Алюминаты кальция

Алюминаты кальция — двойные оксиды состава mCaO·nAl₂O₃, бесцветные кристаллы, взаимодействуют с водой.

Алюминаты кальция
Кристаллическая структура додекакальциевого гептаалюмината 12CaO·7Al2O3
Общие
Систематическое наименование	Алюминаты кальция
Хим. формула	mCaO·nAl2O3
Внешний вид	бесцветные кристаллы
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	158,04 + ... г/моль
Плотность	2,65-3,5 г/см³
Классификация
Кодекс Алиментариус	E598
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Получение

• Сплавление стехиометрических количеств оксида или карбоната кальция с окисью алюминия:

${\displaystyle {\mathsf {CaO+Al_{2}O_{3}\ {\xrightarrow {\ }}\ CaO\cdot Al_{2}O_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {3\ CaCO_{3}+Al_{2}O_{3}\ {\xrightarrow {\ }}\ 3CaO\cdot Al_{2}O_{3}+3\ CO_{2}}}}$

• Алюминаты кальция встречаются в природе в виде минералов ибонита СаО·6Аl₂О₃ и майерита 12СаО·7Аl₂O₃.

Физические свойства

фазовая диаграмма алюминатов кальция

• Алюминаты кальция образуют бесцветные кристаллы, свойства некоторых представлены в таблице^[1]:

Свойства алюминатов кальция

	3CaO·Al2O3	12CaO·7Al2O3	CaO·Al2O3	CaO·2Al2O3	CaO·6Al2O3
Молярная масса	270,19	1386,66	158,04	260,00	667,84
Сингония	Кубическая	Кубическая	Моноклинная	Моноклинная	Гексагональная
Пространственная группа	P a3	I 43d	P 21/m	C 2/c	P 63/mmc
Параметры элементарной ячейки (нм, °)	1,5262	1,1988	0,869 0,809 1,521 90,13	1,289 0,888 0,545 107,05	0,5536 2,1825
Z	24	2	12	4	2
Плотность, г/см³	3,038	2,9	2,981	2,90	3,38
Температура плавления, °С	1535, разл.	1415, разл.	1600	1750, разл.	1850, разл.
Энтальпия образования, кДж/моль

Химические свойства

• С водой образуют разнообразные гидроалюминаты кальция 4CaO·Al₂O₃·19H₂O, 4CaO·Al₂O₃·13H₂O, 3CaO·Al₂O₃·6H₂O, 2CaO·Al₂O₃·8H₂O, CaO·Al₂O₃·8H₂O и др.
• Реагируют с сульфатом кальция в присутствии воды, образуя двойные основные сульфаты кальция-алюминия Ca₆Al₂(OH)₁₂(SO₄)₃·26H₂O и Ca₄Al₂(OH)₁₂SO₄·6H₂O (процесс твердения вяжущих материалов.)

Применение

Основная сфера применения алюминатов кальция – вторичная металлургия. В частности их используют в процессе десульфурации стали^[2].

Алюминаты кальция добавляют в жаростойкие материалы. Они входят в состав портландцементов и глиноземистых цементов.