Кальцій. Оксид кальцію. Гашене вапно

Кальцій – елемент четвертого періоду. Електронна конфігурація зовнішнього і предвнешнего електронних шарів атома кальцію 3s23p64s2.
Кальцій електронна конфігурація зовнішнього і предвнешнего електронного шару атома
Кальцій – один з найбільш поширених елементів земної кори. Крім силікатних порід, він зустрічається у вигляді карбонату СаСO3 (крейда, мармур, вапняк) і сульфату CaSO4 (гіпс).
Кальцій являє собою білий, легко окислюється на повітрі метал, тому його, подібно калію і натрію, зберігають під шаром гасу. Кальцій досить твердий. При окисленні кальцію на повітрі утворюється окис кальцію, або, як її називають, палена (негашене) вапно САО:
2Са + О2 = 2СаО
Попередньо нагрітий кальцій горить у кисні, але не так яскраво, як магній. Кальцій енергійно реагує з гарячою водою, витісняючи з неї водень і утворюючи гідроокис кальцію, або гашене вапно, Са (ОН) 2:
Са + 2Н2О = Са (ОН) 2 + Н2
З азотом кальцій, подібно магнію, утворює нітрид, але в двоокису вуглецю горіти не може. Кальцій, подібно магнію, проявляє яскраво виражені відновні властивості. Широкого застосування металевий кальцій не знаходить.
Окис кальцію СаО, як і палена магнезія, має дуже високу температуру плавлення – близько 3000 °. Якщо облити СаО водою, то йде вельми бурхлива реакція, що супроводжується шипінням, сильним розігріванням і збільшенням обсягу. У результаті цього процесу, званого гасінням вапна, виходить гашене вапно – гідроокис кальцію
СаО + Н2О = Са (ОН) 2
Гашене вапно широко використовується в будівництві як сполучна речовина і для виготовлення штукатурки. Гашене вапно, збовтати у воді, називається вапняним молоком і застосовується у виробництві цукру при його очищенні від сторонніх домішок. Безбарвний прозорий розчин гашеного вапна називається вапняною водою і застосовується як реактив на двоокис вуглецю, а також для пом’якшення тимчасової жорсткості води, спричиненої бікарбонатом кальцію Са (HCО3) 2
Гашене вапно отримують з негашеного, а негашене – випалюванням вапняку в ізвестковообжігових печах (рис. 79). Суміш вапняку і коксу, завантажувана через верх печі, називається шихтою. Кокс потрібен для підтримки в печі температури 1200 °. Для горіння коксу необхідне повітря, який подається знизу. Поступово проходячи в печі через зону підігріву і зону охолодження, вапняк нагрівається і розкладається:
СаСО3 = СаО + СО2
Негашене вапно охолоджується зустрічними потоками повітря і витягується з нижньої частини печі. Таким «образом, піч працює безперервно. Для того щоб вона могла витримати настільки високий нагрів, її футеруют зсередини вогнетривкою цеглою. Летючі сполуки кальцію забарвлюють полум’я пальника в цегляно-червоний колір.
■ 54. Наведіть кілька рівнянь реакцій, які доводять, що кальцій має відновлювальні властивості. (Див. Відповідь)
55. Який об’єм водню може бути витіснений кальцієм з 20 мл 3 н. соляної кислоти?
56. До якої групи реакцій (екзотермічним або ендотермічним) відноситься процес гасіння вапна?
57. Як здійснити наступні перетворення: (Див. Відповідь)
58. Скільки кубічних метрів двоокису вуглецю вийде при прожаренні 5 кг вапняку, що містить 10% домішок?
59. Чому для отримання двоокису вуглецю в апараті Киппа користуються соляною кислотою, обробляючи її мармур, і ніколи не користуються сірчаної?
60. Які хімічні процеси протікають в вапняно-обпалювальної печі?
61. Чому палену вапно не можна тривалий час зберігати на повітрі?
62. У банку знаходиться тверде білу речовину. Є припущення, що це або палена, або гашене вапно. Як визначити, що у банку? (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію