แคลเซียมไฮดรอกไซด์ (CA (OH) 2): โครงสร้างคุณสมบัติการได้รับการใช้งาน - เคมี - 2026

แคลเซียมไฮดรอกไซเป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมีคือ Ca _(OH) 2 เป็นผงสีขาวที่ใช้งานมานานหลายพันปีในช่วงเวลาดังกล่าวได้รับชื่อดั้งเดิมหรือชื่อเล่นหลายชื่อ ในหมู่พวกเขาเราสามารถพูดถึงปูนขาวที่ตายแล้วสารเคมีไฮเดรตหรือมะนาวชั้นดี

ในธรรมชาติมีอยู่ในแร่หายากที่เรียกว่าพอร์ตแลนไดต์ที่มีสีเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ Ca (OH) _{2 จึง}ไม่ได้รับโดยตรงจากแร่ธาตุนี้ แต่จากการบำบัดความร้อนตามด้วยการให้ความชุ่มชื้นของหินปูน มะนาว CaO ได้มาจากสิ่งนี้ซึ่งจะถูกดับหรือไฮเดรตในภายหลังเพื่อผลิต Ca (OH) ₂ .

ตัวอย่างแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็ง ที่มา: Chemicalinterest

Ca (OH) ₂เป็นเบสที่ค่อนข้างอ่อนแอในน้ำเนื่องจากแทบจะไม่สามารถละลายในน้ำร้อนได้ แต่ความสามารถในการละลายของมันจะเพิ่มขึ้นในน้ำเย็นเนื่องจากความชุ่มชื้นจะคายความร้อน อย่างไรก็ตามพื้นฐานของมันยังคงเป็นเหตุผลที่ต้องระมัดระวังในระหว่างการจัดการเนื่องจากอาจทำให้เกิดการไหม้ที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายได้

มันถูกใช้เป็นตัวควบคุม pH สำหรับวัสดุหรืออาหารต่าง ๆ รวมทั้งเป็นแหล่งแคลเซียมที่ดีในเรื่องมวลของมัน มีการใช้งานในอุตสาหกรรมกระดาษในการฆ่าเชื้อสิ่งปฏิกูลในผลิตภัณฑ์กำจัดขนในอาหารที่ทำจากแป้งข้าวโพด

อย่างไรก็ตามการใช้งานที่สำคัญที่สุดคือการใช้เป็นวัสดุก่อสร้างเนื่องจากปูนขาวให้ความชุ่มชื้นเมื่อผสมกับส่วนผสมอื่น ๆ ในปูนปลาสเตอร์หรือปูน ในสารผสมที่แข็งตัวเหล่านี้ Ca (OH) ₂จะดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อรวมผลึกทรายเข้าด้วยกันกับที่เกิดจากแคลเซียมคาร์บอเนต

ขณะนี้งานวิจัยยังคงดำเนินการโดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาวัสดุก่อสร้างที่ดีขึ้นซึ่งมี Ca (OH) ₂ในองค์ประกอบโดยตรงเป็นอนุภาคนาโน

โครงสร้าง

คริสตัลและอิออน

ไอออนของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ที่มา: Claudio Pistilli

ในภาพบนเรามีไอออนที่ประกอบขึ้นเป็นแคลเซียมไฮดรอกไซด์ สูตรมาก Ca (OH) ₂แสดงให้เห็นว่าแต่ละ Ca ²⁺ไอออนบวกมีสองแอนไอออน OH ^-ซึ่งโต้ตอบกับมันผ่านสถานที่ไฟฟ้าสถิต ผลที่ได้คือไอออนทั้งสองลงเอยด้วยการสร้างผลึกที่มีโครงสร้างหกเหลี่ยม

ในผลึกหกเหลี่ยมของ Ca (OH) ₂นั้นไอออนจะอยู่ใกล้กันมากซึ่งทำให้มีลักษณะเป็นโครงสร้างพอลิเมอร์ แม้ว่าจะไม่มีพันธะโคเวเลนต์ Ca-O อย่างเป็นทางการ แต่ก็ยังคงให้ความแตกต่างที่ชัดเจนในอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างองค์ประกอบทั้งสอง

โครงสร้างของแคลเซียมไฮดรอกไซด์

โครงสร้างสร้าง octahedra CaO ₆นั่นคือ Ca ²⁺โต้ตอบกับหก OH ^- (Ca ²⁺ -OH ^- )

ชุดของ octahedra เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นชั้นของคริสตัลซึ่งสามารถโต้ตอบกับอีกชั้นหนึ่งโดยใช้พันธะไฮโดรเจนที่ทำให้พวกมันเกาะกันเป็นโมเลกุล อย่างไรก็ตามปฏิกิริยานี้จะหายไปที่อุณหภูมิ 580 ° C เมื่อ Ca (OH) ₂ขาดน้ำเป็น CaO

ในด้านความดันสูงไม่มีข้อมูลมากนักในเรื่องนี้แม้ว่าการศึกษาจะแสดงให้เห็นว่าที่ความดัน 6 GPa คริสตัลหกเหลี่ยมจะผ่านการเปลี่ยนจากรูปหกเหลี่ยมไปเป็นเฟสโมโนคลินิก และด้วยความผิดปกติของ CaO ₆ octahedra และชั้นของพวกมัน

สัณฐานวิทยา

Ca (OH) ₂คริสตัลเป็นรูปหกเหลี่ยม แต่นั่นไม่ได้เป็นอุปสรรคสำหรับพวกมันที่จะยอมรับสัณฐานวิทยาใด ๆ โครงสร้างเหล่านี้บางส่วน (เช่นเกลียวเกล็ดหรือหิน) มีรูพรุนมากกว่าโครงสร้างอื่นแข็งแรงหรือแบนซึ่งมีผลโดยตรงต่อการใช้งานขั้นสุดท้าย

ดังนั้นจึงไม่เหมือนกันที่จะใช้คริสตัลจากแร่พอร์ตแลนไดต์มากกว่าการสังเคราะห์เพื่อให้ประกอบด้วยอนุภาคนาโนที่มีพารามิเตอร์ที่เข้มงวดเล็กน้อยตามมา เช่นระดับความชุ่มชื้นความเข้มข้นของ CaO ที่ใช้และเวลาที่คริสตัลได้รับอนุญาตให้เติบโต

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

สีขาวไม่มีกลิ่นแป้งแข็งมีรสขม

มวลโมลาร์

74.093 ก. / โมล

จุดหลอมเหลว

580 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมินี้จะสลายตัวโดยปล่อยน้ำออกมาดังนั้นจึงไม่เกิดการกลายเป็นไอ:

Ca (OH) ₂ => CaO + H ₂ O

ความหนาแน่น

2,211 ก. / ซม. ³

พีเอช

สารละลายอิ่มตัวมี pH 12.4 ที่ 25 ° C

ความสามารถในการละลายน้ำ

ความสามารถในการละลายของ Ca (OH) ₂ในน้ำจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นที่ 0 ° C ความสามารถในการละลายคือ 1.89 g / L; ขณะที่อุณหภูมิ20ºCและ100ºCคือ 1.73 กรัม / ลิตรและ 0.66 กรัม / ลิตรตามลำดับ

สิ่งนี้บ่งบอกถึงข้อเท็จจริงทางอุณหพลศาสตร์: ความชุ่มชื้นของ Ca (OH) ₂คือการคายความร้อนดังนั้นการปฏิบัติตามหลักการ Le Chatelier สมการจะเป็น:

Ca (OH) ₂ <=> Ca ²⁺ + 2OH ^- + Q

Q คือความร้อนที่ปล่อยออกมา ยิ่งน้ำร้อนขึ้นความสมดุลก็จะไปทางซ้ายมากขึ้น นั่นคือน้อย Ca (OH) ₂จะละลาย ด้วยเหตุนี้น้ำเย็นจึงละลายได้มากกว่าในน้ำเดือด

ในทางกลับกันความสามารถในการละลายดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นหาก pH กลายเป็นกรดเนื่องจากการทำให้เป็นกลางของ OH ^-ไอออนและการกระจัดของสมดุลก่อนหน้าไปทางขวา ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการนี้มากกว่าในน้ำที่เป็นกลาง นอกจากสารละลายที่เป็นกรดแล้ว Ca (OH) ₂ยังละลายได้ในกลีเซอรอล

K

5.5 · 10 ^-6 . ค่านี้ถือว่าน้อยและสอดคล้องกับความสามารถในการละลายต่ำของ Ca (OH) ₂ในน้ำ (สมดุลเดียวกันกับด้านบน)

ดัชนีหักเห

1,574

ความมั่นคง

Ca (OH) ₂ยังคงมีเสถียรภาพตราบใดที่มันไม่ได้สัมผัสกับ CO ₂จากอากาศที่มันดูดซับและรูปแบบแคลเซียมคาร์บอเนต, CaCO 3 ดังนั้นจึงเริ่มไม่บริสุทธิ์ในส่วนผสมที่เป็นของแข็งของผลึกCa (OH) ₂ -CaCO ₃โดยที่มี CO ₃ ^2-แอนไอออนแข่งขันกับ OH ^-เพื่อโต้ตอบกับ Ca ²⁺ :

Ca (OH) ₂ + CO ₂ => CaCO ₃ + H ₂ O

ในความเป็นจริงนี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมเข้มข้น Ca (OH) ₂การแก้ปัญหาเปิดน้ำนมเช่นการระงับการ CaCO ₃อนุภาคปรากฏ

การได้รับ

Ca (OH) ₂ได้รับในเชิงพาณิชย์โดยการทำปฏิกิริยามะนาว CaO กับน้ำส่วนเกินสองถึงสามเท่า:

CaO + H ₂ O => Ca (OH) ₂

อย่างไรก็ตามคาร์บอไนเซชันของ Ca (OH) ₂สามารถเกิดขึ้นได้ในกระบวนการดังที่อธิบายไว้ข้างต้น

วิธีการอื่น ๆ ที่จะได้รับมันประกอบด้วยการใช้เกลือแคลเซียมที่ละลายน้ำได้เช่น CaCl ₂หรือ Ca (NO ₃ ) ₂และ basifying พวกเขาด้วย NaOH เพื่อให้ Ca (OH) ₂ตกตะกอน โดยการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆเช่นปริมาตรน้ำอุณหภูมิ pH ตัวทำละลายระดับคาร์บอไนเซชันเวลาในการเจริญเติบโตเป็นต้นสามารถสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่มีสัณฐานต่างกันได้

นอกจากนี้ยังสามารถเตรียมได้โดยการเลือกวัตถุดิบจากธรรมชาติและหมุนเวียนหรือของเสียจากอุตสาหกรรมที่อุดมไปด้วยแคลเซียมซึ่งเมื่อถูกความร้อนและขี้เถ้าจะประกอบด้วยปูนขาว และจากที่นี่อีกครั้ง Ca (OH) ₂สามารถจัดทำโดยผิวขี้เถ้าเหล่านี้โดยไม่จำเป็นต้องเสียหินปูน CaCO 3

ตัวอย่างเช่นชานอ้อยถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้โดยกำหนดมูลค่าเพิ่มให้กับของเสียจากอุตสาหกรรมเตกีล่า

การประยุกต์ใช้งาน

กระบวนการทำอาหาร

ผักดองจะถูกแช่ในแคลเซียมไฮดรอกไซด์ก่อนเพื่อให้มีความกรอบ ที่มา: Pixabay

แคลเซียมไฮดรอกไซด์มีอยู่ในอาหารหลายชนิดในบางขั้นตอนการเตรียมอาหาร ตัวอย่างเช่นผักดองเช่น gherkins จะจุ่มลงในสารละลายเดียวกันเพื่อให้มีความกรอบมากขึ้นเมื่อบรรจุในน้ำส้มสายชู เนื่องจากโปรตีนบนพื้นผิวดูดซึมแคลเซียมจากสิ่งแวดล้อม

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับเมล็ดข้าวโพดก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นแป้งเนื่องจากช่วยปล่อยวิตามินบี₃ (ไนอาซิน) และช่วยในการบด แคลเซียมที่ให้ยังใช้เพื่อเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการให้กับน้ำผลไม้บางชนิด

Ca (OH) ₂ยังสามารถแทนที่ผงฟูในสูตรขนมปังบางสูตรและชี้แจงวิธีแก้ปัญหาน้ำตาลที่ได้จากอ้อยและหัวบีท

น้ำยาฆ่าเชื้อสิ่งปฏิกูล

การกระทำที่ชัดเจนของ Ca (OH) ₂เกิดจากการที่มันทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอน นั่นคือมันจะเพิ่มขนาดของอนุภาคแขวนลอยจนเกิดเป็นฟลอคซึ่งจะตกตะกอนหรือกรองได้ในภายหลัง

คุณสมบัตินี้ถูกใช้เพื่อฆ่าเชื้อสิ่งปฏิกูลทำให้คอลลอยด์ที่ไม่พึงประสงค์ไม่เสถียรต่อมุมมอง (และกลิ่น) ของผู้ชม

อุตสาหกรรมกระดาษ

Ca (OH) ₂ใช้ในกระบวนการคราฟท์เพื่อสร้าง NaOH ใหม่ที่ใช้ในการบำบัดไม้

โช้คแก๊ส

Ca (OH) ₂ใช้เพื่อกำจัด CO ₂ออกจากพื้นที่ปิดหรือในสภาพแวดล้อมที่มีการต่อต้าน

การดูแลส่วนบุคคล

Ca (OH) ₂พบโดยปริยายในสูตรสำหรับครีมกำจัดขนเนื่องจากพื้นฐานของมันช่วยให้เคราตินของเส้นขนอ่อนแอลงและทำให้ง่ายต่อการกำจัดออก

การก่อสร้าง

แคลเซียมไฮดรอกไซด์เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของสถานที่ก่อสร้างเก่าเช่นปิรามิดแห่งอียิปต์ ที่มา: Pexels

Ca (OH) ₂มีมาตั้งแต่ไหน แต่ไรโดยรวมมวลของปูนปลาสเตอร์และปูนที่ใช้ในการก่อสร้างงานสถาปัตยกรรมของอียิปต์เช่นปิรามิด นอกจากนี้ยังมีอาคารสุสานผนังบันไดพื้นรองรับและแม้กระทั่งการสร้างปูนซีเมนต์ทันตกรรม

การดำเนินการเสริมกำลังเกิดจากความจริงที่ว่าเมื่อ“ หายใจ” CO ₂ผลึกที่ได้ของ CaCO _{3 จะ}รวมทรายและส่วนประกอบอื่น ๆ ของสารผสมดังกล่าวในระดับที่ดีขึ้น

ความเสี่ยงและผลข้างเคียง

Ca (OH) ₂ไม่ได้เป็นพื้นฐานที่มั่นคงอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับไฮดรอกไซอื่น ๆ แม้ว่ามันจะมากไปกว่า Mg (OH) 2 แม้ว่าจะไม่เกิดปฏิกิริยาหรือติดไฟได้ แต่พื้นฐานของมันก็ยังคงลุกลามมากพอที่จะทำให้เกิดการไหม้เล็กน้อย

ดังนั้นจึงต้องจัดการด้วยความเคารพเนื่องจากสามารถทำให้ดวงตาลิ้นและปอดระคายเคืองรวมทั้งกระตุ้นให้เกิดความเจ็บป่วยอื่น ๆ เช่นการสูญเสียการมองเห็นการทำให้เลือดเป็นด่างอย่างรุนแรงผื่นผิวหนังอาเจียนและเจ็บคอ .

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019) แคลเซียมไฮดรอกไซด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. Chávez Guerrero et al. (2016) การสังเคราะห์และลักษณะเฉพาะของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ได้จากชานอ้อยหางจระเข้และการตรวจสอบฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย สืบค้นจาก: scielo.org.mx
4. Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi (2013) โครงสร้างผลึกของเฟสความดันสูงของแคลเซียมไฮดรอกไซด์พอร์ตแลนไดต์: ผงในแหล่งกำเนิดและการศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ผลึกเดี่ยว นักแร่วิทยาชาวอเมริกัน; 98 (8-9): 1421–1428 ดอย: doi.org/10.2138/am.2013.4386
5. ฮันส์โลห์นิงเกอร์ (05 มิถุนายน 2562). แคลเซียมไฮดรอกไซด์ เคมี LibreTexts สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
6. Aniruddha S. et al. (2015) การสังเคราะห์นาโนแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในน้ำปานกลาง สมาคมเซรามิกอเมริกัน doi.org/10.1111/jace.14023
7. Carly Vandergriendt (12 เมษายน 2561). แคลเซียมไฮดรอกไซด์ใช้ในอาหารอย่างไรและปลอดภัยหรือไม่? สืบค้นจาก: healthline.com
8. Brian Clegg (26 พฤษภาคม 2558). แคลเซียมไฮดรอกไซด์ ดึงมาจาก: chemistryworld.com