Oxidul de calciu (CaO) Structura, proprietăți și utilizări

oxid de calciu (CaO) este un compus anorganic care conține calciu și oxigen în forme ionice (nu trebuie confundat cu peroxidul de calciu, CaO₂). La nivel global este cunoscută sub numele de var, un cuvânt care desemnează orice compus anorganic care conține carbonați, oxizi de calciu și hidroxizi, precum și alte metale precum siliciul, aluminiu și fierul.

Acest oxid (sau var) sunt de asemenea denumite colocvial ca nestins sau var stins, în funcție de faptul dacă este sau nu hidratat. Varul este oxid de calciu, în timp ce varul de ars este hidroxidul său. La rândul său, calcarul (piatră de var sau var cald) este de fapt o rocă sedimentară compusă în principal din carbonat de calciu (CaCO₃). 

Este una dintre cele mai mari surse naturale de calciu și constituie materia primă pentru producerea de oxid de calciu. Cum se produce acest oxid? Carbonații sunt susceptibili la descompunerea termică; încălzirea carbonaților de calciu la temperaturi de peste 825 ° C, conduc la formarea de var și dioxid de carbon.

Instrucțiunea de mai sus poate fi descrisă după cum urmează: CaCO₃(s) → CaO (s) + CO₂(G). Deoarece scoarța terestră este bogat în calcar și calcit și oceane și plajele sunt scoicile abundente (materii prime pentru producerea de oxid de calciu), oxid de calciu un reactiv relativ ieftin.

index

• 1 Formula
• 2 Structura
• 3 Proprietăți
  • 3.1 Solubilitate
• 4 Utilizări
  • 4.1 Ca mortar
  • 4.2 În producția de ochelari
  • 4.3 În minerit
  • 4.4 Ca agent de îndepărtare silicat
• 5 Nanoparticule de oxid de calciu
• 6 Referințe

formulă

Formula chimică a oxidului de calciu este CaO, în care calciul este ca ionul acid (acceptor de electroni) Ca²⁺, și oxigenul ca ion de bază (donor de electroni) OR^2--.

De ce calciu are încărcare +2? Deoarece calciu aparține grupului 2 din tabelul periodic (dl Becambara), și numai doi electroni de valență disponibilă pentru formarea legăturii, care produce la atomul de oxigen.

structură

În imaginea superioară este reprezentată structura cristalină (tip gemstone) pentru oxidul de calciu. Sferele roșii voluminoase corespund ionilor de Ca²⁺ și sferele albe la ionii O^2-.

În acest aranjament cristal de cristal, fiecare ion Ca²⁺ este înconjurat de șase ioni O^2-, închise în găurile octaedrice lăsate de ionii mari între ele.

Această structură exprimă caracterul maxim ionic al oxidului, deși diferența semnificativă a razelor (sfera roșie este mai mare decât alb) dă o energie de rețea cristalină mai slabă în comparație cu MgO.

proprietăţi

Fizic, este un alb cristalin interacțiuni electrostatice solide, inodore și puternice, care sunt responsabile pentru punctele lor de topire ridicat (2572 ° C) și fierbere (2850 ° C). În plus, are o greutate moleculară de 55,958 g / mol și proprietatea interesantă de a fi termoluminiscente.

Aceasta înseamnă că o bucată de oxid de calciu expusă la o flacără poate străluci cu o lumină albă intensă, cunoscută în limba engleză cu numele lumină reflectorului, sau în spaniolă, calciu luminos. Ca ionii²⁺, în contact cu focul, provoacă o flacără roșiatică, așa cum se arată în imaginea de mai jos.

solubilitate

CaO este un oxid de bază care are o afinitate puternică pentru apă, care absoarbe umiditatea într-atât (este un solid higroscopic) și reacționează imediat pentru a produce var stins sau hidroxid de calciu:

CaO (s) + H₂O (1) => Ca (OH)₂(S)

Această reacție este exotermă (eliberează căldură) datorită formării unui solid cu interacțiuni mai puternice și a unei rețele de cristal mai stabile. Cu toate acestea, reacția este reversibilă dacă se încălzește Ca (OH)₂, deshidratarea și aprinderea varului ars; apoi, varul "renăscut".

Soluția rezultată este foarte bazică și, dacă este saturată cu oxid de calciu, atinge un pH de 12,8.

De asemenea, este solubil în glicerol și în soluții de acid și zahăr. Deoarece este un oxid de bază, acesta are în mod natural interacțiuni eficiente cu oxizi de acizi (SiO₂, Al₂O₃ și Credința₂O₃, de exemplu) fiind solubil în fazele lichide ale acestuia. Pe de altă parte, este insolubil în alcooli și solvenți organici.

aplicații

CaO are o multitudine vastă de utilizări industriale precum și în sinteza acetilenei (CH≡CH), în îndepărtarea fosfaților din canalizare și reacția cu dioxid de sulf din deșeuri gazoase.

Alte utilizări ale oxidului de calciu sunt descrise mai jos:

Ca mortar 

Dacă oxidul de calciu este amestecat cu nisip (SiO₂) și apă, prăjește cu nisip și reacționează lent cu apa pentru a forma var de stricat. La rândul său, CO₂ din aer se dizolvă în apă și reacționează cu sarea pentru a forma carbonat de calciu:

Ca (OH)₂(e) + CO₂(g) => CaCO₃(s) + H₂O (l)

CaCO₃ este mai dur și mai greu decât compusul CaO, provocând mortarul (amestecul de mai sus), sa se intareasca si fixa cărămizi, blocuri ceramice sau între acestea sau la suprafața dorită.

În producția de ochelari

Materia primă esențială pentru producerea de sticlă sunt oxizii de siliciu, care sunt amestecați cu var, carbonat de sodiu (Na₂CO₃) și alți aditivi, pentru a fi apoi supuși încălzirii, rezultând un solid sticlos. Acest solid este ulterior încălzit și suflat în orice figură.

În minerit

Varul de varaj ocupă un volum mai mare decât praful de nuanță datorită interacțiunilor de legare la hidrogen (O-H-O). Această proprietate este folosită pentru a sparge pietrele din interior.

Aceasta se realizează prin umplerea cu un amestec compact de var și apă, care este etanșat să se concentreze căldura și puterea expansivă în roca.

Ca îndepărtător de silicat

CaO fuzionează cu silicati pentru a forma un lichid coalescență, care este apoi extras din materia primă a unui anumit produs.

De exemplu, minereurile de fier sunt materia primă pentru producția de fier și oțel metalic. Aceste minerale conțin silicați, care sunt impurități nedorite pentru proces și sunt eliminate prin metoda descrisă mai sus.

Nanoparticule de oxid de calciu

Oxidul de calciu poate fi sintetizat ca nanoparticule, variind concentrațiile de azotat de calciu (Ca (NO₃)₂) și hidroxid de sodiu (NaOH) în soluție.

Aceste particule sunt sferice, de bază (la fel de solide pe o scară macro) și au multă suprafață. În consecință, aceste proprietăți favorizează procesele catalitice. Ce? În prezent, investigațiile răspund la această întrebare.

Am folosit aceste nanoparticule pentru a sintetiza compuși organici, cum ar fi derivați substituiți piridinas- în dezvoltarea de noi medicamente pentru a efectua transformări chimice, cum ar fi fotosinteza artificială, pentru purificarea apei din metale grele și nocive, și ca agenți fotocatalitic.

Nanoparticulele pot fi sintetizate pe un suport biologic, și frunze de papaya si ceai verde, conferindu-le astfel o utilizare ca agent antibacterian.

referințe

1. scifun.org. (2018). Var: oxid de calciu. Adus pe 30 martie 2018, de la: scifun.org.
2. Wikipedia. (2018). Oxid de calciu. Adus la 30 martie 2018 de la: en.wikipedia.org
3. Ashwini Anantharaman și colab. (2016). Sinteza verde a nanoparticulelor de oxid de calciu si aplicatiile sale. Int.Jurnalul de Cercetare și Aplicare Tehnică. ISSN: 2248-9622, vol.6, numărul 10, (partea -1), pag. 27-31.
4. J. Safaei-Ghomi și colab. (2013). Calciu nanoparticule de oxid catalizate de sinteză într-o etapă de piridine substituite multicomponent medii foarte apos în etanol Scientia Iranica, Transactions C: Chimie și Inginerie Chimică 20 549-554.
5. Extract. (2018). Oxidul de calciu. Adus la 30 martie 2018 de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică în Elementele din grupa 2. (ediția a patra, pagina 280). Mc Graw Hill.