Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑ | Phương trình hoá học Ca ra Ca(OH)2
1. Cân bằng phương trình Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑ Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
Để cân bằng phương trình này, ta cần đảm bảo số nguyên tử của các nguyên tố và số lượng chất bên trái
bằng số lượng chất bên phải.
- Đầu tiên, kiểm tra số lượng canxi (Ca) bên trái và bên phải phương trình. Hiện tại, chỉ có 1 nguyên tử canxi
(Ca) bên trái và 1 nguyên tử canxi (Ca) bên phải. Vì vậy, số lượng canxi đã cân bằng.
- Tiếp theo, kiểm tra số lượng hydro (H) bên trái và bên phải phương trình. Hiện tại, chỉ có 2 nguyên tử
hydro (H) bên trái và 2 nguyên tử hydro (H) bên phải. Vì vậy, số lượng hydro đã cân bằng.
- Cuối cùng, kiểm tra số lượng oxi (O) bên trái và bên phải phương trình. Hiện tại, chỉ có 1 nguyên tử oxi (O)
bên trái và 2 nguyên tử oxi (O) bên phải (1 từ canxi hydroxit và 1 từ nước). Vì vậy, số lượng oxi chưa cân bằng.
- Để cân bằng số lượng oxi, ta có thể thêm hệ số phía trước chất Ca(OH)2 để cân bằng số lượng oxi. Do
đó, phương trình cân bằng là: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
Bây giờ, số lượng canxi (Ca), hydro (H) và oxi (O) trên cả hai bên phương trình đã cân bằng. Phương trình
đã được cân bằng hoàn toàn.
2. Tính chất hóa học của vôi tôi Ca(OH)2
Vôi tôi, còn được gọi là canxi hidroxit, là một hợp chất tan trong nước có công thức hóa học Ca(OH)2 và
khối lượng phân tử là 74.093 g/mol. Đây là một bazơ tan mạnh, có tính chất bazơ từ trung bình đến mạnh.
Khi tác dụng, vôi tôi phân ly thành ion canxi dương (Ca2+) và hai ion hydroxyl âm (-OH): Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH –
- Vôi tôi có thể thay đổi màu sắc của các chất chỉ thị màu:
+ Khi nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch vôi tôi, giấy quỳ tím sẽ chuyển sang màu xanh.
+ Khi thêm vôi tôi vào dung dịch phenolphtalein, dung dịch sẽ chuyển từ màu không màu sang màu hồng.
- Vôi tôi cũng có khả năng tác dụng với axit để tạo thành muối và nước:
Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O
Ngoài ra, nó còn có thể tác dụng với oxit axit để tạo thành muối và nước:
3Ca(OH)2 + P2O5 → Ca3(PO4)2↓ + 3H2O
Loại muối tạo thành phụ thuộc vào tỷ lệ của oxit axit trong phản ứng. Ví dụ, khi tác dụng với dioxit cacbon (CO2):
Nếu số mol oxit axit thấp hơn hoặc bằng 1, muối được tạo thành là muối hydrogencarbonat (HCO3-): 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Nếu số mol oxit axit lớn hơn hoặc bằng 2, muối được tạo thành là muối cacbonat (CO32-) kết tủa:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3(kết tủa) + H2O
Nếu số mol oxit axit nằm trong khoảng từ 1 đến 2, muối được tạo thành là cả muối hydrogencarbonat và muối cacbonat.
Vôi tôi cũng có khả năng tác dụng với dung dịch muối để tạo thành muối mới và bazơ mới:
Ca(OH)2 + MgCl2 → Mg(OH)2 + CaCl2
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → CaCO3 + MgCO3 + 2H2O
Trong các phản ứng trên, muối mới được tạo ra và bazơ mới được hình thành.
3. Cách thực hiện phản ứng kim loại Ca với H2O
- Chuẩn bị một mẫu Canxi (Ca): Bạn có thể sử dụng một mảnh nhỏ hoặc một viên Canxi để thực hiện phản ứng.
- Chuẩn bị một cốc chứa Nước cất (H2O): Hãy đảm bảo rằng cốc chứa nước cất sạch và không chứa các chất khác. - Thực hiện phản ứng:
Đưa mẫu Canxi vào cốc chứa Nước cất: Đặt mẫu Canxi vào trong cốc chứa nước cất. Bạn có thể đặt
mẫu Canxi lên mặt nước hoặc nhấn nhẹ để nó chìm xuống dưới mặt nước.
Quan sát hiện tượng phản ứng: Khi Canxi tiếp xúc với nước, phản ứng sẽ xảy ra. Bạn có thể quan sát
các hiện tượng như sự phát ra khí hidro (H2) và sự tạo thành Canxi hydroxit (Ca(OH)2). Có thể sinh
ra một lượng nhiệt nhỏ trong quá trình phản ứng. - Lưu ý quan trọng:
Thực hiện phản ứng cẩn thận: Khi làm việc với các chất hóa học, luôn đảm bảo an toàn. Đeo găng tay
và kính bảo hộ để bảo vệ tay và mắt khỏi tiếp xúc trực tiếp với các chất hoá học. Làm việc trong môi
trường thông gió tốt hoặc dưới quạt hút để tránh hít phải khí độc.
Bảo vệ sức khỏe: Tránh tiếp xúc trực tiếp với Canxi và Nước. Nếu xảy ra tiếp xúc, rửa sạch với nước
sạch và tham khảo ý kiến bác sĩ nếu cần thiết.
Bảo vệ môi trường: Không xả nước chứa Canxi hydroxit hoặc các chất còn lại của phản ứng vào môi
trường tự nhiên. Hãy xử lý chúng theo quy định về xử lý chất thải hoá học tại địa phương.
4. Các phương pháp điều chế Canxi hidroxit
Có một số phương pháp chính được sử dụng để điều chế Canxi hidroxit (vôi tôi):
- Phương pháp hòa tan Canxi vào nước: Ca + H2O → Ca(OH)2
Trong phương pháp này, Canxi được hòa tan trong nước để tạo thành Canxi hidroxit.
- Sử dụng đất đèn CaC2: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Trong phương pháp này, đất đèn CaC2 được trộn lẫn với nước theo tỷ lệ thích hợp. Kết quả là sản phẩm
Actylen (C2H2) được tạo ra, được sử dụng trong hàn các vật liệu kim loại và cũng tạo ra Canxi hidroxit.
- Phương pháp sử dụng đá vôi Canxi cacbonat (CaCO3):
CaCO3 + Q(nhiệt lượng) → CaO + CO2
Trong phương pháp này, đá vôi Canxi cacbonat (CaCO3) được đưa vào lò nung và được nung lên. Quá
trình nung lên sẽ tạo ra Canxi oxit (CaO), còn được gọi là vôi sống.
- Phương pháp thả Canxi oxit vào nước: CaO + H2O → Ca(OH)2
Trong phương pháp này, Canxi oxit được thả vào nước, từ đó tạo ra Canxi hidroxit, còn được gọi là vôi tôi.
Vôi tôi này thường được sử dụng trong xây dựng để trộn lẫn với cát, xi măng và nước, tạo thành hỗn hợp
vữa dùng làm chất kết dính.
5. Ứng dụng của Canxi hidroxit (vôi tôi) trong thực tế
Canxi hidroxit (vôi tôi) có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như sau: - Trong nông nghiệp:
+ Canxi hidroxit (Ca(OH)2) được sử dụng để điều chỉnh độ pH, làm giảm độ axit, khử phèn và khử chua
trong đất trồng. Nó cũng được sử dụng làm thành phần trong một số hóa chất nông nghiệp.
+ Canxi hidroxit cũng được sử dụng để sản xuất thuốc Polikar, giúp bảo quản quả, rau và trái cây tránh nhiễm mốc và hư hỏng. - Trong xây dựng:
+ Trong ngành xây dựng, vôi tôi (Ca(OH)2) là một thành phần quan trọng để tạo hỗn hợp kết dính các
nguyên liệu khác và trát tường. Vôi tôi được ưa chuộng vì khả năng kết dính cao của hỗn hợp nước và vôi.
Khi để ngoài không khí, vôi tôi tự khô dần do sự tác động của hơi nước có trong không khí. - Trong công nghiệp:
+ Trong ngành công nghiệp da thuộc, Canxi hidroxit được sử dụng để trung hòa axit dư trong da thuộc, vì
da thuộc chứa một lượng axit đáng kể.
+ Trong công nghiệp hóa chất, Ca(OH)2 được sử dụng để sản xuất stearat canxi ((C17H35COO)2Ca),
Canxi clorua (CaCl2), Canxi cacbonat (CaCO3) và Đồng hidroxit (Cu(OH)2).
+ Trong ngành công nghiệp dầu mỏ, Canxi hidroxit được sử dụng để tạo các loại phụ gia cho dầu thô như
sulphatic, fenatic, alkilsalicatic. Vôi tôi cũng giúp loại bỏ tạp chất và sản xuất dầu sạch.
+ Trong công nghiệp thực phẩm, Ca(OH)2 được sử dụng để xử lý nước thải từ các nhà máy sản xuất đồ
uống để tạo kết tủa các chất bẩn và cân bằng độ pH của nước.
+ Trong ngành sản xuất sơn, vôi tôi được sử dụng để sản xuất hỗn hợp khô dùng cho trang trí.
+ Canxi hidroxit cũng được sử dụng để loại bỏ Canxi cacbonat và Magie cacbonat trong nước biển trong
công nghiệp sản xuất muối ăn và muối y tế.
+ Ngoài ra, Canxi hidroxit còn được sử dụng trong chế tạo phanh và sản xuất Ebonit. - Trong y học:
+ Trong lĩnh vực nha khoa, canxi hidroxit được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây sâu răng.
+ Canxi hidroxit cũng được sử dụng là thành phần trong một số loại thuốc và thuốc thúc đẩy quá trình rụng lông. - Trong phòng thí nghiệm:
+ Canxi hidroxit được sử dụng trong phòng thí nghiệm làm thuốc thử để nhận biết ion CO32- bằng cách tạo
kết tủa muối Canxi cacbonat (CaCO3).
- Một số ứng dụng khác của Canxi hidroxit:
+ Ở công nghiệp giấy, canxi hidroxit được sử dụng để điều chỉnh độ pH và khử chất thải trong quá trình sản xuất giấy.
Canxi hidroxit cũng được sử dụng để điều chỉnh độ pH trong các hệ thống xử lý nước và xử lý nước thải.
Trong ngành công nghiệp thủy sản, canxi hidroxit được sử dụng để điều chỉnh pH trong hồ nuôi cá.
Canxi hidroxit cũng được sử dụng trong sản xuất hóa chất và dược phẩm, chẳng hạn như trong quá trình
tạo kết tủa và tinh chế các chất hóa học.
Trong ngành sản xuất năng lượng, canxi hidroxit có thể được sử dụng để xử lý khí thải và giảm khí thải gây ô nhiễm.
Ngoài ra, canxi hidroxit cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác như xử lý môi trường, sản xuất
phân bón, chế tạo sợi, và nhiều ứng dụng khác.
Tóm lại, canxi hidroxit (vôi tôi) có nhiều ứng dụng quan trọng và đa dạng trong nhiều lĩnh vực từ nông
nghiệp, xây dựng, công nghiệp, y học, phòng thí nghiệm cho đến các ứng dụng khác.