Негашеная известь относительно недорогая. И он, и химическое производное гидроксида кальция ( основным ангидридом которого является негашеная известь ) являются важными товарными химикатами.
Ежегодное мировое производство негашеной извести составляет около 283 миллионов тонн. Китай на сегодняшний день является крупнейшим производителем в мире с общим объемом производства около 170 миллионов тонн в год. Следующими по величине являются Соединенные Штаты, производящие около 20 миллионов тонн в год. [9]
На 1,0 т негашеной извести требуется примерно 1,8 т известняка. Негашеная известь имеет высокое сродство к воде и является более эффективным осушителем , чем силикагель . Реакция негашеной извести с водой связана с увеличением объема не менее чем в 2,5 раза. [10]
Использование
Демонстрация гашения негашеной извести как сильно экзотермической реакции. В кусочки негашеной извести добавляются капли воды. Через некоторое время происходит выраженная экзотермическая реакция («гашение извести»). Температура может достигать примерно 300 ° C (572 ° F).
Основное применение негашеной извести приходится на процесс производства кислородно-конверторной стали (BOS). Его использование варьируется от 30 до 50 кг (65–110 фунтов) на тонну стали. Негашеная известь нейтрализует кислотные оксиды SiO 2 , Al 2 O 3 и Fe 2 O 3 с образованием основного расплавленного шлака. [10]
Молотую негашеную известь применяют при производстве пенобетона в виде блоков плотностью ок. 0,6–1,0 г/см 3 (9,8–16,4 г/куб.дюйма). [10]
Негашеная и гашеная известь способны значительно повысить несущую способность глинистых грунтов. Они делают это путем реакции с мелкодисперсным кремнеземом и оксидом алюминия с образованием силикатов и алюминатов кальция, обладающих цементирующими свойствами. [10]
Небольшие количества негашеной извести используются в других процессах; например, производство стекла, цемента из алюмината кальция и органических химикатов. [10]
CaO(т) + H 2 O (ж) ⇌ Ca(OH) 2 (водн.) (ΔH r = -63,7 кДж/моль CaO)
По мере гидратации происходит экзотермическая реакция, и твердое вещество набухает. Гидрат можно снова превратить в негашеную известь, удалив воду и нагрев ее до покраснения, чтобы обратить вспять реакцию гидратации. Один литр воды в сочетании с примерно 3,1 кг (6,8 фунта) негашеной извести дает гидроксид кальция плюс 3,54 МДж энергии. Этот процесс можно использовать для обеспечения удобного портативного источника тепла, например, для подогрева пищи на месте в самонагревающейся банке , приготовления пищи и нагрева воды без открытого огня. Несколько компаний продают наборы для приготовления пищи, использующие этот метод нагрева. [12]
Он известен как пищевая добавка ФАО как регулятор кислотности, средство для обработки муки и как закваска. [13] Он имеет номер E E529 .
Свет: когда негашеная известь нагревается до 2400 °C (4350 °F), она излучает интенсивное свечение. Эта форма освещения известна как прожектор и широко использовалась в театральных постановках до изобретения электрического освещения. [14]
Цемент: Оксид кальция является ключевым ингредиентом в процессе изготовления цемента .
Как дешевая и широко доступная щелочь. Около 50% общего объема производства негашеной извести перед использованием преобразуется в гидроксид кальция . При очистке питьевой воды используют как негашеную, так и гашеную известь . [10]
Нефтяная промышленность: пасты для обнаружения воды содержат смесь оксида кальция и фенолфталеина . Если эта паста вступит в контакт с водой в топливном баке, CaO вступит в реакцию с водой с образованием гидроксида кальция. Гидроксид кальция имеет достаточно высокий уровень pH, чтобы придать фенолфталеину яркий пурпурно-розовый цвет, что указывает на присутствие воды.
Бумага: Оксид кальция используется для регенерации гидроксида натрия из карбоната натрия при химической регенерации на целлюлозно-бумажных заводах.
Химическое или энергетическое производство. Твердые распыления или суспензии оксида кальция можно использовать для удаления диоксида серы из потоков выхлопных газов в процессе, называемом десульфуризацией дымовых газов .
Горная промышленность: картриджи с прессованной известью используют экзотермические свойства негашеной извести для разрушения горных пород. В породе обычным способом просверливают шпур , в который помещают запаянный патрон с негашеной известью и утрамбовывают его. Затем в картридж впрыскивается некоторое количество воды, и образующийся в результате выброс пара вместе с большим объемом остаточного гидратированного твердого вещества разрушает породу. Метод не работает, если порода особенно твердая. [18] [19] [20]
Утилизация трупов. Исторически ошибочно считалось, что негашеная известь эффективно ускоряет разложение трупов. Фактически, применение негашеной извести может способствовать сохранению. Негашеная известь может помочь избавиться от зловония разложения, которое могло привести людей к ошибочным выводам. [21]
Было установлено, что долговечность древнеримского бетона частично объясняется использованием в качестве ингредиента негашеной извести. В сочетании с горячим перемешиванием негашеная известь образует крупноразмерные известковые обломки с характерной хрупкой архитектурой наночастиц. По мере образования трещин в бетоне они преимущественно проходят через структурно более слабые обломки извести, разрушая их. Когда вода попадает в эти трещины, она создает насыщенный кальцием раствор, который может перекристаллизоваться в карбонат кальция, быстро заполняя трещину. [22]
Оружие
В 80 г. до н. э. римский полководец Серторий применил удушающие облака порошка едкой извести, чтобы победить харацитанов Испании , укрывшихся в недоступных пещерах. [23] Подобная пыль использовалась в Китае для подавления вооруженного крестьянского восстания в 178 году нашей эры, когда известковые колесницы , оснащенные мехами, сдували известняковый порошок в толпу. [24]
Считается также, что негашеная известь была компонентом греческого огня . При контакте с водой негашеная известь повысит свою температуру выше 150 ° C (302 ° F) и воспламенит топливо. [25]
Дэвид Юм в своей «Истории Англии» рассказывает, что в начале правления Генриха III английский флот уничтожил вторгшийся французский флот, ослепив вражеский флот негашеной известью. [26] Негашеная известь, возможно, использовалась в средневековой морской войне – вплоть до использования «известковых минометов», чтобы бросать ее во вражеские корабли. [27]
Заменители
Известняк является заменителем извести во многих областях применения, включая сельское хозяйство, флюсование и удаление серы. Известняк, который содержит меньше реакционноспособного материала, реагирует медленнее и может иметь другие недостатки по сравнению с известью, в зависимости от применения; однако известняк значительно дешевле извести. Кальцинированный гипс является альтернативным материалом для промышленных штукатурок и строительных растворов. Цемент, цементная пыль, летучая зола и известковая пыль являются потенциальными заменителями некоторых видов извести, используемых в строительстве. Гидроксид магния заменяет известь при контроле pH, а оксид магния заменяет доломитовую известь в качестве флюса при производстве стали. [28]
Безопасность
Из-за бурной реакции негашеной извести с водой негашеная известь вызывает сильное раздражение при вдыхании или попадании на влажную кожу или в глаза. Вдыхание может вызвать кашель, чихание и затрудненное дыхание. Затем это может перерасти в ожоги с перфорацией носовой перегородки, болью в животе, тошнотой и рвотой. Хотя негашеная известь не считается пожароопасной, ее реакция с водой может выделять достаточно тепла, чтобы воспламенить горючие материалы. [29] [ нужен лучший источник ]
Минеральная
Оксид кальция также представляет собой отдельный минеральный вид (с единичной формулой CaO), называемый «Известь». [30] [31] Он имеет изометрическую кристаллическую систему и может образовывать серию твердых растворов с монтепонитом . Кристалл хрупкий, пирометаморфический, неустойчив во влажном воздухе, быстро превращается в портландит (Са(ОН) 2 ). [32]
^ Колли, Роберт Л. Патент США «Солнечная система отопления» № 3 955 554 , выдан 11 мая 1976 г.
^ Греттон, Лел. «Известковая сила для приготовления пищи — от средневековых кастрюль до банок 21 века». Старый и интересный . Проверено 13 февраля 2018 г.
^ «Краткая информация о соединениях для CID 14778 - оксид кальция» . ПабХим.
^ Грей, Теодор (сентябрь 2007 г.). «В центре внимания в центре внимания». Popular Science : 84. Архивировано из оригинала 13 октября 2008 г. Проверено 31 марта 2009 г.
↑ Тель-Авивский университет (9 августа 2012 г.). «Человек неолита: первый лесоруб?». физ.орг . Проверено 2 февраля 2023 г.
^ Карканас, П.; Стратули, Г. (2011). «Полы, оштукатуренные известью в эпоху неолита, в пещере Дракаина, остров Кефалония, Западная Греция: свидетельства важности этого места». Ежегодник Британской школы в Афинах . 103 : 27–41. дои : 10.1017/S006824540000006X. S2CID 129562287.
^ Коннелли, Эшли Николь (май 2012 г.) Анализ и интерпретация неолитических ближневосточных погребальных ритуалов с точки зрения сообщества. Архивировано 9 марта 2015 г. в Wayback Machine . Диссертация Университета Бэйлора, Техас
^ Уокер, Томас А. (1888). Севернский тоннель, его строительство и трудности. Лондон: Ричард Бентли и сын. п. 92.
^ «Научно-промышленные заметки». Манчестер Таймс . Манчестер, Англия: 8. 13 мая 1882 года.
^ Патент США 255042, 14 марта 1882 г.
^ Шотсманс, Элин MJ; Дентон, Джон; Декейршитер, Джессика; Иваняну, Татьяна; Лентьес, Сара; Джанауэй, Роб С.; Уилсон, Эндрю С. (апрель 2012 г.). «Влияние гашеной извести и негашеной извести на гниение захороненных человеческих останков с использованием трупов свиней в качестве аналогов человеческого тела». Международная судебно-медицинская экспертиза . 217 (1–3): 50–59. doi : 10.1016/j.forsciint.2011.09.025. hdl : 2268/107339 . ПМИД 22030481.
^ «Загадка решена: почему римский бетон был таким прочным?», MIT News , 6 января 2023 г.
^ Сэйерс, В. (2006). «Использование негашеной извести в средневековой морской войне». Зеркало моряка . Том 92. Выпуск 3. С. 262–269.
^ «Лайм» (PDF) . Prd-wret.s3-us-west-2.amazonaws.com . п. 96. Архивировано из оригинала (PDF) 19 декабря 2021 г. Проверено 10 марта 2022 г.
^ Mallinckrodt Baker Inc. - Отдел стратегических услуг (8 декабря 1996 г.). «Опасности». www25.hazard.com . Архивировано из оригинала 1 мая 2012 года . Проверено 2 февраля 2023 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ «Список минералов». Ima-mineralogy.org . 21 марта 2011 г.
^ Фике, Г.; Рише, П.; Монтаньяк, Г. (декабрь 1999 г.). «Высокотемпературное термическое расширение извести, периклаза, корунда и шпинели». Физика и химия минералов . 27 (2): 103–111. Бибкод : 1999PCM....27..103F. дои : 10.1007/s002690050246. S2CID 93706828 . Проверено 9 февраля 2023 г.
^ «Лайм». Mindat.org . Проверено 10 марта 2022 г.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы по теме оксида кальция .
