Структурная формула
Молекулярная масса: 74,094
Гидрокси́д ка́льция, Ca(OH) 2 гашёная известь или «пушонка» - химическое вещество, сильное основание. Представляет собой порошок белого цвета, плохо растворимый в воде.
Тривиальные названия
- Гашёная известь - так как её получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашеной» извести (оксида кальция).
- Известковое молоко - взвесь (суспензия), образуемая при смешивании избытка гашёной извести с водой. Похожа на молоко.
- Известковая вода - прозрачный раствор гидроксида кальция, получаемый при фильтровании известкового молока.
Получение
Получают путём взаимодействия оксида кальция (негашёной извести) с водой (процесс получил название «гашение извести»). Эта реакция экзотермическая, идёт с выделением 16 ккал (67 кДж) на моль.
Свойства
Внешний вид - белый порошок, мало растворимый в воде. Гидроксид кальция является довольно сильным основанием, из-за чего водный раствор имеет щелочную реакцию. Растворимость падает с ростом температуры. Как и все основания, реагирует с кислотами; как щелочь - является компонентом реакции нейтрализации (см. реакция нейтрализации) с образованием соответствующих солей кальция. По этой же причине раствор гидроксида кальция мутнеет на воздухе, так как гидроксид кальция, как и другие сильные основания, реагирует с растворённым в воде углекислым газом. Если продолжить обработку углекислым газом, выпавший осадок растворится, так как образуется кислая соль - гидрокарбонат кальция, причём при нагревании раствора гидрокарбонат снова разрушается и выпадает осадок карбоната кальция. Гидроксид кальция реагирует с оксидом углерода при температуре около 400 °C. Как сильное основание реагирует с солями, но только если в результате реакции выпадает осадок.
Применение
- При побелке помещений.
- Для приготовления известкового строительного раствора. Известь применялась для строительной кладки с древних времён. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к одной части смеси гидроксида кальция (гашёной извести) с водой добавляют три-четыре части песка (по массе). В ходе реакции выделяется вода. Это является отрицательным фактором, так как в помещениях, построенных с помощью известкового строительного раствора, долгое время сохраняется повышенная влажность. В связи с этим, а также благодаря ряду других преимуществ перед гидроксидом кальция, цемент практически вытеснил его в качестве связующего строительных растворов.
- Для приготовления силикатного бетона. Состав силикатного бетона аналогичен составу известкового строительного раствора, однако его твердение происходит на несколько порядков быстрее, так как смесь оксида кальция и кварцевого песка обрабатывается не водой, а перегретым (174,5-197,4 °C) водяным паром в автоклаве при давлении 9-15 атмосфер.
- Для устранения карбонатной жёсткости воды (умягчение воды).
- Для производства хлорной извести.
- Для производства известковых удобрений и нейтрализации кислых почв.
- Каустификация карбоната натрия и калия.
- Дубление кож.
- Получение других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот и проч.
- В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E526.
- Известковая вода - прозрачный раствор гидроксида кальция. Она используется для обнаружения углекислого газа. При взаимодействии с ним она мутнеет.
- Известковое молоко - взвесь (суспензия) гидроксида кальция в воде, белая и непрозрачная. Она используется для производства сахара и приготовления смесей для борьбы с болезнями растений, побелки стволов.
- В стоматологии - для дезинфекции корневых каналов зубов.
- В электротехнике - при устройстве очагов заземления в грунтах с высоким сопротивлением, в качестве добавки, снижающей удельное сопротивление грунта.
- Известковое молоко используется как основа при приготовлении классического фунгицида - бордоской жидкости.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид кальция (гашеная известь, портландит) представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), которое при нагревании разлагается без плавления.
Он плохо растворяется в воде (образуется разбавленный щелочной раствор).
Гидроксид кальция - сильное основание, малорастворимое в воде; 1 л воды растворяет при 20 o С всего 1,56 г Ca(OH) 2 . Насыщенный раствор гидроксида кальция называется известковой водой и имеет щелочную реакцию. На воздухе известковая вода быстро становится мутной вследствие поглощения ею диоксида углерода и образования нерастворимого карбоната кальция.
Рис. 1. Гидроксид кальция. Внешний вид.
Основные характеристики гидроксида кальция приведены в таблице ниже:
Получение гидроксида кальция
Если облить жженую известь (оксид кальция) водой, то вода впитывается пористыми кусками извести и реагирует с ней с выделением значительного количества теплоты. При этом часть воды превращается в пар, а куски извести рассыпаются в рыхлую массу гидроксида кальция:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 + 65 kJ.
Химические свойства гидроксида кальция
Гидроксид кальция проявляет основные свойства, т.е. реагирует с неметаллами (1, 2), кислотными оксидами (3, 4), кислотами (5, 6) и солями (7):
2Ca(OH) 2 + 2Cl 2 = Ca(ClO) 2 + CaCl 2 + 2H 2 O (1);
3Ca(OH) 2 + 6H 2 O + 2P 4 = 3Ca(PH 2 O 2) 2 + 2PH 3 (2);
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O (3);
Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ↓ + H 2 O (4);
Ca(OH) 2 + 2HCl dilute = CaCl 2 + 2H 2 O (5);
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 (conc) = CaSO 4 ↓ + 2H 2 O (6);
Ca(OH) 2 + 2NaClO = Ca(ClO) 2 ↓ + 2NaOH (7).
При нагревании гидроксида кальция до температуры 520 - 580 o С он разлагается:
Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O.
Применение гидроксида кальция
Гидроксид кальция используют в строительном деле. Смесь его с песком и водой называется известковым раствором и служит для скрепления кирпичей при кладке стен. Гидроксид кальция применяют также в качестве штукатурки. Его затвердевание происходит сначала из-за испарения воды, а затем в результате поглощения гашеной известью диоксида углерода из воздуха и образования карбоната кальция.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
1. Гидроксид кальция (гашеная известь) – малорастворимое вещество. Взбалтываем немного извести в 2 мл воды (около 2 см по высоте пробирки), даем постоять несколько минут. Большая часть извести не растворится, осядет на дно.
2. Сливаем раствор, фильтруем (если нет фильтра, ждем пока отстоится). Прозрачный раствор гидроксида кальция называется известковой водой
. Делим на 2 пробирки. В одну капаем индикатор фенолфталеин (ф-ф), он окрашивается в малиновый цвет, что доказывает оснóвные свойства извести:
Ca(OH) 2 Ca 2+ + 2OH -
3. Во вторую пробирку пропускаем углекислый газ, известковая вода мутнеет в результате образования нерастворимого карбоната кальция (это качественная реакция для обнаружения углекислого газа):
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O
Если придется делать эти реакции на практике, углекислый газ можно получить в пробирке с газоотводной трубкой, добавив соляную или азотную кислоту в мел или соду.
Можно несколько раз пропустить выдыхаемый воздух через трубочку от коктейля или сока, принесенную с собой. Не стоит шокировать комиссию – дуть в трубку из лабораторного оборудования – в кабинете химии ничего нельзя пробовать на вкус!
Билет № 17
1. Оксиды: их классификация и химические свойства (взаимодействие с водой, кислотами и щелочами).
Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.
Оксиды делят на кислотные, оснóвные, амфотерные и несолеобразующие (безразличные).
Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Кислотными свойствами обладают большинство оксидов неметаллов и оксиды металлов в высшей степени окисления, например CrO 3 .
Многие кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислот. Например, оксид серы (IV), или сернúстый газ, реагирует с водой с образованием сернúстой кислоты:
SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3
Кислотные оксиды реагируют со щелочами с образованием соли и воды. Например, оксид углерода (IV), или углекислый газ, реагирует с гидроксидом натрия с образованием карбоната натрия (соды):
CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
Оснóвным оксидам соответствуют основания. К оснóвным относятся оксиды щелочных металлов (главная подгруппа I группы),
магния и щелочноземельных (главная подгруппа II группы, начиная с кальция), оксиды металлов побочных подгрупп в низшей степени окисления (+1+2).
Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с водой с образованием оснований. Так, оксид кальция реагирует с водой, получается гидроксид кальция:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
Основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Оксид кальция реагирует с соляной кислотой, получается хлорид кальция:
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
Амфотерные оксиды реагируют и с кислотами, и со щелочами. Так, оксид цинка реагирует с соляной кислотой, получается хлорид цинка:
ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 O
Оксид цинка взаимодействует и с гидроксидом натрия с образованием цинката натрия:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
С водой амфотерные оксиды не взаимодействуют. Поэтому оксидная пленка цинка и алюминия защищает эти металлы от коррозии.
Урок посвящен изучению веществ, которые имеют огромное практическое значение в жизни человека, а именно в такой области его жизни, как строительство. Учитель расскажет о способах получения, свойствах и применении оксида и гидроксида кальция.
Тема: Вещества и их превращения
Урок: Оксид и гидроксид кальция. Свойства и применение
Еще в древние времена люди заметили, что если обжечь известняк, мел или мрамор, то получится белый порошок с особыми свойствами. Основным компонентом мела, мрамора и известняка является вещество, называемое карбонатом кальция. Его химическая формула – СаСО 3 . При обжиге известняка протекает реакция, уравнение которой:
СаСО 3 = СаО + СО 2
Рис. 1. Минералы, основу которых составляет карбонат кальция
Оксид кальция может быть получен и при непосредственном сжигании кальция в атмосфере кислорода:
2Са + О 2 = 2СаО
При этом протекает реакция соединения кальция с кислородом с образованием оксида кальция.
Свойства образовавшегося оксида кальция используют в строительстве до сих пор. Оксид кальция – это номенклатурное название соединения СаО. Кроме номенклатурного, это вещество имеет несколько исторически сложившихся названий. Как вы уже знаете, оксид кальция можно получить путем обжига известняка, поэтому одно из его исторических названий – обожженная известь.
Если к полученному оксиду кальция добавить воду, то вода зашипит, как будто он раскален. Поэтому обожженная известь получила название «кипелка». При соприкосновении с водой оксид кальция как бы гасится, отдавая теплоту. Поэтому происходящий процесс назвали гашением, а оксид кальция – негашеной известью.
Образующийся при гашении водяной пар разрыхляет негашеную известь, она как бы обрастает пухом. В связи с этим получающаяся при взаимодействии с водой гашеная известь еще стала называться пушонкой.
Что же происходит при гашении негашеной извести? Установлено, что одна молекула оксида кальция взаимодействует с одной молекулой воды и образуется только одно новое вещество – гашеная известь. Эта реакция относится к типу соединения.
СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2
Формулу гашеной извести принято записывать так: Са(ОН) 2 . Номенклатурное название данного вещества – гидроксид кальция:
Смесь гашеной извести и воды называется известковым раствором, который используется в строительстве. Так как гидроксид кальция мало растворим в воде, известковый раствор содержит в себе осадок гидроксида кальция и собственно раствор (известковую воду).
Использование известкового раствора в строительстве для прочного соединения камней связано с его отвердеванием на воздухе.
Таким образом, весь процесс получения и применения оксида кальция можно представить в виде схемы (Рис.2).
Рис. 2. Получение и применение оксида кальция
При прокаливании карбоната кальция образуется негашеная известь - оксид кальция. При смешении с водой оксид кальция превращается в гашеную известь – гидроксид кальция. Смесь малорастворимого в воде гидроксида кальция и воды называется известковым раствором. При стоянии на воздухе известковый раствор взаимодействует с углекислым газом и превращается снова в карбонат кальция.
Уравнение реакции, соответствующей процессу затвердевания известкового раствора:
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О
Затвердевание известкового раствора происходит потому, что образуется нерастворимое вещество – карбонат кальция.
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.92-96)
2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 84-86)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.:Астрель, 2013. (§27)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§33)
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. Оксид и гидроксид кальция ().
Домашнее задание
1) с. 84-86 №№ 1,2,8 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2) с.155-156 №№ 2, А1, А2 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.
Ca(OH)2 - это гидроксид кальция (от латинского Calcium hydroxide), он является довольно распространенным химическим веществом. Оно по своей природе считается сильным основанием. Представляет собой мелкокрупинчатый порошок желтоватого цвета или бесцветные кристаллы. Способен разлагаться при нагревании, в результате выделяется оксид кальция. Он плохо растворим в воде. При этом водный раствор гидроксида кальция по своим химическим свойствам является средним основанием. В присутствии металлов может выделять водород, который признан взрывоопасным газом.
Гидроксид кальция при поступлении в организм через рот или в результате вдыхания аэрозоля может всасываться в ткани и накапливаться в них. При обычной комнатной температуре в 20-22 градусов это вещество практически не испаряется, но при распылении его частиц может быть опасно для здоровья. Попадая на кожу, в дыхательные пути или слизистые оболочки глаз, гидроксид кальция оказывает раздражающее, даже разъедающее действие. Длительный контакт с кожными покровами может стать причиной дерматита. Также может поражаться легочная ткань при постоянном воздействии частиц гидроксида кальция.
Это химическое соединение имеет много тривиальных названий, таких как (ее получают методом гашения оксида кальция обычной водой), известковая вода (представляет собой прозрачный водный раствор). Другие названия: пушонка (гидроксид кальция в виде сухого порошка) и известковое молоко (насыщенная водная суспензия). Зачастую или известкой принято называть также оксид кальция.
Гидроксид кальция, химические свойства которого считаются агрессивными по отношению к другим веществам, получают методом гашения извести, то есть, в результате взаимодействия (химической реакции) оксида кальция и воды. Схематически эта реакция выглядит таким образом:
CaO + H2O = Ca(OH)2
Для полученного водного раствора характерна щелочная реакция среды. Как и все типичные кальция реагирует с:
1. неорганическими кислотами с образованием типичных солей кальция
H2SO4 +Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O
2. углекислым газом, который растворен в воде, поэтому водный раствор очень быстро мутнеет на воздухе, при этом образуется белый нерастворимый осадок - карбонат кальция
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
3. угарным газом при повышении температуры до 400 градусов Цельсия
CO (t°) + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2
4. солями, в результате также выпадает белый осадок - сульфат кальция
Na2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3 + 2NaOH
Использование гидроксида кальция очень популярно. Наверняка, каждому известно, что известью обрабатывают стены помещений, стволы деревьев, а также используют ее как компонент строительного известкового раствора. Применение гидроксида кальция в строительстве известно с древнейших времен. А в настоящее время его включают в состав штукатурки, из него производят силикатный кирпич и бетон, составы которых практически одинаковы со строительным раствором. Основное отличие состоит в методе приготовления этих самых растворов.
Гидроксид кальция используется для смягчения для изготовления известковых неорганических удобрений, каустификации карбоната калия и натрия. Также это вещество незаменимо при дублении кож в текстильной промышленности, при получении различных соединений кальция, а также для нейтрализации кислых растворов, и в том числе. На его основе получают органические кислоты.
Гидроксид кальция нашел свое применение и в пищевой промышленности, где он больше известен как пищевая добавка Е526, использующаяся как регулятор кислотности, отвердитель и загуститель. В сахарной промышленности он применяется для обессахаривания патоки.
В лабораторных и демонстрационных опытах известковая вода является незаменимым индикатором обнаружения углекислого газа при протекании химических реакций. Известковым молоком обрабатывают растения в целях борьбы с болезнями и вредителями.