أكسيد الكالسيوم، المعروف أيضًا باسم الجير الحي، هو مادة قلوية بيضاء ذات نقطة انصهار عالية. يتفاعل بقوة مع الماء لينتج هيدروكسيد الكالسيوم ويولد حرارة كبيرة. يتم استخدامه في مختلف التطبيقات الصناعية بما في ذلك صناعة الأسمنت والزراعة ومعالجة المياه.
| اسم الأيوباك | أكسيد الكالسيوم |
| الصيغة الجزيئية | تساو |
| CAS رقم | 1305-78-8 |
| المرادفات | الجير الحي؛ الجير المحروق جير؛ كالكس. الجير غير المطفأ أكسيد الكالسيوم (II)؛ كالسيوم. حصاة الجير صخرة الحجر الجيري أول أكسيد الكالسيوم الجير فندان |
| إنتشي | InChI=1S/Ca.O |
خصائص أكسيد الكالسيوم
صيغة أكسيد الكالسيوم
الصيغة الكيميائية لأكسيد الكالسيوم هي CaO، مما يشير إلى أنه يحتوي على كاتيون الكالسيوم (Ca2+) وأنيون الأكسيد (O2-). تعكس صيغة أكسيد الكالسيوم طبيعته الأيونية، حيث يتم ربط كاتيونات الكالسيوم وأنيونات الأكسيد معًا بواسطة قوى كهروستاتيكية قوية. تُستخدم صيغة أكسيد الكالسيوم لتحديد المركب في التفاعلات الكيميائية المختلفة ولحساب وزنه الجزيئي وخواصه الفيزيائية الأخرى.
الكتلة المولية لأكسيد الكالسيوم
الكتلة المولية لأكسيد الكالسيوم، المعروف أيضًا باسم الجير الحي، تبلغ 56.077 جرامًا لكل مول. وهو مشتق من الوزن الذري للكالسيوم (40.078 جم/مول) والأكسجين (15.999 جم/مول) اللذين يشكلان المركب. يتم استخدام الكتلة المولية لأكسيد الكالسيوم في حسابات مختلفة، مثل تحديد كمية المادة المتفاعلة اللازمة لإنتاج كمية معينة من المنتج أو حساب تركيز المحلول.
نقطة غليان أكسيد الكالسيوم
لا يمتلك أكسيد الكالسيوم نقطة غليان لأنه يخضع للتحلل الحراري عند درجات حرارة عالية بدلاً من الغليان. عند درجات حرارة أعلى من 2572 درجة مئوية، يتفكك أكسيد الكالسيوم إلى كالسيوم وأكسجين. ومع ذلك، يمكن استخدام التحلل الحراري لأكسيد الكالسيوم لإنتاج أكسيد الكالسيوم بدرجة نقاء وتفاعلية أعلى للتطبيقات الصناعية.
نقطة انصهار أكسيد الكالسيوم
درجة انصهار أكسيد الكالسيوم هي 2572 درجة مئوية، مما يجعلها مادة ذات نقطة انصهار عالية. لديه نقطة انصهار عالية بسبب طبيعته الأيونية، حيث يتم ربط كاتيونات الكالسيوم وأنيونات الأكسيد معًا بواسطة قوى كهروستاتيكية قوية. كما أن نقطة الانصهار العالية لأكسيد الكالسيوم تجعله مفيدًا في التطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة مثل صناعة الصلب والأسمنت.
كثافة أكسيد الكالسيوم جم/مل
تختلف كثافة أكسيد الكالسيوم حسب تركيبه البلوري ونقائه. تبلغ الكثافة النموذجية لأكسيد الكالسيوم 3.35 جم/مل للمواد السائبة، بينما تبلغ الكثافة النظرية 3.50 جم/مل. ترجع الكثافة المنخفضة لأكسيد الكالسيوم إلى بنيته المسامية، مما يسمح له بامتصاص الرطوبة من الهواء وزيادة وزنه وحجمه.
الوزن الجزيئي لأكسيد الكالسيوم
الوزن الجزيئي لأكسيد الكالسيوم، ويسمى أيضًا وزن الصيغة أو الكتلة المولية، هو 56.077 جرامًا لكل مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الأوزان الذرية للكالسيوم والأكسجين التي تشكل المركب. يتم استخدام الوزن الجزيئي لأكسيد الكالسيوم في حسابات مختلفة، مثل تحديد كمية المادة المتفاعلة اللازمة لإنتاج كمية معينة من المنتج أو حساب تركيز المحلول.
هيكل أكسيد الكالسيوم
يمتلك أكسيد الكالسيوم بنية بلورية مكعبة، حيث يتم ترتيب كاتيونات الكالسيوم وأنيونات الأكسيد في شبكة مكعبة مركزية الوجه. يشبه التركيب البلوري لأكسيد الكالسيوم تركيب كلوريد الصوديوم والمركبات الأيونية الأخرى. إن الطبيعة الأيونية لأكسيد الكالسيوم تجعله عازلًا كهربائيًا جيدًا ومادة مهمة في صناعة المكونات الإلكترونية.
| مظهر | أبيض، مادة صلبة عديمة الرائحة |
| جاذبية معينة | 3.35 جم/سم3 |
| لون | أبيض |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 56.077 جرام/مول |
| كثافة | 3.35 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | 2572 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | لا يغلي ويخضع للتحلل الحراري |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | يتفاعل مع الماء لتكوين هيدروكسيد الكالسيوم |
| الذوبان | غير قابلة للذوبان في الماء، قابل للذوبان في حمض |
| ضغط البخار | ضئيلة |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | 12-13 |
السلامة ومخاطر أكسيد الكالسيوم
أكسيد الكالسيوم، المعروف أيضًا باسم الجير الحي، هو مادة شديدة التفاعل وكاوية تشكل العديد من المخاطر على صحة الإنسان والبيئة. يمكن أن يسبب تهيجًا شديدًا وحروقًا في الجلد والعينين والجهاز التنفسي إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح. قد يؤدي استنشاق غبار أو بخار الجير الحي إلى حدوث ضيق في التنفس وسعال وضيق في التنفس. كما أنه شديد التفاعل مع الماء ويمكن أن يطلق كميات كبيرة من الحرارة، مما يؤدي إلى الحروق وانفجارات البخار. يجب تخزين الجير الحي في مكان بارد وجاف وجيد التهوية، بعيداً عن المواد غير المتوافقة. وينبغي اتباع معدات الحماية المناسبة وإجراءات المناولة لتجنب الحوادث والتعرض.
| رموز الخطر | تآكل (ج) |
| وصف الأمان | ارتداء القفازات والملابس وحماية العين / الوجه. التعامل معها وتخزينها بعناية. تجنب الاستنشاق والابتلاع وملامسة الجلد والعينين. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN1910 |
| رمز النظام المنسق | 2522.20.00 |
| فئة الخطر | 8- المواد المسببة للتآكل |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | سام جدا |
طرق تصنيع أكسيد الكالسيوم
التحلل الحراري للحجر الجيري، وتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع الحرارة والتحليل الكهربائي لكلوريد الكالسيوم يصنع أكسيد الكالسيوم أو الجير الحي.
الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع الجير الحي هي تسخين الجير إلى درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 900 إلى 1000 درجة مئوية في فرن الجير. هذه العملية، المعروفة باسم التكليس، تطلق ثاني أكسيد الكربون وتترك وراءها الجير الحي. تنتج معالجة وطحن الجير الحي مسحوقًا ناعمًا لتطبيقات متعددة.
هناك طريقة أخرى لتصنيع الجير الحي تتضمن تسخين هيدروكسيد الكالسيوم، المعروف أيضًا باسم الجير المطفأ، إلى درجة حرارة عالية. هذه العملية، المعروفة باسم إزالة الهيدروكسيل، تطلق أيضًا الماء وتترك وراءها الجير الحي.
يعد التحليل الكهربائي لكلوريد الكالسيوم طريقة أقل شيوعًا لتصنيع الجير الحي. يذاب كلوريد الكالسيوم في الماء ويمرر تيار كهربائي خلال المحلول لينتج الجير الحي وغاز الكلور .
استخدامات أكسيد الكالسيوم
لأكسيد الكالسيوم، المعروف أيضًا باسم الجير الحي، العديد من الاستخدامات في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصه الفريدة. بعض استخداماته الرئيسية هي:
- إنتاج الصلب: يستخدم كمسيل في إنتاج الصلب حيث يساعد على إزالة الشوائب وتحسين جودة الفولاذ.
- معالجة المياه: يستخدم في معالجة المياه لإزالة الشوائب وضبط درجة حموضة الماء.
- الزراعة: يستخدم في الزراعة كمعدل للتربة لضبط درجة حموضة التربة وتوفير العناصر الغذائية الأساسية للنباتات.
- الصناعة الكيميائية: تستخدم في إنتاج المواد الكيميائية مثل كربيد الكالسيوم وهيبوكلوريت الكالسيوم وستيرات الكالسيوم.
- البناء: يستخدم في صناعة البناء والتشييد كأحد مكونات الأسمنت والملاط والجص.
- صناعة المواد الغذائية: يستخدم في صناعة المواد الغذائية كعامل ثبات ومنظم للحموضة.
- صناعة الورق: يستخدم في صناعة الورق كمكون من مكونات السائل الأبيض المستخدم في عملية صناعة عجينة ورق الكرافت.
- صناعة البترول: يستخدم في صناعة البترول كمحفز في عملية التكرير.
أسئلة:
س: ما هي صيغة أكسيد الكالسيوم؟
ج: صيغة أكسيد الكالسيوم هي CaO.
س: ما هو عدد تأكسد الكالسيوم؟
ج: عدد تأكسد الكالسيوم في أكسيد الكالسيوم هو +2.
س: هل أكسيد الكالسيوم أيوني أم تساهمي؟
ج: أكسيد الكالسيوم مركب أيوني يتكون من أيونات كالسيوم موجبة الشحنة وأيونات أكسيد سالبة الشحنة.
س: هل أكسيد الكالسيوم مادة صلبة؟
ج: نعم، أكسيد الكالسيوم مادة صلبة عند درجة حرارة الغرفة القياسية والضغط. إنه ذو مظهر أبيض أو أبيض رمادي وهو شديد التفاعل.