- fórmula
- estructura
- propietats
- solubilitat
- usos
- com morter
- En la producció de vidres
- A la mineria
- Com a agent transportista de silicats
- Nanopartícules d'òxid de calci
- referències
El òxid de calci (CaO) és un compost inorgànic que conté calci i oxigen en formes iòniques (no confondre amb el peròxid de calci, CaO 2). Mundialment se li coneix com calç, paraula que designa tot compost inorgànic que conté carbonats, òxids i hidròxids de calci, a més d'altres metalls com ara silici, alumini i ferro.
A aquest òxid (o calç) també es refereixen col·loquialment com calç viva o calç apagada, depenent de si està o no hidratat. La calç viva és l'òxid de calci, mentre que la calç apagada és la seva hidròxid. Al seu torn, la pedra calcària (pedra de calç o calç endurida) és en realitat una roca sedimentària composta principalment de carbonat de calci (CaCO 3).
És una de les fonts naturals més grans de calci i constitueix la matèria primera per a la producció d'òxid de calci. Com es produeix aquest òxid? Els carbonats són susceptibles a la descomposició tèrmica; escalfant els carbonats de calci a temperatures majors de 825 ºC, condueixen a la formació de calç i diòxid de carboni.
L'anterior afirmació pot descriure així: CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2 (g). A causa de que l'escorça terrestre és rica en pedra calcària i calcita, i en els oceans i platges són abundants les petxines marines (matèries primeres per a la producció d'òxid de calci), l'òxid de calci un reactiu relativament barat.
fórmula
La fórmula química de l'òxid de calci és CaO, en la qual el calci està com el ió àcid (acceptor d'electrons) Ca 2+, i l'oxigen com el ió bàsic (donador d'electrons) o 2-.
Per què el calci té càrrega +2? Perquè el calci pertany a el grup 2 de la taula periòdica (Sr. Becambara), i només té dos electrons de valència disponibles per a la formació d'enllaços, dels quals cedeix a l'àtom d'oxigen.
estructura
A la imatge superior està representada l'estructura cristal·lina (tipus sal de gemma) per l'òxid de calci. Les esferes vermelles voluminoses corresponen als ions Ca 2+ i les esferes blanques als ions O 2-.
En aquest arranjament cristal·lí cúbic cada ió Ca 2+ està envoltat de sis ions O 2-, closos en els buits octaèdrics que deixen els ions grans entre ells.
Aquesta estructura expressa a l'màxim el caràcter iònic d'aquest òxid, tot i que la notable diferència dels radis (l'esfera vermella és més gran que la blanca) li confereix una energia reticular cristal·lina més feble si se li compara amb el MgO.
propietats
Físicament, és un sòlid blanc cristal·lí, inodor i amb fortes interaccions electrostàtiques, les quals són responsables dels seus alts punts de fusió (2572 ° C) i ebullició (2850 ºC). A més, té un pes molecular de 55,958 g / mol i la interessant propietat de ser termoluminescent.
Això vol dir que un tros d'òxid de calci exposat a una flama pot brillar amb una intensa llum blanca, coneguda en anglès amb el nom limelight, o en espanyol, llum de calci. Els ions Ca 2+, en contacte amb el foc, originen una flama vermellosa, tal com s'aprecia en la següent imatge.
Llum de calci o Limelight
solubilitat
El CaO és un òxid bàsic que presenta una forta afinitat per l'aigua, a tal grau que absorbeix humitat (és un sòlid higroscòpic), reaccionant immediatament per produir calç apagada o hidròxid de calci:
CaO (s) + H 2 O (l) => Ca (OH) 2 (s)
Aquesta reacció és exotèrmica (desprèn calor) a causa de la formació d'un sòlid amb interaccions més fortes i una xarxa cristal·lina més estable. No obstant això, la reacció és reversible si s'escalfa el Ca (OH) 2, deshidratándolo i encenent la calç apagada; llavors, la calç "reneix".
La solució resultant és molt bàsica, i si es satura amb òxid de calci arriba a un pH de 12,8.
Igualment, és soluble en glicerol i en solucions àcides i ensucrades. Com és un òxid bàsic, naturalment té interaccions eficaços amb els òxids àcids (SiO 2, A l' 2 O 3 i Fe 2 O 3, per exemple) sent soluble en les fases líquides dels mateixos. D'altra banda, és insoluble en alcohols i solvents orgànics.
usos
El CaO té una vasta infinitat d'usos industrials, així com en la síntesi d'acetilè (CH≡CH), en l'extracció de fosfats de les aigües residuals i en la reacció amb el diòxid de sofre de les deixalles gasosos.
A continuació es descriuen a altres usos d'l'òxid de calci:
com morter
Si l'òxid de calci es barreja amb sorra (SiO 2) i aigua, s'endureix amb la sorra i reacciona lentament amb l'aigua per formar calç apagada. Al seu torn, el CO 2 de l'aire es dissol en l'aigua i reacciona amb la sal apagada per formar carbonat de calci:
Ca (OH) 2 (s) + CO 2 (g) => CaCO 3 (s) + H 2 O (l)
El CaCO 3 és un compost més resistent i dur que el CaO, ocasionant que el morter (la barreja anterior) s'endureixi i fixi els maons, blocs o ceràmiques entre aquests oa la superfície desitjada.
En la producció de vidres
La matèria primera essencial per a la producció de vidres són els òxids de silici, els quals són barrejats amb la calç, el carbonat de sodi (Na 2 CO 3) i altres additius, per després ser sotmesos a escalfament, resultant en un sòlid vidriós. Aquest sòlid posteriorment és escalfat i bufat en qualssevol figures.
A la mineria
La calç apagada ocupa més volum que la calç viva a causa de les interaccions per ponts d'hidrogen (OHO). Aquesta propietat és aprofitada per trencar les roques des dins seu.
Això s'aconsegueix emplenant-les amb una barreja compacta de calç i aigua, la qual és segellada per enfocar la seva calor i poder expansiu en el si de la roca.
Com a agent transportista de silicats
El CaO es fon amb els silicats per formar un líquid coalescent, el qual després s'extreu de la matèria primera d'un determinat producte.
Per exemple, els minerals de ferro són la matèria primera per a la producció d'el ferro metàl·lic i l'acer. Aquests minerals contenen silicats, els quals són impureses indesitjables per al procés i són eliminats mitjançant el mètode recentment descrit.
Nanopartícules d'òxid de calci
L'òxid de calci pot sintetitzar com nanopartícules, variant les concentracions de nitrat de calci (Ca (NO 3) 2) i hidròxid de sodi (NaOH) en solució.
Aquestes partícules són esfèriques, bàsiques (així com el sòlid a macro escala) i presenten molta àrea superficial. En conseqüència, aquestes propietats beneficien els processos catalítics. Quines? Les investigacions actualment estan responent aquesta pregunta.
S'han utilitzat aquestes nanopartícules per sintetitzar compostos orgànics substituïts -com derivats de les piridinas- en la formulació de nous fàrmacs per dur a terme transformacions químiques com la de la fotosíntesi artificial, per a la purificació de l'aigua dels metalls pesats i nocius, i com agents fotocatalítics.
Les nanopartícules poden ser sintetitzades sobre un suport biològic, com les fulles de la papaia i de el te verd, per donar-los així un ús com a agent antibacterià.
referències
- scifun.org. (2018). Lime: calcium s'oxidi. Recuperat el 30 de març de 2018, de: scifun.org.
- Wikipedia. (2018). Calcium s'oxidi. Recuperat el 30 de març de 2018, de: en.wikipedia.org
- Ashwini Anantharaman et al. (2016). Green Synthesis of Calcium Oxide nanoparticles and Its Applications. Int. Journal of Engineering Research and Application. ISSN: 2248-9622, Vol. 6, Issue 10, (Part -1), pp.27-31.
- J. Safaei-Ghomi et al. (2013). Calcium oxide nanoparticles catalyzed one-step multicomponent synthesis of highly substituted pyridines in aqueous ethanol mitjana Scientia Iranica, Transactions C: Chemistry and Chemical Engineering 20 549-554.
- PubChem. (2018). Calcium Oxide. Recuperat el 30 de març de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. En Els elements de el grup 2. (quarta edició., Pàg. 280). Mc Graw Hill.