ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 13. МЕТАЛИ ГОЛОВНИХ ПІДГРУП

§ 13.7. Оксид і гідроксид кальцію

Оксид кальцію (технічні назви: негашене вапно, палене вапно, кипілка) — порошок білого кольору. У промисловості його добувають випалюванням вапняку, крейди чи інших карбонатних порід:

СаСО₃ = СаО + СО₃; ∆Н° = 178 кДж/моль.

Ця реакція ендотермічна: відбувається з поглинанням теплоти. Термічна дисоціація на оксид кальцію і оксид карбонy(IV) настає при тиску 0,1 МПа і температурі 900°С. Реакція оборотна (гетерогенна рівновага) і при зниженні температури або підвищенні парціального тиску оксиду карбону(ІV) може піти у зворотному напрямку. Щоб запобігти цьому, вапняк випалюють при 1 000—1 200°С з видаленням оксиду карбону(ІV) зі сфери реакції.

Оксид кальцію енергійно взаємодіє з водою з утворенням гідроксиду кальцію:

СаО + Н₂О= Са(ОН)₂; ∆Н° = - 65 кДж/моль.

Ця реакція супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Технічна назва гідроксиду кальцію — гашене вапно. Якщо гашене вапно виготовлене у вигляді порошку, його називають пушонкою.

Суміш гашеного вапна, піску і води називається будівельним, або вапняним, розчином. Він застосовується як штукатурка, а також для скріплення цегли при муруванні стін, хоча в останньому випадку звичайно використовують цементні розчини.

Тужавіння вапняного розчину відбувається в результаті одночасного перебігу двох процесів: 1) випадання з пересиченого розчину кристалів гідроксиду кальцію, які міцно зв’язують між собою частинки піску; 2) утворення карбонату кальцію в результаті реакції

Са(ОН)₂ + СО₂ (з повітря) = СаСО₃ + Н₂О.

Гашене вапно — тверда речовина білого кольору, розчинна у воді, проте розчинність її незначна (при 20°С 1,5 г в 1 л води). Розчин гашеного вапна у воді називається вапняною водою. Він має лужні властивості. При пропусканні крізь вапняну воду оксиду карбону(ІV) розчин стає каламутним (а), а при подальшому пропусканні каламуть зникає (б):

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃ ↓ + Н₂О;  (а)

СаСО₃ + Н₂О + СО₂ = Са(НСО₃)₂  (б)

або в іонній формі:

Са²⁺ + 2OН^- + СO₂ = СаСО₃ ↓ + Н₂О;

СаСО₃ + Н₂O + СО₂ = Са²⁺ + 2НСО^3-.