Kalcijev oksid
Kalcijev oksid (CaO) je bela, jedka, alkalna in kristalinična anorganska spojina. Industrijski kalcijev oksid, bolj znan kot žgano ali živo apno, je zelo porozen, amorfen in rumeno ali rjavo obarvan zaradi nečistoč, ki jih vsebuje apnenec, iz katerega ga proizvajajo. Največ živega apna se predela v gašeno apno (Ca(OH)2), ki se uporablja kot vezivo v gradbeništvu.
 | |
| Imena | |
|---|---|
| IUPAC ime kalcijev oksid | |
| Druga imena žgano apno, živo apno | |
| Identifikatorji | |
3D model (JSmol) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.013.763 |
| Število E | E529 (sredstva za uravnavanje Ph, ...) |
PubChem CID | |
| RTECS število |
|
| UNII | |
| UN število | 1910 |
CompTox Dashboard (EPA) | |
| |
| |
| Lastnosti | |
| CaO | |
| Molska masa | 56,0774 g/mol |
| Videz | bel do svetlo rumen/rjav prah |
| Vonj | brez vonja |
| Gostota | 3,34 g/cm3[1] |
| Tališče | 2613 °C (2886 K)[1] |
| Vrelišče | 2850 °C, 3123 K (100 hPa)[2] |
| 1,19 g/L (25 °C), 0,57 g/L (100 °C), eksotermna reakcija[3] | |
| Topnost (kisline) | topen (tudi v glicerolu in raztopini sladkorja) |
| Topnost (metanol) | netopen (tudi v dietil eter in 1-nonanolu) |
| Kislost (pKa) | 12,8 |
| Termokemija | |
| Standardna molarna entropija S | 40 J·mol−1·K−1[4] |
Std tvorbena entalpija (ΔfH⦵298) | −635 kJ·mol−1[4] |
| Nevarnosti | |
| NFPA 704 (diamant ognja) | |
| Plamenišče | ni vnetljiv |
| Sorodne snovi | |
| Drugi anioni | kalcijev sulfid kalcijev hidroksid |
| Drugi kationi | berilijev oksid magnezijev oksid stroncijev oksid barijev oksid |
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa). | |
| Sklici infopolja | |
Lastnosti
Kalcijev oksid ima zelo visoko tališče (2572 °C) in vrelišče (2850 °C) in je v popolnoma suhem stanju kemično zelo nereaktiven. Je brezbarven in kristalizira v kubičnem kristalnem sistemu, tako kot natrijev klorid (NaCl, kuhinjska sol).
Zelo čist kalcijev oksid pri močnem segrevanju s plamenom pokalnega plina (zmes vodika in kisika v razmerju 2:1) oddaja belo svetlobo (Drumondova apnena svetilka), s katero so nekoč osvetljevali gledališke odre.
Z vodo burno reagira in tvori kalcijev hidroksid (Ca(OH)2, gašeno apno):
- CaO + H2O → Ca(OH)2
Reakcija je eksotermna (ΔHr = −63.7 kJ/mol). Sproščeno toploto se uporablja na primer v samoogrevanih kozarcih in pločevinkah. Veže se tudi z vlago iz zraka, zato se mora skladiščiti v zaprtih in suhih prostorih.V žganem apnu so najpogostejše naslednje nečistoče:
- magnezijev oksid (MgO): 0,20 – 0,80 %
- železov(III) oksid (Fe2O3): 0,00 – 0,20 %
- silicijev dioksid (SiO2): 0,02 – 0,20 %
- aluminijev oksid (Al2O3): % 0,00 - 0,80 %
Njihova vsebnost je odvisna od vsebnosti nečistoč v apnencu, iz katerega se proizvaja.
Pridobivanje
Živo apno se pridobiva s segrevanjem naravnega apnenca, redko tudi kalcita, v apnenicah pri temperaturi okrog 1000 °C:
- CaCO3 → CaO + CO2
Nastalo živo apno je zelo porozno. Žganje apna je eden od najstarejših kemijskih procesov, ki jih je obvladal človek.
Uporaba
V reakciji živega apna z veliko količino vode (gašenje apna), nastane gašeno apno (Ca(OH)2). V industrijskem gašenju z minimalno (ekvivalentno) količino vode nastane hidratizirano apno. Oba proizvoda se uporabljata predvsem v gradbeništvu. Živo apno se uporablja tudi v industriji cementa, za opeko za oblaganje industrijskih peči, proizvodnji mineralnih gnojil, kot alkalni dodatek v metalurgiji, proizvodnji stekla in drugod.