氫氧化鈣
氫氧化鈣，是一種白色粉末狀固體。化學式Ca(OH)₂，俗稱熟石灰、消石灰，水溶液稱作澄清石灰水。氫氧化鈣具有鹼的通性，是一種強鹼。氫氧化鈣是二元強鹼，但僅能微溶於水。氫氧化鈣在工業中有廣泛的應用。[1]
| 氫氧化鈣 | |
|---|---|
目錄
基本信息
簡介
中文名稱:氫氧化鈣
中文別名:消石灰;熟石灰
英文名稱:Calcium hydroxide
英文別名:Slaked lime; calcium dihydroxide; calcium hydrate; dihydroxycalcium
CAS:1305-62-0 [2]
EINECS:215-137-3
氫氧化鈣qīng yǎng huà gài 管制信息:該品不受管制
顏色:白色粉末狀固體。
溶解性:微溶於水， 放出大量的熱
腐蝕性:稍弱於氫氧化鈉(NaOH)，中強性鹼
酸鹼性:呈鹼性
產品英文名 Calcium hydroxide;Hydrated lime;Slaked lime;Lime,hydrated,limewater
產品別名:消石灰、熟石灰(ShúShíHuī) 、石灰水(溶液)、石灰乳(懸濁液)、石灰漿(懸濁液)
化學式:Ca(OH)₂
製備方法:將生石灰溶於水，即CaO+H₂O=Ca(OH)₂
相對分子質量為:74.09
溶解度:氫氧化鈣溶解度隨溫度升高而降低,隨溫度降低而升高
別名:消石灰; 熟石灰
基本用途 :用於制漂白粉，硬水軟化劑，改良土壤酸性，自來水消毒澄清劑及建築工業等。
氫氧化鈣毒性防護 其粉塵或懸浮液滴對粘膜有刺激作用，能引起噴嚏和咳嗽，和鹼一樣能使脂肪皂化，從皮膚吸收水分、溶解蛋白質、刺激及腐蝕組織。吸入石灰粉塵可能引起肺炎。最高容許濃度為5mg/m3。吸入粉塵時，可吸入水蒸氣、可待因及猶奧寧，在胸廓處塗芥末膏;當落入眼內時，可用流水儘快沖洗，再用5%氯化銨溶液或0.01%CaNa₂-EDTA溶液沖洗，然後將0.5%地卡因溶液滴入。工作時應注意保護呼吸器官，穿戴用防塵纖維制的工作服、手套、密閉防塵眼鏡，並塗含油脂的軟膏，以防止粉塵吸入。
包裝儲運 用內襯聚乙烯塑料薄膜袋的塑料編織袋包裝，每袋淨重25kg。應貯存在乾燥的庫房中。嚴防潮濕。避免與酸類物質共貯混運。運輸時要防雨淋。失火時，可用水，砂土或一般滅火器撲救。
物化性質 細膩的白色粉末。相對密度2.24。加熱至580℃脫水成氧化鈣，在空氣中吸收二氧化碳而成碳酸鈣。溶於酸、銨鹽、甘油，微溶於水，不溶於醇，有強鹼性，對皮膚、織物有腐蝕作用。
安全術語
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S39Wear eye / face protection.
戴護目鏡或面具。
風險術語
R41Risk of serious damage to the eyes.
對眼睛有嚴重傷害。
產品用途
建築:三合土、石灰漿.刷牆壁(Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O)
注意:1.二氧化碳使澄清石灰水變渾濁
⒉新刷的牆壁會"出汗"
⒊盛放石灰水的瓶子打開時間久了，會形成一層白膜(碳酸鈣)，可以用鹽酸清洗
(CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O)
農業:配製波爾多液作為農藥(Ca(OH)₂+CuSO₄=CaSO₄+Cu(OH)₂硫酸鈣微溶於水)
{注意:配製時，不能在鐵製的容器中進行，也不能用鐵棒進行攪拌(Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄)
改變土壤的酸鹼性將適量的熟石灰加入土壤，可以中和酸性，改變土壤的酸鹼性
工業:制氫氧化鈉(亦稱火鹼、燒鹼、苛性鈉)(Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH)、
配製價格低廉的漂白粉(2Cl₂+2Ca(OH)₂=CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O)
腐蝕性防護
其粉塵或懸浮液滴對粘膜有刺激作用，雖然程度上不如氫氧化鈉重，但也能引起噴嚏和咳嗽，和鹼一樣能使脂肪乳化，從皮膚吸收水分、溶解蛋白質、刺激及腐蝕組織。吸入石灰粉塵可能引起肺炎。最高容許濃度為5mg/m3。吸入粉塵時，可吸入水蒸氣、可待因及猶奧寧，在胸廓處塗芥末膏;當落入眼內時，可用流水儘快沖洗，再用5%氯化銨溶液或0.01%CaNa-EDTA溶液沖洗，然後將0.5%地卡因溶液滴入。工作時應注意保護呼吸器官，穿戴用防塵纖維制的工作服、手套、密閉防塵眼鏡，並塗含油脂的軟膏，以防止粉塵吸入。
包裝儲運
用內襯聚乙烯塑料薄膜袋的塑料編織袋包裝，每袋淨重25kg。應貯存在乾燥的庫房中。嚴防潮濕。避免與酸類物質共貯混運。運輸時要防雨淋。失火時，可用水，砂土或一般滅火器撲救。物理性質 細膩的白色粉末。相對密度2.24。在空氣中吸收二氧化碳而成碳酸鈣。溶於酸、銨鹽、甘油，微溶於水，不溶於醇，有強鹼性，對皮膚、織物、器皿等物質有腐蝕作用。它的水溶液俗稱石灰水。
水中溶解度隨溫度升高而降低
0℃ 0.18g 10℃0.17g
20℃0.16g
30℃0.15g 40℃0.14g 50℃0.13g
60℃0.12g 70℃0.105g 80℃0.095g
90℃0.08g 100℃0.07g
質量標準 美國軍用標準 O-C-110C (1984)
分子量 74.09
結構式 Ca(OH)2消耗定額 石灰消化法
石灰石(CaCO3 98%) 1.35
焦炭 0.18
化學性質
氫氧化鈣能與指示劑作用，使紫色石蕊試液變藍，使無色酚酞試液變紅。
氫氧化鈣能與某些非金屬氧化物反應，生成鹽和水。
氫氧化鈣能跟某些酸反應，生成鹽和水。
氫氧化鈣能和某些鹽反應，生成另一種鹼和另一種鹽。
生產方法
石灰消化法:將石灰石在煅燒成氧化鈣後，經精選與水按1:(3~3.5)的比例消化，生成氫氧化鈣料液經淨化分離除渣，再經離心脫水，於150~300℃下乾燥，再篩選(120目以上)即為氫氧化鈣成品。其CaCO3→CaO+CO2↑CaO+H2O→Ca(OH)2
日本 石灰消化法
生石灰(CaO 100%) 0.840
主要化學方程式有:
⒈氫氧化鈣溶液和飽和碳酸鈉溶液反應能夠生成氫氧化鈉:
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓，這個反應可以用來製取少量燒鹼。
⒉氫氧化鈣和二氧化碳的反應
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(這是石灰漿塗到牆上後氫氧化鈣與二氧化碳發生的反應，牆會"冒汗"就是因為生成了水H2O，牆變得堅固是因為生成了碳酸鈣CaCO3，在鄉下有時為了使牆更快變硬，就在剛刷好的屋裡燒炭生成二氧化碳CO2 C+O2(足量)=(點燃)CO2。這個反應也是檢驗CO2的方程式，氣體通入石灰水變渾濁的是CO2)。
⒊不同量的氫氧化鈣和碳酸氫鈉的反應
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)=CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
NaHCO3+Ca(OH)2(過量)=CaCO3↓+H2O+NaOH
⒋工業上煅燒石灰石CaCO3==(高溫)CaO+CO2↑(此反應也是工業上製取大量CO2的方法，一式二用)
工地上經常冒白煙是在制石灰漿Ca(OH)2:CaO+H2O=Ca(OH)2(因為熟石灰的溶解度隨溫度升高而降低，所以工人更願意在夏天制石灰漿，這樣溫度高時溶進水的熟石灰少，可製得更多石灰漿，此反應放出大量熱量)
石灰漿(石灰漿，熟石灰即Ca(OH)2被抹在牆上，與CO2反應後變硬
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
⒌氟化氫氨與氫氧化鈣反應的化學方程式:NH4HF2 + Ca(OH)2 = CaF2 + 2H2O +NH3
6.氯化鎂和氫氧化鈣反反應的化學方程式:MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓
⒎硝酸銨與氫氧化鈣反應的化學方程式:
2NH4NO3+Ca(OH)2=2NH3↑+2H2O+Ca(NO3)2
(NH4)2SO4+Ca(OH)2=2NH3↑+2H2O+CaSO4(此過程最好在加熱條件下反應)
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑(條件是高溫)
⒏氫氧化鈣具有鹼的通性，是一種強鹼，由於氫氧化鈣的溶解度比氫氧化鈉小得多，所以氫氧化鈣溶液的腐蝕性和鹼性比氫氧化鈉小。這些性質決定了氫氧化鈣有廣泛的應用。農業上用它降低土壤酸性，改良土壤結構，很明顯在這種場合用氫氧化鈉是不可能的。農藥波爾多液是用石灰乳和硫酸銅水溶液按一定比例配製的。因1885年首先用於法國波爾多城而得名。這種用於果樹和蔬菜的天藍色粘稠的懸濁液農藥，是通過其中的銅元素來消滅病蟲害的。其中不僅利用了氫氧化鈣能與硫酸銅反應的性質，也利用了氫氧化鈣微溶於水的特點使藥液成粘稠性，有利於藥液在植物枝葉上附着。另外氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應生成難溶於水的碳酸鈣，也有利於藥液附着於植物表面一段時間不被雨水衝掉。
氫氧化鈣和二氧化碳的反應不論在化學實驗室還是在工農業生產中，或者在自然界都經常發生。經常被利用着。石灰沙漿砌磚抹牆的事實熟為人知，鮮為人知的是製糖工業中也發生這個反應:在製糖過程中要用氫氧化鈣來中和糖漿里的酸，然後再通入二氧化碳使剩餘的氫氧化鈣變成沉澱過濾出去，這樣才能減少糖的酸味。
⒐如果在氫氧化鈣溶液中繼續通入二氧化碳，會發現溶液先渾濁後澄清，這是因為二氧化碳會和碳酸鈣[CaCO3]繼續反應生成碳酸氫鈣。
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，而碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]是易溶的，所以溶液會再次澄清。加熱溶液又變渾濁，因為碳酸氫鈣受熱分解，生成白色沉澱物碳酸鈣。
Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H2O
⒑氫氧化鈣不能盛放在帶玻璃塞的試劑瓶中，因為雖然二氧化硅化學性質穩定，但是會與強鹼反應，如NaOH,KOH,RbOH，Ba(OH)2,Ca(OH)2。
如果把氫氧化鈣放在帶玻璃塞的試劑瓶中，會發生如下反應:
Ca(OH)2+SiO2===CaSiO3↓+H2O
而硅酸鈣會沉澱在瓶塞上，導致瓶子打不開，所以不能盛放在帶玻璃塞的試劑瓶中。
⒒製取氫氧化鈣:H2O+CaO=Ca(OH)2(這裡切記!沒有沉澱符號的)
⒓初中需掌握的並不多:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
⒔氫氧化鈣還可以與氯氣反應，生成漂白劑
2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
其中Ca(ClO)2具有漂白作用，這個是高一才會學到的
臨床應用
氫氧化鈣的臨床應用，主要應用於下面三方面:
第一，活髓切斷術，活髓切斷術的目的是切除有病變的冠部牙髓，保存安康的根部牙髓及牙髓的生機，維持了乳牙牙根的正常吸收和零落，促進年輕恆牙牙根的進一步發育和根尖孔的封鎖。
第二，根尖誘導成形術，當年輕恆牙的牙根尚處於發育階段的時分，由於某種緣由，如齲齒、畸形、外傷等，使牙髓壞死，牙根中止發育，致使根尖呈開放狀態。關於此類患牙的治療，曾使口腔科醫生感到十分棘手，由於根管腔大，用常規擴挫根管的辦法，要到達徹底的清創是十分艱難的，若要使根管緊密充填簡直是不可能的。
本世紀六十年代以來，國外在這方面作了大量的研討工作，改動了過去單純機械充填的辦法，而是促使根尖繼續發育到達封鎖根尖的新途徑，取得了顯著的效果。即先用藥物促使根尖發育完成，使之封鎖，然後再作根管充填。這就是所謂的根尖誘導成形術。目前比擬公認的效果較好的藥物是含氫氧化鈣的製劑。
第三，蓋髓術，是用藥物直接掩蓋暴露的牙髓，以促進牙髓癒合和修復的治療，通常適用於安康的新穎暴露牙髓。
目前氫氧化鈣製劑在臨床上的效果已被公認。
溶解度解析
大多數固體物質溶於水時吸收熱量，根據平衡移動原理，當溫度升高時，平衡有利於向吸熱的方向移動，所以，這些物質的溶解度隨溫度升高而增大，例如KNO3、NH4NO3等。有少數物質，溶解時有放熱現象，一般地說，它們的溶解度隨着溫度的升高而降低，例如氫氧化鈣等。 對氫氧化鈣的溶解度隨着溫度升高而降低的問題，還有一種解釋，氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。這兩種水合物的溶解度較大，無水氫氧化鈣的溶解度很小。隨着溫度的升高，這些結晶水合物逐漸變為無水氫氧化鈣，所以，氫氧化鈣的溶解度就隨着溫度的升高而減小。
系統解釋氫氧化鈣的溶解度將在很大程度上超出初中課程的知識範圍。離子化合物的溶解可大致分為兩個過程。首先固體離子化合物與水親和發生溶劑化作用(可簡單的認為離子化合物先以"分子"的形式進入溶劑中)，然後這些已進入溶劑的"分子"發生電離作用形成離子。
過程1(即電離過程)只能是一個吸熱過程(可從系統的電勢能的角度分析而知)。而過程2(即溶劑化過程)的熱效應卻不一定。
我們以固體Ca(OH)2溶於水為例。溶解前的體系是氫氧化鈣固體和純水。
對於過程2:Ca(OH)2(固體)+nH2O → Ca(OH)2.nH2O(溶液)的熱效應主要取決於氫氧化鈣是否與水作用形成配合物即Ca(OH)2.nH2O的形式(n的值取決於鈣元素的空電子軌道數目和其他外部條件如溫度條件等)。事實上氫氧化鈣是能和水形成配和物的。而形成配合物的過程是一個放熱過程。形成的配合可以發生過程2(即電離過程):
Ca(OH)2.nH2O → Ca(H2O)n2+ + 2 OH-
由於鈣元素與水分子的配合過程的放熱效應很大，它包含於過程1中，超過了過程1與過程2中其它有熱效應的過程的影響，故氫氧化鈣的溶解過程總的熱效應是放熱。溫度升高將會使溶解平衡過程向相反方向移動，故而氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小。體系在溶解前後總的能量比較是溶解前大於溶解後。多餘的能量以熱能的形式放出。
化學反應
與其它化學品的反應
氫氧化鈣溶液和飽和碳酸鈉溶液反應能夠生成氫氧化鈉:
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓，這個反應可以用來製取小量燒鹼。
氫氧化鈣和二氧化碳的反應
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(這是石灰漿塗到牆上後氫氧化鈣與二氧化碳發生的反應，牆會"冒汗"就是因為生成了水H2O，牆變得堅固是因為生成了碳酸鈣CaCO3，在鄉下有時為了使牆更快變硬，就在剛刷好的屋裡燒炭生成二氧化碳CO2(C+O2=(點燃)CO2)。這個反應也是檢驗CO2的方程式，氣體通入石灰水變混濁的是CO2)。
不同量的氫氧化鈣和碳酸氫鈉的反應
2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)=CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
NaHCO3+Ca(OH)2(過量)=CaCO3↓+H2O+NaOH
工業上煅燒石灰石CaCO3==(高溫)CaO+CO2↑(此反應也是工業上製取大量CO2的方法，一式二用)
工地上經常冒白煙是在制石灰漿Ca(OH)2:CaO+H2O=Ca(OH)2(因為熟石灰的溶解度隨溫度升高而降低，所以工人更願意在夏天制石灰漿，這樣溫度高時溶進水的熟石灰少，可製得更多石灰漿，此反應放出大量熱量)
石灰漿(石灰漿，熟石灰即Ca(OH)2)被抹在牆上，與CO2反應後變硬Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
氟化氫氨與氫氧化鈣的化學方程式:NH4HF2 + Ca(OH)2 = CaF2 + 2H2O +NH3
氯化鎂和氫氧化鈣反映的化學方程式:MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓
硝酸氨與氫氧化鈣反應的化學方程式:
2NH4NO3+Ca(OH)2=NH3↑+H2O+Ca(NO3)2
(NH4)2SO4+Ca(OH)2=NH3↑+H2O+CaSO4
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 條件是高溫
氫氧化鈣具有鹼的通性，是一種強鹼。氫氧化鈣的鹼性比氫氧化鈉強(金屬活動性鈣>鈉)，但由於氫氧化鈣的溶解度比氫氧化鈉小得多，所以氫氧化鈣溶液的腐蝕性和鹼性比氫氧化鈉小。這些性質決定了氫氧化鈣有廣泛的應用。農業上用它降低土壤酸性，改良土壤結構，很明顯在這種場合用氫氧化鈉是不可能的。農藥波爾多液是用石灰乳和硫酸銅水溶液按一定比例配製的。因1885年首先用於法國波爾多城而得名。這種用於果樹和蔬菜的天藍色粘稠的懸濁液農藥，是通過其中的銅元素來消滅病蟲害的。其中不僅利用了氫氧化鈣能與硫酸銅反應的性質，也利用了氫氧化鈣微溶於水的特點使藥液成粘稠性，有利於藥液在植物枝葉上附着。另外氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應生成難溶於水的碳酸鈣，也有利於藥液附着於植物表面一段時間不被雨水衝掉。
氫氧化鈣和二氧化碳的反應不論在化學實驗室還是在工農業生產中，或者在自然界都經常發生。經常被利用着。石灰沙漿砌磚抹牆的事實熟為人知。鮮為人知的是製糖工業中也發生這個反應:在製糖過程中要用氫氧化鈣來中和糖漿里的酸，然後再通入二氧化碳使剩餘的氫氧化鈣變成沉澱過濾出去，這樣才能減少糖的酸味。
氫氧化鈣溶液和飽和碳酸鈉溶液反應能夠生成氫氧化鈉:
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓，這個反應可以用來製取小量燒鹼。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ,這個反應可用來鑑定氫氧化鈣溶液。
如果在氫氧化鈣溶液中繼續通入二氧化碳，會發下溶液先渾濁後澄清，這是因為二氧化碳會和碳酸鈣[Ca(CO3)]繼續反應
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2, 而碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]是易溶的，所以溶液會再次澄清。加熱溶液又變渾濁，因為碳酸氫鈣受熱分解
Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H2O
氫氧化鈣不能盛放在帶玻璃塞的試劑瓶中，因為雖然二氧化硅化學性質穩定，但是會與強鹼反應，如NaOH,KOH,RbOH，Ba(OH)2,Ca(OH)2。如果把氫氧化鈣
放在帶玻璃塞的試劑瓶中，會發生如下反應:
Ca(OH)2+SiO2===CaSiO3↓+H2O
而硅酸鈣會沉澱在瓶塞上，導致瓶子打不開，所以不能盛放在帶玻璃塞的試劑瓶中。
製取氫氧化鈣:H2O+CaO=Ca(OH)2(這裡切記!沒有沉澱符號的)
初中需掌握的並不多:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O