- Công thức
- Kết cấu
- Tính chất
- Độ hòa tan
- Các ứng dụng
- Như vữa
- Trong sản xuất thủy tinh
- Đang khai thác
- Là một chất loại bỏ silicat
- Các hạt nano oxit canxi
- Người giới thiệu
Các oxit canxi (CaO) là một hợp chất vô cơ có chứa canxi và oxy trong dạng ion (không được nhầm lẫn với canxi peroxide CaO 2 ). Trên toàn thế giới, nó được gọi là vôi, một từ chỉ bất kỳ hợp chất vô cơ nào có chứa canxi cacbonat, oxit và hydroxit, ngoài các kim loại khác như silic, nhôm và sắt.
Ôxít này (hoặc vôi sống) còn được gọi thông tục là vôi sống hoặc vôi tôi, tùy thuộc vào việc nó có ngậm nước hay không. Vôi sống là canxi oxit, trong khi vôi tôi là hydroxit. Đổi lại, đá vôi (đá vôi hoặc vôi cứng) thực sự là một loại đá trầm tích có thành phần chủ yếu là canxi cacbonat (CaCO 3 ).
Nó là một trong những nguồn canxi tự nhiên lớn nhất và là nguyên liệu thô để sản xuất oxit canxi. Làm thế nào là gỉ này được tạo ra? Cacbonat dễ bị phân hủy do nhiệt; đun nóng cacbonat canxi đến nhiệt độ cao hơn 825 ºC, dẫn đến sự hình thành vôi và cacbon đioxit.
Phát biểu trên có thể được mô tả như sau: CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2 (g). Bởi vì vỏ trái đất có nhiều đá vôi và canxit, và vỏ sò (nguyên liệu để sản xuất ôxít canxi) có nhiều trong các đại dương và bãi biển, nên ôxít canxi là một loại thuốc thử tương đối rẻ tiền.
Công thức
Công thức hóa học của canxi oxit là CaO, trong đó ion canxi giống như axit (chất nhận điện tử) Ca 2+ , và oxy là ion cơ bản (chất cho điện tử) O 2- .
Tại sao canxi được tích điện +2? Bởi vì canxi thuộc nhóm 2 của bảng tuần hoàn (Ông Becambara), và nó chỉ có hai điện tử hóa trị có sẵn để hình thành liên kết, mà nó nhường cho nguyên tử oxy.
Kết cấu
Trong hình trên, cấu trúc tinh thể (loại muối đá quý) của canxi oxit được biểu diễn. Các quả cầu màu đỏ cồng kềnh tương ứng với các ion Ca 2+ và các quả cầu màu trắng tương ứng với các ion O 2- .
Trong sự sắp xếp tinh thể lập phương này, mỗi ion Ca 2+ được bao quanh bởi sáu ion O 2- , nằm trong các lỗ trống hình bát diện để lại các ion lớn giữa chúng.
Cấu trúc này thể hiện đặc tính ion của oxit này ở mức tối đa, mặc dù sự khác biệt đáng chú ý về bán kính (quả cầu màu đỏ lớn hơn quả cầu màu trắng) khiến nó có năng lượng mạng tinh thể yếu hơn khi so sánh với MgO.
Tính chất
Về mặt vật lý, nó là một chất rắn kết tinh màu trắng, không mùi với các tương tác tĩnh điện mạnh, là nguyên nhân gây ra điểm nóng chảy cao (2572 ºC) và điểm sôi (2850 ºC). Hơn nữa, nó có trọng lượng phân tử là 55,958 g / mol và đặc tính thú vị là phát quang nhiệt.
Điều này có nghĩa là một miếng oxit canxi tiếp xúc với ngọn lửa có thể phát sáng với ánh sáng trắng cường độ cao, được gọi là ánh sáng đèn trong tiếng Anh, hoặc trong tiếng Tây Ban Nha là ánh sáng canxi. Các ion Ca 2+ , khi tiếp xúc với lửa, tạo ra ngọn lửa màu đỏ, như có thể thấy trong hình sau.
Limelight hoặc ánh đèn sân khấu
Độ hòa tan
CaO là một oxit bazơ có ái lực mạnh với nước, đến mức nó hút ẩm (nó là một chất rắn hút ẩm), phản ứng ngay lập tức tạo ra vôi tôi hoặc canxi hydroxit:
CaO (s) + H 2 O (l) => Ca (OH) 2 (s)
Phản ứng này tỏa nhiệt (toả nhiệt) do sự tạo thành chất rắn có tương tác mạnh hơn và mạng tinh thể bền hơn. Tuy nhiên, phản ứng là thuận nghịch nếu Ca (OH) 2 đun nóng , làm mất nước và nung vôi tôi; sau đó vôi được "tái sinh".
Dung dịch thu được là rất bazơ, và nếu nó được bão hòa bằng canxi oxit, nó sẽ đạt đến độ pH là 12,8.
Tương tự như vậy, nó có thể hòa tan trong glycerol và trong dung dịch axit và đường. Vì là một oxit bazơ nên nó có tương tác hiệu quả với các oxit axit ( ví dụ như SiO 2 , Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 ), có thể hòa tan trong pha lỏng của chúng. Mặt khác, nó không hòa tan trong rượu và dung môi hữu cơ.
Các ứng dụng
CaO có vô số ứng dụng trong công nghiệp, cũng như trong quá trình tổng hợp axetylen (CH≡CH), trong quá trình khai thác phốt phát từ nước thải và trong phản ứng với lưu huỳnh điôxít từ chất thải dạng khí.
Các ứng dụng khác của canxi oxit được mô tả dưới đây:
Như vữa
Nếu canxi oxit được trộn với cát (SiO 2 ) và nước, nó tạo ra cát và phản ứng chậm với nước tạo thành vôi tôi. Khí CO 2 trong không khí lần lượt tan trong nước và phản ứng với muối tôi tạo thành canxi cacbonat:
Ca (OH) 2 (s) + CO 2 (g) => CaCO 3 (s) + H 2 O (l)
CaCO 3 là một hợp chất bền và cứng hơn CaO, làm cho vữa (hỗn hợp trước đó) cứng lại và cố định các viên gạch, khối hoặc gốm sứ giữa chúng hoặc lên bề mặt mong muốn.
Trong sản xuất thủy tinh
Nguyên liệu thiết yếu để sản xuất thủy tinh là oxit silic, được trộn với vôi, natri cacbonat (Na 2 CO 3 ) và các chất phụ gia khác, sau đó được nung nóng, tạo ra chất rắn thủy tinh. Chất rắn này sau đó được nung nóng và thổi thành bất kỳ hình dạng nào.
Đang khai thác
Vôi tôi chiếm thể tích lớn hơn vôi sống do tương tác liên kết hydro (OHO). Thuộc tính này được sử dụng để phá vỡ các tảng đá từ bên trong.
Điều này đạt được bằng cách lấp đầy chúng bằng một hỗn hợp nhỏ gọn gồm vôi và nước, được bịt kín để tập trung nhiệt và sức lan tỏa vào trong đá.
Là một chất loại bỏ silicat
CaO kết hợp với silicat để tạo thành chất lỏng kết dính, sau đó được chiết xuất từ nguyên liệu của một sản phẩm nhất định.
Ví dụ, quặng sắt là nguyên liệu để sản xuất sắt thép kim loại. Những khoáng chất này chứa silicat, là những tạp chất không mong muốn cho quá trình và được loại bỏ bằng phương pháp vừa mô tả.
Các hạt nano oxit canxi
Canxi oxit có thể được tổng hợp dưới dạng hạt nano, làm thay đổi nồng độ của canxi nitrat (Ca (NO 3 ) 2 ) và natri hydroxit (NaOH) trong dung dịch.
Những hạt này có hình cầu, cơ bản (cũng như chất rắn ở quy mô vĩ mô) và có rất nhiều diện tích bề mặt. Do đó, những đặc tính này có lợi cho các quá trình xúc tác. Cái nào? Nghiên cứu hiện đang trả lời câu hỏi đó.
Các hạt nano này đã được sử dụng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ được thay thế - chẳng hạn như dẫn xuất pyridin - trong công thức thuốc mới để thực hiện các biến đổi hóa học như quang hợp nhân tạo, để làm sạch nước khỏi các kim loại nặng và có hại, và như chất xúc tác quang.
Các hạt nano có thể được tổng hợp trên một chất hỗ trợ sinh học, chẳng hạn như lá đu đủ và lá trà xanh, để được sử dụng như một chất kháng khuẩn.
Người giới thiệu
- scifun.org. (2018). Vôi: canxi oxit. Được truy cập vào ngày 30 tháng 3 năm 2018, từ: scifun.org.
- Wikipedia. (2018). Canxi oxit. Truy cập ngày 30 tháng 3 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
- Ashwini Anantharaman và cộng sự. (2016). Tổng hợp xanh của các hạt nano canxi oxit và các ứng dụng của nó. Tạp chí Nghiên cứu và Ứng dụng Kỹ thuật Int. ISSN: 2248-9622, Tập 6, Số 10, (Phần -1), trang 27-31.
- J. Safaei-Ghomi và cộng sự. (2013). Các hạt nano oxit canxi xúc tác cho quá trình tổng hợp đa thành phần một bước của các pyridin có khả năng thay thế cao trong môi trường nước ethanol Scientia Iranica, Giao dịch C: Hóa học và Kỹ thuật Hóa học 20 549–554.
- PubChem. (2018). Canxi oxit. Được truy cập vào ngày 30 tháng 3 năm 2018, từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. Trong Các yếu tố của nhóm 2. (ấn bản thứ tư., Tr. 280). Đồi Mc Graw.