и подготовка

Гидроксид кальция

Гидроксид кальция принимает полимерную структуру, как и все гидроксиды металлов. Структура идентична структуре Mg(OH)2 (структура брусита); т. е. мотив иодида кадмия. Между слоями существуют сильные водородные связи.

Гидроксид кальция получают в промышленных масштабах путем обработки (гашения) негашеной извести водой:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Наряду с производством негашеной извести из известняка путем обжига, это одна из старейших известных химических реакций; свидетельства доисторического производства датируются как минимум 7000 годом до нашей эры.

Использование

CaOH2SEM

Гидроксид кальция обычно используется для приготовления известкового раствора.

Одной из важных областей применения гидроксида кальция является его использование в качестве флокулянта в очистке воды и сточных вод. Он образует пушистое заряженное твердое вещество, которое помогает удалять из воды более мелкие частицы, что приводит к более чистому продукту. Это применение возможно благодаря низкой стоимости и низкой токсичности гидроксида кальция. Он также используется в очистке пресной воды для повышения pH воды, чтобы трубы не подвергались коррозии, если базовая вода кислая, поскольку он является саморегулирующимся и не повышает pH слишком сильно.

Другое крупное применение — бумажная промышленность, где он является промежуточным продуктом в реакции производства гидроксида натрия. Это преобразование является частью этапа каустификации в процессе крафт-варки для производства целлюлозы. В процессе каустификации обожженная известь добавляется в зеленый щелок, который представляет собой раствор в основном карбоната натрия и сульфата натрия, полученный путем растворения плава, который является расплавленной формой этих химикатов из печи восстановления.

В садовых культурах гидроксид кальция используется в качестве фунгицида. Применение «известковой воды» предотвращает развитие язв, вызванных грибковым патогеном Neonectria galligena. Деревья опрыскивают, когда они находятся в состоянии покоя зимой, чтобы предотвратить токсичные ожоги от высокореактивного гидроксида кальция. Такое использование разрешено в Европейском Союзе и Соединенном Королевстве в соответствии с правилами основных веществ.

Гидроксид кальция применяется в стоматологии, в первую очередь в эндодонтии.

Пищевая промышленность

Mg%28OH%292Рентген

Из-за малой токсичности и мягкости основных свойств гашеная известь широко применяется в пищевой промышленности,

Индейцы используют

На языке ацтеков науатль гидроксид кальция обозначается словом nextli. В процессе, называемом nixtamalization, кукуруза готовится с nextli, чтобы получить nixtamal, также известный как мамалыга. Никстамализация значительно увеличивает биодоступность ниацина (витамина B3), а также считается более вкусным и легким для усвоения. Никстамаль часто перемалывают в муку, известную как masa, которая используется для приготовления лепешек и тамале.

Известковая вода используется при приготовлении кукурузы для кукурузных лепешек и других кулинарных целей с использованием процесса, известного как никстамализация. Никстамализация делает ниацин питательно доступным и предотвращает пеллагру. Традиционно известковая вода использовалась на Тайване и в Китае для консервирования хурмы и устранения терпкости.: 623

При жевании листьев коки обычно вместе с ним жуют гидроксид кальция, чтобы алкалоидные стимуляторы были химически доступны для усвоения организмом. Точно так же коренные американцы традиционно жевали листья табака с гидроксидом кальция, полученным из сожженных раковин моллюсков, чтобы усилить эффект. Некоторые коренные американские племена также использовали его в качестве ингредиента в йопо, психоделическом нюхательном табаке, приготовленном из бобов некоторых видов Anadenanthera.

Азиатские использования

Гидроксид кальция обычно добавляют в связку орехов ареки и листьев бетеля, называемую «паан», чтобы сохранить алкалоидные стимуляторы в химически доступном состоянии для попадания в кровоток путем сублингвальной абсорбции.

Он используется для приготовления насвара (также известного как насс или нисвар), типа табака для макания, изготавливаемого из свежих табачных листьев, гидроксида кальция (чуна/чуна или сун) и древесной золы. Его потребляют в основном в диаспоре патанов, Афганистане, Пакистане, Индии и Бангладеш. Жители деревень также используют гидроксид кальция для покраски своих глиняных домов в Афганистане, Пакистане и Индии.

Хобби использует

В живописи буон фреско известковая вода используется в качестве растворителя цвета для нанесения на свежую штукатурку. Исторически она известна как побелка для краски.

Известковая вода широко используется морскими аквариумистами в качестве основного источника кальция и щелочности для рифовых аквариумов. Кораллы отряда Scleractinia строят свои эндоскелеты из арагонита (полиморф карбоната кальция). При использовании для этой цели известковую воду обычно называют Kalkwasser. Она также используется при дублении и изготовлении пергамента. Известь используется в качестве средства для удаления волос на основе ее щелочных свойств.

Личная гигиена и украшения

Обработка волос известковой водой делает их жесткими и отбеливает, а также убивает всех вшей и клещей, живущих в них. Диодор Сицилийский описывал кельтов следующим образом:

«Их вид ужасает… Они очень высокого роста, с рельефными мускулами под чистой белой кожей. Их волосы светлые, но не только от природы: они обесцвечивают их и по сей день, искусственно, промывая их в извести и зачесывая назад со лба. Они похожи на лесных демонов, их волосы густые и косматые, как грива лошади. Некоторые из них чисто выбриты, но другие, особенно высокопоставленные, бреют щеки, но оставляют усы, которые покрывают весь рот…».

Гидроксид кальция также применяется в процессе обработки кожи, называемом золением.

Межзвездная среда

Ион CaOH+ был обнаружен в атмосфере звезд S-типа.

Лимонад

Известковая вода представляет собой насыщенный водный раствор гидроксида кальция. Гидроксид кальция плохо растворяется в воде при комнатной температуре (1,5 г/л при 25 °C). «Чистая» (т. е. менее или полностью насыщенная) известковая вода прозрачна и бесцветна, имеет легкий землистый запах и вяжущий/горький вкус. Она имеет щелочную природу с pH 12,4. Известковая вода названа в честь известняка, а не плода лайма. Известковая вода может быть получена путем смешивания гидроксида кальция (Ca(OH)2) с водой и удаления избытка нерастворенного растворенного вещества (например, фильтрацией). При добавлении избытка гидроксида кальция (или при изменении условий окружающей среды, например, при достаточном повышении его температуры) получается молочный раствор из-за однородной суспензии избытка гидроксида кальция. Эта жидкость традиционно известна как известковое молоко.

Риск для здоровья

Незащищенное воздействие Ca(OH)2, как и любого сильного основания, может вызвать ожоги кожи, но оно не является остротоксичным.