Калциевият оксид е бяло кристално съединение. Други имена на това вещество са негасена вар, калциев оксид, "кирабит", "кипелка". Калциевият оксид, чиято формула е CaO, и неговият продукт от взаимодействие с (H2O) вода - Ca(OH)2 („пух“ или гасена вар) се използват широко в строителството.
Как се получава калциев оксид?
1. Промишленият метод за получаване на това вещество е термично (под влияние на температурата) разлагане на варовик:
CaCO3 (варовик) = CaO (калциев оксид) + CO2 ( въглероден двуокис)
2. Калциевият оксид може да се получи и чрез взаимодействието прости вещества:
2Ca (калций) + O2 (кислород) = 2CaO (калциев оксид)
3. Третият метод за калций е термичното разлагане на калциев хидроксид (Ca(OH)2) и калциеви соли на няколко кислородсъдържащи киселини:
2Ca(NO3)2 = 2CaO (резултантно вещество) + 4NO2 + O2 (кислород)
калциев оксид
1. Външен вид: бяло кристално съединение. Той кристализира като натриев хлорид (NaCl) в лицево-центрирана кубична кристална решетка.
2. Моларната маса е 55,07 грама/мол.
3. Плътността е 3,3 грама/сантиметър³.
Топлинни свойства на калциевия оксид
1. Точката на топене е 2570 градуса
2. Точката на кипене е 2850 градуса
3. Моларен топлинен капацитет (при стандартни условия) е 42,06 J/(mol K)
4. Енталпията на образуване (при стандартни условия) е -635 kJ/mol
Химични свойствакалциев оксид
Калциевият оксид (формула CaO) е основен оксид. Следователно той може:
Разтваря се във вода (H2O), освобождавайки енергия. Това произвежда калциев хидроксид. Тази реакция изглежда така:
CaO (калциев оксид) + H2O (вода) = Ca(OH)2 (калциев хидроксид) + 63,7 kJ/mol;
Реагират с киселини и киселинни оксиди. В този случай се образуват соли. Ето примери за реакции:
CaO (калциев оксид) + SO2 (серен диоксид) = CaSO3 (калциев сулфит)
CaO (калциев оксид) + 2HCl ( солна киселина) = CaCl2 (калциев хлорид) + H2O (вода).
Приложения на калциев оксид:
1. Основните количества от веществото, което обмисляме, се използват при производството на варовикови тухли в строителството. Преди това негасената вар се използва като варов цимент. Получава се чрез смесването му с вода (H2O). В резултат на това калциевият оксид се превръща в хидроксид, който след това, абсорбирайки CO2 от атмосферата, силно се втвърдява, превръщайки се в калциев карбонат (CaCO3). Въпреки евтиността на този метод, в момента варовият цимент практически не се използва в строителството, тъй като има способността да абсорбира и натрупва течност добре.
2. Като огнеупорен материал, калциевият оксид е подходящ като евтин и лесно достъпен материал. Разтопеният калциев оксид е устойчив на вода (H2O), което прави възможно използването му като огнеупор, където използването на скъпи материали е непрактично.
3. В лабораториите калцият се използва за изсушаване на вещества, които не реагират с него.
4. В хранително-вкусовата промишленост това вещество е регистрирано като хранителна добавка под обозначение Е 529. Използва се като емулгатор за създаване на хомогенна смес от несмесващи се вещества - вода, масло и мазнини.
5. В промишлеността калциевият оксид се използва за отстраняване на серен диоксид (SO2) от димните газове. Като правило се използва 15% воден разтвор. В резултат на реакцията, при която реагира серен диоксид, се получава гипс CaCO4 и CaCO3. При провеждане на експерименти учените постигнаха 98% отстраняване на серен диоксид от дима.
6. Използва се в специални „самозагряващи се” съдове. Между двете стени на съда е разположен съд с малко количество калциев оксид. Когато капсулата се пробие във вода, започва реакция и се отделя известно количество топлина.
Калциевият оксид, формула CaO, често се нарича негасена вар. Тази публикация ще ви разкаже за свойствата, подготовката и употребата на това вещество.
Определение
Калциевият оксид е бяло кристално вещество. В някои източници може да се нарече калциев оксид, негасена вар, "котел" или кирабит. Негасената вар е най-популярното тривиално име за това вещество. Това е единственият и най-висок калциев оксид.
Имоти
Оксидът е кристално вещество, имащ кубична лицево-центрирана кристална решетка.
Топи се при температура 2570 o C и кипи при 2850 o C. Това основен оксид, разтварянето му във вода води до образуването на калциев хидроксид. Веществото може да образува соли. За да направите това, той трябва да се добави към киселина или киселинен оксид.
Касова бележка
Може да се получи чрез термично разлагане на варовик. Реакцията протича по следния начин: калциевият карбонат постепенно се нагрява и когато температурата на околната среда достигне 900-1000 o C, той се разлага на газообразен четиривалентен въглероден оксид и желаното вещество. Друг начин за получаването му е чрез проста реакция на съединение. За да направите това, малко количество чист калций се потапя в течен кислород, последвано от реакция, чийто продукт ще бъде желаният оксид. Последният може също да бъде получен чрез разлагане на калциев хидроксид или калциеви соли на някои кислородсъдържащи киселини при високи температури. Например, помислете за разлагането на последното. Ако вземете калциев нитрат (останалата част се взема от азотна киселина) и го загреете до 500 o C, тогава реакционните продукти ще бъдат кислород, азотен диоксид и желания калциев оксид.
Приложение
Това вещество се използва главно в строителната индустрия, където се използва за производство на пясъчно-варови тухли. Преди това калциевият оксид се използва и при производството на варов цимент, но скоро последният вече не се използва поради абсорбцията и натрупването на влага от това съединение. И ако се използва за поставяне на печка, тогава, когато се нагрява, задушливият въглероден диоксид ще витае в стаята. Също така, обсъжданото сега вещество е известно със своята устойчивост на вода. Поради това свойство калциевият оксид се използва като евтин и достъпен огнеупор. Това съединение е необходимо във всяка лаборатория при сушене на вещества, които не реагират с него. Калциевият оксид е известен в една индустрия като хранителна добавка E529. Също така е необходим 15% разтвор на това вещество, за да се отстрани серен диоксид от някои газообразни съединения. Калциевият оксид се използва и за производството на „самонагряващи се“ ястия. Това свойство се осигурява от процеса на отделяне на топлина по време на реакцията на калциев оксид с вода.
Заключение
Това е цялата основна информация за тази връзка. Както бе споменато по-горе, често се нарича негасена вар. Знаете ли, че концепцията за вар в химията е много гъвкава? Има също гасена, белина и натриева вар.
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O; (1)
H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O. (2)
Решение киселиниили основанияучастващи в киселинно-основенреакции, изчислени по формулата
М ek (киселини, основи) = ,
Където М – моларна масакиселини или основи; н- За киселини– брой водородни атоми, заменени с метал в тази реакция; За причини– броят на хидроксилните групи, заместени от киселинния остатък в тази реакция.
Еквивалентната стойност и моларната маса на еквивалентите на дадено вещество зависят от реакцията, в която веществото участва.
В реакцията H 2 S + 2NaOH = Na 2 S + 2H 2 O (1) и двата водородни йона на молекулата на H 2 S се заместват с метал и по този начин един водороден йон е еквивалентен на конвенционална частица ½ H 2 С. В този случай
д(H 2 S) = ½ H 2 S, и М eq (H 2 S) = = 17 g/mol.
В реакцията H 2 S + NaOH = NaHS + H 2 O (2) в молекулата на H 2 S само един водороден йон се заменя с метал и следователно реалната частица е еквивалентна на един йон - молекулата H 2 S . В такъв случай
д(H 2 S) = H 2 S, и М eq (H 2 S) = = 34 g/mol.
Еквивалентът на NaOH в реакции (1) и (2) е равен на NaOH, тъй като и в двата случая една хидроксилна група е заменена с киселинния остатък. Моларната маса на еквивалентите на NaOH е
М eq (NaOH) = 40 g/mol.
Така еквивалентът на H 2 S в реакция (1) е равен на ½ H 2 S, в реакция (2) -
1 H 2 S, моларните маси на еквивалентите на H 2 S са съответно 17 (1) и 34 (2) g/mol; еквивалентът на NaOH в реакции (1) и (2) е равен на NaOH, моларната маса на базовите еквиваленти е 40 g/mol.
Решение. Еквиваленти на моларна маса оксидизчислено по формулата
М ek (оксид) =,
Където М– моларна маса на оксида; н– броя на катионите на основата, съответстваща на оксида, или броя на анионите на киселината, съответстваща на оксида; |c.o.|– абсолютна стойност на степента на окисление на катион или анион.
В реакцията P 2 O 5 + 3CaO = Ca 3 (PO 4) 2, еквивалентът на P 2 O 5, образуващ два тройно заредени аниона (PO 4) 3-, е равен на 1/6 P 2 O 5, и М eq (P 2 O 5) = = 23,7 g/mol. Еквивалентът на CaO, даващ един двойно зареден катион (Ca 2+), е ½ CaO, и М ek (CaO)= = 28 g/mol.
Пример 2.3.Изчислете еквивалента и моларната маса на фосфорните еквиваленти в съединенията PH 3, P 2 O 3 и P 2 O 5.
Решение.За определяне на моларната маса на еквивалентите елементв комбинация можете да използвате следната формула:
М ek (елемент) = ,
Където М А– моларна маса на елемента; |c.o.|– абсолютна стойност на степента на окисление на елемента.
Степента на окисление на фосфора съответно в PH 3, R 2 O 3, R 2 O 5 е –3, +3 и +5. Замествайки тези стойности във формулата, откриваме, че моларната маса на фосфорните еквиваленти в съединенията PH 3 и P 2 O 3 е равна на 31/3 = 10,3 g / mol; в P 2 O 5 – 31/5 = 6,2 g/mol, а еквивалентът на фосфор в съединенията PH 3 и P 2 O 3 е равен на 1/3 P, в съединението P 2 O 5 – 1/5 P .
Решение. Еквиваленти на моларна маса химическо съединениеравна на сумата от моларните маси на еквивалентите на нейните съставни части:
М ek (PH 3) = М ek (P) + М ek (Н) = 10.3 + 1 = 11 g/mol;
М ek (P 2 O 3) = М ek (P) + М ek (О) = 10,3 + 8 = 18,3 g/mol;
М ek (P 2 O 5) = М ek (P) + М ek (О) = 6,2 + 8 = 14,2 g/mol.
Пример 2.5.Редукцията на 7,09 g метален оксид със степен на окисление +2 изисква 2,24 литра водород при нормални условия. Изчислете моларните маси на оксидни и метални еквиваленти. Каква е моларната маса на метала?
Решение.Задачата се решава с помощта на закона на еквивалентите. Тъй като един от реагентите е в газообразно състояние, е удобно да се използва следната формула:
Където V eq (газ) – обем на един мол газови еквиваленти. За да се изчисли обемът на мол газови еквиваленти, е необходимо да се знае броя на моловете еквиваленти ( υ ) в един мол газ: υ = . Така, М(H2) = 2 g/mol; М ek (H2) = 1 g/mol. Следователно, един мол водородни молекули H2 съдържа υ = 2/1 = 2 мола водородни еквиваленти. Както е известно, мол от всеки газ при нормални условия (n.s.) ( T= 273 K, Р= 101,325 kPa) заема обем от 22,4 литра. Това означава, че един мол водород ще заеме обем от 22,4 литра и тъй като един мол водород съдържа 2 мола водородни еквиваленти, обемът на един мол водородни еквиваленти е равен на V eq (H 2) = 22,4/2 = 11,2 l. По същия начин М(O 2) = 32 g/mol, М ek (O 2) = 8 g/mol. Един мол кислородни молекули съдържа O2 υ = 32/8 = 4 мола кислородни еквиваленти. Един мол кислороден еквивалент при нормални условия заема обем V eq (O 2) = 22,4/4 = 5,6 l.
Замествайки числови стойности във формулата, намираме това М ek (оксид) = g/mol.
Еквивалентите на моларната маса на химичното съединение са равни на сумата от еквивалентите на моларната маса на неговите съставни части. Оксидът е съединение на метал с кислород, така че моларната маса на оксидните еквиваленти е сумата М ek (оксид) = М ek (метал) + М ek (кислород). Оттук М ek (метал) = М ek (оксид) − М eq (кислород) = 35,45 – 8 = 27,45 g/mol.
Моларна маса на елементни еквиваленти ( М ek) свързан с атомна масаелемент ( МА) съотношение: М ek (елемент) = , където ½ така.½ – степен на окисление на елемента. Оттук МА = М eq (метал) ∙ ½ така.½ = 27,45×2 = 54,9 g/mol.
По този начин, М ek (оксид) = 35,45 g/mol; М ek (метал) = 27,45 g/mol; МА (метал) = 54,9 g/mol.
Пример 2.6.Когато кислородът взаимодейства с азота, се получават 4 mol еквивалента азотен оксид (IV). Изчислете обемите на газовете, реагирали при нормални условия.
Решение.Според закона за еквивалентите броят на моловете еквиваленти на веществата, които реагират и се образуват в резултат на реакцията, са равни помежду си, т.е. υ (O 2) = υ (N 2) = υ (NO2). Тъй като бяха получени 4 молеквивалента азотен оксид (IV), следователно, 4 молеквивалента О2 и 4 молеквивалента N2 влязоха в реакцията.
Азотът променя степента си на окисление от 0 (в N2) до +4 (в NO2) и тъй като в молекулата му има 2 атома, заедно те дават 8 електрона, следователно
М ek (N 2) = = 3,5 g/mol . Намерете обема, зает от мол азотни еквиваленти (IV): 28 g/mol N 2 – 22,4 l
3,5 g/mol N 2 – х
х= л.
Тъй като 4 мола N2 еквиваленти са влезли в реакцията, техният обем е V(N 2) = 2,8 4 = 11,2 l. Знаейки, че един мол кислородни еквиваленти при нормални условия заема обем от 5,6 литра, изчисляваме обема на 4 мола O2 еквиваленти, които са влезли в реакцията: V(O 2) = 5,6∙4 = 22,4 l.
И така, 11,2 литра азот и 22,4 литра кислород влязоха в реакцията.
Пример 2.7.Определете моларната маса на металните еквиваленти, ако 88,65 g от неговия нитрат се получават от 48,15 g от неговия оксид.
Решение.Като се има предвид това М ek (оксид) = М ek (метал) + М ek (кислород) и М ek (сол) = М ek (метал) + М ek (киселинен остатък), заменете съответните данни в закона на еквивалентите:
оттук М eq (метал) = 56.2 g/mol.
Пример 2.8.Изчислете степента на окисление на хрома в оксид, съдържащ 68,42% (маса) от този метал.
Решение.Като вземем масата на оксида за 100%, намираме масова часткислород в оксида: 100 – 68,42 = 31,58%, т.е. за 68,42 части от масата на хрома има 31,58 части от масата на кислорода, или за 68,42 g хром има 31,58 g кислород. Знаейки, че моларната маса на кислородните еквиваленти е 8 g/mol, ние определяме моларната маса на хромните еквиваленти в оксида съгласно закона за еквивалентите:
; М ek (Cr) = g/mol.
Степента на окисление на хрома се намира от връзката,
от тук | ° С. о.| = = 3.
