"Химия", Савинкина Е.В., Логинова Г.П.; под ред. Вахрушева А.А.
Оксид кальция CaO — твёрдое белое вещество, известное как негашёная известь. Это основный оксид: он реагирует с водой, образуя гашёную известь Ca(OH)₂, и с кислотами, давая соль и воду. При гашении выделяется много теплоты, поэтому работа с известью требует осторожности. CaO применяют в строительстве и сельском хозяйстве, а знание его свойств помогает понять, как получают известковый раствор и нейтрализуют кислые почвы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Оксид кальция — бинарное соединение кальция с кислородом, его формула — CaO. В одной формульной единице на один атом кальция приходится один атом кислорода, то есть отношение атомов равно 1:1. Эта запись показывает состав вещества и помогает составлять уравнения реакций.
Негашёная известь — бытовое название оксида кальция CaO. Название отличает его от вещества, полученного после добавления воды: до реакции оксид ещё не «погашен». Поэтому, встретив в задаче слова «негашёная известь», записывай формулу CaO.
Гашёная известь — гидроксид кальция с формулой Ca(OH)₂. Он образуется, когда оксид кальция взаимодействует с водой. Это обозначение важно не путать с CaO: у двух веществ разный состав и разные формулы.
Гашение извести — реакция оксида кальция с водой, при которой выделяется теплота. В результате CaO превращается в Ca(OH)₂, а смесь заметно нагревается. Название процесса описывает превращение негашёной извести в гашёную.
Чтобы вывести формулу оксида кальция, учитывают заряды его ионов. Ион кальция Ca²⁺ имеет заряд +2, а ион кислорода O²⁻ — заряд −2, поэтому один ион каждого вида вместе дают нулевой заряд. Соединение в целом должно быть электронейтральным, значит, отношение ионов равно 1:1 и формула — CaO. Индексы 1 в формуле не пишут.
Оксид кальция — твёрдое белое вещество. В его составе есть кислород и металл кальций, а оксиды металлов часто проявляют основные свойства. Поэтому CaO относят к основным оксидам: он взаимодействует с кислотами, образуя соль и воду, а также реагирует с водой с образованием основания. По классу вещества можно предсказать характерные реакции.
При гашении молекулы воды участвуют в превращении оксида в гидроксид кальция: CaO + H₂O → Ca(OH)₂. В формуле продукта две группы OH, потому что иону кальция Ca²⁺ соответствуют два гидроксид-иона OH⁻. Уравнение уже уравнено: слева и справа по одному атому кальция и два атома водорода, а атомов кислорода — два. Теплота выделяется, потому что при реакции образуется новое соединение и энергия выходит в окружающую среду.
Основные свойства CaO проявляются и при реакции с кислотами. Например, при взаимодействии с соляной кислотой получается хлорид кальция и вода: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O. Коэффициент 2 перед HCl нужен, чтобы в уравнении совпало число атомов водорода и хлора с обеих сторон. Образование соли и воды — признак реакции основного оксида с кислотой.
В строительстве оксид кальция используют как сырьё для получения гашёной извести и известковых растворов, а в сельском хозяйстве — для обработки кислых почв. Применение связано с его способностью превращаться в гидроксид и взаимодействовать с кислотами. Однако добавлять воду к CaO без осторожности нельзя: смесь сильно нагревается и может разбрызгиваться. Пыль извести и продукт гашения также способны раздражать кожу и глаза, поэтому нужны защитные средства.
| Характеристика | Оксид кальция (CaO) | Продукт гашения — Ca(OH)₂ |
|---|---|---|
| Название и формула | Оксид кальция, CaO; негашёная известь | Гидроксид кальция, Ca(OH)₂; гашёная известь |
| Внешний вид | Твёрдое белое вещество | Белое твёрдое вещество |
| Класс вещества | Основный оксид | Основание |
| Взаимодействие с водой | Реагирует с выделением теплоты: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ | В воде растворяется ограниченно |
| Взаимодействие с кислотами | Реагирует с образованием соли и воды | Реагирует с кислотами с образованием соли и воды |
| Применение и меры предосторожности | Строительство, сельское хозяйство; осторожно гасить, избегать попадания на кожу и в глаза | Известковые растворы, сельское хозяйство; избегать попадания в глаза и вдыхания пыли |
Сравнивай формулы в первых строках: они сразу показывают, что негашёная и гашёная известь — разные вещества. Строки о воде и кислотах помогают сопоставить их химические свойства, а последняя строка напоминает о применении и безопасности. При описании реакции гашения учитывай, что продуктом является именно Ca(OH)₂.
Даны ионы Ca²⁺ и O²⁻; требуется получить формулу без суммарного заряда. Сравни заряды: положительный и отрицательный имеют одинаковый модуль. Значит, одного иона каждого вида достаточно.
Ответ: формула оксида кальция — CaO. Проверка: суммарный заряд одной формульной единицы равен нулю. Если бы индексы были разными, заряды ионов не уравновесились бы.
Оксид кальция — основный оксид, который при взаимодействии с водой образует гидроксид кальция. Чтобы записать продукт, учитываем заряд Ca²⁺ и заряд группы OH⁻: для нейтрального соединения нужны две группы OH. Проверяем затем число атомов с обеих сторон.
Ответ: CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Скобки показывают, что индекс 2 относится ко всей группе OH, а не только к кислороду. Реакция гашения сопровождается выделением теплоты.
Избыток воды означает, что весь CaO может прореагировать, а ограничивающим веществом будет оксид кальция. Уравнение показывает соотношение CaO и Ca(OH)₂ как 1:1. Используем молярные массы: M(CaO) = 56 г/моль, M(Ca(OH)₂) = 74 г/моль.
Ответ: можно получить 37 г Ca(OH)₂. Проверка опирается на уравнение: количество гидроксида кальция равно количеству прореагировавшего оксида кальция. Вода взята в избытке, поэтому её количество результат не ограничивает.
Путать негашёную известь CaO с гашёной Ca(OH)₂ — значит считать разными названиями одно вещество. Такая путаница возникает потому, что оба вещества называют известью и они связаны реакцией. Проверь формулу по условию: если сказано «негашёная», это CaO, а если «гашёная» — Ca(OH)₂.
Запись CaOH или CaO₂ вместо Ca(OH)₂ неверна: формула гидроксида содержит две группы OH. Ошибка появляется, когда индекс 2 ставят не у той части формулы или забывают о заряде кальция. Для проверки уравновесь заряды Ca²⁺ и двух OH⁻ и поставь скобки вокруг группы.
Если записать CaO + HCl → CaCl₂ + H₂O без коэффициентов, число атомов не совпадёт. Часто забывают, что в CaCl₂ два атома хлора, а в одной молекуле HCl — только один. Проверь каждое вещество и поставь 2 перед HCl: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O.
Считать гашение безопасным из-за использования обычной воды опасно. Вода запускает реакцию, при которой выделяется теплота, поэтому смесь может обжечь или разбрызгаться. Перед работой учитывай нагрев, избегай контакта с веществами и защищай глаза и кожу.
Для понимания CaO нужны знания о составе оксидов, зарядах ионов и составлении формул. Умение уравнивать реакции помогает правильно описать гашение и взаимодействие с кислотами. Свойства основного оксида связывают эту тему с основаниями и реакциями нейтрализации.
Эти знания пригодятся при изучении известкового раствора и строительных материалов: раствор получают с использованием гашёной извести. В сельском хозяйстве соединения кальция применяют для обработки кислых почв, связывая эту тему с нейтрализацией кислот. Различение CaO и Ca(OH)₂ помогает понять, какое вещество участвует в конкретном процессе.
Почему оксид кальция называют негашёной известью?
Это традиционное бытовое название оксида кальция CaO. Слово «негашёная» отличает его от гашёной извести — гидроксида кальция, который получают добавлением воды.
Чем негашёная известь отличается от гашёной?
Негашёная известь — это оксид кальция CaO, а гашёная — гидроксид кальция Ca(OH)₂. Второе вещество образуется при реакции первого с водой, сопровождающейся выделением теплоты.
Что образуется при добавлении воды к CaO?
Образуется гидроксид кальция Ca(OH)₂: CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Этот процесс называется гашением извести.
Почему при гашении извести смесь нагревается?
При взаимодействии CaO с водой выделяется теплота. Смесь может сильно нагреться, поэтому во время гашения возможны ожоги и разбрызгивание.
Где применяют оксид кальция и почему с ним нужно обращаться осторожно?
Оксид кальция используют в строительстве и сельском хозяйстве, например при получении гашёной извести и обработке кислых почв. CaO активно реагирует с водой, выделяя тепло, а сам порошок и продукт реакции могут раздражать кожу и глаза.
§ 37. Оксид кальция - негашеная известь
