Struktur, Sifat dan Penggunaan Kalsium Oksida (CaO)

itu kalsium oksida (CaO) adalah senyawa anorganik yang mengandung kalsium dan oksigen dalam bentuk ionik (jangan dikacaukan dengan kalsium peroksida, CaO).₂). Ini dikenal di seluruh dunia sebagai kapur, sebuah kata yang menunjukkan senyawa anorganik yang mengandung karbonat, kalsium oksida dan hidroksida, serta logam lain seperti silikon, aluminium, dan besi..

Oksida ini (atau jeruk nipis) juga disebut bahasa sehari-hari sebagai kapur api atau kapur potong, tergantung pada apakah terhidrasi atau tidak. Jeruk nipis adalah kalsium oksida, sedangkan jeruk nipis adalah hidroksida-nya. Pada gilirannya, batu kapur (batu kapur atau kapur keras) sebenarnya adalah batuan sedimen yang sebagian besar terdiri dari kalsium karbonat (CaCO₃). 

Ini adalah salah satu sumber kalsium alami terbesar dan merupakan bahan baku untuk produksi kalsium oksida. Bagaimana oksida ini diproduksi? Karbonat rentan terhadap dekomposisi termal; memanaskan kalsium karbonat pada suhu di atas 825 ° C, yang mengarah ke pembentukan kapur dan karbon dioksida.

Pernyataan di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: CaCO₃→ CaO (s) + CO₂(g) Karena kerak bumi kaya akan batu kapur dan kalsit, dan di lautan dan pantai adalah kerang laut yang melimpah (bahan baku untuk produksi kalsium oksida), kalsium oksida merupakan reagen yang relatif murah.

Indeks

• 1 Formula
• 2 Struktur
• 3 Properti
  • 3.1 Kelarutan
• 4 Penggunaan
  • 4.1 Sebagai lesung 
  • 4.2 Dalam produksi kacamata
  • 4.3 Dalam penambangan
  • 4.4 Sebagai penghilang silikat
• 5 Nanopartikel kalsium oksida
• 6 Referensi

Formula

Rumus kimia kalsium oksida adalah CaO, di mana kalsium seperti ion asam (akseptor elektron) Ca²⁺, dan oksigen sebagai ion dasar (donor elektron) ATAU^2--.

Mengapa kalsium memiliki muatan +2? Karena kalsium termasuk dalam kelompok 2 dari tabel periodik (Tn. Becambara), dan hanya memiliki dua elektron valensi yang tersedia untuk pembentukan ikatan, yang menghasilkan atom oksigen.

Struktur

Pada gambar atas, struktur kristal (tipe permata-garam) untuk kalsium oksida diwakili. Bola merah tebal sesuai dengan ion Ca²⁺ dan bola putih ke ion O^2-.

Dalam susunan kristal kubik ini masing-masing ion Ca²⁺ dikelilingi oleh enam ion O^2-, tersumbat di lubang oktahedral yang ditinggalkan oleh ion besar di antara mereka.

Struktur ini mengekspresikan karakter ion oksida ini secara maksimal, walaupun perbedaan luar biasa dari jari-jari (bola merah lebih besar daripada bola putih) memberikan energi retikuler kristal yang lebih lemah bila dibandingkan dengan MgO.

Properti

Secara fisik, itu adalah padatan putih kristal, tidak berbau dan dengan interaksi elektrostatik yang kuat, yang bertanggung jawab atas titik lelehnya yang tinggi (2572 ° C) dan mendidih (2850 ° C). Selain itu, ia memiliki berat molekul 55.958 g / mol dan sifat menariknya adalah thermoluminescent.

Ini berarti bahwa sepotong kalsium oksida yang terpapar api dapat bersinar dengan cahaya putih yang intens, yang dikenal dalam bahasa Inggris dengan nama itu pusat perhatian, atau dalam bahasa Spanyol, cahaya kalsium. Ion Ca²⁺, dalam kontak dengan api, mereka menyebabkan nyala kemerahan, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Kelarutan

CaO adalah oksida basa yang memiliki afinitas yang kuat terhadap air, sejauh ia menyerap uap air (itu adalah higroskopis padat), bereaksi segera untuk menghasilkan kapur atau kalsium hidroksida:

CaO (s) + H₂O (l) => Ca (OH)₂(s)

Reaksi ini adalah eksotermik (melepaskan panas) karena pembentukan padatan dengan interaksi yang lebih kuat dan kisi kristal yang lebih stabil. Namun, reaksi dapat dibalik jika Ca (OH) dipanaskan₂, dehidrasi dan penerangan jeruk nipis; lalu, jeruk nipis "dilahirkan kembali".

Solusi yang dihasilkan sangat mendasar, dan jika jenuh dengan kalsium oksida, ia mencapai pH 12,8.

Demikian juga, larut dalam gliserol dan dalam larutan asam dan gula. Karena merupakan oksida basa, ia secara alami memiliki interaksi yang efektif dengan asam oksida (SiO₂, Al₂O₃ dan Iman₂O₃, misalnya) larut dalam fase cairnya. Di sisi lain, tidak larut dalam alkohol dan pelarut organik.

Penggunaan

CaO memiliki sejumlah besar kegunaan industri, serta dalam sintesis asetilena (CH≡CH), dalam ekstraksi fosfat dari air limbah dan dalam reaksi dengan sulfur dioksida dari limbah gas..

Kegunaan lain dari kalsium oksida dijelaskan di bawah ini:

Sebagai lesung

Jika kalsium oksida dicampur dengan pasir (SiO₂) dan air, kue dengan pasir dan bereaksi perlahan dengan air untuk membentuk jeruk nipis. Pada gilirannya, CO₂ dari udara yang larut dalam air dan bereaksi dengan garam untuk membentuk kalsium karbonat:

Ca (OH)₂+ CO₂(g) => CaCO₃(s) + H₂O (l)

CaCO₃ Ini adalah senyawa yang lebih tahan dan lebih keras daripada CaO, menyebabkan mortar (campuran sebelumnya) mengeras dan memperbaiki batu bata, blok atau keramik di antara mereka atau ke permukaan yang diinginkan.

Dalam produksi kacamata

Bahan baku penting untuk produksi gelas adalah silikon oksida, yang dicampur dengan kapur, natrium karbonat (Na₂CO₃) dan aditif lainnya, untuk kemudian dipanaskan, menghasilkan padatan kaca. Padatan ini kemudian dipanaskan dan ditiup dalam bentuk apa pun.

Dalam penambangan

Jeruk nipis menempati volume yang lebih besar daripada kapur api karena interaksi ikatan hidrogen (O-H-O). Properti ini digunakan untuk memecah batu dari dalam.

Hal ini dicapai dengan mengisinya dengan campuran kapur dan air, yang disegel untuk memfokuskan panas dan kekuatannya yang luas di batu..

Sebagai penghilang silikat

CaO menyatu dengan silikat untuk membentuk cairan koalesen, yang kemudian diekstraksi dari bahan baku produk tertentu.

Sebagai contoh, bijih besi adalah bahan baku untuk produksi besi metalik dan baja. Mineral ini mengandung silikat, yang merupakan pengotor yang tidak diinginkan untuk proses dan dihilangkan dengan metode yang baru saja dijelaskan.

Partikel nano kalsium oksida

Kalsium oksida dapat disintesis sebagai partikel nano, memvariasikan konsentrasi kalsium nitrat (Ca (NO₃)₂) dan natrium hidroksida (NaOH) dalam larutan.

Partikel-partikel ini berbentuk bulat, dasar (serta padatan berskala makro) dan memiliki banyak permukaan. Akibatnya, sifat-sifat ini menguntungkan proses katalitik. Yang mana Investigasi saat ini menjawab pertanyaan itu.

Partikel nano ini telah digunakan untuk mensintesis senyawa organik tersubstitusi - yang berasal dari piridin - dalam formulasi obat baru untuk melakukan transformasi kimia seperti fotosintesis buatan, untuk pemurnian air dari logam berat dan berbahaya, dan agen fotokatalitik.

Nanopartikel dapat disintesis pada dukungan biologis, seperti daun pepaya dan teh hijau, untuk digunakan sebagai agen antibakteri.

Referensi

1. scifun.org (2018). Kapur: kalsium oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: scifun.org.
2. Wikipedia. (2018). Kalsium oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: en.wikipedia.org
3. Ashwini Anantharaman et al. (2016). Sintesis Hijau Nanopartikel Kalsium Oksida dan Aplikasinya. Int. Jurnal Penelitian dan Aplikasi Teknik. ISSN: 2248-9622, Vol. 6, Edisi 10, (Bagian -1), hlm.27-31.
4. J. Safaei-Ghomi et al. (2013). Nanopartikel kalsium oksida mengkatalisasi satu langkah sintesis multikomponen dari piridin tersubstitusi dalam media etanol berair Scientia Iranica, Transaksi C: Kimia dan Teknik Kimia 20 549-554.
5. PubChem. (2018). Kalsium Oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik Masuk Unsur-unsur kelompok 2. (edisi keempat, halaman 280). Mc Graw Hill.