Тема «Кальций и его соединения» в школьном курсе химии

6. Применение.

Благодаря большой химической активности металлический кальций применяют для восстановления некоторых тугоплавких металлов (титан, цирконий и др.) из их оксидов. Кальций используют также в производстве стали и чугуна, для очистки последних от кислорода, серы и фосфора, для получения некоторых сплавов, в частности, свинцово-кальциевых, необходимых для изготовления подшипников.

7. Важнейшие соединения кальция, получаемые в промышленности.

Оксид кальция получают в промышленности обжигом известняка:

CaCO3 → CaO + CO2

Оксид кальция – тугоплавкое вещество белого цвета (плавится при температуре 2570 0С), обладает химическими свойствами, присущими основным оксидам активных металлов (I, табл. II, с. 88) [14].

Реакция оксида кальция с водой протекает с выделением большого количества теплоты:

CaO + H2O ═ Ca (OH)2 + Q

Оксид кальция является основной составной частью негашеной извести, а гидроксид кальция – гашеной извести.

Реакция оксида кальция с водой называется гашением извести.

Оксид кальция применяется в основном для получения гашеной извести.

Гидроксид кальция Ca(OH)2 имеет большое практическое значение. Он применяется в виде гашеной извести, известкового молока и известковой воды.

Гашенная известь – тонкий рыхлый порошок, обычно серого цвета (составная часть гидроксида кальция), немного растворим в воде (1,56 г. растворяется в 1 л воды при 20 0С). Тестообразную смесь гашенной извести с цементом, водой и песком применяют в строительстве. Постепенно смесь твердеет:

Ca (OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O

Известковое молоко – взвесь (суспензия), похожая на молоко. Она образуется при смешивании избытка гашеной извести с водой. Применяют известковое молоко для получения хлорной извести, при производстве сахара, для приготовления смесей, необходимых в борьбе с болезнями растений, для побелки стволов деревьев.

Известковая вода – прозрачный раствор гидроксида кальция, получаемый при фильтровании известкового молока. Используют ее в лаборатории для обнаружения оксида углерода (IV):

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O

При длительном пропускании оксида углерода (IV) раствор становится прозрачным:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Если полученный прозрачный раствор гидрокарбонатного кальция нагревают, то снова происходит помутнение:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑

Подобные процессы протекают также и в природе. Если вода содержит растворенный оксид углерода (IV) и действует на известняк, то некоторая часть карбоната кальция превращается в растворимый гидрокарбонат кальция. На поверхности раствор согревается, и из него вновь выпадает карбонат кальция.

*

Большое практическое значение имеет хлорная известь. Она получается при реакции гашеной извести с хлором:

0 +1 -1

2 Ca(OH)2 + 2 Cl2 → Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O

Действующей составной частью хлорной извести является гипохлорит кальция. Гипохлориты подвергаются гидролизу. При этом выделяется хлорноватистая кислота. Хлорноватистую кислоту из ее соли может вытеснить даже угольная кислота:

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O → CaCO3 ↓+ 2 HClO

2 HClO → 2 HCl + O2 ↑

Это свойство хлорной извести широко используют для отбеливания, дезинфекции и дегазации.

8. Гипс.

Различают следующие виды гипса: природный – CaSO4 ∙ 2H2O, жженый – (CaSO4)2 ∙ H2O, безводный – CaSO4.

Жженый (полуводный) гипс, или алебастр, (CaSO4)2 ∙ H2O получают при нагревании природного гипса до 150–180 0С:

2 [CaSO4 ∙ 2H2O] → (CaSO4)2 ∙ H2O + 3H2O ↑

Если смешать порошок алебастра с водой, то образуется полужидкая пластическая масса, которая быстро твердеет. Процесс затвердевания объясняется присоединением воды:

(CaSO4)2 ∙ H2O + 3H2O → 2 [CaSO4 ∙ 2H2O]

Свойство жженого гипса затвердевать используют на практике. Так, например, алебастр в смеси с известью, песком и водой применяют в качестве штукатурки. Из чистого алебастра изготавливают художественные изделия, а в медицине его используют для накладывания гипсовых повязок.

Если природный гипс CaSO4 ∙ 2H2O нагревать при более высокой температуре, то выделяется вся вода:

CaSO4 ∙ 2H2O → CaSO4 + 2H2O↑

Образовавшийся безводный гипс CaSO4 уже не способен присоединить воду, и поэтому его назвали мертвым гипсом.

Жесткость воды и способы ее устранения.

Всем известно, что в дождевой воде мыло хорошо пенится (мягкая вода), а в ключевой – обычно плохо (жесткая вода). Анализ жесткой воды показывает, что в ней содержатся значительные количества растворимых солей кальция и магния. Эти соли образуют с мылом нерастворимые соединения. Такая вода непригодна для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и питания паровых котлов, так как при нагревании жесткой воды на стенках охладительных систем образуется накипь. Накипь плохо проводит теплоту; поэтому возможен перегрев моторов, паровых котлов, кроме того, ускоряется их изнашивание.

Образование как система и процесс
Образование как система представляет собой развивающуюся сеть учреждений разного типа и уровня. Основные элементы образования как макросистемы, имеющей государственный статус, — это системы дошкольного, школьного, среднего специального, высшего и послевузовского дополнительного образования. Содержа ...

Представление понятия «мышление» в научных психолого-педагогических теориях
Понимание и описание феномена мышления в психологии неоднозначно и многократно. Существует несколько подходов к рассмотрению мышления. Рассмотрим некоторых из них. Психология мышления стала разрабатываться лишь в ХХ в. Господствовавшая до этого времени ассоциативная психология исходила из того поло ...

Средства математики, способствующие развитию интеллектуальных способностей ребенка
Определения словарей, поясняющие значение слова математика романтичны. Словарь живого великорусского языка В.В. Даля: «Математика ж. - наука о величинах и количествах; все, что можно выразить цифрою, принадлежит математике; - чистая, занимается величинами отвлеченно; - прикладная, прилагает первую ...