所述氢氧化钙是一种无机化合物,其化学式为Ca(OH)2。它是一种白色粉末,已经使用了数千年,在此期间它赢得了几个传统名称或昵称;其中,我们可以提到熟石灰,熟石灰,化学石灰,熟石灰或细石灰。
在自然界中,它可以通过一种稀有矿物(称为波特兰石)获得,颜色相同。因此,不是直接从该矿物中获得Ca(OH)2,而是通过对石灰石进行热处理然后水合的方法获得。由此获得石灰CaO,然后将其淬火或水合以生成Ca(OH)2。
氢氧化钙固体样品。资料来源:Chemicalinterest
Ca(OH)2在水中相对较弱,因为它几乎不溶于热水。但由于其水合作用放热,因此其在冷水中的溶解度增加。但是,它的碱性仍然是处理它时要小心的原因,因为它可能导致身体任何部位灼伤。
它已被用作各种材料或食品的pH调节剂,并且就其质量而言是钙的良好来源。它在造纸工业,污水消毒,脱毛产品以及玉米粉制成的食品中都有应用。
但是,它最重要的用途是用作建筑材料,因为石灰与灰泥或灰浆中的其他成分混合时会水合。在这些硬化的混合物中,Ca(OH)2从空气中吸收二氧化碳,以使砂晶体与碳酸钙形成的晶体一起固结。
目前,仍在进行研究,以开发更好的建筑材料,该建筑材料在其组成中直接具有作为纳米粒子的Ca(OH)2。
结构体
晶体及其离子
氢氧化钙离子。资料来源:Claudio Pistilli
在上图中,我们有组成氢氧化钙的离子。它的分子式Ca(OH)2表示每个Ca 2+阳离子都有两个OH阴离子-它们通过静电吸引与其相互作用。结果是两个离子最终形成具有六边形结构的晶体。
在这样的Ca(OH)2的六方晶体中,离子彼此非常接近,从而看起来是聚合物结构。尽管没有正式的Ca-O共价键,但两种元素之间的电负性仍存在显着差异。
氢氧化钙的结构
结构产生八面体的CaO 6,即,钙2+具有六个OH相互作用-(CA 2+ -OH - )。
这些八面体中的一系列构成了一层晶体,这些晶体可以通过氢键与另一个相互作用,从而使它们保持分子间的粘结性。但是,当Ca(OH)2脱水成CaO 时,这种相互作用在580°C的温度下消失。
在高压方面,尽管有研究表明六方晶体在6 GPa的压力下会从六方相过渡到单斜相,但在这方面没有太多信息。随之而来的是CaO 6八面体及其层的变形。
形态学
Ca(OH)2晶体是六边形的,但这并不妨碍它们采用任何形态。这些结构中的某些(例如,钢绞线,薄片或岩石)比其他结构更多孔,坚固或平坦,这直接影响了它们的最终应用。
因此,使用矿物波特兰石中的晶体与合成晶体是不同的,以使它们由遵循一些严格参数的纳米颗粒组成。例如水合度,所用CaO的浓度以及晶体生长的时间。
物产
外观
白色无味粉末状固体,味苦。
摩尔质量
74.093克/摩尔
熔点
580℃。在此温度下,它分解释放水,因此它永远不会蒸发:
Ca(OH)2 => CaO + H 2 O
密度
2,211克/厘米3
pH值
其饱和水溶液在25°C下的pH为12.4。
水溶性
Ca(OH)2在水中的溶解度随着温度的升高而降低。例如,在0°C下其溶解度为1.89 g / L;而在20ºC和100ºC时分别为1.73 g / L和0.66 g / L。
这表明存在热力学事实:Ca(OH)2的水合作用是放热的,因此遵循Le Chatelier原理,该方程式为:
的Ca(OH)2 <=>的Ca 2+ + 2OH - + Q
Q是释放的热量。水越热,向左平衡的趋势就越多。也就是说,较少的Ca(OH)2会溶解。因此,它在冷水中的溶解度要比在沸水中的溶解度大得多。
在另一方面,所述的溶解度会增加,如果pH变为酸性,由于OH的中和-离子和先前平衡向右的位移。与中性水中相比,在此过程中释放的热量甚至更多。除酸性水溶液外,Ca(OH)2也可溶于甘油。
ķ
5.5·10 -6。该值被认为很小,并且与Ca(OH)2在水中的低溶解度一致(与上述相同)。
折光率
1,574
稳定性
的Ca(OH)2个保持稳定,只要其不被暴露于CO 2从空气中,因为它吸收它和形式的碳酸钙,碳酸钙3。因此,在开始的Ca(OH)的固体混合物成为impurified 2 -CaCO 3个晶体,在存在CO 3 2-的阴离子与OH竞争-与钙相互作用2+:
Ca(OH)2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
实际上,这就是浓缩的Ca(OH)2溶液变成乳状的原因,因为出现了CaCO 3颗粒的悬浮液。
取得
Ca(OH)2是通过使石灰CaO与2到3倍过量的水反应获得的:
CaO + H 2 O => Ca(OH)2
但是,如上所述,Ca(OH)2会发生碳化。
获得它的其他方法包括使用可溶性钙盐,例如CaCl 2或Ca(NO 3)2,并用NaOH碱化,使得Ca(OH)2沉淀。通过控制诸如水量,温度,pH,溶剂,碳化程度,成熟时间等参数,可以合成具有不同形态的纳米颗粒。
也可以通过选择富含钙的天然和可再生原材料或行业废弃物来制备,这些原材料经加热后其灰烬将由石灰组成;并且从此处再次,可以通过将这些灰分水合而制备Ca(OH)2,而无需浪费石灰石CaCO 3。
例如,龙舌兰蔗渣已被用于此目的,为龙舌兰酒行业的废物分配附加值。
应用领域
食品加工
首先将泡菜浸泡在氢氧化钙中使其变脆。资料来源:
在某些制备阶段的许多食品中都存在氢氧化钙。例如,将诸如小黄瓜的泡菜浸入相同的水溶液中,以使其在用醋包装时更脆。这是因为其表面的蛋白质从环境中吸收钙。
玉米谷物在转化为面粉之前也会发生同样的情况,因为它有助于它们释放维生素B 3(烟酸)并有助于其研磨。它提供的钙还可以用来增加某些果汁的营养价值。
Ca(OH)2还可以代替某些面包配方中的发酵粉,并澄清从甘蔗和甜菜中获得的含糖溶液。
污水消毒剂
Ca(OH)2的澄清作用是由于它起絮凝剂的作用。也就是说,它会增加悬浮颗粒的尺寸,直到它们形成絮状物,然后再将其沉降或可以过滤。
此属性已被用来对污水进行消毒,使观众不舒服的胶体不稳定(使观众看不到气味)。
造纸业
Ca(OH)2在牛皮纸工艺中用于再生用于处理木材的NaOH。
气体吸收器
Ca(OH)2用于从密闭空间或存在适得其反的环境中除去CO 2。
个人护理
Ca(OH)2在脱毛膏的配方中默认存在,因为其碱性有助于削弱头发的角蛋白,因此更易于去除。
施工
氢氧化钙是旧建筑工地结构的一部分,例如埃及的金字塔。资料来源:Pexels。
Ca(OH)2自古以来就存在,它结合了埃及和金字塔等埃及建筑工程中使用的灰泥和砂浆的质量。还包括建筑物,陵墓,墙壁,楼梯,地板,支撑物,甚至用于重建牙胶。
其强化作用是由于以下事实:“呼吸” CO 2时,所得的CaCO 3晶体最终将砂子和此类混合物的其他成分更好地融合在一起。
风险和副作用
与其他氢氧化物相比,Ca(OH)2不是强碱性固体,尽管它比Mg(OH)2更强。即使如此,尽管它不具有反应性或易燃性,但其碱度仍足以侵蚀轻微烧伤。
因此,必须谨慎处理,因为它会刺激眼睛,舌头和肺部,并引发其他疾病,例如:视力丧失,血液严重碱化,皮疹,呕吐和喉咙痛。 。
参考文献
- 颤抖和阿特金斯。(2008)。无机化学。(第四版)。Mc Graw Hill。
- 维基百科。(2019)。氢氧化钙。从以下位置恢复:en.wikipedia.org
- ChávezGuerrero等。(2016)。从龙舌兰蔗渣中获得的氢氧化钙的合成,表征以及其抗菌活性的研究。从以下站点恢复:scielo.org.mx
- 饭冢梨子(Riko Iizuka),八木武彦(Takehiko Yagi),小松一树(Kazuki Komatsu),广田弘太(Hirodaada Gotou),土屋拓(Taku Tsuchiya),草叶敬司(Keiji Kusaba),Ka木裕之(Hiroyuki Kagi)。(2013)。氢氧化钙,辉石的高压相的晶体结构:原位粉末和单晶X射线衍射研究。美国矿物学家;98(8-9):1421-1428。doi:doi.org/10.2138/am.2013.4386
- 汉斯·洛宁格(Hans Lohninger)。(2019年6月5日)。氢氧化钙。化学LibreTexts。从以下位置恢复:chem.libretexts.org
- Aniruddha S.等。(2015)。水性介质中纳米氢氧化钙的合成。美国陶瓷学会。doi.org/10.1111/jace.14023
- 卡莉·范德格连特(Carly Vandergriendt)。(2018年4月12日)。氢氧化钙如何在食品中使用,安全吗?从以下网站恢复:healthline.com
- 布莱恩·克莱格。(2015年5月26日)。氢氧化钙。摘自:chemistryworld.com