生石灰遇水生熱的化學(xué)原理

喻俊涵（長沙市長郡梅溪湖中學(xué)，湖南長沙410000）

生石灰遇水生熱的化學(xué)原理

喻俊涵（長沙市長郡梅溪湖中學(xué)，湖南長沙410000）

本文闡述了生石灰的主要成分，工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室的制取方法，通過生石灰遇水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證生石灰遇水生熱的化學(xué)過程及生石灰在工農(nóng)業(yè)、漁牧業(yè)等方面的應(yīng)用。

生銹；氧氣；水

生石灰是日常生活中常見的一種物質(zhì)，應(yīng)用廣泛：可作填充劑；用作分析試劑；用作原料，可制造電石、純堿、漂白粉等；可用作建筑材料、助熔劑；用作植物油脫色劑，土壤改良劑和鈣肥；用于耐火材料、干燥劑；用作鍋爐停用保護(hù)劑，利用石灰的吸濕能力，使鍋爐水汽系統(tǒng)的金屬表面保持干燥等工農(nóng)業(yè)應(yīng)用的各個方面。這些應(yīng)用都離不開生石灰的一個重要性質(zhì)：吸濕性特別強(qiáng)，與水反應(yīng)發(fā)出大量的熱量。本論文從生石灰的制取成分；生石灰與水反應(yīng)的化學(xué)原理；生石灰遇水生熱在實(shí)際中的應(yīng)用三部分來進(jìn)行探討。

1 生石灰的制取

生石灰的主要成分是CaO，生石灰的制取方法主要分為兩類，一類是工業(yè)上的制取，一類是實(shí)驗(yàn)室制取。

工業(yè)上通常采用石灰石煅燒法來制取，首先用石子整形破碎機(jī)將石灰石粗碎至200 mm左右，并用鐵篩篩除50 mm以下的細(xì)渣。把篩選過的石灰石及燃料（無煙煤或焦炭，其加入量為石灰石重量的7.5%～8.5%）定時、定量由爐窯頂加入爐窯內(nèi)，以1000～1200℃煅燒，再經(jīng)冷卻即得到CaO。在此在煅燒過程中會產(chǎn)生二氧化碳(CO2)。主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO3[高溫]=CaO+CO2↑。由于石灰石的成分不純凈，雜質(zhì)較多，這種方法制取CaO之前首先將石灰石提純。

實(shí)驗(yàn)室通常用碳酸鈣直接制取CaO，若想制取純度搞得CaO，首先將碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，再加入氨水進(jìn)行中和靜置片刻，把多余的碳酸鈣沉淀過濾，再加入碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，過濾分離干燥后，加熱生成純度高的CaO，此過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2 生石灰與水反應(yīng)的化學(xué)原理

我們通過一個實(shí)驗(yàn)來看一下化學(xué)反應(yīng)過程，此過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

CaO+H2O=Ca(OH)2+熱量

實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)過程，需要蒸發(fā)皿一個，鑷子一把，生石灰和水，首先我們需要將蒸發(fā)皿中放入少量的水，蒸發(fā)皿中一開始只有水，是無色無味的液體。用鑷子夾取少量的生石灰慢慢放入水中，生石灰的主要成分是氧化鈣，氧化鈣是一種無機(jī)化學(xué)物，他的化學(xué)式是GaO,其表面呈現(xiàn)白色粉末狀固體，如果氧化鈣含量較低呈現(xiàn)的是灰白色，若含有雜質(zhì)則呈現(xiàn)淡黃色和灰色，具有很強(qiáng)的吸濕性能。氧化鈣跟水接觸后會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程中會放出大量的熱量，使蒸發(fā)皿中的溶液沸騰，并生成白色的沉淀物，使溶液慢慢變的渾濁。沉淀物的主要成分是氫氧化鈣，氫氧化鈣是強(qiáng)電解質(zhì)，但是其在水中的溶解度較低，在水中微溶。隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，會使溶液變得渾濁。并且反應(yīng)過程中釋放的大量的熱量會很快讓溶液變的沸騰起來，所以我們進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)要選擇蒸發(fā)皿中進(jìn)行。操作過程中要與蒸發(fā)皿保持安全距離，防止液體飛濺，發(fā)生燙傷。

通過生石灰遇水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，我們可以看到生石灰在反應(yīng)過程中生成大量的熱量，而且生成強(qiáng)堿性化學(xué)物質(zhì)。我們就可以利用生石灰的這種性質(zhì)來進(jìn)行應(yīng)用。從而達(dá)到借助實(shí)驗(yàn)研究性質(zhì)，利用物質(zhì)性質(zhì)幫助我們達(dá)到所要的需求。

3 生石灰遇水生熱在實(shí)際中的應(yīng)用

生石灰遇水可以產(chǎn)生大量的熱量，并且可以生成化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的消石灰（Ca（OH）2），生石灰的這這一特性在實(shí)際中應(yīng)用廣泛，無論是工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域還是漁牧業(yè)等領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，利用生石灰的這種遇水生熱的性質(zhì)，可以把其放出的熱量進(jìn)行鋼材的高溫調(diào)質(zhì)，廢鐵的回爐等方面，節(jié)省了能源。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，因?yàn)樯矣鏊鸁嵘上铱梢詺⑺罉淠靖康暮οx，有利于樹木的健康成長，而且生石灰盛呈現(xiàn)強(qiáng)堿性，可以中和土壤的酸性，與水反應(yīng)后生成鈣離子，可以補(bǔ)充農(nóng)作物生長所需的礦物質(zhì)。生石灰也是漁牧業(yè)必不可少的藥物之一，它具有強(qiáng)堿性,是目前養(yǎng)魚生產(chǎn)中的消毒、殺菌、滅蟲藥物,又能中和水中的酸,改善水質(zhì),有利于浮游生物繁殖和魚類生長活動。在畜牧業(yè)領(lǐng)域，生石灰亦可以利用其遇水生熱生成消石灰的性質(zhì)對動物的居住環(huán)境進(jìn)行殺毒，防止瘟疫的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

綜上所述，生石灰的制取原料易得，制取方法又相對簡單且生石灰的作用領(lǐng)域較廣價格低廉，生石灰遇水反應(yīng)生成大量的熱量，可以轉(zhuǎn)化為其他能源來應(yīng)用，反應(yīng)產(chǎn)物消石灰具有強(qiáng)堿性，可以中和酸性和殺死細(xì)菌、蟲害進(jìn)行消毒。因此在工農(nóng)業(yè)、漁畜牧業(yè)以及建筑業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。

[1]陳天翔?；瘜W(xué)試驗(yàn)[M].中國電力出版社,2008.

[2]古國榜,李樸。無機(jī)化學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3]丁希武，生石灰在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)[J]，2006.