С чем взаимодействует cao

Оксид кальция: способы получения и химические свойства

Оксид кальция CaO — бинарное неорганическое вещество . Белый, гигроскопичный. Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при очень высоких температурах. Проявляет основные свойства.

Относительная молекулярная масса M_r = 56,08; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 3,35; t_пл ≈ 2614º C; t_кип = 2850º C.

Способ получения

1. Оксид кальция получается при разложении карбоната кальция при температуре 900 — 1200º C. В результате разложения образуется оксид кальция и углекислый газ:

2. В результате взаимодействия гидрида кальция и кислорода при температуре 300 — 400º С образуется оксид кальция и вода:

3. Оксид кальция можно получить сжиганием кальция в в кислороде при температуре выше 300º С:

2Ca + O₂ = 2CaO

Химические свойства

1. Оксид кальция реагирует с простыми веществами :

Оксид кальция реагирует с углеродом (коксом) при температуре 1900 — 1950º С и образует угарный газ и карбид кальция:

CaO + 3C = CaC₂ + CO

2. Оксид кальция взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Оксид кальция взаимодействует с кислотами:

2.1.1. О ксид кальция с разбавленной соляной кислотой образует хлорид кальция и воду:

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

2.1.2. Оксид кальция вступает во взаимодействие с разбавленной плавиковой кислотой с образованием фторида кальция и воды:

CaO + 2HF = CaF₂↓ + H₂O

2.1.3. Оксид кальция вступает в реакцию с разбавленной фосфорной кислотой, образуя фосфат кальция и воду:

2.2. Оксид кальция реагирует с оксидами:

2.2.1. Оксид кальция при комнатной температуре реагирует с углекислым газом с образованием карбоната кальция:

CaO + CO₂ = CaCO₃

2.2.2. Взаимодействуя с оксидом кремния при 1100 — 1200º С оксид кальция образует силикат кальция:

CaO + SiO₂ = CaSiO₃

2.3. Оксид кальция взаимодействует с водой при комнатной температуре, образуя гидроксид кальция:

Источник

Оксид кальция. Свойства и меры предосторожности

Оксид кальция — неорганическое соединение с формулой CaO. В литературе также можно встретить такие его названия, как негашеная известь, окись кальция, жженая известь, кирабит, «кипелка».

Негашеная известь называется так для отличия от гашеной извести, когда при соединении оксида кальция с водой проходит бурная реакция — известь «гасится» водой. Получается гашеная известь Ca(OH)2, востребованная во многих областях.

Жженой известью реактив называют с отсылкой на способ получения: известь (карбонат кальция CaCO3) обжигают до тех пор, пока она не начинает разлагаться, в результате чего получается жженая известь (окись кальция).

Обычно негашеной или жженой известью называют техническую квалификацию реактива.

Получить окись кальция можно разными методами.
• Промышленный способ описан выше: разложением известняка CaCO3 при нагревании.
• Разложением при нагревании гидроокиси кальция или солей кальция (солей определенных кислот, содержащих кислород). Например, разложением нитрита кальция Ca(NO3)2 получают CaO высокой чистоты.
• Прямым окислением (сжиганием) кальция в воздухе.

Полнолицевая маска «ЗМ» серии 6900	Кальций окись «ч»	Перчатки «Неотоп» химостойкие (Ansell) (9,5-10)

Свойства

Реагент представляет собой порошкообразное вещество белого или сероватого цвета без запаха. Структура кристаллов подобна структуре поваренной соли. Реактив гигроскопичен, поглощает из воздуха влагу и углекислый газ. Хорошо растворяется в глицерине, не растворяется в этиловом спирте. В воде не растворяется, а вступает с ней в химическую реакцию. Не горит. Токсичен.

С химической точки зрения очень активное соединение, осно́вный оксид. Реагирует с водой с образованием щелочи Ca(OH)2 и выделением большого количества тепла. В реакции с кислотами и кислотными оксидами образует соли. Взаимодействует с углеродом (получается карбид CaC2). Вступает в реакцию с метиловым спиртом, оксидами металлов, с металлами, с хлором, бромом и другими галогенами, углекислым газом, серой, фосфором, кремнием и многими другими веществами.

Меры предосторожности

Негашеная известь — едкое вещество, которое относится ко 2-му (высокоопасному) классу веществ. Особенно опасно смешивать оксид с водой. Во-первых, можно обжечься; во-вторых, образующаяся щелочь разъедает кожу. Но даже без воды оксид действует на кожу как щелочь: вытягивает влагу из кожи, разрушает белки, омыляет жиры, вызывает химический ожог.

Опасность представляют известковая пыль, ее пары и аэрозольные частицы. Они попадают в органы дыхания, вызывая раздражение и кашель. При попадании в легкие могут вызвать пневмонию. Проглатывание оксида кальция вызывает ожог пищевода и желудка.

Очень опасен реактив для слизистых носа и особенно глаз. Способен вызвать язвы слизистой носа и даже прободение носовой перегородки.

Пострадавшему от контакта с химикатом обязательно следует вызвать скорую помощь. До приезда скорой нужно хорошо промыть место поражения: кожу, глаза, пищевод.

При работе с оксидом кальция (как на производствах, так и в быту) следует использовать защитную одежду; респиратор; очки; перчатки, стойкие к щелочам. На предприятиях обязательно контролируют ПДК реактива в воздухе. Рабочее место должно располагаться в помещении с общей принудительной вентиляцией. Места высокого риска пыления дополнительно снабжаются локальной вытяжной вентиляцией.

Хранят реактив в герметичной упаковке (многослойные ламинированные бумажные мешки), на сухих крытых складах с хорошей механической вентиляцией, при комнатной температуре. Реактив несовместим с водой, фтором, сильными кислотами.

В лабораториях работы следует проводить в вытяжном шкафу. Хранят реактив в герметичных стеклянных или пластиковых сосудах с обязательными предупреждающими этикетками.

Источник

Химические свойства основных оксидов

Химические свойства основных оксидов

Подробно про оксиды, их классификацию и способы получения можно прочитать здесь.

1. Взаимодействие с водой. С водой способны реагировать только основные оксиды, которым соответствуют растворимые гидроксиды (щелочи). Щелочи образуют щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий и цезий) и щелочно-земельные (кальций, стронций, барий). Оксиды остальных металлов с водой химически не реагируют. Оксид магния реагирует с водой при кипячении.

CuO + H₂O ≠ (реакция не идет, т.к. Cu(OH)₂ — нерастворимый гидроксид)

2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами. При взаимодействии основным оксидов с кислотами образуется соль этой кислоты и вода. При взаимодействии основного оксида и кислотного образуется соль:

основный оксид + кислота = соль + вода

основный оксид + кислотный оксид = соль

При взаимодействии основных оксидов с кислотами и их оксидами работает правило:

Хотя бы одному из реагентов должен соответствовать сильный гидроксид (щелочь или сильная кислота).

Иными словами, основные оксиды, которым соответствуют щелочи, реагируют со всеми кислотными оксидами и их кислотами. Основные оксиды, которым соответствуют нерастворимые гидроксиды, реагируют только с сильными кислотами и их оксидами (N₂O₅, NO₂, SO₃ и т.д.).

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами.

При взаимодействии основных оксидов с амфотерными образуются соли:

основный оксид + амфотерный оксид = соль

CuO + Al₂O₃ ≠ (реакция не идет, т.к. Cu(OH)₂ — нерастворимый гидроксид)

Амфотерные гидроксиды при нагревании разлагаются, поэтому реагировать с основными оксидами фактически не могут.

4. Взаимодействие оксидов металлов с восстановителями.

При оценке окислительно-восстановительной активности металлов и их ионов можно использовать электрохимический ряд напряжений металлов:

Восстановительные свойства (способность отдавать электроны) у простых веществ-металлов здесь увеличиваются справа налево, окислительные свойства ионов металлов — увеличиваются наоборот, слева направо. При этом некоторые ионы металлов в промежуточных степенях окисления могут проявлять также восстановительные свойства (например ион Fe 2+ можно окислить до иона Fe 3+ ).

Более подробно про окислительно-восстановительные реакции можно прочитать здесь.

Таким образом, ионы некоторых металлов — окислители (чем правее в ряду напряжений, тем сильнее). При взаимодействии с восстановителями металлы переходят в степень окисления 0.

4.1. Восстановление углем или угарным газом.

Углерод (уголь) восстанавливает из оксидов до простых веществ только металлы, расположенные в ряду активности после алюминия. Реакция протекает только при нагревании.

FeO + C = Fe + CO

Активные металлы, расположенные в ряду активности левее алюминия, активно взаимодействуют с углеродом, поэтому при взаимодействии их оксидов с углеродом образуются карбиды и угарный газ:

CaO + 3C = CaC₂ + CO

Угарный газ также восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные после алюминия в электрохимическом ряду:

CuO + CO = Cu + CO₂

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Реакция с водородом протекает только в жестких условиях – под давлением и при нагревании.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

4.3. Восстановление более активными металлами (в расплаве или растворе, в зависимости от металла)

При этом более активные металлы вытесняют менее активные. То есть добавляемый к оксиду металл должен быть расположен левее в ряду активности, чем металл из оксида. Реакции, как правило, протекают при нагревании.

3ZnO + 2Al = Al₂O₃ + 3Zn

но не взаимодействует с медью:

ZnO + Cu ≠

Восстановление металлов из оксидов с помощью других металлов — это очень распространенный процесс. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al₂O₃ + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

4.4. Восстановление аммиаком.

Аммиаком можно восстанавливать только оксиды неактивных металлов. Реакция протекает только при высокой температуре.

3CuO + 2NH₃ = 3Cu + 3H₂O + N₂

5. Взаимодействие оксидов металлов с окислителями.

Источник

Оксид кальция

Оксид кальция, негашеная известь (рус. Известь негашеная; англ. Quicklime; нем. Ungelöschter Kalk) — неорганическая бинарное соединение кальция и кислорода состава CaO. Вяжущее минеральная кристаллическая тугоплавкий вещество белого цвета. Температура плавления 2585 ° С. Проявляет сильные основные свойства.

В технике оксид кальция называют обычно негашеной или жженым известью. Последнее название происходит от способа его получения: прожарки, или «выжигания» известняка. Получают путем обжига известняка, мела и других карбонатных пород. Процесс ведут при низких температурах разложения карбоната кальция.

Распространение в природе

Оксид кальция является одной из самых распространенных соединений в природе. Он часто встречается в составе природных карбонатов, параллельно с оксидом магния. Основными соединениями, из которых добывают CaO является кальцит, мрамор, известняк, арагонит, доломит и многие другие.

Химические свойства

С водой оксид кальция реагирует очень энергично, с выделением значительного количества тепла и образованием гидроксида кальция:

Реакцию взаимодействия оксида кальция с водой в технике называют «гашением» извести, а продукт реакции — гидроксид кальция — гашеной известью.

CaO проявляет сильные основные свойства: взаимодействует с кислотами и кислотными оксидами (в частности, активно поглощает углекислый газ из воздуха), с амфотерными оксидами:

Кальций подвергается восстановлению из оксида алюминием и коксом:

Получение

Производство в промышленности

Негашеная известь (оксид кальция) получают прокаливанием (выжиганием) известняка или мела. Карбонат кальция начинает разлагаться при 850 ° С. Чем выше температура, тем быстрее идет расписание. Но выше 1200 ° С примеси, у известняка, начинают обплавлятися, и это затрудняет процесс разложения. Поэтому «выжигания» известняка проводят при 1000-1200 ° С.

Процесс «выжигания» осуществляют в вертикальных шахтных печах, облицованных изнутри огнеупорным кирпичом. Шихту, то есть смесь известняка и кокса, загружают в печь через верхнее отверстие. Куски известняка и кокса делают такими, чтобы их диаметр был около 10 см. Тогда воздух и топочные газы легко проходят сквозь шихту, и известняк разлагается равномерно по всей массе.

Горячие газы, возникающие при горении топлива и расписании известняка, поднимаясь вверх, постепенно охлаждаются, нагревая шихту. Жженое известь опускается в нижнюю часть печи, где охлаждается воздухом, подаваемым снизу.

Получение в лаборатории

Синтез оксида кальция можно провести сожжением металлического кальция или его гидрида:

Другим вариантом является термическое разложение оксигенвмисних соединений кальция:

Применение

Известь очень широко применяется в строительном деле, а также в химической промышленности для получения хлорной извести. Ежегодная мировая добыча извести составляет сотни миллионов тонн.

В строительстве используют гашеная известь, то есть гидроксид кальция. С этой целью негашеная известь обрабатывают водой. При этом пористые куски оксида кальция (негашеной извести) жадно поглощают воду и реагируют с ней с выделением значительного количества тепла. В результате часть воды испаряется, а оксид кальция превращается в рыхлую массу гидроксида кальция (гашеной извести), которую называют пушонкой. При избытке воды гашеная известь образуется в виде тестообразной массы.

Источник

Гидроксид кальция: способы получения и химические свойства

Гидроксид кальция Ca(OH)₂ — неорганическое соединение. Белый, при нагревании разлагается без плавления. Проявляет основные свойства.

Относительная молекулярная масса M_r = 74,09; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,08.

Способы получения

1. Гидроксид кальция получают в результате взаимодействия гидрида кальция и воды , на выходе образуется водород и гидроксид кальция :

2 . При взаимодействии кальция с водой при комнатной температуре образуется гидроксид кальция и водород:

3. Оксид кальция при взаимодействии с водой при комнатой температуре образует гидроксид кальция:

Качественная реакция

Химические свойства

1. Гидроксид кальция вступает в реакцию с простыми веществами :

1.1. Холодный гидроксид кальция (суспензия) взаимодействует с хлором и образует гипохлорит кальция, хлорид кальция и воду:

если с хлором реагирует горячий гидроксид кальция (суспензия), то в итоге образуется хлорат кальция, хлорид кальция и вода:

2. Гидроксид кальция взаимодействует со сложными веществами :

2.1. Гидроксид кальция реагирует с кислотами:

2.1.1. В результате реакции между гидроксидом кальция и разбавленной соляной кислотой образуется хлорид кальция и вода:

2.1.2. Гидроксид кальция взаимодействует с серной кислотой, образуя сульфат кальция и воду:

2.1.3. В результате взаимодействия гидроксида кальция и разбавленной фосфорной кислоты образуется фосфат кальция и вода:

2.2. Гидроксид кальция взаимодействует с оксидами:

2.2.1. В результате взаимодействия гидроксида кальция и углекислого газа образуется карбонат кальция и вода:

если с углекислым газом реагирует карбонат кальция в виде суспензии, то образуется гидрокарбонат кальция в растворе:

если с оксидом серы (IV) взаимодействует гидроксид кальция в виде суспензии, то на выходе происходит образование гидросульфита кальция в растворе:

2.4. Гидроксид кальция реагирует с солями :

Ca(OH)₂ + 2NaClO = Ca(ClO)₂↓ + 2NaOH

2.5. Гидроксид кальция взаимодействует с пероксидом водорода при 40 — 50º С с образованием пероксида кальция и воды:

3. Гидроксид кальция разлагается при температуре 520 — 580º С, образуя на выходе оксид кальция и воду:

Источник