Оксид кальция CaO

       Оксид кальция  CaO

       Основной оксид. Техническое название негашеная известь. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Ca²⁺O^2- . Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой, образуя сильнощелочной раствор, процесс называется  гашение извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Ca(OH)₂ , CaC₂ и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.  

     Уравнения важнейших реакций: 
 

       Гидроксид кальция Ca(OH)₂

            Основный гидроксид. Техническое название гашеная известь. Белый, гигроскопический. Имеет ионное строение Ca²⁺(OH^-)₂.Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше – в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция на ион Cа²⁺ - пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка CaCO₃ и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена.

     Применяется в производстве стекла, белильной  извести, известковых минеральных  удобрений, для каустификации соды и умягчения пресной воды, а также для приготовления известковых строительных растворов – тестообразных смесей (песок + гашеная известь + вода), служащих связующим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание («схватывание») таких растворов обусловлено поглощением углекислого газа из воздуха.

     Уравнения важнейших реакций: 
 

     Гидрид  кальция CaH₂

     Бинарное  соединение. Белый, имеет ионное строение Ca²⁺(H^-)₂. При плавление разлагается. Чувствителен к кислороду воздуха. Сильный восстановитель, реагирует с водой, кислотами. Применяется как твердый источник водорода (1 кг CaH² дает = 1000 л H₂), осушитель газов и жидкостей, аналитический реагент для количественного определения воды в кристаллогидратах.

     Уравнение важнейших реакций: 
 

     Хлорид  кальция CaCI₂

           Бескислородная соль. Белый, плавится без разложения. Расплывается на воздухе за счет энергичного поглощения  влаги. Образует кристаллогидрат CaCI_2*6H₂O с температурой обезвоживания 260 °C. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Вступает в реакции ионного обмена. Применяется для осушения газов и жидкостей, приготовления охлаждающих смесей. Компонент природных вод, составная часть их «постоянной» жесткости.

            Уравнения важнейших реакций: 
 

            Гипохлорит кальция Ca(CIO)₂

              Соль хлорноватистой кислоты HCIO. Белый, при нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в холодной воде (образуется бесцветный раствор), гидролизуется по аниону. Реакционноспособный, полностью разлагается горячей водой, кислотами. Сильный окислителью При стоянии раствор поглощает углекислый газ из воздуха. Гипохлорит кальция является активной составной частью хлорной (белильной) извести-смеси неопределенного состава с CaCI₂ и Ca(OH)₂, полученной впервые английским химиком С. Теннантом (1799).

            Уравнения важнейших реакций:

            Сульфат кальция CaSO₄

                Оксосоль. Белый, весьма гигроскопичны, тугоплавкий, при прокаливании разлагается. Природный CaSO₄ встречается в виде очень распространенного минерала гипс    CaSO_{4 *}2H₂O. При 130 C гипс теряет часть воды и переходит в жженый (штукатурный) гипс 2CaSO₄ H₂O. Полностью обезвоженный (200 °C) гипс отвечает минералу ангидрит CaSO₄. Малорастворим в воде, растворимость уменьшается при нагревании. Реагирует с H₂ SO_4. Восстанавливается коксом при сплавлении. Определяет большую часть «постоянной» жесткости пресной воды.

             Уравнения важнейших реакций: 
 

             Дикарбит кальция CaC₂

            Бинарное соединение, производное  от ацетилена C₂H_2. Имеет ионное строение Ca²⁺ (C₂^2-). Белый, технический продукт буро-черный из-за примесей. Плавиться без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге воздуха. Полностью гидролизуется водой (карбидный запах выделяющегося C₂H₂ обусловлен примесями PH₃,NH₃,H₂S).Реагирует с кислотами. Сильный восстановитель при сплавлении.

     Применяется в производстве минеральных удобрений, в частности цианид кальция CaCN₂, как твердый источник ацетилена.

     Получение: взаимодействие негашеной извести с антрацитом или коксом в электрических печах:

     CaO + 3C = CaC₂ + CO                                                                                      (1900–1950°C)

     Уравнения важнейших реакций: 
 

     Ортофосфат кальция Ca₃(PO₄)₂

     Оксосоль. Белый, тугоплавкий, термически устойчивый. Нерастворим в воде. Разлагается концентрированными кислотами. Восстанавливается коксом при сплавлении. Основной компонент фосфоритных руд (апатиты и др.).

     Применяется для получения фосфора, в производстве фосфорных удобрений (суперфосфаты), керамики и стекла, осажденный порошок  – как компонент зубных паст и  стабилизатор полимеров.

     Смесь Ca(H₂PO₄)₂ и CaSO₄ называется простым суперфосфатом, Ca(H₂PO₄)₂ с примесью CaHPO₄ – двойным суперфосфатом, они легко усваиваются растениями при подкормке.

     Наиболее  ценные удобрения – аммофосы (содержат азот и фосфор), представляют собой смесь аммонийных кислых солей NH₄H₂PO₄ и (NH₄)₂HPO₄.

     Уравнения важнейших реакций: 
 

     Карбонат  кальция CaCO₃

     Оксосоль. Распространенное природное вещество, главная составная часть осадочной породы – известняка (его разновидности – мел, мрамор, известковый туф, мергель), чистый CaCO₃ в природе – это минерал кальцит. Белый, при прокаливании разлагается, плавится под избыточным давлением CO₂. Нерастворим в воде (» 0,0007 г/100 г H₂O).

     Реагирует с кислотами, солями аммония в  горячем растворе, коксом. Переводится  в раствор действием избытка  углекислого газа с образованием гидрокарбоната Ca(HCO₃)₂ (существует только в растворе), который определяет «временную» жесткость пресной воды (вместе с солями магния и железа). Устранение жесткости (умягчения воды) проводится кипячением или нейтрализацией гашеной известью.

     Применяется для производства CaO, CO₂, цемента, стекла и минеральных удобрений [в том числе известковой селитры Ca(NO₃)_{2 * 4}H₂O], как наполнитель бумаги и резины, строительный камень (щебень) и компонент бетона и шифера, в виде осажденного порошка –для изготовления школьных мелков, зубных порошков и паст, смесей для побелки помещений.

     Уравнения важнейших реакций: