氫生石灰(鈣 氫氧化物)別名熟石灰、消石灰,化學式為Ca(OH)2,是一種堿,其外觀為白色粉末狀固體,熔點為580 °C,此溫度下會失水由氫氧化鈣變為氧化鈣。氫氧化鈣不溶于乙醇,微溶于水(其飽和水溶液俗稱石灰水,其與水形成的乳白色懸浮液俗稱石灰乳),溶于丙三醇。氫氧化鈣能發生分解反應,能與某些單質、酸、鹽、酸性氧化物、過氧化物發生反應。氫氧化鈣工業上主要通過石灰消化制取,其在工業、農業、醫療、食品等領域中均有廣泛的應用。
物質結構
氫氧化鈣的結構與水鎂石一樣,屬于CdI?層狀結構(六方晶系),其中OH?呈密排堆積,Ca2?離子位于八面體空隙,形成由兩層密堆OH?夾著Ca2?的[Ca(OH)?]?層狀結構。
理化性質
物理性質
氫氧化鈣為細膩的白色粉末狀固體,無臭,其密度為2.24 g/cm3,熔點為580 °C,此時會失水由氫氧化鈣變為氧化鈣。氫氧化鈣不溶于乙醇,微溶于水(其飽和水溶液pH為12.4(25℃),其在水中的溶解性隨溫度升高而降低,氫氧化鈣加入水后,分上下兩層,上層水溶液稱作澄清石灰水,下層懸濁液稱作石灰乳或石灰漿),溶于丙三醇。
化學性質
分解反應
氫氧化鈣在580 °C時會受熱分解生成氧化鈣和水。
與單質反應
氫氧化鈣在加熱的條件下能與碳發生反應生成氧化鈣、碳酸鈣和氫氣。
氫氧化鈣能在加熱的條件下與硫反應生成硫化鈣、硫代硫酸鈣以及水。
氫氧化鈣能在常溫下與氯反應生成ca(clo)2、氯化鈣和水。
與酸反應
氫氧化鈣是一種強堿,具有殺菌與防腐能力,對皮膚和織物有腐蝕作用。能與酸反應生成對應酸的鹽和水。
與鹽反應
氫氧化鈣作為一種強堿,能與鹽反應能生成新的鹽和堿、堿性氧化物或氨氣。
與酸性氧化物反應
酸性氧化物多數能溶于水,跟水化合生成含氧酸。氫氧化鈣能作為一種強堿,能與酸性氧化物反應會生成相應酸的鈣鹽和水。
與過氧化物反應
制備方法
氫氧化鈣主要通過生石灰(CaO)消化法制取,工業上首先將石灰石煅燒生成氧化鈣,經精選后,將氧化鈣和水按1:3-3.5的比例混合,不停攪拌進行消化制得氫氧化鈣。此外,也可通過鈣鹽(如硝酸鈣)與強堿(如氫氧化鉀)在隔絕二氧化碳環境下發生復分解反應,經過濾干燥后制得。涉及的反應方程如下:
接著通過旋液分離器去除料液中的廢渣,氫氧化鈣經離心脫水,再經150~300℃干燥,再篩選(120目以上)即可獲得成品。
檢測方法
物質鑒別
通過往氫氧化鈣以及其他堿的澄清溶液中通入二氧化碳氣體,能夠將氫氧化鈣和氫氧化鈉等堿區分開來,溶液變渾濁的是氫氧化鈣,無現象的是氫氧化鈉溶液。
含量檢測
水中氫氧化鈣含量的測定根據Ca離子含量的差異有不同的測定方法。
應用領域
工業領域
氫氧化鈣在工業上能作為生產碳酸氫鈉(碳酸氫鈉)或氫氧化鈉的原料,氨堿法的化學反應為:
氫氧化鈣可用于從海水中提取氧化鎂,原理為氫氧化鈣與海水混合時能與海水中的氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀,而后煅燒氫氧化鎂使其脫水即可得到氧化鎂,涉及的反應方程為:
氯醇法生產氧化丙烯的做法是使用丙烯和制堿工業電解氯法得到的氯生產氯醇,而后用氫氧化鈣將其堿化得到氧化丙烯。
氫氧化鈣在工業上的其他用途還有用于生產高級漂白粉、漂白液,作為環保中和劑處理污水、鍋爐煙氣脫硫等。
農業領域
石灰質肥料的主要成分是氫氧化鈣,這是因為氫氧化鈣含有對植物生長發育有益的Ca,并且能夠將酸性土壤的pH值調節至適合植物生長的6-7之間,從而起到改良土壤結構的作用;氫氧化鈣還可用于制備農藥波爾多液,做法是在激烈攪拌混合石灰乳(溶于水的氫氧化鈣)的同時,緩慢加入硫酸銅稀溶液,二者需按照一定的比例配制。冬天,樹木過冬防蟲時,需在樹木根部以上涂80公分的石灰漿;優質品氫氧化鈣還主要用于生產環氧氯丙烷、環氧丙烷。
醫療領域
氫氧化鈣可作為根管治療的根管內封藥,因其具有強堿性,能夠抑制細菌生長并且能中和炎癥的酸性產物,減少對牙髓的刺激;氫氧化鈣直接用于蓋髓術,有利于牙本質的形成并修復創面,作為活髓切斷劑能夠促進牙髓中的成纖維細胞分化,保護根部牙髓。
氫氧化鈣還可在藥物制劑時充當藥物浸出輔助劑、中和劑、堿化劑等,還可用于提取中草藥的有效成分,以及與脂肪酸反應生成鈣皂作為乳化劑等。
建筑領域
瀝青填料時加入一定比例的氫氧化鈣,能夠起到顯著的防剝離效果;氫氧化鈣在含有水分時能吸收空氣中的二氧化碳,生成難溶于水的碳酸鈣,利用這種硬化現象,氫氧化鈣可用于涂抹裝飾墻壁;硅酸鈣保溫材料是一種多孔質且輕的保溫和耐火涂料,可使用石英、石膏粉、火山灰等硅酸系原料以及氫氧化鈣、生石灰等石灰系原料制備得到。
食品領域
氫氧化鈣可用于生產葡萄糖酸鈣等鈣劑;可用于制作魔芋凝膠食品,魔芋食品必須在堿中才能凝固,氫氧化鈣制作出的魔芋凝膠食品口感優于其他堿;氫氧化鈣可在制糖時先中和糖漿中的酸,隨后通入二氧化碳與剩余的氫氧化鈣反應生成沉淀物并過濾除去,以此減少糖的酸味,并且氫氧化鈣與蔗糖結合形成蔗糖鹽,可應用于砂糖精制或糖蜜脫糖;氫氧化鈣還能作為制作啤酒、干酪等食品的中和劑、緩沖劑,合成乳酸鈣、檸檬酸鈣等食品添加劑。
分析試劑領域
分析試劑:應用范圍廣泛,具有吸收二氧化碳及酸性氣體、硬水軟化、消毒、制酸、緩沖、中和等功能。
安全事宜
健康危害
短期接觸:吸入可能會出現咽喉痛、咳嗽等癥狀;皮膚接觸可能會出現皮膚干燥發紅、皮膚燒傷、出現水皰等癥狀,氫氧化鈣引起的灼傷,創面痂皮呈淺黑色并有逐漸加重之勢;眼睛接觸會導致眼睛發紅、疼痛,甚至導致重度燒傷;口腔攝入會導致腹部出現灼燒感、疼痛,可能引發嘔吐、胃痙攣等癥狀。急性毒性數據顯示,氫氧化鈣的大鼠經口LD50為7340mg/kg,小鼠經口LD50為7300mg/kg。氫氧化鈣屬于中度腐蝕性刺激物,其粉塵或懸浮液滴對黏膜有刺激作用,能引起噴嚏,和堿一樣能使脂肪皂化,從皮膚吸收水分、溶解蛋白質、刺激及腐蝕組織,吸入生石灰粉塵可能引起肺炎。
長期接觸:人體皮膚與氫氧化鈣長期接觸有可能出現皮炎等癥狀,長期接觸氫氧化鈣粉塵有可能會對肺造成損傷。
急救措施
鼻腔吸入:呼吸新鮮空氣并就醫。
皮膚接觸:脫除被污染的衣物,使用清水沖洗皮膚而后就醫。
眼睛接觸:使用大量清水清洗眼睛而后就醫。
口腔攝入:漱口,不要催吐和飲用其他液體,而后就醫。
參考資料 >
Slaked lime | Ca(OH)2 - PubChem.PubChem.2023-02-20
氫氧化鈣.國際化學品安全卡.2023-02-21