熟石灰（氢氧化钙、消石灰）
2019-08-04 10:08:15
熟石灰（氢氧化钙、消石灰）
氢氧化钙（calcium hydroxide），无机化合物，化学式Ca(OH)2，俗称熟石灰或消石灰。是一种白色粉末状固体，加入水后，呈上下两层，上层水溶液称作澄清石灰水，下层悬浊液称作石灰乳或石灰浆。上层清液澄清石灰水可以检验二氧化碳，下层浑浊液体石灰乳是一种建筑材料。氢氧化钙是一种强碱，具有杀菌与防腐能力，对皮肤，织物有腐蚀作用 [1] 。氢氧化钙在工业中有广泛的应用。它是常用的建筑材料，也用作杀菌剂和化工原料等。
中文名
氢氧化钙
英文名
calcium hydroxide
别 称
熟石灰、消石灰
化学式
Ca(OH)₂
分子量
74.096
CAS登录号
1305-62-0
EINECS登录号
215-137-3
熔 点
580℃
沸 点
2850 ℃
水溶性
1.65 g/L (20℃)（微溶）
密 度
2.24 g/mL（25 ℃）
外 观
白色粉末状固体
应 用
水溶液可验证二氧化碳，建材
安全性描述
石灰水可以用于杀菌剂和化工原料
危险性符号
C/Xi
危险性描述
腐蚀性物品/刺激性物品
危险品运输编号
UN 3262 8/PG 3
摩尔质量
74.093g/mol （g·mol⁻¹）
酸碱性
碱性
石灰是人类最早应用的胶凝材料。公元前8世纪古希腊人已用于建筑，中国也在公元前7世纪开始使用石灰。保留的不少古代华丽壁画和夯实地基遗址都使用了石灰。秦长城的建造也是一个例证。 [2]
中国是生产和利用石灰最早的国家之一。据考古资料考证，在中国黄河流域多处龙山期文化遗址中，已见到了用石灰抹面的光洁坚实的墙壁和地面（约公元前2800-2300年）。据用C-14测定，龙山期遗址中所用的石灰已是人工煅烧制成的。 [3]
近代工业的发展，石灰作为土木建筑工程的主要材料之外，在许多新兴的工业部门又开辟了多种用途。如冶金、玻璃、制碱制糖、造纸、制革、电石及有机化工、碳化砖、碳化板以及土壤改良、水处理、气体净化等方面都使用了大量石灰。
物理性质
密度（g/mL，25/4℃）：2.24
熔点（ºC）：580
沸点（ºC，常压）：2850 [4]
氢氧化钙在常温下是细腻的白色粉末，微溶于水，其澄清的水溶液俗称澄清石灰水，与水组成的乳状悬浮液称石灰乳。且溶解度随温度的升高而下降。不溶于醇，能溶于铵盐、甘油，能与酸反应，生成对应的钙盐。
溶解性
氢氧化钙在水（100g）中的溶解度随温度（单位为℃）的变化为：
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0度
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0.185g
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10度
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0.176g
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20度
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0.165g
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30度
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0.153g
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40度
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0.141g
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50度
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0.138g
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60度
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0.116g
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70度
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0.106g
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80度
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0.094g
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90度
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0.085g
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对于氢氧化钙的溶解度随着温度升高而降低的问题，主流的解释是，因为氢氧化钙有两种水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。这两种水合物的溶解度较大，无水氢氧化钙的溶解度很小。随着温度的升高，这些结晶水合物逐渐变为无水氢氧化钙，所以，氢氧化钙的溶解度就随着温度的升高而减小。 [5]
氢氧化钙溶解度曲线
化学性质
碱性
氢氧化钙是强碱，对皮肤、织物有腐蚀作用。但因其溶解度不大，所以危害程度不如氢氧化钠等强碱大。氢氧化钙能跟酸碱指示剂作用：
紫色石蕊试液遇氢氧化钙显蓝色，无色酚酞试液遇氢氧化钙显红色。 [6]
化学方程式
1、氢氧化钙跟二氧化碳反应：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
2、氢氧化钙跟酸反应，生成盐和水。
稀盐酸跟氢氧化钙反应：
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
氢氧化钙与二氧化碳反应
3、氢氧化钙跟某些盐反应，生成另一种碱和另一种盐。
碳酸钠溶液跟氢氧化钙反应：
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
硝酸铵与氢氧化钙反应：
2NH4NO3+Ca(OH)2=2NH3↑+2H2O+Ca(NO3)2
氯化镁和氢氧化钙反应：
MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓ [6]
急性毒性：大鼠口经LD50：7340mg/kg；小鼠口经LD50：7300mg/kg。
属强碱性物质，有刺激和腐蚀作用。吸入粉尘，对呼吸道有强烈刺激性，还有可能引起肺炎。眼接触亦有强烈刺激性，可致灼伤。 [4]
工业制备
1、石灰消化法
将石灰石在煅烧成氧化钙后，经精选与水按1：(3～3.5)的比例消化，生成氢氧化钙料液经净化分离除渣，再经离心脱水，于150～300℃下干燥，再筛选(120目以上)即为氢氧化钙成品。
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+H2O→Ca(OH)2。
2、将试剂氯化钙溶于水中，制得25%的水溶液，加热至80℃，然后分次加入滤过的30%的氢氧化钠溶液 （ 可超过理论量30%） ，反应得到氢氧化钙，所得浆状混合物经抽滤后洗涤，先用0.1%的氢氧化钠水溶液洗去大量氯离子，然后用蒸馏水洗至氯离子合格。
3、扩散法
首先配制两种溶液：一为30g重结晶的CaCl2·6H2O溶于50mL水中；一为12gNaOH溶于50mL水并滴加少量Ba(OH)2的沉淀碳酸盐。将两种溶液分别装满两个50mL的烧杯中。将两个烧杯小心地放在同一个容器中，烧杯距离容器的上缘2cm，盖好容器盖，静置4周后有1cm左右的针状结晶生长出来，收集过滤，快速水洗，再依次用稀盐酸、水、乙醇、乙醚洗涤，最后在短时间内于110℃进行干燥。
4、将碱金属的氢氧化物溶液与钙盐的水溶液作用可得氢氧化钙。将46g四水硝酸钙溶于经过煮沸排除气体的500mL的蒸馏水中，冷却至0℃，边振荡边分多次加入1mol/L的氢氧化钾溶液（不含CO2），滴加过程中保持溶液为0℃，过滤分离析出的Ca(OH)2沉淀，用12L水分若干次倾析洗涤，吸滤沉淀在硫酸（相对密度1.355）干燥器中真空干燥20h可得Ca(OH)2。 [6]
实验室制备
将生石灰（CaO）放入烧杯加入水。氧化钙和水反应，放出热量，生成物是氢氧化钙。反应式：CaO+H2O→Ca(OH)2。
1、可作生产碳酸钙的原料。
2、氢氧化钙属碱性，因而可以用于降低土壤的酸性，从而起到改良土壤结构的作用。农药中的波尔多液正是利用石灰乳（溶于水的氢氧化钙）和硫酸铜水溶液按照一定的比例配制而出的。 [7] 冬天，树木过冬防虫，树木根部以上涂80公分的石灰浆。
氢氧化钙应用领域
3、优质品主要用于生产环氧氯丙烷、环氧丙烷。
4、可用在橡胶、石油化工添加剂中，如石油工业加在润滑油中,可防止结焦、油泥沉积、中和防腐。
5、用于制取漂白粉、漂粉精、消毒剂、制酸剂、收敛剂、硬水软化剂、土壤酸性防止剂、脱毛剂、缓冲剂、中和剂、固化剂等。 [8]
6、氢氧化钙和空气中二氧化碳还会发生反应从而形成难溶于水的碳酸钙。制糖工业生产中，先利用氢氧化钙中和糖浆中的酸，然后通入二氧化碳和剩余氢氧化钙反应生成沉淀物被过滤出去，以此减少糖的酸味。 [7]