KALSIYUM OKSIT (CAO): YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Kalsiyum oksit (CaO) (değil iyonik formda kalsiyum ve oksijen ihtiva eden bir inorganik bileşiktir için CaO peroksit, kalsiyum ile karıştırılmamalıdır ₂ ). Dünya çapında, kalsiyum karbonatlar, oksitler ve hidroksitlerin yanı sıra silikon, alüminyum ve demir gibi diğer metalleri içeren herhangi bir inorganik bileşiği belirten bir kelime olan kireç olarak bilinir.

Bu oksit (veya kireç), hidratlanmış olup olmamasına bağlı olarak halk arasında sönmemiş kireç veya sönmüş kireç olarak da anılır. Sönmemiş kireç kalsiyum oksittir, sönmüş kireç ise hidroksittir. Buna karşılık, kireçtaşı (kireçtaşı veya sertleştirilmiş kireç) aslında esas olarak kalsiyum karbonattan (CaCO ₃ ) oluşan tortul bir kayadır .

En büyük doğal kalsiyum kaynaklarından biridir ve kalsiyum oksit üretimi için hammaddeyi oluşturur. Bu pas nasıl üretilir? Karbonatlar, termal ayrışmaya duyarlıdır; kalsiyum karbonatların 825 ºC'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtılması kireç ve karbondioksit oluşumuna neden olur.

Yukarıdaki ifade şu şekilde açıklanabilir: CaCO ₃ (k) → CaO (k) + CO ₂ (g). Yerkabuğu kireçtaşı ve kalsit açısından zengin olduğundan ve deniz kabukları (kalsiyum oksit üretimi için hammaddeler) okyanuslarda ve sahillerde bol miktarda bulunduğundan, kalsiyum oksit nispeten ucuz bir reaktiftir.

Formül

Kalsiyum oksidin kimyasal formülü, kalsiyum iyonunun asit (elektron alıcısı) Ca2 ⁺ ve oksijenin bazik iyon (elektron vericisi) O ^{2- olduğu CaO'dur} .

Kalsiyum neden +2 yüklüdür? Çünkü kalsiyum, periyodik tablonun 2. grubuna (Bay Becambara) aittir ve oksijen atomuna verdiği bağların oluşumu için yalnızca iki değerlik elektronu vardır.

yapı

Üstteki görüntüde, kalsiyum oksit için kristal yapı (mücevher tuzu tipi) temsil edilmektedir. Hacimli kırmızı küreler Ca2 ⁺ iyonlarına ve beyaz küreler O ^2- iyonlarına karşılık gelir .

Bu kübik kristal düzenlemede, her bir Ca2 ⁺ iyonu , aralarındaki büyük iyonları bırakan sekiz yüzlü deliklerde tıkanan altı O ^2- iyonu ile çevrilidir .

Bu yapı, bu oksidin iyonik karakterini maksimuma çıkarır, ancak yarıçaplardaki kayda değer fark (kırmızı küre beyaz olandan daha büyüktür), MgO ile karşılaştırıldığında ona daha zayıf bir kristal kafes enerjisi verir.

Özellikleri

Fiziksel olarak, yüksek erime noktalarından (2572 ºC) ve kaynama noktalarından (2850 ºC) sorumlu olan, güçlü elektrostatik etkileşime sahip beyaz kristalli, kokusuz bir katıdır. Ayrıca, 55.958 g / mol moleküler ağırlığa ve termolüminesan olma gibi ilginç bir özelliğe sahiptir.

Bu, bir aleve maruz kalan bir kalsiyum oksit parçasının, İngilizce'de ilgi odağı olarak bilinen yoğun bir beyaz ışıkla veya İspanyolca, kalsiyum ışığı ile parlayabileceği anlamına gelir. Aşağıdaki resimde de görülebileceği gibi, ateşle temas halinde olan Ca2 ⁺ iyonları kırmızımsı bir alev oluşturur.

Limelight veya ilgi odağı

Çözünürlük

CaO, su için güçlü bir afiniteye sahip olan, nemi emecek (higroskopik bir katıdır), sönmüş kireç veya kalsiyum hidroksit üretmek için hemen reaksiyona girecek kadar güçlü bir baz oksittir:

CaO (k) + H ₂ O (l) => Ca (OH) ₂ (k)

Bu reaksiyon ekzotermiktir (ısı yayar), çünkü daha güçlü etkileşimlere sahip bir katı ve daha kararlı bir kristal kafes oluşturur. Bununla birlikte, Ca (OH) ₂ ısıtılırsa , dehidre edilir ve sönmüş kireci tutuşturursa reaksiyon tersine çevrilebilir ; sonra kireç "yeniden doğar".

Elde edilen çözelti çok baziktir ve kalsiyum oksit ile doyurulursa pH 12,8'e ulaşır.

Aynı şekilde gliserol ve asit ve şeker solüsyonlarında da çözünür. Bu temel bir oksit olarak, doğal (SiO asidik oksitlerle etkili etkileşimlere sahip ₂ , Al ₂ O ₃ ve Fe ₂ O ₃ , sıvı fazda çözünen, örneğin). Öte yandan alkollerde ve organik çözücülerde çözünmez.

Uygulamalar

CaO, atık sudan fosfatların çıkarılmasında ve gaz halindeki atıklardan kükürt dioksit ile reaksiyonda asetilen (CH≡CH) sentezinde olduğu gibi, çok sayıda endüstriyel kullanıma sahiptir.

Kalsiyum oksit için diğer kullanımlar aşağıda açıklanmıştır:

Harç olarak

Kalsiyum oksit, kum (SiO ₂ ) ve suyla karışırsa, kumla kekleşir ve sönmüş kireç oluşturmak için suyla yavaş yavaş reaksiyona girer. Buna karşılık, havadaki CO ₂ suda çözünür ve kalsiyum karbonat oluşturmak için sönmüş tuzla reaksiyona girer:

Ca (OH) ₂ (k) + CO ₂ (g) => CaCO ₃ (k) + H ₂ O (l)

CaCO ₃ , CaO'dan daha dirençli ve daha sert bir bileşiktir, harcın (önceki karışım) tuğla, blok veya seramikleri aralarında veya istenen yüzeye sertleştirmesine ve sabitlemesine neden olur.

Cam üretiminde

Cam üretimi için temel hammadde, kireç, sodyum karbonat (Na ₂ CO ₃ ) ve diğer katkı maddeleri ile karıştırılan silikon oksitlerdir ve daha sonra ısıtmaya tabi tutularak camsı bir katı elde edilir. Bu katı daha sonra ısıtılır ve herhangi bir şekle üflenir.

Madencilikte

Sönmüş kireç, hidrojen bağı (OHO) etkileşimlerinden dolayı sönmemiş kireçten daha büyük bir hacim kaplar. Bu özellik, kayaları içeriden kırmak için kullanılır.

Bu, ısısını ve genişleme gücünü kayaya odaklamak için sızdırmaz hale getirilmiş kompakt bir kireç ve su karışımı ile doldurularak elde edilir.

Silikat giderici olarak

CaO, daha sonra belirli bir ürünün ham maddesinden ekstrakte edilen birleşik bir sıvı oluşturmak için silikatlarla birleşir.

Örneğin, demir cevherleri, metalik demir ve çelik üretimi için hammaddedir. Bu mineraller, işlem için istenmeyen safsızlıklar olan silikatlar içerir ve az önce açıklanan yöntemle giderilir.

Kalsiyum oksit nanopartiküller

Kalsiyum oksit, çözelti içindeki kalsiyum nitrat (Ca (NO ₃ ) ₂ ) ve sodyum hidroksit (NaOH) konsantrasyonlarını değiştirerek nanopartiküller olarak sentezlenebilir .

Bu parçacıklar küreseldir, baziktir (makro ölçekli katı gibi) ve çok fazla yüzey alanına sahiptir. Sonuç olarak, bu özellikler katalitik işlemlere fayda sağlar. Hangi? Araştırma şu anda bu soruyu yanıtlıyor.

Bu nanoparçacıklar, suyun ağır ve zararlı metallerden arıtılması için yapay fotosentez gibi kimyasal dönüşümler gerçekleştirmek için yeni ilaçların formülasyonunda, piridin türevleri gibi ikame edilmiş organik bileşikleri sentezlemek için kullanılmıştır. fotokatalitik ajanlar.

Nanopartiküller, bir antibakteriyel ajan olarak kullanılmak üzere papaya ve yeşil çay yaprakları gibi biyolojik bir destek üzerinde sentezlenebilir.

Referanslar

1. scifun.org. (2018). Kireç: kalsiyum oksit. Scifun.org'dan 30 Mart 2018'de alındı.
2. Vikipedi. (2018). Kalsiyum oksit. 30 Mart 2018'de en.wikipedia.org adresinden erişildi.
3. Ashwini Anantharaman ve diğerleri. (2016). Kalsiyum Oksit Nanopartiküllerinin Yeşil Sentezi ve Uygulamaları. Int.Mühendislik Araştırma ve Uygulama Dergisi. ISSN: 2248-9622, Cilt 6, Sayı 10, (Bölüm -1), s.27-31.
4. J. Safaei-Ghomi vd. (2013). Kalsiyum oksit nanopartikülleri, sulu etanol ortamında yüksek oranda ikame edilmiş piridinlerin tek adımlı çok bileşenli sentezini katalize etti Scientia Iranica, İşlemler C: Kimya ve Kimya Mühendisliği 20 549-554.
5. PubChem. (2018). Kalsiyum oksit. 30 Mart 2018'de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov adresinden alındı
6. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya. 2. grubun unsurlarında (dördüncü baskı, S. 280). Mc Graw Hill.