氢氧化钙
简介
氢氧化钙是一种白色粉末或晶体,化学式为Ca(OH)2。它也被称为熟石灰、消石灰、建筑石灰、酸洗石灰、苛性石灰等。氢氧化钙的饱和溶液被称为石灰乳。它被用于污水处理、调节土壤pH值、食品工业、果汁、杀菌剂、造纸、医疗等方面。它是通过水合氧化钙生产的,并具有许多应用,如消毒剂、pH调节剂、动物饲料添加剂、制糖工业和水处理。
什么是氢氧化钙?
氢氧化钙在结晶形式下无色无味,在细粉形式下呈白色。它是一种无机化合物,由氧化钙与水反应得到。这是一个放热反应。它是通过石灰石(即碳酸钙)的热分解产生的,然后氧化钙与水反应生成氢氧化钙。反应过程中释放的能量足以使水蒸发。
$$\mathrm{CaCo_3 → CaO + CO_2}$$
$$\mathrm{CaO + H_2 O → Ca(OH)_2+65.2\: KJ\: 能量.}$$
碳酸钙循环
Peter Bell,石灰循环,CC BY-SA 3.0
氢氧化钙解释
氢氧化钙用化学式Ca(OH)_2表示。其中,钙离子Ca^(2+)和两个氢氧根离子OH^-通过离子键结合在一起。它也可以通过氯化钙水溶液与氢氧化钠反应制备。
$$\mathrm{CaCl_2+2NaOH → Ca(OH)_2+ 2NaCl}$$
氢氧化钙
氢氧化钙的性质
氢氧化钙是一种无机化合物。氢氧化钙的浓溶液称为石灰乳或石灰水。
性质 | 属性 |
---|---|
IUPAC名称 | 氢氧化钙 |
俗名 | 石灰乳、熟石灰、酸洗石灰、方解石、氢氧化钙等。 |
结构 | 六方晶体 |
物理性质
物理性质 | 属性 |
---|---|
外观 | 白色粉末 |
气味 | 无味 |
密度 | 2.211 g/cm3 |
熔点 | 580oC |
溶解度 | 微溶于水,但可溶于酸、甘油,不溶于乙醇。 |
摩尔质量 | 74.09 g/mol |
味道 | 略苦 |
化学性质
氢氧化钙的化学性质如下。
与二氧化碳反应 - 当氢氧化钙在二氧化碳存在下反应时,由于碳酸钙的形成并释放水,会变浑浊。这被称为碳酸化反应。
$$\mathrm{Ca(OH)_2+ CO_2 → CaCO_{3}+ H_2 O}$$
氢氧化钙的分解 - 当在512oC下加热时,它会分解成氧化钙和水。
$$\mathrm{Ca(OH)_2 → CaO + H_2 O}$$
Ca(OH)2在水中的悬浮液称为石灰乳。氢氧化钙微溶于水,在20oC时约为100克水中0.16克。其在水中的溶解度随着温度的升高而降低。
为什么氢氧化钙在水中溶解度较低?
氢氧化钙在水中溶解度较低。氢氧化钙是由小的氢氧根阴离子OH-和小的钙阳离子Ca2+形成的,它们都是小离子。小离子比一个小离子和大离子结合得更牢固。打破由一个小离子和一个大离子形成的化合物比较容易。氢氧化钙中存在的键是离子键,这是由于熟石灰的尺寸较小。它像共价键一样强,因此不容易解离。另一个原因是由于氢氧根离子晶格能的降低,它不容易溶解在水中。
氢氧化钙的用途
氢氧化钙用于各种商业用途,如食品、糖类、强化果汁、药用等。一些用途如下。
氢氧化钙在制备氨气的用途,
$$\mathrm{2NH_4 Cl + Ca(OH)_2 → 2NH_3+CaCl_2+2H_2}$$
它用作造纸工业中制浆过程中制备氢氧化钠的中间体。
它用作果园作物生产中的杀菌剂。
在污水和水处理中,它用作絮凝剂。它形成固体,有助于去除水中的小颗粒。
它也用作pH校正剂,以降低土壤中的酸度。
它用作泡菜中的腌制剂,使黄瓜或蔬菜更加爽脆。
它也用于医疗目的,如根管治疗中用于封顶和填充。
它广泛应用于皮革工业,用于去除动物皮毛。
美洲原住民的用途
在美洲,氢氧化钙在阿兹特克语中被称为nextli。它在那里用于nixtamalization过程,即玉米与氢氧化钙一起煮熟以形成nixtamal或玉米糁。此过程增加了玉米中烟酸(维生素B3)的含量。它提高了它的营养价值,并使其更容易消化。
Nixtamal用于制作面粉,这种面粉被称为Masa,玉米饼和玉米粽都是用它制成的。
在美国,它与古柯叶一起咀嚼,由于其高碱性值,可以增加古柯叶的吸收。
它也与美洲原住民部落的烟草叶一起咀嚼,以增强其效果。
结论
我们已经了解到,氢氧化钙是一种无机、无味、无色、无味的固体。它是碱性的,并且具有很高的pH值。它广泛用于食品工业、造纸和皮革工业以及医疗领域。它用作填充物来填充牙齿中的空洞,并在根管治疗过程中使用。它也用于食品工业,如强化果汁、婴儿奶粉、清除盐水以及处理酒精和软饮料中使用的水。在美洲,它被用来制备nixtamal,并与烟草叶一起咀嚼以增强营养和风味。
常见问题
1. 如果摄入过量的氢氧化钙会发生什么?
如果您摄入了过量的氢氧化钙,可能会导致严重的健康问题,如呼吸困难、高血压、内出血、骨骼肌麻痹和内脏衰竭。
2. 氢氧化钙的pH值是多少?
氢氧化钙的pH值为12.8,呈碱性。它是一种强碱。
3. 氢氧化钙在维持土壤pH值方面起什么作用?
它用作土壤中的pH校正剂。它溶解在水中,然后洒在土壤表面,从而降低土壤酸度并维持土壤pH值。
4. 什么是波特兰水泥?
波特兰水泥由四种成分组成:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铝铁石英四钙以及少量的游离石灰和氧化镁。
5. 氢氧化钙如何在制糖工业中使用?
氢氧化钙用于制糖工业中的碳酸化过程。它被添加到未经处理的糖溶液中,去除杂质并提高溶液的稳定性。