Калциум хидроксид

Калциум хидроксид (традиционално наречен гасена вар) — неорганско соединение со хемиска формула Ca (OH) <sub>2</sub>. Тоа е безбоен кристал или бел прав и се добива кога живата вар (калциум оксид) се меша со вода. Има многу имиња, вклучувајќи хидрирана вар, каустична вар, градежна вар, гасена вар, кал и кисела вар. Калциум хидроксид се користи во многу апликации, вклучително и подготовка на храна, каде што е идентификуван како Е број E526. Варовата вода, наречена и млеко од вар, е вообичаеното име за заситен раствор на калциум хидроксид.
1 Својства
Калциум хидроксид е слабо растворлив во вода, со ретроградна растворливост која се зголемува од 0,66 g/L на 100 °C до 1,89 g/L на 0 °C. Со производ на растворливост <i>K<sub>sp</sub> од 5,02 на 25 °C, неговата дисоцијација во вода е доволно голема што неговите раствори се основни според следната реакција на растворање:
: Ca(OH) <sub>2</sub> → Ca <sup>2+</sup> + 2 OH <sup>−</sup>
На амбиентална температура, калциум хидроксид ( портландит) се раствора во вода за да произведе алкален раствор со pH од околу 12,5. Растворите на калциум хидроксид може да предизвикаат хемиски изгореници. При високи вредности на pH поради заедничкиот јонски ефект со хидроксидниот анјон, неговата растворливост драстично се намалува. Ова однесување е релевантно за цементните пасти. Водните раствори на калциум хидроксид се нарекуваат варовна вода и се бази со средна јачина, кои реагираат со киселини и можат да нападнат некои метали како алуминиумот (амфотеричен хидроксид кој се раствора при висока pH вредност), додека ги штити другите метали, како што се железото и челикот, од корозија со пасивација на нивната површина. Варовата вода станува млечна во присуство на јаглерод диоксид поради формирање на нерастворлив калциум карбонат, процес наречен карбонација:
: Ca(OH) <sub>2</sub> + CO<sub>2</sub> → CaCO <sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O
Кога ќе се загрее на 512 °C, парцијалниот притисок на водата во рамнотежа со калциум хидроксид достигнува 101kPa (нормален атмосферски притисок), кој го разложува калциум хидроксидот во калциум оксид и вода:: Ca(OH) <sub>2</sub> → CaO + H<sub>2</sub>O
Калциум хидроксид реагира со хлороводород за прво да добие калциум хидроксихлорид, а потоа калциум хлорид.
2 Структура, подготовка, појава
Калциум хидроксид усвојува полимерна структура, како и сите метални хидроксиди. Структурата е идентична со онаа на Mg(OH) (''структура на бруцит''); т.е. мотивот на кадмиум јодид. Помеѓу слоевите постојат силни водородни врски.
Калциум хидроксид се произведува комерцијално со третирање (гасење) вар со вода:
: CaO + H<sub>2</sub>O → Ca(OH) <sub>2</sub>
Во лабораторија може да се подготви со мешање на водени раствори на калциум хлорид и натриум хидроксид. Минералната форма, портландит, е релативно ретка, но може да се најде во некои вулкански, плутонски и метаморфни карпи. Исто така, познато е дека се појавува во депонии за горење јаглен.
Позитивно наелектризираниот јонизиран вид CaOH <sup>+</sup> е откриен во атмосферата на ѕвездите од типот S.
3 Ретроградна растворливост
Според Хопкинс и Вулф (1965), намалувањето на растворливоста на калциум хидроксид со температурата е познато уште од делата на Марселин Бертелот (1875) и Џулиус Томсен (1883) (види принцип на Томсен-Бертелот), кога присуството на јони во водени раствори сè уште било доведено во прашање. Оттогаш, тој е детално проучен од многу автори, Милер и Вит (1929) или Џонстон и Гроув (1931) и многупати е рафиниран (на пр. Гринберг и Коупленд (1960); Хопкинс и Вулф (1965), и Сејфрид ( );
Причината за ова прилично невообичаено однесување е тоа што растворањето на калциум хидроксид во вода е егзотермичен процес. Така, според принципот на Ле Шателје, намалувањето на температурата го фаворизира елиминирањето на топлината ослободена преку процесот на растворање и ја зголемува константата на рамнотежа на растворање на Ca(OH) <sub>2</sub>, и така ја зголемува неговата растворливост при ниска температура. Оваа контраинтуитивна температурна зависност на растворливоста се нарекува „ретроградна“ или „инверзна“ растворливост. Променливо хидрираните фази на калциум сулфат ( гипс, басанит и анхидрит) исто така покажуваат ретроградна растворливост од истата причина бидејќи нивните реакции на растворање се егзотермни.
4 Употреба
Калциум хидроксид најчесто се користи за подготовка на варов малтер.
Една значајна примена на калциум хидроксид е како флокулант, во третман на вода и канализација. Формира меки наелектризирано цврсто тело кое помага во отстранувањето на помалите честички од водата, што резултира со почист производ. Оваа апликација е овозможена од ниската цена и ниската токсичност на калциум хидроксид. Се користи и во третман на слатка вода за подигање на pH вредноста на водата, така што цевките нема да кородираат таму каде што основната вода е кисела, бидејќи се саморегулира и не ја зголемува премногу pH вредноста.
Исто така се користи во подготовката на амонијак гас (NH<sub>3</sub> ), користејќи ја следната реакција:
: Ca(OH) <sub>2</sub> + 2 NH <sub>4</sub> Cl → 2 NH <sub>3</sub> + CaCl <sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O
Друга голема примена е во индустријата за хартија, каде што е посредник во реакцијата при производството на натриум хидроксид. Оваа конверзија е дел од чекорот на ''каустицирање'' во процесот на Крофт за правење пулпа. Во операцијата за каустизирање, изгорената вар се додава во ''зелениот пијалак'', кој е раствор првенствено од натриум карбонат и натриум сулфат произведени со растворање ''на топење'', што е стопената форма на овие хемикалии од печката за обновување.
Во овошните култури, калциум хидроксид се користи како фунгицид. Примената на „варова вода“ го спречува развојот на ракови предизвикани од габичниот патоген ''Neonectria galligena''. Дрвјата се прскаат кога се во мирување во зима за да се спречат токсични изгореници од високо реактивниот калциум хидроксид. Оваа употреба е одобрена во Европската Унија и Обединетото Кралство според прописите за основни супстанции.
Калциум хидроксид се користи во стоматологијата, првенствено во специјалитетот ендодонција.
4.1 Прехранбената индустрија
Поради ниската токсичност и благоста на неговите основни својства, гасената вар широко се користи во прехранбената индустрија:
* Во USDA сертифицирано производство на храна во растенија и добиток * За да се разјасни суровиот сок од шеќерна трска или шеќерна репка во индустријата за шеќер, (види карбонатација)
* За обработка на вода за алкохолни пијалаци и безалкохолни пијалаци
* Кисели краставици и друга храна
* Да се направат вековно јајце
* При подготовка на пченка: ја отстранува целулозната кора од јадрата на пченката (види никстамализација)
* Да се исчисти саламурата од карбонати од калциум и магнезиум во производството на сол за храна и фармацевтска употреба
* Во зајакнувачки (додаток на Ca) овошни пијалаци, како сок од портокал и формула за доенчиња
* Како помагало за варење (наречена Чона, која се користи во Индија во ''паан'', мешавина од јаткасти плодови, калциум хидроксид и разновидни семиња завиткани во лисја од бетел)
* Како замена за сода бикарбона при правењето ''пападам''* Во отстранувањето на јаглерод диоксидот од контролираната атмосфера се произведуваат простории за складирање
* При подготовка на супстрати за одгледување печурки
4.1.1 Употреба на домородните Американци
На нахуатл, јазикот на Ацтеките, зборот за калциум хидроксид е ''nextli''. Во процесот наречен ''никстамализација'', пченката се готви со слатли за да стане es , исто така познат како хоминија. Никстамализацијата значително ја зголемува биорасположивоста на ниацин (витамин Б3), а исто така се смета за повкусна и полесна за варење. Никстамал често се меле во брашно, познато како ''маса'', кое се користи за правење тортиљи и тамали.
При џвакање на листовите на кока, калциум хидроксид обично се џвака заедно за да се задржат алкалоидните стимуланси хемиски достапни за апсорпција од телото. Слично на тоа, домородните Американци традиционално џвакале листови од тутун со калциум хидроксид добиен од изгорени школки од мекотели за да ги подобрат ефектите. Исто така, го користеле некои домородни американски племиња како состојка во ''yopo'', психоделичен бурмут подготвен од грав од некои видови ''Anadenanthera''.
4.1.2 Азиски употреби
Калциум хидроксид обично се додава во пакет од арека и бетел лист наречен „паан“ за да ги задржи алкалоидните стимуланси хемиски достапни за да влезат во крвотокот преку сублингвална апсорпција.
Се користи за правење ''насвар'' (исто така познат како ''нас'' или ''нисвар''), еден вид тутун за потопување направен од свежи листови тутун, калциум хидроксид и пепел од дрво. Најмногу се консумира во Патанската дијаспора, Авганистан, Пакистан, Индија и Бангладеш. Селаните исто така користат калциум хидроксид за да ги бојадисаат своите куќи од кал во Авганистан, Пакистан и Индија.
5 Здравствени ризици
Незаштитената изложеност на Ca(OH) <sub>2</sub> може да предизвика сериозна иритација на кожата, хемиски изгореници, слепило, оштетување на белите дробови или осип.