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.
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.
Гидроксид кальция – химическое вещество имеющее сильное основание. Каковы его особенности и химические свойства рассмотрим в данной статье.
Характеристика гидроксида кальция
Кристаллический гидроксид кальция – это порошок белого цвета, который разлагается при нагревании, но практически нерастворимый в воде. Формула гидроксида кальция – Ca(OH) 2 . В ионном виде уравнение образования гидроксида кальция выглядит так:
Рис. 1. Уравнение образование гидроксида кальция.
Гидроксид кальция имеет и другие названия: гашеная известь, известковое молоко, известковая вода
Молярная масса гидроксида кальция составляет 74.09 г/моль. Это значит, что 74,09 г/моль количества вещества гидроксида кальция содержат 6,02*10^23 атомов или молекул этого вещества.
Гидроксид кальция используется для побелки в строительстве, дезинфекции стволов деревьев, в сахарной промышленности, для дублении кож, для получения хлорной извести. Тестообразная смесь гашеной извести с цементом и песком используется в строительстве.
Рис. 2. Гидроксид кальция.
Химические свойства гидроксида кальция
Гидроксид кальция, как и все основания, вступает в реакцию с кислотами:
Ca(OH) 2 (гидроксид кальция)+H 2 SO 4 (серная кислота)=CaSo 4 (соль – сульфат кальция)+2H 2 O (вода).
Гидроксид кальция также способен образовывать соединения с углекислым газом. Раствор этого вещества на воздухе становится мутным, так как гидроксид кальция, подобно другим сильным основаниям, взаимодействует с растворенным в воде углекислым газом:
Ca(OH) 2 +CO 2 (гидроксид кальция)=CaCO 3 (карбонат кальция)+H 2 O (вода)
При нагревании до 400 градусов гидроксид кальция вступает в реакцию с оксидом углерода:
Ca(OH) 2 (гидроксид кальция)+CO (оксид углерода)=CaCO 3 (карбонат кальция)+H 2 (водород).
Гидроксид кальция может взаимодействовать с солями, в результате чего образуется осадок:
Сa(OH) 2 (гидроксид кальция)+Na 2 SO 3 (сульфит натрия)=CaSO 3 (сульфит кальция)+2NaOH (гидроксид натрия).
При температуре 520-580 градусов гидроксид кальция подвержен реакции разложения. В результате образуются оксид кальция и вода:
Рис. 3. Гашеная известь.
Ca(OH) 2 (гидроксид кальция)=CaO (оксид кальция)+H 2 O (вода).
Получение гидроксида кальция происходит при химической реакции оксида кальция (негашеной извести) с водой. Этот процесс получил название «гашение извести». Уравнение реакции гашения извести выглядит следующим образом:
CaO (оксид кальция)+H 2 O (вода)=Ca(OH) 2 (гидроксид кальция).
Что мы узнали?
Гидроксид кальция – сильное основание, малорастворимое в воде. Как и любой химический элемент он обладает рядом свойств т способен вступать в реакцию с углекислым газом, солями, а также разлагается при высокой температуре. Гидроксид кальция используют в строительстве и промышленности.
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.
Инструкция
Обладая всеми характерными свойствами оснований, гидроксид легко вступает в реакцию с кислотами и кислотными оксидами. Являясь достаточно сильным основанием, он может реагировать и с солями, но только если в результате образуется малорастворимый продукт, например:
Ca(OH)2 + K2SO3 = 2KOH + CaSO3 ( кальция, выпадает в осадок).
В лабораторных условиях гидроксид кальция можно получить и некоторыми другими способами. Например, поскольку кальций – весьма щелочноземельный металл, он легко с водой, вытесняя водород:
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2 Эта реакция протекает, конечно, не столь бурным образом, как в случаях с щелочными первой группы.
Можно также получить гидроксид кальция, смешав раствор какой-либо его соли с сильной щелочью (например, натриевой или калиевой). Более легко вытесняют кальций, занимая его место и, соответственно, отдавая ему «свои» гидроксид-ионы. Например:
2КОН + СаSO4 = Ca(OH)2 + K2SO4
2NaOH + CaCl2 = 2NaCl + Ca(OH)2
Полезный совет
Гидроксид кальция широко применяется, главным образом – в ремонтно-строительных работах, как компонент штукатурки, цемента, растворов, а также при производстве удобрений, хлорной извести. Используется в кожевенной промышленности, как дубитель, в целлюлозно-бумажной промышленности и т.д. Хорошо известен садоводам, как компонент «бордосской жидкости», применяемой в борьбе с различными вредителями растений. Используется в качестве пищевой добавки.
Оксид кальция - это обычная негашеная известь. Но, несмотря на столь нехитрую природу, это вещество весьма широко используется в хозяйственной деятельности. От строительства, в качестве основы для известкового цемента, до кулинарии, в качестве пищевой добавки E-529, оксид кальция находит применение. И в промышленных и в домашних условиях можно получить оксид кальция из карбоната кальция реакцией термического разложения.
Вам понадобится
- Карбонат кальция в виде известняка или мела. Керамический тигель для отжига. Пропановая или ацетиленовая горелка.
Инструкция
Подготовьте тигель для отжига карбоната . Прочно установите его на огнеупорных подставках или специальных приспособлениях. Тигель должен быть прочно установлен и, при возможности, закреплен.
Измельчите карбонат кальция . Измельчение нужно произвести для лучшей теплопередачи внутри . Не обязательно измельчать известняк или мел в пыль. Достаточно произвести грубое неоднородное измельчение.
Наполните тигель для отжига измельченным карбонатом кальция . Не заполнять тигель полностью, поскольку при выделении углекислого газа, часть вещества может быть выброшена наружу. Заполните тигель примерно на треть или меньше.
Приступите к нагреву тигля. Хорошо установите и закрепите его. Осуществите плавный прогрев тигля с разных сторон во избежание его разрушения вследствие неравномерного термического расширения. Продолжайте нагревать тигель на газовой горелке. Через некоторое начнется термического распада карбоната кальция .
Дождитесь полного прохождения термического распада. В ходе реакции верхние слои вещества в тигле могут плохо прогреваться. Их можно несколько раз перемешать стальной лопаткой.
Видео по теме
Обратите внимание
Будьте осторожны при работе с газовой горелкой и нагретым тиглем. При прохождении реакции тигель будет нагрет до температуры выше 1200 градусов Цельсия.
Полезный совет
Вместо попыток собственноручного производства больших количеств оксида кальция (например, для последующего получения известкового цемента), лучше купить готовый продукт на специализированных торговых площадках.
Источники:
- Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно
Гидроксиды являются соединениями веществ и гидроксогрупп OH. Они применяются во многих областях промышленности и быта. Электролит в щелочных аккумуляторах и гашеная известь, которой красят стволы деревьев весной - это гидроксиды. Несмотря на кажущуюся сложность химических терминов и формул, получить гидроксид можно в домашних условиях. Это достаточно просто и вполне безопасно. Проще всего получить гидроксид натрия.
Вам понадобится
- Гидрокарбонат натрия (пищевая сода), вода. Посуда для прокаливания. Газовая гарелка. Стеклянная посуда для получения раствора щелочи. Стеклянная или стальная палочка, лопатка или ложка.
Инструкция
Подготовьте посуду для прокаливания. Лучше если это будет посуда из огнеупорного стекла или керамический тигель. Можно также использовать стальные емкости. В крайнем случае, подойдет обычная ложка или пустая консервная банка. Для обязателен держатель, исключающий ожог рук при ее .
Проведите термического разложения гидрокарбоната натрия. Поместите немного гидрокарбоната натрия в посуду для прокаливания. Нагревайте посуду на газовой горелке. Можно производить нагрев на среднем огне бытовой газовой - будет достаточна. О прохождении реакции можно судить по некоторому "кипению" порошка в посуде из-за быстрого выделения углекислого газа. Дождитесь прохождения реакции. В посуде образовался оксид натрия.
Остудите посуду с оксидом натрия до комнатной температуры. Просто переставьте посуду на огнеупорную подставку, либо выключите газовую горелку. Дождитесь полного остывания.
Получите натрия в виде водного раствора. При постоянном помешивании всыпьте оксид натрия мелкими порциями в воду. Помешивание производите стеклянной или стальной палочкой или лопаткой.
Обратите внимание
Не используйте для прокаливания гидрокарбоната натрия пробирки. Из-за быстрого прохождения реакции термического разложения, часть вещества может быть выброшена из пробирки под давлением образовывающегося углекислого газа. Работайте в перчатках и защитных очках. Избегайте попадания оксида натрия на кожу тела. Он прореагирует с влагой кожи с образованием гидроксида. Возможен ожог. Избегайте попадания раствора гидроксида натрия на кожу по той же причине.
Полезный совет
Для того чтобы проверить щелочную реакцию полученного раствора гидроксида натрия, можно использовать раствор фенолфталеина. Таблетки фенолфталеина свободно продаются в аптеках. Разведите таблетку в небольшом количестве этилового спирта, и вы получите индикатор щелочного состояния среды.
Источники:
- получение гидроксида натрия
Водород является первым элементом таблицы Менделеева. Он представляет собою бесцветный газ. Широко применяется в химической и пищевой промышленности (гидрирование различных соединений), а также как компонент ракетного топлива. Водород весьма перспективен в качестве топлива для автомобилей, поскольку при сгорании не загрязняет окружающую среду.
Вам понадобится
- - реакционная емкость (лучше всего – плоскодонная коническая колба);
- - резиновая пробка, плотно закрывающая горловину колбы, с пропущенной через нее изогнутой стеклянной трубкой;
- - емкость для сбора водорода (пробирка);
- - емкость, заполненная водой («гидрозатвор»);
- - кусочек кальция.
Инструкция
Пробирка, куда собирается водород, должна быть абсолютно целой, даже малейшая трещинка недопустима! Перед тем как проводить опыт с тлеющей лучиной, лучше для предосторожности обмотайте пробирку плотной тканью.
В плоскодонную колбу налейте немного воды, в нее небольшой кусочек и тотчас же плотно закройте пробкой. Изогнутое «колено» трубки, проходящей через пробку, должно находиться в емкости с водой «гидрозатворе», а кончик трубки - немного выступать над поверхностью воды. Быстро накройте этот кончик перевернутой верх дном пробиркой, куда будет собираться водород (край пробирки должен быть в воде).
Чтобы продемонстрировать, что получен именно водород, вытащите пробку и поднесите к краю пробирки тлеющую лучинку. Раздастся характерный хлопок.
Видео по теме
Обратите внимание
Кальций хоть и менее активен, чем щелочные металлы, но при работе с ним тоже нужна осторожность. Хранят его в стеклянной емкости под слоем керосина, или жидкого парафина, извлекают непосредственно перед началом опыта (лучше всего – длинным пинцетом). В ходе реакции образуется щелочь, являющаяся едким веществом, берегитесь ожогов! По возможности используйте резиновые перчатки.
При смешивании с воздухом или кислородом, водород взрывоопасен.
Гидроксиды алюминия в виде тонкого порошка
Существует метод получения алюминия в виде тонкого порошка. Прекурсор алюминия перемешивают с веществом, которое применяется в качестве затравочного материала для образования кристаллов гидроксида. Затем смесь прокаливают в атмосфере, содержащей хлористый водород. Данный способ неудобен из-за необходимости фильтрации, при этом для получения мелкодисперсного порошка нужно проводить размол и экструдирование.
Получение гидроксида из металлического алюминия
Удобнее получать гидроксиды при взаимодействии металлического алюминия с водой, однако реакция замедляется из-за образования оксидной пленки на поверхности металла. Для того чтобы этого избежать, используют различные добавки. Для активации процесса взаимодействия алюминия, а также его соединений с водородом использую установку, которая включает в себя , мешалку, сепаратор, теплообменник и фильтр для разделения суспензии. Для образования гидроксидов необходимо добавлять вещества, которые способствуют взаимодействию реагентов, например, органические амины в каталитических количествах. При этом нет возможности получить чистый гидроксид.
Получение в форме бемита
Иногда гидроксид алюминия получают в форме бемита. Для этого используют установку с реактором и мешалкой, в которой есть отверстие для ввода порошкообразного алюминия и воды, также необходим отстойник и конденсатор для приема парогаза. Реакцию проводят в автоклаве, в нее предварительно загружают воду и мелкодисперсные частицы алюминия, после чего смесь нагревают до 250-370оС. Затем при той же температуре смесь начинают перемешивать под давлением, достаточным для того, чтобы вода оставалась в жидкой фазе. Перемешивание прекращают, когда весь алюминий вступил в реакцию, автоклав охлаждают, после этого отделяют полученный гидроксид алюминия.