酸化カルシウム(CaOは)(非イオン性形態のカルシウムと酸素を含む無機化合物であるべきCaOと過酸化カルシウムと混同2)。世界中で、石灰として知られています。これは、炭酸カルシウム、酸化物、水酸化物、およびシリコン、アルミニウム、鉄などの他の金属を含む無機化合物を指す言葉です。
この酸化物(または石灰)は、水和されているかどうかによって、口語的に生石灰または消石灰とも呼ばれます。生石灰は酸化カルシウムであり、消石灰はその水酸化物です。一方、石灰岩(石灰岩または硬化石灰)は、実際には炭酸カルシウム(CaCO 3)を主成分とする堆積岩です。
カルシウムの最大の天然源の1つであり、酸化カルシウムの生産の原料を構成します。この錆はどのようにして発生しますか?炭酸塩は熱分解を受けやすい。炭酸カルシウムを825℃より高い温度に加熱すると、石灰と二酸化炭素が形成されます。
上記のステートメントは、CaCO 3(s)→CaO(s)+ CO 2(g)のように説明できます。地球の地殻は石灰岩と方解石が豊富で、貝殻(酸化カルシウムの生産の原料)は海とビーチに豊富にあるため、酸化カルシウムは比較的安価な試薬です。
式
酸化カルシウムの化学式はCaOで、カルシウムイオンは酸(電子受容体)Ca 2+、酸素は塩基性イオン(電子供与体)O 2-のようなものです。
カルシウムが+2充電されるのはなぜですか?カルシウムは周期表のグループ2(ベカンバラ氏)に属し、結合を形成するために利用できる価電子は2つしかないため、酸素原子に与えられます。
構造
上の画像には、酸化カルシウムの結晶構造(宝石塩タイプ)が示されています。かさばる赤い球はCa 2+イオンに対応し、白い球はO 2-イオンに対応します。
この立方晶の配置では、各Ca 2+イオンは6つのO 2-イオンに囲まれ、それらの間に大きなイオンを残す八面体ギャップで閉塞されます。
この構造は、この酸化物のイオン特性を最大限に表現しますが、半径の顕著な違い(赤い球は白い球よりも大きい)により、MgOと比べて結晶格子エネルギーが弱くなります。
プロパティ
物理的には、それは強い静電相互作用を伴う白い結晶の無臭の固体であり、その高い融点(2572ºC)と沸点(2850ºC)の原因となります。さらに、分子量は55.958 g / molで、熱発光性という興味深い特性があります。
これは、炎にさらされた酸化カルシウムの断片が、英語では脚光として知られている、またはスペイン語では、カルシウム光である強い白色光で輝く可能性があることを意味します。次の図に示すように、Ca 2+イオンは火と接触すると赤みを帯びた炎を発生させます。
Limelightまたはlimelight
溶解度
CaOは水に強い親和性を持つ塩基性酸化物であり、湿気を吸収する程度(吸湿性の固体)で、すぐに反応して消石灰または水酸化カルシウムを生成します。
CaO(s)+ H 2 O(l)=> Ca(OH)2(s)
この反応は、より強い相互作用とより安定した結晶格子を備えた固体の形成による発熱(熱を放出)です。ただし、Ca(OH)2を加熱して脱水し、消石灰に点火すると、反応は可逆的です。次に、ライムは「生まれ変わる」。
得られる溶液は非常に塩基性であり、酸化カルシウムで飽和すると、pHは12.8に達します。
同様に、それはグリセロールと酸と砂糖の溶液に溶けます。塩基性酸化物であるため、酸性酸化物(例えば、SiO 2、Al 2 O 3、Fe 2 O 3など)と効果的に相互作用し、液相に溶解します。一方、アルコールや有機溶剤には不溶です。
用途
CaOは、廃水からのリン酸塩の抽出、およびガス状廃棄物からの二酸化硫黄との反応において、アセチレン(CH≡CH)の合成と同様に、産業用途の膨大な無限大を持っています。
酸化カルシウムの他の用途を以下に説明します。
モルタルとして
酸化カルシウムが砂(SiO 2)と水と混ざると、砂で固まり、水とゆっくりと反応して消石灰を形成します。次に、空気中のCO 2は水に溶解し、消滅した塩と反応して炭酸カルシウムを形成します。
Ca(OH)2(s)+ CO 2(g)=> CaCO 3(s)+ H 2 O(l)
CaCO 3はCaOよりも耐性があり硬い化合物であり、モルタル(前の混合物)がレンガ、ブロック、またはセラミックをそれらの間または目的の表面に硬化および固定します。
ガラス生産で
ガラスの製造に欠かせない原料は酸化ケイ素であり、石灰、炭酸ナトリウム(Na 2 CO 3)およびその他の添加剤と混合され、その後加熱されてガラス状の固体になります。この固体は、その後加熱され、任意の図形に吹き込まれます。
鉱業で
消石灰は、水素結合(OHO)の相互作用により、生石灰よりも大きな体積を占めます。このプロパティは、岩を内側から砕くために使用されます。
これは石灰と水のコンパクトな混合物でそれらを満たすことによって達成されます、そしてそれは岩の中にその熱と膨張力を集中させるために密封されます。
ケイ酸塩除去剤として
CaOはケイ酸塩と融合して合体液を形成し、特定の製品の原料から抽出されます。
例えば、鉄鉱石は金属鉄鋼の生産の原料です。これらのミネラルには、プロセスにとって望ましくない不純物であるケイ酸塩が含まれており、前述の方法で除去されます。
酸化カルシウムナノ粒子
酸化カルシウムは、溶液中の硝酸カルシウム(Ca(NO 3)2)と水酸化ナトリウム(NaOH)の濃度を変えて、ナノ粒子として合成できます。
これらの粒子は球形で基本的なものであり(マクロスケールの固体と同様)、表面積がたくさんあります。その結果、これらの特性は触媒プロセスに利益をもたらします。どっち?研究は現在その質問に答えています。
これらのナノ粒子は、ピリジン誘導体などの置換有機化合物を合成して、人工光合成などの化学変換を実行したり、重金属や有害金属から水を精製したりするために使用されています。光触媒剤。
ナノ粒子は、抗菌剤として使用するために、パパイヤや緑茶の葉などの生物学的支持体上で合成できます。
参考文献
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