Oxid vápenatý

Oxid vápenatý
Obecné
Systematický název	Oxid vápenatý
Triviální název	pálené vápno
Anglický název	Calcium oxide
Německý název	Calciumoxid
Sumární vzorec	CaO
Vzhled	bílá pevná práškovitá látka
Identifikace
Registrační číslo CAS	1305-78-8
PubChem	14778
UN kód	1910
SMILES	[Ca]=O
Číslo RTECS	EW3100000
Vlastnosti
Molární hmotnost	56,08 g/mol
Teplota tání	2 580 °C
Teplota varu	2 850 °C
Hustota	3,316 g/cm³
Index lomu	nD=1,837
Rozpustnost ve vodě	0,131 hm.% (0 °C); 0,123 hm.% (20 °C); 0,096 hm.% (50 °C); 0,05 hm.% (100 °C)
Měrná magnetická susceptibilita	−3,4×10−6 cm3 g−1
Struktura
Krystalová struktura	krychlová plošně centrovaná
Hrana krystalové mřížky	a= 481,08 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−635,07 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt	1 343 J/g
Standardní molární entropie S°	38,1 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−604,04 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp	0,763 JK−1g−1
Bezpečnost
	; GHS05 ; GHS07; Nebezpečí
R-věty	R34, R36, R41
S-věty	S2, S8, S22, S24/25, S26, S27, S28, S36/37/39
NFPA 704	0 3 2
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Oxid vápenatý (chemický vzorec Ca O), triviálními názvy pálené vápno nebo též nehašené vápno je široce rozšířená běžně používaná chemická sloučenina. Oxid vápenatý je bílá žíravá a alkalická krystalická látka. Komerčně vyráběný oxid vápenatý také často obsahuje příměsi oxidu hořečnatého, oxidu křemičitého a malá množství oxidu hlinitého a oxidu železitého.^[2]

Oxid vápenatý je obvykle vyráběn tepelným rozkladem hornin, jako je vápenec, který obsahuje uhličitan vápenatý (CaCO₃ ve formě minerálů kalcitu a aragonitu). Rozklad je prováděn zahříváním jemně mleté horniny na teplotu přesahující 825 °C.^[3] Tento proces je nazýván kalcinace nebo též pálení vápna. Uvolňuje se při něm oxid uhličitý (CO₂) a uhličitan se přeměňuje na oxid vápenatý (CaO). Jako palivo se používá nejčastěji hnědé uhlí, koks, černé uhlí (respektive antracit) nebo zemní plyn. Dříve se jako palivo používalo též dřevo.

CaCO₃ → CaO + CO₂

Tento proces je reverzibilní, a proto od okamžiku, kdy je vypálené vápno ochlazeno, začíná vstřebávat okolní oxid uhličitý ze vzduchu a po čase se opět změní na původní uhličitan. Pálení vápna patří mezi první chemické procesy objevené člověkem již v pravěku.

Použití

Vývoj tepla při hašení vápna

Jako hydratované nebo též triviálně hašené vápno ve formě hydroxidu vápenatého Ca(OH)₂ (název tohoto minerálu je portlandit). Je využíván jako součást malty a sádry ke zvýšení tvrdosti materiálu. Příprava hašeného vápna je velmi jednoduchá, neboť oxid vápenatý je jeho zásaditý anhydrid a s vodou reaguje velmi rychle a exotermně.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Historicky nejstarší využití vápna bylo ve stavebnictví – v omítkách je používali již starověcí Římané. Při nedostatku vápence kvůli tomu dokonce někdy byly rozbíjeny mramorové sochy.

Oxid vápenatý je též používán při výrobě skla a díky své schopnosti reagovat s křemičitany je používán v moderních postupech výroby ocelí a hořčíkových, hliníkových a jiných neželezných kovů. Napomáhá vyplavování nečistot do strusky.

Bývá také používán jako přísada pro úpravu vody. Snižuje její kyselost, změkčuje ji, funguje jako flokulant (sbaluje koloidní nečistoty) a napomáhá odstraňování fosfátů a jiných nečistot.

V papírnictví pomáhá rozpouštět lignin, působí jako koagulant a bělidlo.

V zemědělství a lesnictví snižuje kyselost půdy. Bývá též používán jako účinná složka při čistění a odsiřování plynných zplodin.

Tradičně bývá používán při pohřbívání mrtvých těl do otevřených hrobů zvláště v období epidemií například moru za účelem dezinfekce a zamezení zápachu rozkladu.

Ve forenzních vědách je používán k detekci otisků prstů. Jako dehydratační činidlo se používá k čištění kyseliny citronové, glukosy, barviv a jako pohlcovač CO₂. Často bývá používán v hrnčířství, malířství a potravinářství.

Energie uvolněná reakcí oxidu vápenatého s vodou bývá používaná jako zdroj tepla k ohřevu speciálních samoohřevných konzerv jídla.

Roční světová produkce oxidu vápenatého je asi 130 milionů tun. Největší producenti, USA a Čína, vyprodukují každý přibližně 20 milionů tun.^[4]

Využití ve stavebnictví

Dle jakosti surovin lze vyrobit dva druhy vápna, které se ve stavebnictví technicky označuje jako tzv. vzdušné vápno.^[5]

Druhy vzdušného vápna bílého

Označení	Značení	Obsah CaO + MgO ¹	Obsah MgO ^{1, 2}	Obsah SO₃ ¹
Bílé vápno 90	CL90	≥90	≤5	≤2
Bílé vápno 80	CL80	≥80	≤5	≤2
Bílé vápno 70	CL70	≥70	≤5	≤2

Doplňující třídění	Přípona
Nehašené vápno	Q
Hašené vápno bílé	S

Pozn.:

¹ Hodnoty uvedené v hmotnostních %. Pro nehašené vápno platí přímo. U nehašeného vápna se vápenné kaše po odpočtu volné a vázané vody
² Vyhoví-li zkoušce objemové stálosti dle ČSN EN 459 – 2, připouští se až 7%.

Druhy vzdušného vápna dolomitického

Označení	Značení	Obsah CaO + MgO ¹	Obsah MgO ^{1, 2}	Obsah SO₃ ¹
Dolomitické vápno 85	DL85	≥85	≤30	≤2
Dolomitické vápno 80	DL80	≥80	≥5	≤2

Doplňující třídění	Přípona
Polohašené vápno dolomitické	S1
Plně hašené vápno dolomitické	S2

Pozn.:

¹ Hodnoty uvedené v hmotnostních %. Pro nehašené vápno platí přímo. U nehašeného vápna se vápenné kaše po odpočtu volné a vázané vody
² Vyhoví-li zkoušce objemové stálosti dle ČSN EN 459 – 2, připouští se až 7%.

Reference

↑ ^a ^b Calcium oxide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
↑ Oxid vápenatý - E 529. Doktorka.cz [online]. [cit. 2020-11-02]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-11-09.
↑ Merck Index of chemicals and Drugs, 9th ed. monograph 1650
↑ http://indexmundi.com/en/commodities/minerals/lime/lime_t9.html
↑ Stavební materiály pro 1. roční SPŠ stavebních. M. Dědek, F. Vošický

Literatura

VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu oxid vápenatý na Wikimedia Commons

[pubchem_cid_14778-1] Calcium oxide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)

[2] Oxid vápenatý - E 529. Doktorka.cz [online]. [cit. 2020-11-02]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-11-09.

[merck-3] Merck Index of chemicals and Drugs, 9th ed. monograph 1650

[4] ttp://indexmundi.com/en/commodities/minerals/lime/lime_t9.html

[Dědek-5] Stavební materiály pro 1. roční SPŠ stavebních. M. Dědek, F. Vošický

[2]

[1]

[3]

[4]

[5]