Кальций оксидін қалай алады? Өндіріс және қолдану тәсілдері
Кальций оксиді (CaO) – құрылыс индустриясында, химия өнеркәсібінде және ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылатын маңызды бейорганикалық қосылыс. Оны әк немесе “сөндірілмеген әк” деп те атайды. Бұл зат жоғары температурада күйдірілген табиғи минералдардан алынады және бірнеше өндірістік үдерістерде қолданылады. Бұл мақалада кальций оксидін қалай алады, оның өндіріс тәсілдері мен қолдану салаларын егжей-тегжейлі қарастырамыз.
Кальций оксидін алу әдістері
1. Әктасты күйдіру
Кальций оксидін алудың ең кең таралған әдісі – әктас (CaCO₃) құрамындағы көмірқышқыл газын (CO₂) бөліп шығару арқылы күйдіру. Бұл химиялық реакция келесідей жүреді:CaCO3→t°CaO+CO2↑CaCO₃ \xrightarrow{t°} CaO + CO₂↑CaCO3t°CaO+CO2↑
Бұл процесс үшін әктас 900-1000°C температурада арнайы пештерде өңделеді. Бұл пештер түрлі түрге бөлінеді:
- Шахталы пештер – үнемді және жоғары өнімділікке ие.
- Айналмалы пештер – үнемі қозғалыста болатын материал арқылы біркелкі күйдіруді қамтамасыз етеді.
- Электрлік пештер – заманауи және экологиялық таза тәсіл, бірақ энергия шығыны жоғары.
Әктас қажетті температураға жеткенде, кальций оксиді ақ түсті қатты зат ретінде түзіледі, ал көмірқышқыл газы атмосфераға бөлінеді.
2. Химиялық реакциялар арқылы алу
Кейбір өндірістік жағдайларда кальций оксидін басқа химиялық қосылыстардан алуға болады. Мысалы:
- Кальций гидроксидін (Ca(OH)₂) қыздыру арқылы:Ca(OH)2→t°CaO+H2O↑Ca(OH)₂ \xrightarrow{t°} CaO + H₂O↑Ca(OH)2t°CaO+H2O↑Бұл әдіс негізінен зертханалық тәжірибелерде қолданылады.
- Кальций тұздарын термиялық разложение (ыдырату) арқылы:Белгілі бір жағдайларда кальций нитраты немесе кальций карбонаты сияқты қосылыстарды жоғары температурада қыздырғанда, кальций оксиді түзіледі.
Кальций оксидінің физикалық және химиялық қасиеттері
Кальций оксиді – ақ түсті қатты зат, жоғары температураға төзімді және суда химиялық реакцияға түседі. Оның негізгі қасиеттері:
- Тығыздығы – 3,34 г/см³.
- Балқу температурасы – 2572°C.
- Қатты және суда оңай ериді.
- Сумен әрекеттескенде жылу бөліп шығарады және кальций гидроксидін (сөндірілген әк) түзеді:CaO+H2O→Ca(OH)2+жылуCaO + H₂O → Ca(OH)₂ + жылуCaO+H2O→Ca(OH)2+жылу
- Көмірқышқыл газымен реакцияға түсіп, қайтадан әк тасына (CaCO₃) айналады.
Кальций оксидінің қолданылу салалары
1. Құрылыс индустриясы
Кальций оксиді цемент және құрылыс әгі өндірісінде маңызды рөл атқарады. Оны бетонның беріктігін арттыру үшін пайдаланады. Сондай-ақ, сөндірілген әк құрылыс материалдарын жасау барысында қосымша компонент ретінде қолданылады.
2. Металлургия
Металл өңдеу саласында кальций оксиді металдардың қоспалардан тазартылуын қамтамасыз ететін флюс ретінде қолданылады. Ол темір өндірісінде қож түзу процесінде қолданылады, бұл металл құрамындағы қажетсіз қоспаларды жоюға көмектеседі.
3. Химия өнеркәсібі
Химия өнеркәсібінде кальций оксидін әртүрлі реакцияларда катализатор ретінде пайдаланады. Ол әсіресе сілтілі ерітінділер жасау және органикалық синтездерде маңызды рөл атқарады.
4. Ауыл шаруашылығы
Ауыл шаруашылығында топырақтың қышқылдығын азайту үшін кальций оксиді қолданылады. Ол топырақты бейтараптандырып, өсімдіктердің жақсы өсуіне жағдай жасайды.
5. Су тазарту және экология
Кальций оксиді ауыз суды тазарту және өндірістік ағын суларды залалсыздандыру үшін қолданылады. Ол зиянды қоспаларды бейтараптандырып, судың сапасын жақсартады.
Кальций оксидін сақтаудың ерекшеліктері
Кальций оксиді өте реактивті зат, сондықтан оны құрғақ жерде, ауа мен ылғалдан қорғалған арнайы жабық контейнерлерде сақтау қажет. Егер CaO ылғалмен байланысса, онда ол жылу бөле отырып, кальций гидроксидіне айналады, бұл өрт қауіпсіздігіне әсер етуі мүмкін.
