氫氧化鈣
編輯氫氧化鈣(傳統上稱為熟石灰)是一種無機化合物,化學式為Ca(OH)2。它是一種無色晶體或白色粉末,由生石灰(氧化鈣)與水混合或熟化而得。它有許多名稱,包括熟石灰、苛性石灰、建筑用石灰、熟石灰、鈣和酸洗石灰。氫氧化鈣用于許多應用,包括食品制備,其中它已被確定為E編號E526。石灰水,也稱為石灰乳,是氫氧化鈣飽和溶液的通用名稱。
氫氧化鈣的屬性
編輯氫氧化鈣難溶于水,其逆行溶解度從100°C時的0.66g/L增加到0°C時的1.89g/L。溶解度積Ksp在25°C為5.02×10-6時,它在水中的解離足夠大,根據以下溶解反應,其溶液呈堿性:
Ca(OH)2→Ca2++2OH-
在環境溫度下,氫氧化鈣(硅酸鹽)溶解在純水中,產生一種pH值約為12.5的堿性溶液。氫氧化鈣溶液會引起化學灼傷。由于與氫氧根陰離子OH的共離子效應,在高pH值下-,其溶解度急劇下降。這種行為與水泥漿有關。氫氧化鈣的水溶液稱為石灰水,是中等強度的堿,它與酸反應,可以腐蝕一些金屬,如鋁(兩性氫氧化物在高pH條件下溶解),同時保護其他金屬,如鋼鐵,免受腐蝕。它們的表面鈍化。由于碳酸鈣的形成,石灰水在二氧化碳存在下變成乳白色,這個過程稱為碳酸化:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
當加熱到512°C時,與氫氧化鈣平衡的水的分壓達到101kPa(常壓),將氫氧化鈣分解為氧化鈣和水:
Ca(OH)2→CaO+H2O
逆行溶解度
編輯根據Hopkins和Wulff(1965),自MarcellinBerthelot(1875)和JuliusThomsen(1883)的著作(參見Thomsen-Berthelot原理)以來,已知氫氧化鈣溶解度隨溫度降低,當離子在水溶液中的存在仍然受到質疑時。此后,許多作者、ao、Miller和Witt(1929)或Johnston和Grove(1931)對其進行了詳細研究,并對其進行了多次改進(例如,Greenberg和Copeland(1960);霍普金斯和伍爾夫(1965);塞瓦爾德和塞弗里德(1991);Duchesne和Reardon(1995))。
這種相當罕見的行為的原因是氫氧化鈣在水中的溶解是一個放熱過程。因此,根據勒夏特列原理,降低溫度有利于消除溶解過程中釋放的熱量,增加Ca(OH)2的溶解平衡常數,從而增加其在低溫下的溶解度。溶解度的這種違反直覺的溫度依賴性被稱為“逆行”或“逆”溶解度。硫酸鈣的可變水合相(石膏、巴桑石和硬石膏)也由于相同的原因表現出逆行溶解度,因為它們的溶解反應是放熱的。
氫氧化鈣的用途
編輯氫氧化鈣的一個重要應用是作為絮凝劑,用于水和污水處理。它形成蓬松的帶電固體,有助于從水中去除較小的顆粒,從而產生更透明的產品。這種應用得益于氫氧化鈣的低成本和低毒性。它還用于淡水處理以提高水的pH值,這樣在基水呈酸性時管道就不會腐蝕,因為它是自我調節的,不會使pH值升高太多。
它還用于制備氨氣(NH3),使用以下反應:
Ca(OH)2+2NH4Cl→2NH3+CaCl2+2H2O
另一個大的應用是在造紙工業中,它是生產氫氧化鈉反應的中間體。這種轉化是用于制造紙漿的牛皮紙工藝中苛化步驟的一部分。在苛化操作中,將燒過的石灰添加到綠液中,綠液是一種主要由碳酸鈉和硫酸鈉通過溶解熔煉產生的溶液,熔煉是這些化學物質從回收爐中的熔融形式。
食品工業
熟石灰因其低毒和基本性質溫和,廣泛用于食品工業:
- 在制糖工業中澄清甘蔗或甜菜的原汁
- 處理酒精飲料和軟飲料的水
- 泡菜黃瓜等食物
- 制作中國皮蛋
- 在玉米制備中:去除玉米粒的纖維素外殼
- 在食品和制藥用鹽的生產中清除鈣和鎂的碳酸鹽
- 用于強化(鈣補充劑)果汁飲料,例如橙汁和嬰兒配方奶粉
- 作為助消化劑(稱為Choona,在印度用于paan,檳榔、氫氧化鈣和各種檳榔葉包裹的種子的混合物)
- 在制作木瓜時代替小蘇打
- 在從受控氣氛中去除二氧化碳的過程中產生儲存室
- 在蘑菇生長基質的制備中
美國原住民使用
在西班牙語中,氫氧化鈣被稱為cal。用cal烹制的玉米(在nixtamalization的過程中)變成玉米粥(nixtamal),這顯著提高了煙酸(維生素B3)的生物利用度,也被認為更美味且更容易消化。
在咀嚼古柯葉時,通常會同時咀嚼氫氧化鈣,以保持生物堿興奮劑在化學上可被身體吸收。同樣,美洲原住民傳統上用從燒焦的軟體動物殼中提取的氫氧化鈣咀嚼煙葉以增強效果。它也被一些美洲原住民部落用作yopo的成分,這是一種由一些Anadenanthera物種的豆制成的迷幻鼻煙。
亞洲用途
它用于制造naswar(也稱為nass或niswar),這是一種由新鮮煙葉、氫氧化鈣(chuna或很快)和木灰制成的浸漬煙草。它在帕坦僑民、阿富汗、巴基斯坦、印度和孟加拉國的消費量xxx。在阿富汗、巴基斯坦和印度,村民們還使用氫氧化鈣粉刷他們的泥屋。
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