从前面十几章中,我们可以发现,对于石灰石、石灰粉的利用,都是利用的它的有效成分。石灰粉利用的几乎都是氧化钙,所以在石灰中钙镁的测定的操作规程应该按照有效钙的方法来测定,即参照HG/T-的方法来测定,其是将石灰中的氧化钙与蔗糖生成溶解度大的蔗糖钙,搅拌反应充分后,用盐酸标准溶液进行滴定。
而GB-中,食品添加剂氧化钙和YB/T-冶金石灰中测定的都是全钙,即石灰中含有的所有的钙,包括氧化钙、硅酸钙、铝酸钙等等。
1,石灰在制糖工业中作为澄清剂。
石灰加水生成石灰乳,加入蔗糖汁中,与二氧化硫、磷酸生成亚硫酸钙沉淀和磷酸钙沉淀,从而将糖汁中的胶体、色素吸附除去。
这利用的成分是石灰中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙。而比如硅酸钙、过烧氧化钙等呢,不溶于水,怎么吸收二氧化硫,并且根据反应规律,即使溶于水,反应也不成立。
2,石灰在钢铁造渣中的应用原理
石灰中有效钙遇水转化为熟石灰,熟石灰Ca(OH)2才会与盐酸更有效的反应。在钢铁造渣过程中的石灰活性度的检测,就是以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)2所消耗的4mol/L盐酸的毫升数来表示的。
炼铁用石灰石作熔剂,除去脉石。其除去的脉石的原理是,脉石的主要成分是二氧化硅,氢氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙就可以除去。
这利用的成分是石灰中的氧化钙与水反应,利用的是氢氧根。石灰石去脉石,也是将石灰石煅烧成石灰,利用其氧化钙溶于水生成氢氧化钙除脉石中二氧化硅。
3,石灰脱硫的原理
石灰溶于水,成为石灰浆,其主要成分氢氧化钙在吸收塔中与废气中的SO2反应生成亚硫酸钙沉淀,从而达到除硫的目的。
4,电石主要成分是CaC2,是生石灰与焦炭在电炉里反应制得。其反应原理还是氧化钙与炭的反应。也就是石灰粉中的有效钙氧化钙与炭的反应。因为反应过程中极度的吸热,所以它需要加热到℃以上。
CaCO3=煅烧=CaO+CO2↑CaO+3C=高温=CaC2+CO
硅酸钙是氧化钙与二氧化硅高温生成的,铝酸钙也是高温生成的。高温并不一定分解,所以不作为有效成分。过烧和生烧也不行。
5,用熟石灰和纯碱制取烧碱的化学方程式
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
6,石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制碳酸钠
石灰石经过煅烧,生成的二氧化碳与足量的氨气和冷却后的饱和食盐水反应得到碳酸氢钠晶体。NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
将碳酸氢钠与氯化铵进行分离,得到碳酸氢钠固体和含有氯化铵的母液。碳酸氢钠晶体经过煅烧、分解得到碳酸钠。2NaHCO3=(高温)Na2CO3+CO2↑+H2O;循环利用:石灰石煅烧后生成的氧化钙溶于水得到氢氧化钙,氯化铵和氢氧化钙的反应又制得氨气,其可以进行此反应的重复使用。
2NH4C1+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O;
7,消石灰氢氧化钙与氯气反应制取漂白粉
漂白粉有效成分为次氯酸钠Ca(ClO)22Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
8,石灰石(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的反应。CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑.31%的盐酸与石灰石粉按照2:1的比例反应生成氯化钙溶液。加入熟石灰,调节pH值为8.9-9,使铁、镁等等以氢氧化铁沉淀、氢氧化镁沉淀析出。过滤互的滤液℃进行蒸发结晶,-℃脱水,最后得到二水氯化钙。
这个pH值为8.9-9下,盐酸根本无法与过烧氧化钙、硅酸钠那些反应,所以还是利用的有效钙。
9,硝酸钙的制备
a将石灰粉(碳酸钙)进行煅烧,得到二氧化碳和氧化钙。
b氧化钙溶于水生成氢氧化钙溶液。氢氧化钙浆液控制好加入的水的量。
c氢氧化钙溶于与硝酸反应生成硝酸钙和水。反应红溶液应呈中性。
保证中性pH值,硝酸也是无法保证完全与硅酸钙、铝酸钙、生烧石灰等反应的。
10,亚硫酸钙的制备
石灰氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳气体生成亚硫酸钙沉淀。
11,消石灰软化水的硬度,作水的软化剂。水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量,即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大,反之则小。
Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+
Ca2++Na2CO3=CaCO3↓
氢氧化钙与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀。再加入碳酸钠与多余的钙离子反应生成碳酸钙沉淀,就除去了大部分钙镁离子。
12,轻质碳酸钙的制作:石灰石经过高温煅烧生成石灰粉和二氧化碳,石灰粉与水反应生成石灰乳氢氧化钙。向石灰乳中通入二氧化碳生成碳酸钙沉淀。这里的二氧化碳可以使用石灰石高温分解出的二氧化碳,达到循环的利用的目的。
反应的化学方程式为:CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2O=Ca(OH)2;
Ca(OH)2+CO2=CaCO3
13,波尔多液是由硫酸铜、生石灰和水配制而成的一种保护性杀菌剂。其有效成分的化学组成是CuSO·xCu(OH)·yCa(OH)·zHO。
原理是CuSO4+Ca(OH)2=CaSO4+Cu(OH)2↓,根据比例溶液中是硫酸铜、氢氧化铜、硫酸钙混合溶液。
总结:
因为过烧氧化钙、生烧氧化钙、硅酸钙、铝酸钙、铁酸钙在pH值8以上,是很难于盐酸反应的,所以在pH值控制在8以上的反应中,并未被利用。
因为过烧氧化钙、生烧氧化钙、硅酸钙、铝酸钙等是高温形成的,高温时不一定能分解为氧化钙,所以利用率很低。
因为他们如果参与化学反应,反应式是不一定成立的。所以利用的还是氧化钙。
1,鸡蛋的保鲜、石灰刷树上、石灰抹墙,利用的氧化钙与水生成氢氧化钙,再生成碳酸钙。
2,松花蛋、蒸鸡蛋、米凉粉、制糖工艺、钢铁造渣、脱硫、烧碱、纯碱、碳酸钠、漂白粉、硝酸钙、亚硫酸钙、软化水、消毒作用、波尔多液、改善土壤、污水等等,利用的熟石灰。有的是氧化钙加水,生成熟石灰,再利用熟石灰。
所以,石灰在工业、农业等的作用中,利用的还是其有效钙即活性氧化钙这种成分,检测的标准参照HG/T-的方法来测定,其是将石灰中的氧化钙与蔗糖生成溶解度大的蔗糖钙,搅拌反应充分后,用盐酸标准溶液进行滴定。