Гидроксид кальция
Общие сведения
Гидроксид кальция представляет собой химическое соединение, состоящее из атома кальция и двух гидроксильных групп. При стандартных условиях данное вещество имеет вид порошка белого цвета, который характеризуется малой растворимостью в воде. В зависимости от физического состояния и концентрации в водной среде гидроксид кальция известен под несколькими техническими терминами. Гашеная известь представляет собой продукт взаимодействия оксида кальция с водой. Известковое молоко является водной суспензией гашеной извести, которая визуально напоминает молоко. При дальнейшем разбавлении большим количеством воды и последующем отстаивании или фильтровании суспензии образуется бесцветный прозрачный раствор, называемый известковой водой. При гашении оксида кальция небольшим количеством воды образуется рассыпающийся пылевидный белый порошок, известный как известь-пушонка. Соединение относится к третьему классу токсичности, и его кратковременное воздействие на организм может привести к умеренным остаточным последствиям для здоровья, что требует соблюдения мер предосторожности при обращении с ним.
Свойства и характеристики
Гидроксид кальция является сильным основанием, его водный раствор обладает выраженной щелочной реакцией. Вещество вступает в типичные для щелочей химические взаимодействия, в частности в реакции нейтрализации с кислотами. При взаимодействии с серной кислотой образуется вода и сульфат кальция, который выпадает в осадок. Характерным свойством известковой воды является ее помутнение при контакте с атмосферным воздухом из-за реакции с углекислым газом, проявляющим кислотные свойства. В результате этого взаимодействия образуется нерастворимый карбонат кальция. При интенсивном насыщении раствора углекислым газом и водой карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат кальция, и раствор вновь становится прозрачным. Гидроксид кальция также реагирует с монооксидом углерода с образованием карбоната кальция и выделением водорода. Взаимодействие с различными солями протекает при условии, что один из продуктов реакции выпадает в осадок, что обеспечивает смещение химического равновесия. При реакции с солями аммония происходит выделение аммиака. При термическом воздействии вещество подвергается разложению: при нагревании до температуры 512 градусов Цельсия парциальное давление водяного пара становится равным атмосферному давлению, и гидроксид кальция начинает терять воду. При достижении температуры около 600 градусов Цельсия процесс дегидратации завершается, и вещество полностью превращается в оксид кальция.
Нахождение в природе
В рамках рассматриваемых данных информация о нахождении гидроксида кальция в естественной природной среде отсутствует. Вещество описывается исключительно как продукт искусственного химического синтеза, получаемый в результате направленных реакций из других соединений.
Получение
Процесс получения гидроксида кальция основан на реакции гидратации оксида кальция, которая традиционно обозначается термином гашение извести. Данный химический процесс представляет собой экзотермическую реакцию, сопровождающуюся интенсивным выделением тепловой энергии и испарением воды. Во избежание бурного вскипания и разбрызгивания реакционной смеси процесс гашения требует дозированного добавления компонентов. Для получения сухой порошкообразной формы, известной как пушонка, процесс гашения проводится с использованием строго ограниченного, небольшого объема воды.
Применение
Исторически гидроксид кальция широко применялся при побелке помещений и в качестве связующего строительного раствора для каменной кладки. Традиционный строительный раствор состоял из одной части гашеной извести и трех-четырех частей кварцевого песка, смешанных с водой до получения густой массы. В процессе отвердевания протекала химическая реакция с образованием силиката кальция и выделением воды, что часто приводило к повышенной влажности в помещениях и способствовало развитию плесневых грибков. В современном строительстве известковые растворы преимущественно заменены цементом, однако гашеная известь активно применяется для производства силикатного кирпича и силикатного бетона. При их изготовлении смесь извести и кварцевого песка подвергается обработке горячим паром в автоклаве при повышенном давлении, что исключает проблему остаточной сырости. Соединение используется для снижения жесткости воды, которая преимущественно обусловлена присутствием карбонатов кальция. В химической промышленности вещество служит сырьем для производства хлорной извести, соды и других соединений кальция. В сельском хозяйстве гидроксид кальция применяется для создания известковых удобрений и входит в состав бордоской жидкости, используемой в качестве фунгицида против вредителей растений. В пищевой промышленности известковое молоко применяется для рафинирования сахара, а в странах Латинской Америки используется при отваривании зерен кукурузы. В кожевенном производстве вещество применяется для дубления кож. В электротехнике гидроксид кальция используется для обустройства систем заземления в грунтах. В стоматологии соединение находит применение в целях дезинфекции. В аналитической химии реакция гидроксида кальция с углекислым газом используется для качественного определения углекислоты, поскольку образование осадка карбоната кальция и последующее помутнение раствора служат надежным визуальным индикатором.