L'hydroxyde de calcium est un alcali, une substance recherchée dans de nombreux domaines de l'économie. Oxyde de calcium : propriétés, préparation, application Type de réaction de l'oxyde de calcium dans l'eau

Oxyde de calcium (CaO) – chaux vive ou chaux brûlée– une substance blanche et résistante au feu formée de cristaux. Cristallise dans un réseau cristallin cubique à faces centrées. Point de fusion – 2627 °C, point d'ébullition – 2850 °C.

On l'appelle chaux vive en raison de la méthode de préparation qui consiste à brûler du carbonate de calcium. La cuisson est réalisée dans des fours à cuve haute. Des couches de calcaire et de combustible sont placées dans le four puis allumées par le bas. Lorsqu'il est chauffé, le carbonate de calcium se décompose pour former de l'oxyde de calcium :

Étant donné que les concentrations de substances dans les phases solides sont inchangées, la constante d'équilibre de cette équation peut être exprimée comme suit : K=.

Dans ce cas, la concentration du gaz peut être exprimée en utilisant sa pression partielle, c'est-à-dire que l'équilibre dans le système est établi à une certaine pression de dioxyde de carbone.

Pression de dissociation de la substance– pression partielle d'équilibre d'un gaz résultant de la dissociation d'une substance.

Pour provoquer la formation d'une nouvelle portion de calcium, il est nécessaire d'augmenter la température ou d'éliminer une partie du calcium obtenu. CO2, et la pression partielle diminuera. En maintenant une pression partielle constante inférieure à la pression de dissociation, un processus continu de production de calcium peut être obtenu. Pour ce faire, lors de la combustion de chaux dans les fours, une bonne ventilation est assurée.

Reçu:

1) lors de l'interaction de substances simples : 2Ca + O2 = 2CaO ;

2) lors de la décomposition thermique de l'hydroxyde et des sels : 2Ca(NO3)2 = 2CaO + 4NO2 ? + O2 ?.

Propriétés chimiques:

1) interagit avec l'eau : CaO + H2O = Ca(OH)2 ;

2) réagit avec les oxydes non métalliques : CaO + SO2 = CaSO3 ;

3) se dissout dans les acides, formant des sels : CaO + 2HCl = CaCl2 +H2O.

Hydroxyde de calcium (Ca(OH)2 – chaux éteinte, peluches)– une substance cristalline blanche, cristallise dans un réseau cristallin hexagonal. C'est une base forte, peu soluble dans l'eau.

Eau citronnée– une solution saturée d’hydroxyde de calcium, qui a une réaction alcaline. Dans l'air, il devient trouble en raison de l'absorption du dioxyde de carbone, formant carbonate de calcium.

Reçu:

1) est formé par la dissolution du calcium et de l'oxyde de calcium dans l'entrée : CaO + H2O = Ca(OH)2 + 16 kcal ;

2) lors de l'interaction des sels de calcium avec les alcalis : Ca(NO3)2 + 2NaOH = Ca(OH)2 + 2NaNO3.

Propriétés chimiques:

1) lorsqu'il est chauffé à 580 °C, il se décompose : Ca(OH)2 = CaO + H2O ;

2) réagit avec les acides : Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O.

58. Dureté de l'eau et moyens de l'éliminer

Le calcium étant largement distribué dans la nature, ses sels se retrouvent en grande quantité dans les eaux naturelles. L'eau contenant des sels de magnésium et de calcium est appelée eau dure. Si les sels sont présents dans l'eau en petites quantités ou absents, alors l'eau est appelée doux. Dans l'eau dure, le savon ne mousse pas bien, car les sels de calcium et de magnésium forment avec lui des composés insolubles. Il ne cuit pas bien les aliments. Lors de l'ébullition, du tartre se forme sur les parois des chaudières à vapeur, qui conduit mal la chaleur, provoque une augmentation de la consommation de combustible et une usure des parois de la chaudière. L'eau dure ne peut pas être utilisée lors de la réalisation d'un certain nombre de processus technologiques (mourir). Formation d'écailles : Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3?.

Les facteurs énumérés ci-dessus indiquent la nécessité d'éliminer les sels de calcium et de magnésium de l'eau. Le processus d'élimination de ces sels est appelé adoucissement de l'eau, est l'une des phases du traitement de l'eau (traitement de l'eau).

Traitement de l'eau– le traitement de l'eau utilisée pour divers procédés ménagers et technologiques.

La dureté de l'eau est divisée en :

1) la dureté carbonatée (temporaire), provoquée par la présence de bicarbonates de calcium et de magnésium et éliminée par ébullition ;

2) dureté non carbonée (constante), qui est causée par la présence de sulfites et de chlorures de calcium et de magnésium dans l'eau, qui ne sont pas éliminés par ébullition, c'est pourquoi on l'appelle dureté constante.

La formule correcte est : Dureté totale = Dureté carbonatée + Dureté non carbonatée.

La dureté générale est éliminée en ajoutant des produits chimiques ou en utilisant des échangeurs de cations. Pour éliminer complètement la dureté, l’eau est parfois distillée.

Lors de l'utilisation de la méthode chimique, les sels solubles de calcium et de magnésium sont convertis en carbonates insolubles :

Un procédé plus moderne pour éliminer la dureté de l'eau - en utilisant échangeurs de cations.

Échangeurs de cations– substances complexes (composés naturels du silicium et de l'aluminium, composés organiques de haut poids moléculaire), dont la formule générale est Na2R, où R- résidu acide complexe.

Lorsque l'eau passe à travers une couche de résine échangeuse de cations, les ions Na (cations) sont échangés contre des ions Ca et Mg : Ca + Na2R = 2Na + CaR.

Les ions Ca passent de la solution à l’échangeur de cations et les ions Na passent de l’échangeur de cations à la solution. Pour restaurer l'échangeur de cations usagé, il faut le laver avec une solution de sel de table. Dans ce cas, le processus inverse se produit : 2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl.

Réagit facilement avec les acides et les oxydes d'acide. Étant une base assez forte, elle peut également réagir avec les sels, mais seulement si le résultat est un produit légèrement soluble, par exemple :
Ca(OH)2 + K2SO3 = 2KOH + CaSO3 (calcium, précipite).

En laboratoire, l'hydroxyde de calcium peut être obtenu de plusieurs autres manières. Par exemple, le calcium étant un métal alcalino-terreux très réactif, il réagit facilement avec l’eau, déplaçant l’hydrogène :
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 Cette réaction ne se déroule bien entendu pas aussi violemment que dans le cas des métaux alcalins du premier groupe.

Vous pouvez également obtenir de l'hydroxyde de calcium en mélangeant une solution de l'un de ses sels avec un alcali fort (par exemple, le sodium ou le potassium). Les métaux plus actifs déplacent facilement le calcium, prennent sa place et, par conséquent, lui donnent en retour « leurs » ions hydroxyde. Par exemple:
2KOH + CaSO4 = Ca(OH)2 + K2SO4
2NaOH + CaCl2 = 2NaCl + Ca(OH)2

Conseil utile

L'hydroxyde de calcium est largement utilisé, principalement dans les travaux de réparation et de construction, comme composant du plâtre, du ciment, des mortiers, ainsi que dans la production d'engrais et d'eau de Javel. Utilisé dans l'industrie du cuir, comme agent de tannage, dans l'industrie des pâtes et papiers, etc. Il est bien connu des jardiniers comme composant de la « bouillie bordelaise », utilisée dans la lutte contre divers ravageurs des plantes. Utilisé comme additif alimentaire.

L'oxyde de calcium est de la chaux vive ordinaire. Mais malgré sa simplicité, cette substance est très largement utilisée dans les activités économiques. De la construction, comme base pour le ciment à la chaux, à la cuisine, comme additif alimentaire E-529, l'oxyde de calcium a des applications. Tant industriellement qu'à la maison, l'oxyde de calcium peut être obtenu à partir du carbonate de calcium par décomposition thermique.

Tu auras besoin de

• Carbonate de calcium sous forme de calcaire ou de craie. Creuset en céramique pour recuit. Chalumeau au propane ou à l'acétylène.

Instructions

Remplissez le creuset de recuit de carbonate de calcium broyé. Ne remplissez pas complètement le creuset, car lorsque du dioxyde de carbone est libéré, une partie de la substance peut être rejetée. Remplissez le creuset au tiers environ ou moins.

Commencez à chauffer le creuset. Installez-le et sécurisez-le bien. Chauffez le creuset doucement de différents côtés pour éviter sa destruction due à une dilatation thermique inégale. Continuez à chauffer le creuset sur le brûleur à gaz. Après un certain temps, la réaction de décomposition thermique du carbonate de calcium commencera.

Attendez la fin de la réaction de décomposition thermique. Pendant la réaction, les couches supérieures de la substance dans le creuset peuvent ne pas bien se réchauffer. Ils peuvent être mélangés plusieurs fois avec une spatule en acier.

L'hydroxyde de calcium est une substance chimique à base forte. Quelles sont ses caractéristiques et propriétés chimiques seront discutées dans cet article.

Caractéristiques de l'hydroxyde de calcium

L'hydroxyde de calcium cristallin est une poudre blanche qui se décompose lorsqu'elle est chauffée, mais qui est pratiquement insoluble dans l'eau. La formule de l'hydroxyde de calcium est Ca(OH) 2. Sous forme ionique, l'équation de formation de l'hydroxyde de calcium ressemble à ceci :

Riz. 1. Équation pour la formation d'hydroxyde de calcium.

L'hydroxyde de calcium a d'autres noms : chaux éteinte, lait de chaux, eau de chaux

La masse molaire de l'hydroxyde de calcium est de 74,09 g/mol. Cela signifie que 74,09 g/mol d'hydroxyde de calcium contiennent 6,02*10^23 atomes ou molécules de cette substance.

L'hydroxyde de calcium est utilisé pour le blanchiment à la chaux dans la construction, la désinfection des troncs d'arbres, dans l'industrie sucrière, pour le tannage du cuir et pour la production d'eau de Javel. Un mélange pâteux de chaux éteinte avec du ciment et du sable est utilisé dans la construction.

Riz. 2. Hydroxyde de calcium.

Propriétés chimiques de l'hydroxyde de calcium

L'hydroxyde de calcium, comme toutes les bases, réagit avec les acides :

Ca(OH) 2 (hydroxyde de calcium) + H 2 SO 4 (acide sulfurique) = CaSo 4 (sel - sulfate de calcium) + 2H 2 O (eau).

L'hydroxyde de calcium est également capable de former des composés avec le dioxyde de carbone. Une solution de cette substance dans l'air devient trouble, car l'hydroxyde de calcium, comme d'autres bases fortes, réagit avec le dioxyde de carbone dissous dans l'eau :

Ca(OH) 2 +CO 2 (hydroxyde de calcium)=CaCO 3 (carbonate de calcium)+H 2 O (eau)

Lorsqu'il est chauffé à 400 degrés, l'hydroxyde de calcium réagit avec le monoxyde de carbone :

Ca(OH) 2 (hydroxyde de calcium) + CO (monoxyde de carbone) = CaCO 3 (carbonate de calcium) + H 2 (hydrogène).

L'hydroxyde de calcium peut réagir avec les sels, entraînant la formation d'un précipité :

Ca(OH) 2 (hydroxyde de calcium) + Na 2 SO 3 (sulfite de sodium) = CaSO 3 (sulfite de calcium) + 2NaOH (hydroxyde de sodium).

À une température de 520 à 580 degrés, l'hydroxyde de calcium est susceptible de se décomposer. En conséquence, de l'oxyde de calcium et de l'eau se forment :

Riz. 3. Chaux éteinte.

Ca(OH) 2 (hydroxyde de calcium) = CaO (oxyde de calcium) + H 2 O (eau).

L'hydroxyde de calcium est produit par une réaction chimique de l'oxyde de calcium (chaux vive) avec de l'eau. Ce processus est appelé « extinction de la chaux ». L’équation de la réaction d’extinction à la chaux est la suivante :

CaO (oxyde de calcium) + H 2 O (eau) = Ca (OH) 2 (hydroxyde de calcium).

Qu'avons-nous appris ?

L'hydroxyde de calcium est une base forte, légèrement soluble dans l'eau. Comme tout élément chimique, il possède un certain nombre de propriétés : il est capable de réagir avec le dioxyde de carbone, les sels et se décompose également à haute température. L'hydroxyde de calcium est utilisé dans la construction et l'industrie.

L'hydroxyde de calcium, ou chaux éteinte comme on l'appelle traditionnellement, est un composé inorganique de formule chimique Ca(OH)2.

Il est possible de produire de l'hydroxyde de calcium à l'échelle industrielle en mélangeant de l'oxyde de calcium avec de l'eau, un processus appelé extinction.

Dans des conditions de laboratoire, l'hydroxyde de calcium peut être obtenu en mélangeant une solution aqueuse de chlorure de calcium et d'hydroxyde de sodium. Sous forme minérale, l'hydroxyde de calcium se retrouve dans certaines roches volcaniques, plutoniques et métamorphiques. L'hydroxyde de calcium est également produit par la combustion du charbon.

L'hydroxyde de calcium se retrouve en excès dans les eaux agressives, qui peuvent dissoudre les roches.

Applications de l'hydroxyde de calcium

L'hydroxyde de calcium est largement utilisé dans la production de matériaux de construction tels que les mortiers de chaux, de plâtre et de gypse. Il est utilisé comme substitut peu coûteux des alcalis sous forme de bouillies (lait de chaux) qui sont utilisées dans les tanneries pour épiler les peaux, ainsi que dans la production de sucre et pour blanchir les troncs d'arbres.

L’eau de chaux est une solution aqueuse saturée et blanche d’hydroxyde de calcium. Les propriétés antiacides de l’hydroxyde de calcium sont utilisées en médecine pour traiter les brûlures acides.
Une propriété utile de l'hydroxyde de calcium est sa capacité à agir comme un floculant qui purifie les eaux usées des particules en suspension et colloïdales. Il est également utilisé pour augmenter le pH de l’eau, car dans sa forme originale, l’eau contient des acides qui peuvent corroder les tuyaux de plomberie.

L'hydroxyde de calcium est également largement utilisé dans des industries telles que :

• Construction de routes - pour améliorer la qualité des sols en terre ;
• Production de métaux : de l'hydroxyde de calcium est introduit dans le flux de gaz d'échappement pour neutraliser les acides tels que les fluorures et les chlorures avant leur rejet dans l'atmosphère ;
• Dans l'industrie du raffinage du pétrole - pour la production d'additifs pétroliers ;
• Dans l'industrie chimique - pour la production de stéarate de calcium ;
• Dans l'industrie pétrochimique - pour la production d'huiles solides de divers types ;
• Production de conservateurs antifongiques et antimicrobiens – pour le stockage des légumes dans les hangars.

L'hydroxyde de calcium est utilisé comme additif à l'eau de mer pour réduire le CO2 atmosphérique et atténuer l'effet de serre.

L'hydroxyde de calcium est également utilisé comme alternative naturelle aux insecticides, efficace dans la lutte contre les tiques, les puces, les coléoptères et leurs faces.

Dans la construction, l'hydroxyde de calcium est utilisé pour blanchir les clôtures en bois et enduire les chevrons afin de protéger les matériaux de la pourriture et du feu, ainsi que pour préparer le béton silicaté et le mortier de chaux.

L'hydroxyde de calcium est également utilisé dans la fabrication de caoutchouc dur, d'eau de Javel, de mélanges en réservoir, de crèmes dépilatoires et de garnitures de frein.

La propriété de l'hydroxyde de calcium de réduire la résistivité du sol est utilisée dans la construction de centres de mise à la terre pour l'électrotechnique.

En dentisterie, l'hydroxyde de calcium est utilisé comme désinfectant pour les canaux radiculaires.

Dans l'industrie agroalimentaire, l'hydroxyde de calcium est utilisé en excès comme additif alimentaire E526, qui est ajouté lors de la production :

• Canne à sucre;
• Boissons alcoolisées et non alcoolisées ;
• Travailleurs de l'énergie ;
• Jus de fruits;
• Nourriture pour bébés;
• Concombres marinés;
• Sel de table;
• Confiseries et friandises ;
• Produits à base de cacao;
• Tortillas de mais;
• Produits à base de farine et produits de boulangerie.

En Espagne, l'hydroxyde de calcium est utilisé pour préparer la mamaliga, car on pense qu'il favorise une meilleure absorption du plat.

Les tribus amérindiennes utilisent l'hydroxyde de calcium comme ingrédient du Yapu, un tabac psychédélique dérivé des graines de légumineuses de l'espèce Anadenanthera.

En Afghanistan, l'hydroxyde de calcium est utilisé dans la production du tabac Niswar, fabriqué à partir de feuilles de tabac fraîches, d'indigo, de cardamome, de menthol, d'huile, d'hydroxyde de calcium et de cendre de bois. Les résidents afghans utilisent également de l'hydroxyde de calcium comme peinture pour leurs maisons en pisé. Les plus grands consommateurs d'hydroxyde de calcium au monde sont des pays comme l'Afghanistan, le Pakistan, l'Inde, la Suède et la Norvège.

Propriétés de l'hydroxyde de calcium

L'hydroxyde de calcium est constitué de cristaux incolores ou d'une poudre blanche inodore qui, lorsqu'ils sont chauffés à 580°C, se désintègrent en oxyde de calcium et en eau.

La masse molaire de l'hydroxyde de calcium est 74,093 g/mol, densité 2,211 g/cm3, solubilité dans l'eau 0,189 g/100 ml, acidité (pKa) 12,4, indice de réfraction 1,574.

L'hydroxyde de calcium ne se dissout pas dans l'alcool.

Dommages causés par l'hydroxyde de calcium

Lorsque l'hydroxyde de calcium entre en contact avec la peau, de graves irritations, des démangeaisons, des brûlures chimiques et une nécrose cutanée se produisent.

L'ingestion accidentelle d'hydroxyde de calcium entraîne de graves maux de gorge, des brûlures dans la bouche, des douleurs abdominales, des vomissements, des selles sanglantes et une baisse de la tension artérielle. Le pH du sang augmente également et devient trop alcalin, ce qui peut endommager les organes internes.

L'inhalation de poudre d'hydroxyde de calcium par le nez ou la bouche provoque un gonflement de la gorge, ce qui peut restreindre ou rendre la respiration difficile. Si des particules d'hydroxyde de calcium pénètrent dans les poumons, des soins médicaux d'urgence sont nécessaires.

Lorsque l'hydroxyde de calcium pénètre dans les yeux, une perte de vision se produit, accompagnée d'une douleur intense.

Fournir les premiers soins en cas d'intoxication à l'hydroxyde de calcium

Si de l'hydroxyde de calcium a été ingéré, vous devez boire un verre d'eau ou de lait.

Si l'hydroxyde de calcium entre en contact avec votre peau ou vos yeux, rincez soigneusement la peau et les yeux affectés avec beaucoup d'eau pendant au moins 15 minutes.

Si de l'hydroxyde de calcium est inhalé, déplacez-vous immédiatement à l'air frais et appelez une ambulance.

Composé inorganique, alcali calcique. Sa formule est Ca(OH)2. Cette substance étant connue de l'humanité depuis l'Antiquité, elle porte des noms traditionnels : chaux éteinte, eau de chaux, lait de chaux, peluches.

Fluff est une poudre finement moulue. Le lait de chaux est une suspension aqueuse d'alcali, un liquide blanc opaque. L'eau de chaux est une solution aqueuse claire d'alcali, obtenue après filtration du lait de chaux.

La chaux éteinte doit son nom à sa méthode de production : la chaux vive (oxyde de calcium) est versée avec de l'eau (trempée).

Propriétés

Poudre cristalline fine, blanche, inodore. Très peu soluble dans l'eau, insoluble dans l'alcool, facilement soluble dans les acides nitrique et chlorhydrique dilués. Ignifuge et empêche même le feu. Lorsqu'il est chauffé, il se décompose en eau et en oxyde de calcium.

Alcali fort. Il entre dans des réactions de neutralisation avec des acides pour former des sels - carbonates. Lors de l'interaction avec des métaux, de l'hydrogène explosif et inflammable est libéré. Réagit avec les oxydes de carbone (IV) et (II), avec les sels.

La réaction de production d'hydroxyde de calcium par la méthode de «trempe» se produit avec un dégagement important de chaleur, l'eau commence à bouillir, la solution caustique est pulvérisée dans différentes directions - cela doit être pris en compte lors du travail.

Des mesures de précaution

Le contact de particules de poudre sèche ou de gouttes de solution d'hydroxyde de calcium sur la peau provoque des irritations, des démangeaisons, des brûlures chimiques, des ulcères et des douleurs intenses. Les dommages aux yeux peuvent entraîner une perte de vision. L'ingestion de la substance provoque une brûlure de la membrane muqueuse de la gorge, des vomissements, une diarrhée sanglante, une forte diminution de la pression et des dommages aux organes internes. L'inhalation de particules de poussière peut provoquer un gonflement de la gorge qui rend la respiration difficile.

Avant d'appeler une ambulance :
- en cas d'intoxication, faire boire du lait ou de l'eau à la victime ;
- si le produit chimique entre en contact avec les yeux ou sur la peau, les zones endommagées doivent être lavées abondamment à l'eau pendant au moins un quart d'heure ;
- en cas d'inhalation accidentelle du réactif, la victime doit être évacuée de la pièce et avoir accès à l'air frais.

Travaillez avec de l'hydroxyde de calcium dans des endroits bien ventilés en utilisant un équipement de protection : gants en caoutchouc, lunettes de sécurité et respirateurs. Les expériences chimiques doivent être effectuées sous une sorbonne.

Application

Dans l'industrie de la construction, un réactif chimique est ajouté aux solutions de liant, aux solutions de plâtre, de badigeon et de gypse ; sur cette base, des briques silico-calcaires et du béton sont fabriqués ; il est utilisé pour préparer le sol avant la pose des revêtements routiers. Le blanchiment à la chaux des parties en bois des structures et des clôtures leur confère des propriétés ignifuges et les protège de la pourriture.
- Pour la neutralisation des gaz acides en métallurgie.
- Pour la production d'huiles solides et d'additifs pour huiles - dans l'industrie du raffinage du pétrole.
- Dans l'industrie chimique - pour la production d'alcalis de sodium et de potassium, d'eau de Javel (« eau de Javel »), de stéarate de calcium, d'acides organiques.
- En chimie analytique, l'eau de chaux sert d'indicateur de dioxyde de carbone (en l'absorbant, elle se trouble).
- Grâce à l'hydroxyde de calcium, les eaux usées et industrielles sont purifiées ; neutraliser les acides de l'eau entrant dans les systèmes d'approvisionnement en eau pour réduire ses effets corrosifs ; éliminer les carbonates de l’eau (adoucir l’eau).
- Grâce au Ca(OH) 2, les poils sont retirés des peaux lors du tannage.
- Additif alimentaire E526 pour l'industrie agroalimentaire : régulateur d'acidité et de viscosité, durcisseur, conservateur. Il est utilisé dans la production de jus et de boissons, de confiseries et de produits à base de farine, de marinades, de sel et d'aliments pour bébés. Utilisé dans la production de sucre.
- En dentisterie, le lait de chaux est utilisé pour désinfecter les canaux radiculaires.
- Pour le traitement des brûlures acides - en médecine.
- En agriculture : un moyen de régulation du pH des sols ; comme insecticide naturel contre les tiques, les puces et les coléoptères ; pour la préparation du fongicide populaire « bouillie bordelaise » ; pour blanchir les troncs d'arbres contre les parasites et les coups de soleil ; comme médicament antimicrobien et antifongique pour le stockage des légumes dans les entrepôts ; comme engrais minéral.
- L'hydroxyde de calcium réduit la résistance électrique du sol, il est donc utilisé pour traiter le sol lors de l'installation de la mise à la terre.
- Le réactif chimique est utilisé dans la production de caoutchouc dur, de garnitures de frein et de crèmes dépilatoires.

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