Kaltsiumoksiid
Kaltsiumoksiid (keemiline valem CaO; triviaalnimetused kustutamata lubi, põletatud lubi) on laialdaselt kasutatav keemiline aine, kaltsiumi oksiid.
CAS-number on 1305-78-8.
Toidulisandina (happesuse regulaator) on aine koodiks E529.
Füüsikalised omadused muuda
Kaltsiumoksiid on valge, hallikasvalge, kahvatukollane või kahvatuhall aine. Tööstuslikult toodetud kaltsiumoksiidil on rauasisalduse tõttu kollakas või pruunikas varjund.
Kaltsiumioksiid on kristalne aine (kõva teraline mass või pulber). Struktuur on tahkkesendatud kuubiline.
Molaarmass on 56,08 g/mol.
Normaaltingimustel on ta tahke, sulamistemperatuur on 2572 °C (2845 K). Keemistemperatuur on 2850 °C (3123 K).
Tihedus on 3,37...3,38 g/cm³. Aur on veeaurust 1,9 korda tihedam.
Auru rõhk on 1455 °C juures 1,8×10−6 mmHg.
Kaltsiumoksiid ei lendu ning on lõhnatu.
Soojuspaisumistegur on 3,92...6,73×10−5 /K.
Keemilised omadused muuda
Kaltsiumoksiid reageerib eksotermiliselt veega, tekib kaltsiumhüdroksiid:
- CaO + H2O → Ca(OH)2
Kaltsiumoksiid on aluseline oksiid. Ta reageerib happega
- CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
- CaO + SO2 → CaSO3
Normaalsel temperatuuril ja rõhul on kaltsiumoksiid keemiliselt stabiilne.
Ohtlikkus ja ohutusabinõud muuda
Kahjustav toime organismile muuda
Kaltsiumoksiid on sööbiv.
Ta ärritab nahka ja võib tekitada nahapõletust, eriti märjal või niiskel nahal. Pikaajaline või korduv kokkupuude nahaga võib põhjustada dermatiiti. Nahale võivad tekkida sügavad haavandid.
Kaltsiumoksiid ärritab silmi, võib tekitada konjunktiviiti. Kokkupuude vedeliku või auruga põhjustab tugevat põletust ning võib viia pöördumatu silmakahjustumiseni. Sarvkest võib jäädavalt hägustuda.
Sissesöömisel ärritab või põletab seedeelundeid, Võib tekkida seedeelundite perforatsioon. Põhjustab tugevat valu, iiveldust, oksendamist ja kõhulahtisust ning tekitab šoki. Suurtes kogustes võib olla surmav.
Sissehingamine ärritab hingamiselundeid ning võib põhjustada keemilist bronhiiti köha ja hingamisraskustega. Korduval sissehingamisel võib tekkida ninavaheseina perforatsioon. Võivad tekkida kopsuödeem, asfüksia, keemiline pneumoniit ja ülemiste hingamisteede obstruktsioon. Suurtes kogustes on surmav.
Säilitamine muuda
Ainet tuleb hoida eemal kuumusest, sädemetest, leegist ja kergsüttivatest ainetest. Anum peab olema klaasist ja tihedalt suletud. Ladustamiskoht peab olema jahe, kuiv ja hästi ventileeritud. Vesi ja muud võimalikud reagendid tuleb kaugel hoida. Kaltsiumoksiidi tuleb hoida laste eest.
Ettevaatusabinõud ainega kokkupuutumisel muuda
Kaltsiumoksiiditolmu ei tohi sisse hingata ega sisse süüa. Koht, kus ainega töötatakse, peab olema hästi ventileeritud ja anum tihedalt suletud. Tolmu teket ja kogunemist tuleb ära hoida niipalju kui võimalik.
Tuleb vältida kaltsiumoksiidi kokkupuudet rõivaste või muu süttiva materjaliga.
Tuleb vältida aine sattumist nahale ja silma. Kaltsiumoksiidi silma sattumise korral tuleb silmi põhjalikult loputada ning arsti poole pöörduda. Nahale sattunud aine tuleb kohe maha pesta.
Ainega töötamisel tuleb kanda kaitseriietust, kaitsekindaid ja kaitseprille või -näokatet ning respiraatorit.
Rõivad, mis on kaltsiumoksiidiga kokku puutunud, tuleb enne taaskasutamist pesta. Pärast ainega kokkupuutumist tuleb ennast hoolega pesta.
Kui kaltsiumoksiidi läheb maha, tuleb see kohe koguda vabasse anumasse, vältides tolmu tekkimist. Süttivad ained tuleb eemaldada ja ruumi ventileerida.
Maksimaalne lubatav kontsentratsioon muuda
Maksimaalne lubatav kaltsiumoksiiditolmu kontsentratsioon töökohal on 15 mg/m³, peentolmu puhul 6 mg/m³.
Tööstuslikult toodetav kaltsiumoksiid muuda
Tööstuslikult toodetav kaltsiumoksiid (kustutamata lubi) sisaldab sageli ka teiste elementide (magneesiumi, räni ning vähemal määral alumiiniumi ja raua) oksiide.
Tööstuslik tootmine muuda
Kaltsiumoksiidi (CaO) toodetakse tööstuses tavaliselt lubjakivi või muude kaltsiumkarbonaati sisaldavate ainete termilise lagundamise teel. Selleks kuumutatakse ("põletatakse"; kaltsineeritakse) lähteainet temperatuurini umbes 900...1000 °C. Sellisel temperatuuril (alates 800 kraadist) tekib pöördumatu keemiline reaktsioon, mille käigus vabaneb süsinikdioksiid:
- CaCO3 → CaO + CO2
Madalamatel temperatuuridel on see reaktsioon pöörduv. Seda meetodit kasutati lubjaahjudes juba eelajaloolisel ajal.
Eelnimetatud temperatuuridel saadakse "pehme kustutatud lubi". Et saagisel oleks vähem poore ja väiksem eripindala, kuumutatakse lähteainet kuni temperatuurini 1400 °C. Nii saadav kaltsiumoksiid ("kõva kustutamata lubi") reageerib veega aeglasemalt.
Laboratoorne valmistamine muuda
Laboratoorselt valmistatakse kaltsiumoksiidi samuti peamiselt kaltsiumkarbonaadi termilisel lagundamisel.
Väikesi koguseid saab valmistada ka kaltsiumi oksüdatsioonil, kaltsiumhüdroksiidi termilisel lagundamisel ja muul teel.
Kasutamine muuda
Kaltsiumoksiid reageerib ägedalt veega, nii et tekib kaltsiumhüdroksiid ehk kustutatud lubi (Ca(OH)2), mida kasutatakse mördi ja krohvisegu koosseisus kivistumise kiirendamiseks. Kustutatud lubja saamist nimetatakse lubja kustutamiseks.
Kustutatud lupja kasutatakse muuhulgas lubjakivi alternatiivina heitgaasidest väävli eemaldamisel. Seda läheb suure reaktiivsuse tõttu tarvis 1,8 korda vähem kui lubjakivi. Kipsi (kaltsiumsulfaati), mida seejuures kustutamata lubjast saadakse, saab hiljem kasutada muuks otstarbeks. Puuduseks võrreldes lubjakiviga on märgatavalt kõrgem hind.
Kaltsiumhüdroksiidist saab valmistada ka lubjapiima ja kloorlupja.
Kaltsiumoksiidi on kasutatud ka klaasi tootmisel.
Tänapäeval kasutatakse kaltsiumoksiidi terase ning magneesiumi, alumiiniumi ja muude värviliste metallide tootmisel lisandite, näiteks räbu eemaldamiseks.
Keemialaboratooriumides ja tööstuses kasutatakse kaltsiumoksiidi ka kuivatusainena. Samuti kasutatakse seda ammoniaagi labotatoorsel valmistamisel.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse kaltsiumkarbiidi tootmise lähteainena, lubimördi, lubikrohvi ja lubivärvi valmistamiseks.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse ka flokulandina, paberi tootmisel ligniini lagundamiseks, koagulandina ja pleegitamisel.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse heitgaaside ja heitvee väävlitustamiseks. Kaltsiumoksiidi abil eemaldatakse heitveest ka fosfaate ja muid lisandeid. See toimib neutraliseerijana vee ja reovee happesuse vähendamisel.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse sidrunhappe, glükoos ja värvide puhastamiseks ning süsinikdioksiidi absorbeerimiseks.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse sünteetilise kautšuki valmistamisel.
Teda kasutatakse keraamikas, tsemendi ja värvide tootmisel ning toiduainetetööstuses, kus ta koos veega on kasutusel toitude ja kohvi soojendamiseks.
Toiduainetes kasutatakse teda happesuse regulaatorina. Ka kasutatakse seda suhkru puhastamisel lisaainetest ja pagaritööstuses kui stabilisaatorit. Seda on kasutatud ka sisikondade puhastamiseks vorsti tootmisel, nende kasutamisel vorstinahana.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse ka insektitsiidina.
Kaltsiumoksiidi kasutatakse koduloomade seedimise kiirendamiseks näiteks suu- ja sõrataudi korral.
Kaltsiumoksiidi lisatakse beetlile, et suurendada selle eufooriat tekitavat toimet.