Кальций - элемент 4-го периода и ПА-группы Периодической системы, порядковый номер 20. Электронная формула атома [ 18 Ar]4s 2 , степени окисления +2 и 0. Относится к щелочноземельным металлам. Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде. В природе — шестой по химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений (СаС0 3 , СаО, цианамид кальция CaCN 2 и др.). Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет (качественное обнаружение ).
Кальций Са
Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН) 2 .Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:
Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтермия ):
Получение кальция в промышленности :
Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.
Оксид кальция СаО
Основный оксид. Техническое название негашёная известь. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Ca 2+ O 2- . Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо- эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН) 2 , СаС 2 и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.
Уравнения важнейших реакций:
Получение СаО в промышленности — обжиг известняка (900-1200 °С):
СаСО3 = СаО + СО2
Гидроксид кальция Са(ОН) 2
Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+ (ОН —) 2 . Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше — в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция на ион Са 2+ — пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаС0 3 и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена. Применяется в производстве стекла, белильной извести, известковых минеральных удобрений, для каустификации соды и умягчения пресной воды, а также для приготовления известковых строительных растворов — тестообразных смесей (песок + гашёная известь + вода), служащих связующим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание («схватывание») таких растворов обусловлено поглощением углекислого газа из воздуха.
4.8 из 5Что такое гидроксид кальция? Это всего лишь известка . Обычная известка для побелки. В строительстве гидроксид кальция называют «известь гашеная», которую получают, разводя в воде известь негашеную, то есть оксид кальция. Если вспомнить химические формулы, этот процесс происходит так: CaO + H2O → Ca(OH)2.
Выглядит известь гашеная, как белый порошок, плохо растворимый в воде. Но, оказывается, гидроксид кальция тоже является пищевой добавкой.
Применение гидроксида кальция в пищевой промышленности
В пищевой промышленности гидроксид кальция используется, как пищевая добавка Е526. Ее действие: загуститель, регулятор кислотности, отвердитель, эмульгатор. Рассмотрим подробнее все варианты использования.
Эмульгатор – его наиболее популярное применение. Пищевая добавка Е526 входит в класс эмульгаторов-стабилизаторов, отвечая как за однородность, так и за вязкость продукта. Но и другие свойства гидроксида кальция тоже не остались незамеченными пищевой промышленностью.
Дело в том, что Са(ОН)2 является сильным основанием(щелочью), вступающим в реакцию с кислотами с образованием солей кальция. Его раствор даже используют для обнаружения утечек углекислого газа (вступая в реакцию с углекислым газом, раствор мутнеет). Но в пищевой промышленности это свойство гидроксида кальция используют для нейтрализации слишком высокой кислотности продукта . Например, в консервации, в изготовлении напитков, в производстве детского питания.
Кстати, эта добавка считается натуральной, ведь гидроксид кальция производится из минерала портландита. В России Е526 разрешена при условии соблюдения норм производства (избыток гидроксида кальция вреден для здоровья, потому его применение необходимо контролировать).
В следующих продуктах можно найти пищевую добавку Е526:
- Сливочное масло;
- Шоколад и шоколадные крема;
- Виноградный сок;
- Консервы с маринадом (например, огурцы, грибы, кабачки);
- Детское питание;
- Мороженое;
- Вяленая рыба.
Также это вещество применяют для хранения яиц, сладких замороженных продуктов (для регулирования кислотности), рыбы. Если на кукурузных хлопьях или на детском питании вы видите надпись «обогащено кальцием», скорее всего, имеется в виду Е526, гидроксид кальция , или попросту, известь. Правда, используют эту добавку редко (в сравнении с другими).
Еще известь широко используется в технологическом процессе обессахаривания патоки (мелассы). Меласса – это, фактически, отходы сахарного производства, смесь остатков сахаров с солями, из которой получать сахар путем традиционного процесса кристаллизации уже невозможно. Но смириться с потерей части сахаров технологи не хотели, потому предлагали различные способы отделения их от солей. Здесь гидроксид кальция тоже пришел на помощь: с помощью извести гашеной из раствора выбираются сахараты, остальное фильтруется. А потом, благодаря свойству гидроксида кальция вступать в реакцию с углекислотой, сахараты разлагают на кристаллы сахара и щелочноземельные соли, которые легко кристаллизуются и отделяются друг от друга.
Возможный вред гидроксида кальция
В списке пищевых добавок Е526 помечена, как безопасная. Так ли это? К чему может привести избыток гидроксида кальция в организме? Есть целые регионы, которые пьют воду, перенасыщенную кальцием. К чему это приводит? С одной стороны, известь считается природным антисептиком. С другой стороны – нарушение кислотно-щелочного баланса организма всегда вредит здоровью и приводит к болезням.
Избыток гидроксида кальция в пище (разовое отравление) приводит к болям в животе, рвоте, спазмам горла, жжению во рту, падению давления.
Постоянный избыток этого вещества приводит к тому, что известь начнет негативно влиять на слизистую желудка и кишечника и откладываться на стенках сосудов. Возможен также риск возникновения панкреатита, камней в почках.
Но в условиях современного питания проблему составляет не избыток, а скорее, недостаток кальция в организме. В таком случае гидроксид кальция в качестве пищевой добавки никак не повлияет на ваше самочувствие .
Популярные статьи
Похудение не может быть быстрым процессом. Главная ошибка большинства худеющих в том, что они хотят получить потрясающий результат за несколько дней сидения на голодной диете. Но ведь вес набирался не за несколько дней! Лишние килограммы н...
Гидрокси́д ка́льция - химическое вещество, сильное основание , формула ( ) 2 . Представляет собой порошок белого цвета , плохо растворимый в воде .
Тривиальные названия
- гашёная известь - так как получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашёной» извести оксида кальция ;
- известковая вода - прозрачный (близкий к насыщенному) водный раствор;
- известковое молоко - водная суспензия .
- пушонка - сухой гидроксид кальция.
Часто называют просто известь или извёстка (так же называют и оксид кальция).
Получение
Получают путём взаимодействия оксида кальция (негашёной извести) с водой (процесс получил название «гашение извести»):
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
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.
Как и все гидроксиды, реагирует с кислотами (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 барботацию углекислого газа, выпавший осадок растворится, так как образуется кислая соль - гидрокарбонат кальция:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2 ,
причём при нагревании раствора гидрокарбонат снова разрушается и выпадает осадок карбоната кальция:
Ca(HCO 3) 2 →(t) CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O
Гидроксид кальция реагирует с монооксидом углерода при температуре около 400°C:
Применение
- при побелке помещений;
- для приготовления известкового строительного раствора . Известь применялась для строительной кладки с древних времён. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к 1 части смеси оксида кальция (негашёной извести) с водой добавляют 3-4 части песка (по массе). При этом происходит затвердевание смеси по реакции:
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Известковая вода" в других словарях:
Водный раствор кальция гидроксида … Большой Энциклопедический словарь
ИЗВЕСТКОВАЯ ВОДА, насыщенный раствор ГИДРООКИСИ КАЛЬЦИЯ (гашеная известь, Са(ОН)2). Используется для обнаружения углекислого газа (СО2), который выпадает в молочно белый осадок в виде карбоната кальция (СаСО3) и поднимается со дна в виде… … Научно-технический энциклопедический словарь Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Насыщенный водный раствор гидроокиси кальция Ca(OH)2 (гашёной извести). 1 л И. в. при 20°С содержит около 1,2 г CaO. В технике применяется как дешёвая щёлочь. См. Кальция гидроокись … Большая советская энциклопедия
- (Aq. Calcis) лечебное средство, получаемое взбалтыванием одной части жженой извести на 10 ч. дистиллированной воды. После взбалтывания воду сливают, смешивают ее с 25 ч. дистиллированной воды. Она употребляется внутрь при изжоге, при английской… …
Вод. раствор кальция гидроксида … Естествознание. Энциклопедический словарь
С древнейших времен стали понимать великое значение воды не только для людей и всяких животных и растительных организмов, но и для всей жизни Земли. Некоторые из первых греческих философов ставили воду даже во главе понимания вещей в природе, и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
— неорганическое соединение, щелочь кальция. Ее формула Ca(OH) 2 . Так как это вещество известно человечеству с древнейших времен, то у него есть традиционные названия: гашеная известь, известковая вода, известковое молоко, пушенка.
Пушенка — тонкоизмельченный порошок. Известковое молоко — водная взвесь щелочи, непрозрачная белая жидкость. Известковая вода — прозрачный водный раствор щелочи, получается после фильтрации известкового молока.
Гашеная известь получила название по способу получения: негашеную известь (оксид кальция) заливают водой (гасят).
Свойства
Мелкий кристаллический порошок белого цвета, без запаха. Очень плохо растворяется в воде, совсем не растворяется в спирте, легко растворяется в разбавленной азотной и соляной кислотах. Пожаробезопасен и даже препятствует возгоранию. При нагревании разлагается на воду и оксид кальция.
Сильная щелочь. Вступает в реакции нейтрализации с кислотами с образованием солей — карбонатов. При взаимодействии с металлами выделяется взрывоопасный и горючий водород. Вступает в реакции с оксидами углерода (IV) и (II), с солями.
Реакция получения гидроокиси кальция методом «гашения» происходит с большим выделением тепла, вода начинает кипеть, едкий раствор разбрызгивается в разные стороны — это надо учитывать при работе.
Меры предосторожности
Попадание на кожу частиц сухого порошка или капель раствора гидроокиси кальция вызывает раздражение, зуд, химический ожог, язвы, сильную боль. Повреждение глаз может вызвать потерю зрения. Проглатывание вещества вызывает ожог слизистой горла, рвоту, кровавую диарею, резкое снижение давления, повреждение внутренних органов. Вдыхание частиц пыли может привести к затрудняющей дыхание опухоли горла.
Перед тем, как вызвать «Скорую помощь»:
— при отравлении дать пострадавшему выпить молока или воды;
— если химикат попал в глаза или на кожу, то места повреждения нужно промывать большим количеством воды хотя бы в течение четверти часа;
— если реактив случайно вдохнули, то пострадавшего нужно вывести из помещения и обеспечить доступ свежего воздуха.
Работать с гидроокисью кальция следует в хорошо проветриваемых помещениях с применением средств защиты: резиновых перчаток, защитных очков и респираторов. Химические эксперименты должны проводиться в вытяжном шкафу.
Применение
— В строительной индустрии хим.реактив добавляют в связывающие растворы, штукатурку, белила, гипсовые растворы; на его основе изготавливают силикатный кирпич и бетон; с его помощью подготавливают почву перед укладкой дорожных покрытий. Побелка деревянных деталей конструкций и заборов придает им огнестойкие свойства и защищает от гниения.
— Для нейтрализации кислотных газов в металлургии.
— Для получения твердых масел и добавок к маслам — в нефтеперерабатывающей отрасли.
— В химпроме — для производства щелочей натрия и калия, хлорной извести («хлорки»), стеарата кальция , органических кислот.
— В аналитической химии известковая вода служит индикатором углекислого газа (поглощая его, она мутнеет).
— С помощью гидроокиси кальция очищают сточные и промышленные воды; нейтрализуют кислоты поступающей в водопроводы воды, чтобы снизить ее коррозионное воздействие; удаляют из воды карбонаты (умягчают воду).
— С помощью Ca(OH) 2 удаляют волосяной покров со шкур в кожевенном деле.
— Пищевая добавка Е526 в пищепроме: регулятор кислотности и вязкости, отвердитель, консервант. Используется при изготовлении соков и напитков, кондитерских и мучных изделий, маринадов, соли, детского питания. Применяется в сахарном производстве.
— В стоматологии известковое молоко используют для дезинфекции корневых каналов.
— Для лечения кислотных ожогов — в медицине.
— В сельском хозяйстве: средство для регулирования рН почв; в качестве натурального инсектицида от клещей, блох, жуков; для приготовления популярного фунгицида «бордосская жидкость»; для побелки стволов деревьев от вредителей и солнечных ожогов; как антимикробный и противогрибковый препарат для хранения овощей на складах; как минеральное удобрение.
— Гидроокись кальция снижает электросопротивление почвы, поэтому ею обрабатывают грунт при установке заземления.
— Хим.реактив используется при производстве эбонита, тормозных накладок, кремов для эпиляции.
Купить гашеную известь по хорошей цене, в розницу и оптом, с доставкой или самовывозом можно в химическом магазине PrimeChemicalsGroup.
Оксид кальция (СаO) – негашеная или жженая известь – белое огнестойкое вещество, образованное кристаллами. Кристаллизуется в кубической гранецентрированной кристаллической решетке. Температура плавления – 2627 °C, температура кипения – 2850 °C.
Называется жженой известью из-за способа его получения – обжигание карбоната кальция. Обжиг производят в высоких шахтных печах. В печь закладывают слоями известняк и топливо, а затем разжигают снизу. При накаливании происходит разложение карбоната кальция с образованием оксида кальция:
Так как концентрации веществ в твердых фазах неизменны, то константу равновесия этого уравнения можно выразить так: K = .
При этом концентрация газа может быть выражена с помощью его парциального давления, то есть равновесие в системе устанавливается при определенном давлении диоксида углерода.
Давление диссоциации вещества – равновесное парциальное давление газа, получающееся при диссоциации вещества.
Чтобы спровоцировать образование новой порции кальция, необходимо повысить температуру или удалить часть получившегося CO2 , при этом уменьшится парциальное давление. Поддерживая постоянное более низкое парциальное давление, чем давление диссоциации, можно добиться непрерывного процесса получения кальция. Для этого при обжигании извести в печах делают хорошую вентиляцию.
Получение:
1) при взаимодействии простых веществ: 2Ca + O2 = 2CaO;
2) при термическом разложении гидроксида и солей: 2Ca(NO3)2 = 2CaO + 4NO2? + O2?.
Химические свойства:
1) взаимодействует с водой: СаO + H2O = Са(OH)2;
2) реагирует с оксидами неметаллов: СаO + SO2 = CaSO3;
3) растворяется в кислотах, образуя соли: CaO + 2HCl = CaCl2 +H2O.
Гидроксид кальция (Ca(OH)2 – гашеная известь, пушонка) – белое кристаллическое вещество, кристаллизуется в гексагональной кристаллической решетке. Является сильным основанием, плохо растворимым вводе.
Известковая вода – насыщенный раствор гидроксида кальция, имеющий щелочную реакцию. На воздухе мутнеет в результате поглощения углекислого газа, образуя карбонат кальция .
Получение:
1) образуется при растворении кальция и оксида кальция вводе: CaO + H2O = Са(OH)2 + 16 ккал;
2) при взаимодействии солей кальция со щелочами: Ca(NO3)2 + 2NaOH = Ca(OH)2 + 2NaNO3.
Химические свойства:
1) при нагревании до 580 °C разлагается: Са(OH)2 = СаO + H2O;
2) реагирует с кислотами: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O.
58. Жесткость воды и способы ее устранения
Так как кальций широко распространен в природе, его соли в большом количестве содержатся в природных водах. Вода, имеющая в своем составе соли магния и кальция, называется жесткой водой . Если соли присутствуют в воде в небольших количествах или отсутствуют, то вода называется мягкой . В жесткой воде мыло плохо пенится, поскольку соли кальция и магния образуют с ним нерастворимые соединения. В ней плохо развариваются пищевые продукты. При кипячении на стенках паровых котлов образуется накипь, которая плохо проводит теп-лоту, вызывает увеличение расхода топлива и изнашивание стенок котла. Жесткой водой нельзя пользоваться, проводя ряд технологических процессов (крашение). Образование накипи: Са + 2НСО3 = Н2О + СО2 + СаСО3?.
Перечисленные выше факторы указывают на необходимость удаления из воды солей кальция и магния. Процесс удаления этих солей называется водоумягчением , является одной из фаз обработки воды (водоподготовки).
Водоподготовка – обработка воды, используемая для различных бытовых и технологических процессов.
Жесткость воды подразделяется на:
1) карбонатную жесткость (временную), которая вызывается наличием гидрокарбонатов кальция и магния и устраняется с помощью кипячения;
2) некарбонатную жесткость (постоянную), которая вызывается присутствием в воде сульфитов и хлоридов кальция и магния, которые при кипячении не удаляются, поэтому она называется постоянной жесткостью.
Верна формула: Общая жесткость = Карбонатная жесткость + Некарбонатная жесткость.
Общую жесткость ликвидируют добавлением химических веществ или при помощи катиони-тов. Для полного устранения жесткости воду иной раз перегоняют.
При применении химического метода растворимые соли кальция и магния переводят в нерастворимые карбонаты:
Более модернизированный процесс устранения жесткости воды – при помощи катионитов .
Катиониты – сложные вещества (природные соединения кремния и алюминия, высокомолекулярные органические соединения), общая формула которых – Na2R, где R – сложный кислотный остаток.
При пропускании воды через слой катионита происходит обмен ионов (катионов) Na на ионы Са и Mg: Са + Na2R = 2Na + CaR.
Ионы Са из раствора переходят в катионит, а ионы Na переходят из катионита в раствор. Чтобы восстановить использованный катионит, его необходимо промыть раствором поваренной соли. При этом происходит обратный процесс: 2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl.