氧化钙

氧化钙（Calcium oxide），化学式为CaO，分子量56.08，是一种白色块状或颗粒的无机化合物，又称生石灰。具有腐蚀性，难溶于水，溶于酸类、甘油和蔗糖溶液，几乎不溶于乙醇。氧化钙是一种碱性氧化物，在空气中可以吸收水分和二氧化碳，变为Ca(OH)₂，同时体积大为膨胀，继而变为CaCO₃。还可以与酸及酸性氧化物反应，生成相应的盐和含氧酸盐。工业上，可以通过大理石块或碳酸钙（分析纯）煅烧制得氧化钙，并通过EDTA配位滴定、原子吸收分光光度等方法对其进行测定。

我国劳动人民从秦朝开始就用石灰砂浆砌筑了举世闻名的万里长城。石灰文化最早的记载是1637年明代科学家宋应星所著《天工开物》一书。改革开放前，由于受到其它工业应用的制约，且对外封闭，对内又缺乏行业管理，造成我国石灰工业的发展十分缓慢，也十分落后。改革开放以后，石灰工业才开始全面发展。

氧化钙是一种表面白色的粉末，不纯时为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色。相对密度3.3-3.4g/cm³，熔点2572℃，沸点2850℃。溶于酸类、甘油和蔗糖溶液，几乎不溶于乙醇，难溶于水。

氧化钙具有吸湿性，易从空气中吸收二氧化碳和水分，后渐渐变成粉末状的碳酸钙。该碱性氧化物与酸反应会生成相应的盐和水，与酸性氧化物反应生成含氧酸盐，在高温下能与C和SiO₂反应。与水反应会生成氢氧化钙（俗称熟石灰或消石灰）并产生大量热，其水溶液呈强碱性。同时具有腐蚀性。（1）氧化钙与酸的反应：

（2）氧化钙与酸性氧化物的反应：

高温下与SiO₂反应，生成硅酸钙：

（3）氧化钙与水反应生成氢氧化钙并放出大量的热：

氧化钙的这种水合能力，常用于干燥酒精。

由高纯硝酸钙和高纯碳酸铵反应生成碳酸钙，经加热脱水得氧化钙。具体反应式为：

其工艺流程图为：

先将高纯硝酸钙与高纯碳酸铵[ǎn]合成为碳酸钙，随后将装好的高纯碳酸钙在烘箱中烘干，再移到马弗炉中灼烧（温度逐步上升）。取出稍冷后，立即放入干燥器内，可得99.999%的高纯氧化钙。该合成方法主要的条件：要获得99.999%的氧化钙，最重要的是能得到高纯的硝酸钙和碳酸铵。

将石灰石粗碎至150mm，并筛除30-50mm以下的细渣。无烟煤或焦炭要求粒度在50mm以下，其中所含低熔点灰分不宜过多，其无烟煤或焦炭的加入量为石灰石的7.5-8.5%（重量）。将经筛选的石灰石及燃料定时、定量由窑顶加入窑内，于900-1200℃煅烧，再经冷却即得成品。其煅烧工序副产二氧化碳。其反应式如下：

其工艺流程图为：

用EDTA络合滴定法测定氧化钙是基于在溶液的pH≥12时，EDTA与Ca²⁺的络合物（CaY²⁻）比钙指示剂（HInd²⁻）与Ca²⁺的络合物（CaInd）稳定。因此EDTA能从CaInd中夺取Ca²⁺生成CaY²⁻。当全部Ca²⁺都与EDTA络合时，钙指示剂还原而显出本身的蓝色。从EDTA的消耗量计算氧化钙的含量。反应式如下：

若测定高炉渣、化铁炉渣、普通钢渣、石膏、含磷石膏、含氟[fú]石膏、粉煤灰等废渣中的氧化钙，由于这类样品中的干扰离子种类及含量都较少，可用三乙醇胺（TEA）掩蔽，直接测定氧化钙。其质量分数公式为：

式中：w（CaO）-氧化钙的质量分数，%；T-EDTA标准滴定溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；V-滴定时消耗EDTA标准滴定溶液的体积，mL；m-试样的质量，g；10-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。

试样用氢氟酸-高氯酸分解，氯化铬酰挥发除铬，在盐酸或高氯酸介质中，以氯化锶消除铝、磷、硅、钛、钒等元素的干扰，用空气-乙炔火焰，于波长422.7nm处进行钙的原子吸收测定。该方法具有准确度、精密度高和干扰元素少的优点。

氧化钙与水混合后，会生成氢氧化钙（俗称熟石灰），其消毒作用与解离出的氢氧根离子和钙离子浓度有关。氢氧根离子对微生物蛋白质具有破坏作用，钙离子也使细菌蛋白质变性而起到抑制或杀灭病原微生物的作用。对大多数细菌繁殖体有一定杀灭作用，但对芽孢和结核杆菌无效。氧化钙（生石灰）多用于地面、墙壁、粪池、粪堆及污水沟的消毒。常将生石灰加水制成10%-20%石灰乳，涂刷在厩舍墙壁、畜栏等场地或与粪便相混合以进行消毒。此外，石灰乳应现用现配，不宜久贮，否则将会吸收空气中的二氧化碳，变成无消毒作用的碳酸钙而失效。倘若直接将生石灰粉撒在干燥的地面上，则不发生消毒作用。

在催化领域中，氧化钙可用作催化剂、助催化剂及催化剂载体。它能促进重油的部分氧化反应。可用作一氧化碳加氢制烯烃的催化剂，烃类脱氢的助催化剂及载体。

工业上用于鞋制皮革，制造电石、漂白粉等。农业上用于制造肥料，能中和土壤的酸性，使土壤胶体凝固，增强土壤颗粒的凝固性，也可用作干燥剂。此外，氧化钙混合于重油或煤粉中可用作燃烧促进剂，也可用作荧光粉的助熔剂、植物油脱色剂、二氧化碳吸收剂、醇类脱水剂。

石灰作为凝胶材料多用于建筑领域中。其作为传统的建筑材料可大量直接用于各种建筑中,如房屋、道路、地下工程、各种土建项目等。作为原材料，石灰还广泛地用于加气混凝土、灰砂砖、保温隔热材料、石膏板等多种新型建材制品。

氧化钙在药剂中可用作干燥剂和碱化剂。在食品工业中，作为食品添加剂，可作为碱化剂、营养增补剂、面团调节剂酵母原料等。

氧化钙在水处理领域用作软水剂、pH调节剂等。在废水处理中用于去除磷酸盐和大多数重金属，降低生物需氧量，杀灭细菌和病毒，以及从水中除氨等。其在水处理领域的用量仅次于冶金工业中的消耗量。可单独用于暂时硬水的软化处理，其具体反应原理如下：

氧化钙属于无机碱腐蚀性物品。能使脂肪皂化，由皮肤吸收水分溶解蛋白质、刺激及腐蚀组织。氧化钙粉尘或悬浮液滴都能刺激粘膜而引起喷嚏和咳嗽。倘若人体吸入大量氧化钙粉尘可能会引起化学性肺炎；溅到皮肤上时，特别是湿皮肤，可引起碱性灼伤；若进入眼中，往往会引起结膜水肿和充血，角膜会变为混浊，呈现灰白色。除了碱性腐蚀作用外，氧化钙还具有强烈的吸水性，当与水化合时会放出大量热，从而加重灼伤。

若不小心吸入粉末应立即移至新鲜空气处，雾化吸入醋酸蒸气；溅入眼内，须用大量温水或清水冲洗，并用硼酸洗眼液洗眼；沾及皮肤，先用植物油清除皮肤上沾染的石灰微粒，再用2%醋酸溶液洗涤；误入口内，禁止催吐、洗胃，应立即内服大量弱酸性药物（如柠檬酸、醋等），过一两个小时后可饮用牛奶、鸡蛋清，并立即送医院救治。

美国规定空气中氧化钙粉尘的最高容许浓度为5mg/m³。操作时要注意保护呼吸器官，使用防尘纤维制做的工作服、手套、戴化学护目镜、机械过滤呼吸器，要防止粉尘吸入并合理通风。工作后要注意清洗。

遇水发热，能引起有机物燃烧。当一定量的氧化钙吸收水分时，会使温度升高释放热量从而使可燃物燃烧。因此，当用潮湿木材容器盛装生石灰或雨天用油布遮盖生石灰时，往往会使木材或油布燃烧。密封储存于干燥、阴凉、防潮、通风处；应有遮雨及防内涝的措施。远离酸类、有机物及可燃物质，防潮防湿。搬运时轻装轻卸，保持包装完整、密封。禁止雨天搬运；不可接触粉末，以防皮肤被腐蚀。此外，撒落地上的氧化钙，应及时扫净、铲走。倘若不慎起火，可用砂土及各种灭火器扑救。