氧化鈣

{{chembox
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| ImageFile = Calcium-oxide-3D-vdW.png
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| ImageName = Calcium oxide
| ImageFile1 = Calcium oxide powder.JPG
| IUPACName = Calcium oxide
| OtherNames = 生石灰
| SystematicName =
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| Section2 =
| Section3 =
| Section4 =
| Section5 = {{Chembox Thermochemistry
| DeltaHf = −635 kJ·mol−1
| Entropy = 40 J·mol−1·K−1
| REL = TWA 2mg/m3:
:\rm CaO+H_2O \rightarrow Ca(OH)_2
氧化钙也可以和酸反应,生成相应的钙盐,例如:
:\rm CaO+2H^+ \rightarrow Ca^{2+} +H_2O
例如氧化钙和鹽酸反应,會生成氯化鈣:
:\rm CaO+2HCl \rightarrow CaCl_2+H_2O
将氧化鈣和碳一起在电炉中共热至攝氏2000度,生成碳化钙(电石):
:\rm CaO+3C \rightarrow CaC_2+CO

製備
氧化钙通常是石灰窑中含有碳酸钙 CaCO3 的材料(例如石灰石或贝壳)的热分解反应而成的。这需要 以上的温度。这一过程被称为煅燒,把碳酸钙分解成二氧化碳和氧化钙。這也是少數史前已為人所知的化學反應。
: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

这些氧化钙并不稳定,冷却后会和空气中的二氧化碳自发反应,变回碳酸钙,除非用水消解以形成或。

全球氧化钙的年产量约为 2.83 亿吨。中国是迄今为止世界上最大的生产国,每年总产量约为 1.7 亿吨。美国位居第二,每年约 2000 万吨。

每生产 1吨氧化钙大约需要 1.8 吨石灰石。氧化钙对水有很高的亲和力,是比硅胶更有效的干燥剂。这与氧化钙和水的反应体积增加至少 2.5 倍有关。

用处
(石灰熟化),温度可以上升到 。]]

  • 氧化钙的主要用处是 (BOS) 。在一吨钢中,需要用 的氧化钙。氧化钙和酸性氧化物,例如 SiO2、Al2O3和Fe2O3中和,形成碱性熔渣。

::CaO (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (aq) (ΔHr = −63.7kJ/mol of CaO)
: 当氧化钙水解时,会放热并膨胀。一升水可以和约 的氧化钙反应,形成氢氧化钙和 3.54 MJ的能量。这个反应可用于提供方便的便携式热源,用于自热食品。有一些公司在销售使用这种加热方法的烹饪套件。

  • 氧化钙也是一种食品添加剂,用作酸度调节剂、面粉处理剂和发酵剂。它的E编码为 E529
  • 当氧化钙被加热到 时,会散发出强烈的光芒。这种照明形式被称为,并在电灯发明之前广泛用于戏剧作品中。
  • 氧化钙是水泥的关键成分。
  • 氧化钙是一种廉价且广泛使用的碱。大约 50% 的氧化钙在使用前会先转化成氢氧化钙。氧化钙和氢氧化钙都用于处理饮用水。这种一直被使用到 19 世纪后期。
  • 在烟气脱硫的过程中,可以使用氧化钙的固体喷雾剂或浆液从废气流中去除二氧化硫。
  • 历史上,人们错误地认为氧化钙可以有效加速尸体的分解。事实上,氧化钙可以保存尸体。氧化钙可以消除分解过程产生的恶臭,这可能导致人们得出错误的结论的原因。

作为武器
公元前 80 年,罗马将军塞多留部署了令人窒息的苛性石灰云来击败西班牙的 Characitani,后者在人迹罕至的洞穴中避难。公元 178 年,中国使用类似的粉尘来平息农民武装起义,他们用装有风箱的石灰战车将氧化钙粉末吹向人群。

氧化钙被认为是希腊火的组成成分。氧化钙遇水会产生 的高温,并点燃燃料。

大卫·休谟在他的《英格兰史》中叙述了亨利三世统治初期,英国海军用生石灰使敌方舰队失明,摧毁了一支入侵的法国舰队。生石灰可能已用于中世纪的海战。

危险性
由于氧化钙与水剧烈反应,当吸入或接触潮湿的皮肤或眼睛时,会引起严重的刺激。吸入氧化钙可能导致咳嗽、打喷嚏和呼吸困难,然后可能会演变成烧伤,伴有鼻穿孔、腹痛、恶心和呕吐。虽然氧化钙不被认为是火灾隐患,但它与水的反应会释放足够的热量,足以点燃可燃物。

天然存在
氧化钙天然存在于生石灰矿中,不过它在湿气下不稳定,会迅速变成熟石灰(氫氧化鈣,化學式Ca(OH)2,俗稱羟钙石)。

参考资料

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