氧化鈣
編輯氧化鈣 (CaO),俗稱生石灰或生石灰,是一種用途廣泛的化合物。 它在室溫下是一種白色、腐蝕性、堿性、結晶固體。 廣泛使用的術語石灰表示含鈣無機材料,其中鈣、硅、鎂、鋁和鐵的碳酸鹽、氧化物和氫氧化物占主導地位。 相比之下,生石灰特別適用于單一化合物氧化鈣。 在水泥等建筑產品中不發生反應而在加工過程中幸存下來的氧化鈣被稱為游離石灰。
生石灰相對便宜。 它和一種化學衍生物(氫氧化鈣,其中生石灰是堿酐)都是重要的日用化學品。
準備
編輯氧化鋯通常是通過石灰石或貝殼等含有碳酸鈣(CaCO3;礦物方解石)的材料在石灰窯中熱分解制成的。 這是通過將材料加熱到 825°C(1,517°F)以上來實現的,這一過程稱為煅燒或石灰燃燒,以釋放二氧化碳 (CO2) 分子,留下生石灰。 這也是史前時代為數不多的已知化學反應之一。
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
生石灰不穩定,冷卻后會自發地與空氣中的 CO2 發生反應,直到經過足夠的時間后,生石灰才會完全轉化回碳酸鈣,除非用水熟化制成石灰膏或石灰砂漿。
全球生石灰年產量約為 2.83 億噸。 中國是迄今為止世界上xxx的生產國,每年總產量約為 1.7 億噸。 美國是下一個xxx的國家,每年約有 2000 萬噸。
每 1.0 噸生石灰大約需要 1.8 噸石灰石。 生石灰對水有很高的親和力,是一種比硅膠更有效的干燥劑。 生石灰與水的反應與體積增加至少 2.5 倍有關。
使用
編輯- 生石灰的主要用途是堿性氧氣煉鋼 (BOS) 工藝。 它的用量從每噸鋼約 30 到 50 公斤(65-110 磅)不等。 生石灰中和酸性氧化物 SiO2、Al2O3 和 Fe2O3,生成堿性熔渣。
- 生石灰粉用于生產加氣混凝土砌塊,密度約為 0.6–1.0 克/立方厘米(9.8–16.4 克/立方英寸)。
- 生石灰和熟石灰可以顯著提高含粘土的承載能力。 他們通過與細碎的二氧化硅和氧化鋁反應生成具有膠結特性的硅酸鈣和鋁酸鈣來實現這一點。
- 少量生石灰用于其他過程; 例如,玻璃、鋁酸鈣水泥和有機化學品的生產。
- 熱量:生石灰通過形成氫氧化鈣水合物釋放熱能,公式如下:
CaO (s) + H2O (l) ? Ca(OH)2 (aq) (ΔHr = ?63.7 kJ/mol CaO)當它水合時,會發生放熱反應,固體會膨脹。 通過將水加熱至紅色以逆轉水合反應來除去水,可以將水合物重新轉化為生石灰。 一升水與大約 3.1 千克(6.8 磅)的生石灰結合生成氫氧化鈣和 3.54 MJ 的能量。 該過程可用于提供方便的便攜式熱源,如在自熱罐中現場加熱食物、烹飪和無明火加熱水。 有幾家公司銷售使用這種加熱方法的烹飪套件。
- 糧農組織將其稱為食品添加劑,作為酸度調節劑、面粉處理劑和發酵劑。 它的 E 編號為 E529。
- 光:當生石灰被加熱到 2,400 °C(4,350 °F)時,它會發出強烈的光。 這種照明形式被稱為聚光燈,在電燈發明之前廣泛用于戲劇制作。
- 水泥:氧氣是水泥生產過程中的關鍵成分。
- 作為一種廉價且廣泛使用的堿。 大約 50% 的生石灰總產量在使用前轉化為氫氧化鈣。 生石灰和熟石灰都用于處理飲用水。
- 石油工業:水質檢測膏含有氧化鈣和酚酞的混合物。 如果這種糊狀物與燃料儲罐中的水接觸,CaO 會與水反應形成氫氧化鈣。 氫氧化鈣具有足夠高的 pH 值,可以使酚酞變成鮮艷的紫粉色,從而表明存在水。
- 造紙:在硫酸鹽紙漿廠的化學品回收中,氧氣被用于從碳酸鈉中再生氫氧化鈉。
- 石膏:有考古證據表明,新石器時代前陶器時代 B 的人類使用石灰石制成的石膏用于地板和其他用途。 這種石灰灰地板一直沿用到 19 世紀末。
- 化工或電力生產:固體噴霧
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