Структура, свойства и употреби на калциев оксид (CaO)



на калциев оксид (CaO) е неорганично съединение, което съдържа калций и кислород в йонни форми (да не се бърка с калциев пероксид, CaO)2). Той е известен по целия свят като вар, дума, която обозначава всяко неорганично съединение, което съдържа карбонати, калциеви оксиди и хидроксиди, както и други метали като силиций, алуминий и желязо..

Този оксид (или вар) също се споменава разговорно като негасена вар или гасена вар, в зависимост от това дали е хидратиран или не. Варът е калциев оксид, а гасената вар е негов хидроксид. На свой ред варовикът (варовик или закалена вар) всъщност е седиментна скала, съставена главно от калциев карбонат (CaCO).3). 

Той е един от най-големите естествени източници на калций и представлява суровината за производството на калциев оксид. Как се произвежда този оксид? Карбонатите са чувствителни към термично разлагане; нагряване на калциеви карбонати при температури над 825 ° С, което води до образуване на вар и въглероден диоксид.

Горното твърдение може да бъде описано както следва: СаСО3(s) → CaO (s) + CO2(G). Тъй като земната кора е богата на варовик и калцит, а в океаните и плажовете има изобилие от морски черупки (суровини за производството на калциев оксид), калциевият оксид е относително евтин реактив.

индекс

  • 1 Формула
  • 2 Структура
  • 3 Свойства
    • 3.1 Разтворимост
  • 4 Използване
    • 4.1 Като хоросан 
    • 4.2 При производството на стъкла
    • 4.3 При минното дело
    • 4.4 Като силикатен препарат
  • 5 Наночастици от калциев оксид
  • 6 Препратки

формула

Химичната формула на калциевия оксид е СаО, в която калций е като киселинния йон (акцептор на електрони) Са2+, и кислород като основен йон (електронен донор) OR2--.

Защо калций има +2 такса? Тъй като калций принадлежи към група 2 на периодичната таблица (г-н Becambara), и има само два валентни електрона, налични за образуването на връзки, което води до кислороден атом..

структура

В горното изображение е представена кристалната структура (вид гем-сол) за калциев оксид. Обемните червени сфери съответстват на Са йони2+ и белите сфери към йони О2-.

В тази кубична кристална подредба всеки йон Ca2+ е заобиколен от шест йона O2-, запушени в октаедричните дупки, оставени от големи йони между тях.

Тази структура изразява максимално йонния характер на този оксид, въпреки че забележителната разлика на радиусите (червената сфера е по-голяма от бялата) придава по-слаба кристална ретикуларна енергия в сравнение с MgO.

свойства

Физически, това е кристално бяло твърдо вещество, без мирис и със силни електростатични взаимодействия, които са отговорни за неговите високи точки на топене (2572 ° C) и кипене (2850 ° C). В допълнение, той има молекулно тегло 55,958 g / mol и интересното свойство да бъде термолуминесцентно.

Това означава, че парче калциев оксид, изложено на пламък, може да свети с интензивна бяла светлина, известна на английски език с името осветление на сцената, или на испански, светлина от калций. Са йони2+, в контакт с огъня, те предизвикват червеникав пламък, както е показано на следното изображение.

разтворимост

СаО е основен оксид, който има силен афинитет към водата, доколкото абсорбира влагата (тя е хигроскопично твърдо вещество), като реагира незабавно за получаване на гасена вар или калциев хидроксид:

СаО (s) + Н2О (1) => Ca (OH)2(S)

Тази реакция е екзотермична (отделя топлина) поради образуването на твърдо вещество с по-силни взаимодействия и по-стабилна кристална решетка. Обаче, реакцията е обратима, ако Са (ОН) се нагрява2, обезводняване и осветяване на гасена вар; тогава, вар "прероди".

Полученият разтвор е много базичен и ако е наситен с калциев оксид, той достига рН 12,8.

По същия начин, той е разтворим в глицерол и в киселинни и захарни разтвори. Тъй като той е основен оксид, той естествено има ефективно взаимодействие с киселинни оксиди (SiO2, към2О3 и Вяра2О3, например, са разтворими в течните фази. От друга страна, той е неразтворим в алкохоли и органични разтворители.

приложения

CaO има голям брой промишлени приложения, както и в синтеза на ацетилен (CH≡CH), при извличането на фосфати от отпадъчните води и в реакцията със серен диоксид от газообразни отпадъци..

Други приложения на калциев оксид са описани по-долу: \ t

Като хоросан

Ако калциевият оксид се смесва с пясък (SiO2) и вода, торти с пясък и бавно реагира с водата, за да образува гасена вар. На свой ред CO2 въздух се разтваря във водата и реагира със солта, за да образува калциев карбонат:

Ca (OH)2(s) + CO2(g) => СаСОз3(s) + H2O (l)

CaCO3 Той е по-устойчив и по-твърд състав от CaO, причинявайки замазката (предишната смес) да втвърди и фиксира тухлите, блоковете или керамиката между тях или до желаната повърхност..

В производството на очила

Основната суровина за производството на стъкла са силициевите оксиди, които се смесват с вар, натриев карбонат (Na2CO3) и други добавки, за да бъдат подложени на нагряване, в резултат на което се получава стъклено твърдо вещество. Това твърдо вещество впоследствие се нагрява и продухва с всякакви цифри.

В минното дело

Гасената вар заема по-голям обем от негасена вар, дължаща се на взаимодействия на водородните връзки (O-H-O). Това свойство се използва за разбиване на скалите отвътре.

Това се постига чрез запълването им с компактна смес от вар и вода, която е запечатана, за да фокусира топлината и експанзивната си сила в скалата..

Като силикатен препарат

СаО се слива със силикатите, за да образува коалесцентна течност, която след това се извлича от суровината на определен продукт..

Например, желязната руда е суровина за производството на метално желязо и стомана. Тези минерали съдържат силикати, които са нежелани примеси за процеса и се елиминират с току-що описания метод.

Наночастици от калциев оксид

Калциевият оксид може да се синтезира като наночастици, вариращи концентрациите на калциев нитрат (Ca (NO)3)2) и натриев хидроксид (NaOH) в разтвор.

Тези частици са сферични, основни (както и макромащабни твърди) и имат голяма площ. Следователно, тези свойства са от полза за каталитичните процеси. Какво? Понастоящем разследванията отговарят на този въпрос.

Тези наночастици са използвани за синтезиране на заместени органични съединения, получени от пиридини, при формулирането на нови лекарства за извършване на химични трансформации като изкуствена фотосинтеза, за пречистване на вода от тежки и вредни метали, и фотокаталитични агенти.

Наночастиците могат да бъдат синтезирани на биологична основа, като листата от папая и зелен чай, които да се използват като антибактериален агент..

препратки

  1. scifun.org. (2018). Вар: калциев оксид. Възстановен на 30 март 2018 г. от: scifun.org.
  2. Wikipedia. (2018). Калциев оксид. Възстановен на 30 март 2018 г. от: en.wikipedia.org
  3. Ashwini Anantharaman et al. (2016 г.). Зелен синтез на наночастици от калциев оксид и неговото приложение. Международно списание за инженерни изследвания и приложения. ISSN: 2248-9622, том 6, издание 10, (част -1), стр. 27-31.
  4. J. Safaei-Ghomi et al. (2013 г.). Наночастици от калциев оксид, катализиран едноетапен многокомпонентен синтез на силно заместени пиридини във водна среда на етанол Scientia Iranica, Transakcije C: Химия и химическо инженерство 20 549-554.
  5. PubChem. (2018). Калциев оксид. Възстановен на 30 март 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия в Елементите на група 2. (четвърто издание, стр. 280). Mc Graw Hill.