أكسيد الكالسيوم. الخصائص الفيزيائية والحرارية والكيميائية

الكالسيوم- عنصر الفترة الرابعة ومجموعة PA النظام الدوري، الرقم التسلسلي 20. الصيغة الإلكترونية للذرة [18 Ar] 4s 2 ، حالات الأكسدة +2 و 0. تشير إلى المعادن الأرضية القلوية. لها كهرسلبية منخفضة (1.04) ، تعرض خصائص معدنية (أساسية). يشكل (كاتيون) العديد من الأملاح والمركبات الثنائية. العديد من أملاح الكالسيوم قابلة للذوبان في الماء بشكل ضئيل. في الطبيعة - السادسمن حيث الوفرة الكيميائية ، يكون العنصر (الثالث بين المعادن) في شكل مرتبط. عنصر حيوي لجميع الكائنات الحية ، يتم تعويض نقص الكالسيوم في التربة عن طريق استخدام الأسمدة الجيرية (CaCO 3 ، CaO ، الكالسيوم سياناميد CaCN 2 ، إلخ). يؤدي الكالسيوم وكاتيون الكالسيوم ومركباته إلى تلوين شعلة الموقد الغازي بلون برتقالي غامق ( الكشف النوعي).

الكالسيوم Ca

معدن أبيض فضي ، ناعم ، مطيل. في الهواء الرطب ، يتلوث ويصبح مغطى بفيلم من CaO و Ca (OH) 2. شديد التفاعل ؛ تشتعل عند تسخينها في الهواء ، وتتفاعل مع الهيدروجين والكلور والكبريت والجرافيت:

يقلل المعادن الأخرى من أكاسيدها (صناعياً طريقة مهمة — الكالسيوم):

إيصالالكالسيوم فيها صناعة:

يستخدم الكالسيوم لإزالة الشوائب غير المعدنية من السبائك المعدنية ، كأحد مكونات السبائك الخفيفة والمضادة للاحتكاك ، لعزل المعادن النادرة من أكاسيدها.

أكسيد الكالسيوم CaO

أكسيد قاعدي. الاسم التقني هو الجير الحي. أبيض ، استرطابي للغاية. له هيكل أيوني Ca 2 + O 2-. مقاومة للحرارة ، مستقرة حرارياً ، متطايرة عند الاشتعال. تمتص الرطوبة وثاني أكسيد الكربون من الهواء. يتفاعل بقوة مع الماء (مرتفع exo-تأثير) ، يشكل محلولًا قلويًا قويًا (يمكن ترسيب الهيدروكسيد) ، وتسمى العملية تكسير الجير. يتفاعل مع الأحماض والأكاسيد المعدنية وغير المعدنية. يتم استخدامه لتخليق مركبات الكالسيوم الأخرى ، في إنتاج Ca (OH) 2 ، CaC 2 والأسمدة المعدنية ، كتدفق في علم المعادن ، ومحفز في التخليق العضوي ، ومكون من عناصر الرابطة في البناء.

معادلات من اهم التفاعلات:

إيصال CaO في الصناعة- تحميص الحجر الجيري (900-1200 درجة مئوية):

CaCO3 = CaO + CO2

هيدروكسيد الكالسيوم Ca (OH) 2

هيدروكسيد أساسي. الاسم التقني هو الجير المطفأ. أبيض ، استرطابي. لها بنية أيونية Ca 2+ (OH -) 2. يتحلل على حرارة معتدلة. تمتص الرطوبة وثاني أكسيد الكربون من الهواء. قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء البارد (يتكون محلول قلوي) ، حتى أقل من ذلك في الماء المغلي. سرعان ما يصبح المحلول الصافي (ماء الجير) عكرًا بسبب ترسيب الهيدروكسيد (يسمى المعلق حليب الجير). التفاعل النوعي لأيون الكالسيوم 2+ هو مرور ثاني أكسيد الكربون عبر ماء الجير مع ظهور ترسبات كربونات الكالسيوم 3 وانتقالها إلى محلول. يتفاعل مع الأحماض وأكاسيد الحمض ، ويدخل في تفاعلات التبادل الأيوني. يتم استخدامه في إنتاج الزجاج ، والجير المبيض ، والأسمدة المعدنية الجيرية ، والصودا الكاوية وتليين المياه العذبة ، وكذلك لتحضير ملاط ​​الجير - الخلائط الفطرية (الرمل + الجير المطفأ + الماء) ، بمثابة مادة رابطة الحجر والطوب والتشطيب (التجصيص) الجدران وأغراض البناء الأخرى. تصلب هذه المحاليل بسبب امتصاص الهواء لثاني أكسيد الكربون.

يعرف الكيميائيون حاليًا أكثر من 20 مليون مركب كيميائي. من الواضح أنه لا يوجد شخص واحد قادر على تذكر أسماء عشرات الملايين من المواد.

هذا هو سبب تطور الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية تسمية منهجيةالمركبات العضوية وغير العضوية. تم بناء نظام قواعد يسمح بتسمية الأكاسيد ، والأحماض ، والأملاح ، والمركبات المعقدة ، والمواد العضوية ، وما إلى ذلك. للأسماء المنهجية معنى واضح لا لبس فيه. على سبيل المثال ، أكسيد المغنيسيوم هو MgO ، وكبريتات البوتاسيوم CaSO4 ، والكلوروميثان هو CH 3 Cl ، إلخ.

الكيميائي الذي يكتشف مركبًا جديدًا لا يختار اسمًا له بنفسه ، ولكنه يسترشد بقواعد IUPAC الواضحة. سيتمكن أي من زملائه ، الذين يعملون في أي بلد في العالم ، من بناء صيغة لمادة جديدة بالاسم بسرعة.

تعتبر التسمية المنهجية مناسبة وعقلانية ومعترف بها في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، هناك مجموعة صغيرة من المركبات التي لا يتم استخدام التسمية "الصحيحة" لها عمليًا. تم استخدام أسماء بعض المواد من قبل الكيميائيين لعقود وحتى قرون. هؤلاء أسماء تافهةأكثر ملاءمة ، وأكثر دراية ، وراسخة في الوعي لدرجة أن الممارسين لا يريدون تغييرها إلى منهجية. في الواقع ، حتى قواعد IUPAC تسمح باستخدام أسماء تافهة.

لن يقوم كيميائي واحد بتسمية المادة CuSO 4 5H 2 O كبريتات النحاس (II) بينتاهيدراتي. من الأسهل بكثير استخدام الاسم التافه لهذا الملح: الزاج الأزرق. لن يسأل أحد زميلًا لك: "أخبرني ، هل لديك أي سداسي فرات البوتاسيوم (III) متبقي في مختبرك؟" بعد كل شيء ، يمكن أن يكون كسر اللغة! سوف يسألون بشكل مختلف: "ألم يتبقى ملح دم أحمر؟"

قصير ومريح ومألوف. لسوء الحظ، أسماء تافهة للموادلا تخضع لأية قواعد حديثة. هم فقط بحاجة إلى أن يتم تذكرهم. نعم ، نعم ، يجب أن يتذكر الكيميائي أن FeS 2 هو كذلك البيريتويخفي مصطلح "الطباشير" كربونات الكالسيوم.

يسرد الجدول أدناه بعض الأسماء التافهة الأكثر شيوعًا للأملاح والأكاسيد والأحماض والقواعد وما إلى ذلك. لاحظ أن مادة واحدة يمكن أن يكون لها أسماء تافهة متعددة. على سبيل المثال ، يمكن استدعاء كلوريد الصوديوم (NaCl) الهاليت، هل استطيع - الملح الصخري.

ملحوظة: تتكون المعادن الطبيعية من عدة مواد. على سبيل المثال ، يمكن العثور على مركبات الفضة في بريق الرصاص. في الجدول ، بالطبع ، يشار فقط إلى المادة الرئيسية.

المواد من الشكل X n H 2 O تسمى هيدرات بلورية. وهي تشمل ما يسمى ب. ماء "التبلور". على سبيل المثال ، يمكن القول إن كبريتات النحاس (II) تتبلور من محاليل مائيةمع 5 جزيئات ماء. نحصل على كبريتات النحاس (II) بينتاهيدراتي (الاسم التافه هو كبريتات النحاس).

إذا كنت مهتمًا بالأسماء المنهجية ، فأوصيك بالرجوع إلى القسم "

المواد شعبية

قد لا يكون فقدان الوزن عملية سريعة. الخطأ الرئيسي لمعظم فقدان الوزن هو أنهم يريدون الحصول على نتائج مذهلة في غضون أيام قليلة من الجلوس على نظام غذائي يتضورون جوعاً. لكن بعد كل هذا الوزن لم يزداد في أيام قليلة! زيادة الوزنن...

الأكاسيد عبارة عن مواد معقدة تتكون من عنصرين ، أحدهما هو الأكسجين. يمكن أن تكون الأكاسيد مكونة للملح وغير مكونة للملح: أحد أنواع الأكاسيد المكونة للملح هو أكاسيد أساسية. كيف تختلف عن الأنواع الأخرى ، وما هي الخواص الكيميائية?

الأكاسيد المكونة للملح تنقسم إلى أكاسيد قاعدية وحمضية ومذبذبة. إذا كانت الأكاسيد الأساسية تتوافق مع القواعد ، فإن الأحماض تتوافق مع الأكاسيد الحمضية ، والتكوينات المذبذبة تتوافق مع أكاسيد مذبذبة. أكاسيد الأمفوتريك هي مركبات يمكن أن تظهر ، حسب الظروف ، خصائص أساسية أو حمضية.

أرز. 1. تصنيف الأكاسيد.

الخصائص الفيزيائية للأكاسيد متنوعة للغاية. يمكن أن تكون غازات (CO 2) وصلبة (Fe 2 O 3) أو مواد سائلة (H 2 O).

ومع ذلك ، فإن معظم الأكاسيد الأساسية هي مواد صلبة ذات ألوان مختلفة.

الأكاسيد التي تظهر فيها العناصر أعلى نشاط لها تسمى أكاسيد أعلى. يتم تفسير ترتيب الزيادة في الخواص الحمضية للأكاسيد العالية للعناصر المقابلة في فترات من اليسار إلى اليمين من خلال الزيادة التدريجية في الشحنة الموجبة لأيونات هذه العناصر.

الخواص الكيميائية للأكاسيد الأساسية

الأكاسيد الأساسية هي أكاسيد تتوافق مع القواعد. على سبيل المثال ، تتوافق الأكاسيد الأساسية K 2 O و CaO مع القواعد KOH و Ca (OH) 2.

أرز. 2. الأكاسيد الأساسية وقواعدها المقابلة.

تتكون الأكاسيد الأساسية من معادن نموذجية ، وكذلك معادن متغيرة التكافؤ في أدنى حالة أكسدة (على سبيل المثال ، CaO ، FeO) ، تتفاعل مع الأحماض وأكاسيد الحمض ، وتشكل الأملاح:

CaO (أكسيد قاعدي) + CO 2 (أكسيد حمض) \ u003d CaCO 3 (ملح)

FeO (أكسيد أساسي) + H 2 SO 4 (حمض) \ u003d FeSO 4 (ملح) + 2H 2 O (ماء)

تتفاعل الأكاسيد الأساسية أيضًا مع الأكاسيد المذبذبة ، مما يؤدي إلى تكوين الملح ، على سبيل المثال:

تتفاعل أكاسيد الفلزات القلوية والقلوية مع الماء فقط:

BaO (أكسيد أساسي) + H 2 O (ماء) \ u003d Ba (OH) 2 (قاعدة معدنية أرضية قلوية)

تميل العديد من الأكاسيد الأساسية إلى الاختزال إلى مواد تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد:

3CuO + 2NH 3 \ u003d 3Cu + 3H 2 O + N 2

عند تسخينها ، تتحلل أكاسيد الزئبق والمعادن الثمينة فقط:

أرز. 3. أكسيد الزئبق.

قائمة الأكاسيد الرئيسية:

غالبًا ما يشار إلى أكسيد الكالسيوم ، وهو الصيغة CaO ، باسم الجير الحي. سيخبرك هذا المنشور عن خصائص هذه المادة وإنتاجها واستخدامها.

تعريف

أكسيد الكالسيوم مادة بلورية بيضاء. في بعض المصادر ، قد يطلق عليه أكسيد الكالسيوم أو الجير الحي أو "الغليان" أو الكيرابيت. Quicklime هو الاسم التافه الأكثر شيوعًا لهذه المادة. إنه أكسيد الكالسيوم الوحيد والأعلى.

الخصائص

الأكسيد مادة بلورية لها شبكة بلورية مكعبة محورها الوجه.

يذوب عند درجة حرارة 2570 درجة مئوية ويغلي عند 2850 درجة مئوية وهو أكسيد قاعدي ، ويؤدي انحلاله في الماء إلى تكوين هيدروكسيد الكالسيوم. قد تشكل المادة أملاحًا. للقيام بذلك ، يجب إضافته إلى حمض أو أكسيد حامض.

إيصال

يمكن الحصول عليها عن طريق التحلل الحراري للحجر الجيري. يتم إجراء التفاعل على النحو التالي: يتم تسخين كربونات الكالسيوم تدريجيًا ، وعندما تصل درجة حرارة الوسط إلى 900-1000 درجة مئوية ، يتحلل إلى غاز أول أكسيد الكربون رباعي التكافؤ والمادة المطلوبة. طريقة أخرى للحصول عليه هي أبسط تفاعل مركب. للقيام بذلك ، يتم غمس كمية صغيرة من الكالسيوم النقي في الأكسجين السائل ، متبوعًا بتفاعل ، يكون ناتجه هو الأكسيد المطلوب. أيضًا ، يمكن الحصول على الأخير في عملية تحلل هيدروكسيد الكالسيوم أو أملاح الكالسيوم لبعض الأحماض المحتوية على الأكسجين في درجات حرارة عالية. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك تحلل الأخير. إذا أخذت نترات الكالسيوم (يتم أخذ البقايا من حمض النيتريك) وقمت بتسخينها إلى 500 درجة مئوية ، فإن منتجات التفاعل ستكون الأكسجين وثاني أكسيد النيتروجين وأكسيد الكالسيوم المطلوب.

طلب

في الأساس ، يتم استخدام هذه المادة في صناعة البناء ، حيث يتم استخدامها لإنتاج طوب السيليكات. في السابق ، كان أكسيد الكالسيوم يستخدم أيضًا في تصنيع الأسمنت الجيري ، ولكن سرعان ما لم يعد يستخدم هذا الأخير بسبب امتصاص الرطوبة وتراكمها بواسطة هذا المركب. وإذا تم استخدامه لوضع الموقد ، فعند تسخينه ، سوف يرتفع ثاني أكسيد الكربون الخانق في الغرفة. كما أن المادة التي تمت مناقشتها الآن معروفة بمقاومتها للماء. بسبب هذه الخاصية ، يستخدم أكسيد الكالسيوم كمصهر رخيص الثمن وبأسعار معقولة. هذا المركب لا غنى عنه في أي مختبر عند تجفيف المواد التي لا تتفاعل معها. يُعرف أكسيد الكالسيوم في صناعة واحدة باسم المضافات الغذائية E529. أيضا ، هناك حاجة إلى محلول 15٪ من هذه المادة لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من بعض المركبات الغازية. بمساعدة أكسيد الكالسيوم ، يتم أيضًا إنتاج أطباق "ذاتية التسخين". يتم توفير هذه الخاصية من خلال عملية إطلاق الحرارة أثناء تفاعل أكسيد الكالسيوم مع الماء.

استنتاج

هذه هي كل المعلومات الأساسية عن هذا المركب. كما ذكر أعلاه ، غالبًا ما يشار إليه باسم الجير الحي. هل تعلم أن مفهوم الجير في الكيمياء مرن للغاية؟ وهناك أيضا الجير المطفأ والمبيض والصودا.