Vôi sống là gì? Tính chất hóa học và ứng dụng của vôi sống?

1. Vôi sống là gì?

Canxi oxit (CaO), còn được gọi là vôi sống, là một hợp chất vô cơ. Thông thường, vôi sống có dạng bột màu trắng hoặc trắng ngà, tuy nhiên khi chứa các tạp chất hóa học khác, nó có thể có màu vàng nhạt hoặc xám. Vôi sống có thể tồn tại dưới dạng hòn hoặc bột mịn.

2. Tính chất vật lý:

+ Trọng lượng phân tử: 56.077

+ Độ nóng chảy: 2572 ℃ (2845K)

+ Điểm sôi: 2850℃ (3123K)

+ Hàm lượng CaO: max >90%

+ Tỉ trọng: 3.350g / cm3

+ Chỉ số khúc xạ là: 1.838

+ Công thức phân tử: CaO

+ Công thức cấu tạo: Ca =O

+Hòa tan trong axit, glycerin và dung dịch sucrose, gần như không hòa tan trong ethanol.

3. Tính chất hóa học:

Canxi oxit là một chất ôxit kiềm, do vậy, nó có những đặc điểm hóa học sau đây:

3.1 Tác dụng với nước

Canxi oxit là một oxit kiềm nhạy cảm với độ ẩm, dẫn đến khả năng hấp thụ carbon dioxide và nước từ không khí, kết hợp thành canxi hydroxit - Ca(OH)2 và tạo ra một lượng lớn nhiệt năng, đồng thời có tính ăn mòn.

3.2 Tác dụng với axit

CaO tác dụng được với nhiều loại axit mạnh, sản phẩm tạo thành là nước và hợp chất canxi, gốc axit đó.

+ CaO + H2SO4 -> CaSO4 + H20

+ CaO + 2HCl  -> CaCl2 + H2O

+ CaO + HNO3 – > Ca(NO3)2 + H2O

3.3 Canxi oxit tác dụng với bạc nitrat

CaO + 2AgNO3 → Ca(NO3)2 + Ag2O

3.4.Tác dụng với oxit axit tạo thành muối

+ CaO + CO2 -> CaCO3

+ CaO + SO2 -> CaSO3

+ CaO + SO3 -> CaSO4

+3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2

+4CaO + 2Cl2O → 4CaCl + 3O2

4. Ứng dụng của vôi sống:

 4.1. Trong công nghiệp xây dựng:

Trước khi xi-măng xuất hiện và trở nên phổ biến như ngày nay, vôi sống đã được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực xây dựng, nhằm kết dính các thành phần cần thiết. Khi tiếp xúc với nước, bột đá vôi sống CaO sẽ biến thành vôi tôi. Chất lượng này thường được áp dụng trong các loại vữa để làm việc trám tường, lấp các kẽ nứt và gia cố gạch, từ đó tăng độ bền và độ kết dính.

4.2. Trong công nghiệp sản xuất:

Vôi sống được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng:

- Muối silicat có tác động làm lọai bỏ các tạp chất như xỉ, là thành phần quan trọng trong quá trình sản xuất thủy tinh và các kim loại và hợp kim như thép, magiê, nhôm và một số kim loại có màu sắc đặc biệt.

- Ngoài ra, muối silicat còn được sử dụng như nguyên liệu chính để sản xuất canxi cacbua, tro soda và bột tẩy trắng.

- Chất trợ chảy cơ bản được sử dụng cho men nung vừa và cao (ở nhiệt độ khoảng 1100 độ C), giúp tạo lớp men cứng, bền, chống trầy xước và bền màu.

- Sử dụng trong sản xuất gốm: CaO được dùng để nung chảy men vừa và cao ở nhiệt độ 1100 độ C, giúp sản phẩm có độ cứng cao, bề mặt nhẵn, ít bị trầy xước, giữ màu men và chịu axit tốt.

4.3. Dùng trong xử lý nước thải:

Bổ sung với mức độ cao hàm lượng silica, men giúp hiệu quả trong việc giảm độ nhớt.

4.3. Dùng trong xử lý nước thải:

Vôi sống có thể được sử dụng trong việc xử lý nước và nước thải để giảm độ chua hơn và loại bỏ các tạp chất như phốtphat...

Ứng dụng trong việc kiểm soát ô nhiễm: được sử dụng trong các máy lọc hơi để loại bỏ khí thải chứa lượng lưu huỳnh gốc và xử lý một số chất lỏng có tính độc hại.

4.4. Sử dụng trong phòng thí nghiệm:

Là một hợp chất phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Tuy nhiên, nó cũng được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực thí nghiệm, làm mẫu cho các hợp chất để phục vụ quá trình học tập và nghiên cứu. Hợp chất này được sử dụng làm chất thử phân tích, chất hấp thụ CO2, chất thử phổ và chất thử có độ tinh khiết cao cho quá trình sản xuất chất bán dẫn, loại bỏ hơi amoniac và khử nước trong phòng thí nghiệm.

4.5. Ứng dụng khác của vôi sống:

Ngoài việc sử dụng trực tiếp hợp chất ở dạng đặc hoặc rắn, nước vôi cũng có thể được áp dụng trong quá trình chế biến thực phẩm. Ví dụ như dùng để ngâm các nguyên liệu như bí, carot, dừa hoặc làm các loại mứt.

Nếu nhìn vào lĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp, nước vôi có tác dụng như là một chất khử phèn, sát trùng, diệt nấm và giúp cân bằng môi trường. Nó còn giúp điều chỉnh độ pH, khử chua và cải tạo đất trồng.

Vì tính chất của nó trong việc hút ẩm, vôi sống được sử dụng như một chất hút ẩm trong mùa mưa ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, đặc biệt là cho các trang trại nuôi lợn, gà và cây trồng.

5. Các phương pháp điều chế vôi sống (canxi oxit):

Vôi sống có thể được sản xuất bằng các phương pháp sau đây: sản xuất công nghiệp với số lượng lớn bằng cách nung hỗn hợp đá vôi hoặc sản xuất số lượng nhỏ, phục vụ cho quá trình nghiên cứu, học tập bằng cách tạo ra các phản ứng hóa học trong phòng thí nghiệm.

Cách 1: Công đoạn nung CaCO₃

Thành phần chính của nguyên liệu là đá vôi, và còn có một số loại nguyên liệu khác như đá san hô và đá dolomit (với hàm lượng sét ít hơn 6%). Phản ứng diễn ra như sau:

Than cháy sinh ra khí CO2 và tỏa nhiều nhiệt:

C + O2 → CO2

Nhiệt sinh ra phân hủy đá vôi:

CaCO3  ↔ CaO + CO2 – Q (nhiệt lượng)

Trong quá trình sản xuất CaO, để nâng cao chất lượng vôi, cần tạo lò vôi có độ thông thoáng để khí CO2 dễ dàng thoát ra.

Cách thứ hai: Sử dụng CaCO₃ kết hợp với HCl như chất xúc tác.

Cho Canxi cacbonat tác dụng với hydrochloric để tạo canxi clorua. Thêm amoniac để trung hòa và chờ hợp chất lắng đọng. Sau đó, lọc và tiếp tục phản ứng với natri bicarbonate để tạo kết tủa canxi cacbonat. Quá trình tiếp theo bao gồm khử nước bằng ly tâm, làm khô, nung và nghiền nát. Cuối cùng, sàng lọc để sản xuất canxi oxi.

+ CaCO₃ + 2HCl -> CaCl₂ + CO₂ + H₂O

+ CaCl₂ + 2NH₃ · H₂O -> Ca(OH) ₂ + 2NH₄Cl

+ Ca (OH) ₂ + NaHCO₃ -> CaCO₃ + NaOH + H₂O

+ CaCO₃ -> CaO + CO₂

6. Những lưu ý khi sản xuất và sử dụng vôi sống:

Đầu tiên, hãy để ý khi sử dụng. Với phẩm chất hiđroxit canxi của nó, khi vôi sống tương tác với nước, nó sẽ phát sinh nhiệt lượng cao và tạo ra khí CO2, có thể gây cháy da và rất nguy hiểm trong quá trình trộn vôi. Tiếp xúc với da có thể gây bỏng, đau và tổn thương da; tiếp xúc với mắt có thể gây đau đớn và gây mất thị lực nghiêm trọng, tạm thời hoặc vĩnh viễn...

Thứ hai, trong sản xuất thực phẩm, người ta được phép sử dụng vôi sống nhờ vào chất lượng tinh khiết của nó. Tuy nhiên, ở cấp công nghiệp, canxi hidroxit có được từ phản ứng giữa vôi công nghiệp và nước có thể bị nhiễm phải các chất không được phép sử dụng trong thực phẩm cho con người.

Thứ ba, khi bảo quản, cần lưu ý như đã trình bày ở trên, vì vôi sống (CaO) rất dễ hấp thụ nước, do đó không nên để vôi sống lâu, tránh tác động của hơi nước trong không khí làm giảm chất lượng. Thay vào đó, nên sử dụng vôi sống sớm or nghiền nhỏ, mịn và bảo quản trong bao bì kín, có thể ngâm trong các hố chứa lớp cát hoặc nước phủ bên trên để giảm tiếp xúc của vôi với khí carbonic trong không khí. Nếu vôi bị hóa thành canxi cacbonat, chất lượng sẽ giảm, đồng thời độ kết dính của nó cũng bị giảm.

Thứ tư, có thể phân biệt giữa vôi sống, vôi tôi và đá vôi. Vôi sống là một hợp chất hóa học có công thức CaO và có dạng chất rắn màu trắng. Khi tác động với nước, nó tạo ra canxi hydroxit (Ca(OH)2). Vôi tôi, hay còn gọi là Canxi hydroxit, là một hợp chất hóa học có công thức Ca(OH)2. Đây là chất có dạng tinh thể không màu hoặc dạng bột màu trắng, được tạo ra khi CaO tác dụng với nước. Trong khi đó, đá vôi là một loại đá chứa các tạp chất ít, có thành phần hóa học với công thức CaCO3. Đá vôi hiếm khi có dạng tinh khiết và thường bị chứa đựng các tạp chất.

7. Nhận định đúng sai về vôi sống:

Tất cả những thông tin quan trọng liên quan đến vôi sống, bao gồm tính chất hóa học và các ứng dụng thực tế của nó trong cuộc sống, đã được cung cấp ở trên để giải đáp mọi thắc mắc của quý bạn đọc.

(1) Công thức hoá học là CaO

(2) Là một oxit axit.

(3) Chất rắn, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao, khoảng 2585 độ C.

(4) Có phản ứng vôi tôi, toả nhiều nhiệt.

(5) Tác dụng được với bazơ.

(6) Tác dụng được với axit và oxit axit.

(7) Được sản xuất từ CaCO3

Những nhận định đúng là:

A. (1), (2),(4),(7).

B.(1),(2),(5),(7).

C. (1),(3),(4),(6).

D. (1),(3),(5),(6).

Công thức hóa học cùa vôi sống là CaO

=> Nhận định (1) đúng

CaO là oxit baza

Advertisements

=> Nhận định (2) sai

CaO là chất rắn. màu tráng, nóng chảy ở 25850C

=> Nhận  định (3) đúng

CaO tham gia phản ứng vôi tôi, tỏa nhiều nhiệt:

CaO+H2O→Ca(OH)2CaO+H2O→Ca(OH)2

=> Nhận định (4) đúng

CaO là oxit bazơ, do đó CaO không tác dụng với bazơ

=> Nhận định (5) sai

CaO là oxit bazo, do đó CaO tác dụng được với axit và oxit axit

=> Nhận định (6) đúng

CaO được sản xuất từ CaCO3

CaCO3CaO+CO2CaCO3CaO+CO2

=> Nhận định (7) sai.

Các nhận định đúng là: (1), (3), (4), (6)

Đáp án C