Гидроксид кальция¶

Гидроксид кальция — неорганическое соединение, основание (щёлочь) с формулой Ca(OH)₂. Представляет собой белый рыхлый порошок (реже — кристаллы), малорастворимый в воде. В технике и быту широко известен как гашёная известь или пушонка. Обладает сильными основными свойствами, реагирует с кислотами и кислотными оксидами. Используется в строительстве, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине и других областях.

¶Физические и химические свойства

¶Физические свойства

Гидроксид кальция — твёрдое кристаллическое вещество белого цвета. Кристаллическая решётка — слоистая, гексагональная (типа CdI₂). Плотность — около 2,24 г/см³. Температура плавления — около 580 °C (с разложением). Практически нерастворим в воде: растворимость составляет 0,165 г на 100 г воды при 20 °C, с повышением температуры растворимость падает. Водный раствор гидроксида кальция называется известковой водой и имеет сильнощелочную реакцию (pH около 12,4). При длительном контакте с углекислым газом воздуха известковая вода мутнеет из-за образования нерастворимого карбоната кальция.

¶Химические свойства

• Основные свойства: Ca(OH)₂ — сильное основание, реагирует с кислотами с образованием солей (нейтрализация):

\[ Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O \]

• Реакция с кислотными оксидами: поглощает углекислый газ, образуя карбонат кальция:

\[ Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O \] При избытке CO₂ образуется растворимый гидрокарбонат кальция: \[ CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2 \]

• Реакция с солями: вступает в обменные реакции с растворами солей, если образуется нерастворимый продукт. Например, с карбонатом натрия:

\[ Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaOH \]

• Термическое разложение: при сильном нагревании (выше 580 °C) разлагается на оксид кальция (негашёную известь) и воду:

\[ Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} CaO + H_2O \]

¶Получение

Промышленный способ получения гидроксида кальция — гашение (гидратация) оксида кальция (негашёной извести) водой. Реакция сильно экзотермична: \[ CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + Q \] Процесс ведут в специальных аппаратах — гидраторах. В лаборатории гидроксид кальция можно получить взаимодействием растворимых солей кальция (например, хлорида кальция) с щелочами (гидроксидом натрия или калия).

¶История

Использование гашёной извести восходит к глубокой древности. Известковые растворы применялись в строительстве ещё в Древнем Египте (пирамиды, храмы) и Древнем Риме. Римляне широко использовали известковый раствор в сочетании с вулканическим пеплом (пуццоланом) для получения гидравлического цемента. В Средние века технология гашения извести была известна на Руси, где известь применяли для побелки стен, приготовления строительных растворов и для очистки воды. В XVIII–XIX веках химический состав гашёной извести был установлен, и она стала объектом систематического изучения.

¶Применение

¶Строительство

Наиболее массовое применение гидроксида кальция — в строительной отрасли. Гашёная известь входит в состав:

• Известковых растворов — для кладки кирпича, штукатурки, побелки.
• Известково-цементных смесей — для повышения пластичности и водоудерживающей способности.
• Силькатного кирпича — в смеси с песком и водой под действием автоклавной обработки (гидросиликаты кальция).
• Грунтовок и шпатлёвок — для выравнивания поверхностей.

¶Сельское хозяйство

• Известкование почв — внесение гашёной извести для снижения кислотности почв (pH). Нейтрализует избыток ионов водорода и алюминия, улучшает структуру почвы, повышает доступность фосфора и микроэлементов. Норма внесения зависит от типа почвы и её кислотности, обычно составляет 0,5–5 тонн на гектар.
• Защита растений — известковое молоко применяют для побелки стволов деревьев (защита от солнечных ожогов и вредителей), а также для борьбы с грибковыми заболеваниями (например, мучнистой росой).
• Ветеринария — для дезинфекции животноводческих помещений и обработки ран.

¶Пищевая промышленность

Гидроксид кальция зарегистрирован как пищевая добавка E526. Применяется:

• В производстве сахара — для очистки свекловичного сока (осаждение примесей).
• В консервировании — как регулятор кислотности и отвердитель (например, для огурцов).
• В производстве кукурузной муки (масы) — для обработки зёрен (нистамализация).
• В виноделии и пивоварении — для снижения кислотности сусла.

¶Медицина и стоматология

• В стоматологии — в составе некоторых пломбировочных материалов (кальцийсодержащие пасты) и для временного пломбирования корневых каналов.
• В дерматологии — в виде известковой воды (кальциевая вода) для примочек при ожогах и воспалениях.
• В фармацевтике — как компонент некоторых антацидных препаратов (для нейтрализации кислотности желудочного сока).

¶Другие применения

• Водоподготовка — умягчение воды (осаждение карбонатной жёсткости) и нейтрализация кислых стоков.
• Нефтехимия — в производстве смазочных масел, присадок, для нейтрализации кислотных компонентов.
• Очистка газов — поглощение кислых газов (HCl, SO₂, HF) в промышленных дымоходах (известковое молоко).
• Производство хлорной извести — Ca(OCl)₂ — дезинфицирующего средства.
• Кожевенное производство — для обезволашивания шкур.

¶Безопасность и экология

Гидроксид кальция — едкое вещество. При попадании на кожу вызывает химические ожоги (щелочные). При вдыхании пыли — раздражение дыхательных путей. Работа с ним требует средств индивидуальной защиты (респиратор, защитные очки, перчатки). При попадании в глаза — немедленное промывание большим количеством воды.

В окружающей среде гидроксид кальция не является стойким загрязнителем, так как быстро реагирует с углекислым газом воздуха, превращаясь в карбонат кальция, который естественен для почв и вод. Однако большие сбросы в водоёмы могут вызвать временное повышение pH, что опасно для водной фауны.

¶Интересные факты

• Водный раствор гидроксида кальция (известковая вода) используется как качественный реагент на углекислый газ: помутнение раствора указывает на его присутствие.
• Процесс гашения извести сопровождается выделением большого количества тепла — температура смеси может достигать 150–200 °C.
• В древности гашёную известь смешивали с творогом, яичным белком или молоком для получения прочных связующих составов.
• В России гашёная известь традиционно использовалась для побелки печей, стен и потолков в деревенских домах.

¶Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1.
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 1997.
• ГОСТ 9179-2018 «Известь строительная. Технические условия».
• Справочник по неорганической химии / Под ред. А. Ф. Воробьёва. — М.: Мир, 2000.
• Материалы сайта «Большая российская энциклопедия» (статья «Известь»).