Оксид кальция

Oксид кальция (о́кись ка́льция, негашёная и́звесть, жжёная и́звесть) — белое кристаллическое вещество, формула CaO. Относится к классу основных оксидов.

Оксид кальция
Общие
Систематическое наименование	Оксид кальция, окись кальция
Традиционные названия	оксид кальция, негашёная известь, жжёная известь, кирабит; кипелка
Хим. формула	CaO
Рац. формула	CaO
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	56.077 г/моль
Плотность	3.37 г/см³
Энергия ионизации	6,9 эВ[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	2570 °C
• кипения	2850 °C
Мол. теплоёмк.	42.05 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-635.09 кДж/моль
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.[2]
Классификация
Рег. номер CAS	1305-78-8
PubChem	14778
Рег. номер EINECS	215-138-9
SMILES	O=[Ca]
InChI	InChI=1S/Ca.O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E529
RTECS	EW3100000
ChEBI	31344
Номер ООН	1910
ChemSpider	14095
Безопасность
Предельная концентрация	1 мг/м³[3]
ЛД50	100 мг/кг
Токсичность	Зарегистрированные препараты оксида кальция относятся ко 2-му[4] классу опасности для человека, оказывают общетоксическое действие.
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 2 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Негашёная известь и продукт её взаимодействия с водой — Ca(OH)₂ (гашёная известь, или «пушонка») находят обширное использование в строительном деле.

Получение

В промышленности оксид кальция получают термическим разложением известняка (карбоната кальция):

${\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}\rightarrow CaO+CO_{2}}}}$

Также оксид кальция можно получить при взаимодействии простых веществ, на практике в виде корки на металле:

${\displaystyle {\mathsf {2Ca+O_{2}\rightarrow 2CaO}}}$

или при термическом разложении гидроксида кальция и кальциевых солей некоторых кислородсодержащих кислот:

${\displaystyle {\mathsf {2Ca(NO_{3})_{2}\rightarrow 2CaO+4NO_{2}+O_{2}}}}$

Физические свойства

Оксид кальция — белое кристаллическое вещество, кристаллизующееся в кубической кристаллической решётке, по типу хлорида натрия.

Химические свойства

Оксид кальция относится к основным оксидам. Энергично взаимодействует с водой с выделением тепла и образованием гидроксида кальция, ненасыщенный раствор которого является сильным основанием:

${\displaystyle {\mathsf {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}}}}$ + 63,7 кДж/моль.

При температуре выше 580 °C ^{[источник не указан 2679 дней]} эта реакция обратима.

Как основный оксид реагирует с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли:

${\displaystyle {\mathsf {CaO+SO_{2}\rightarrow CaSO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CaO+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}}}$

При нагревании с углеродом в высокотемпературной печи или электрической дуге образует карбид кальция (используемый для получения ацетилена):

${\displaystyle {\mathsf {CaO+3C\xrightarrow {t} CaC_{2}+CO\uparrow }}}$

Несмотря на массовое промышленное производство ацетилена более эффективными способами, эта реакция сохраняет небольшое практическое значение, так как карбид кальция является удобным источником ацетилена в лабораторной практике и в аппаратах для сварочных работ.

Применение

В настоящее время в основном используется в производстве строительных материалов, высокоглиноземистого цемента, силикатного кирпича и т. д.

До второй половины XX века известь широко использовали в качестве строительной побелки — прокаленный мел или известняк (оксид кальция) при смешивании с водой образует ярко-белую гашеную известь (Ca(OH)₂), обладающую хорошими адгезионными свойствами к различным поверхностям. Далее известь медленно поглощает из воздуха углекислый газ, покрываясь коркой карбоната кальция. В настоящее время известковый раствор при строительстве жилых домов практически не применяется ввиду значительной гигроскопичности (склонности поддерживать высокую влажность, провоцирующую рост плесени) и сложности производства работ, уступив место более эффективным материалам.

В лабораторной практике оксид кальция используется как дешевый и эффективный агент для осушения растворителей и жидких веществ.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E-529.

В промышленности водный раствор используют в одном из способов удаления диоксида серы из дымовых газов. В результате реакции гашеной извести Са(OH)₂ и диоксида серы получается осадок сульфита кальция СаSO₃. В настоящее время вытеснен современными абсорберами на основе четвертичных аммонийных соединений, способных обратимо связывать SO₂ и CO₂.

Использовался в «саморазогревающейся» посуде. Оксид кальция, помещенный между двух стенок емкости, при прокалывании капсулы с водой реагирует с ней с выделением тепла.

Безопасность

Оксид кальция относится к высокоопасным веществам. (Класс опасности 2). Это едкое вещество, особенно опасен при смешивании с водой.

В виде пыли или капель взвеси раздражают слизистые, вызывая чихание и кашель.

Оксид кальция относится к группе веществ, обладающих общетоксическим действием. Действие CaO, подобно действию щелочи, состоит в омылении жиров, поглощении из кожи влаги, растворении белков, раздражении и прижигании тканей.

Сильно действует на слизистую глаз. На слизистой рта и носа наблюдаются поверхностные изъязвления; иногда прободение носовой перегородки.

Страдают также глубокие дыхательные пути.

Вдыхание высоких концентраций известковой пыли вызывает отёк лёгких.

Рекомендуемая ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м³.