氧化钙与水反应的放热特性
氧化钙与水反应具有显著的放热特性,以下从反应原理、现象及实际应用等方面进行介绍:
反应原理
氧化钙(CaO)与水(H?O)发生化合反应生成氢氧化钙(Ca(OH)?),化学方程式为:CaO + H?O = Ca(OH)?。从能量变化角度看,当化学反应中反应物的总能量大于生成物的总能量时,多余的能量会以热能形式释放出来,氧化钙与水的反应就属于这种情况,反应过程中会释放大量热量。
反应现象
温度升高:反应释放的热量会使周围物质温度急剧上升,甚至能感觉到明显的热量散发,用手触摸反应容器外壁会有烫手的感觉。
溶液变化:反应生成的氢氧化钙微溶于水,20℃时溶解度约0.17g/100g水,当氢氧化钙的量超过其溶解度时,会以白色固体颗粒悬浮于水中,形成悬浊液,导致溶液浑浊。
体积膨胀:氧化钙吸水后体积可增大1.5 - 3.5倍,块状生石灰逐渐崩解为细腻粉末,这一特性使其在建筑中常用于膨胀填充材料。
产生水蒸气:反应释放的热量足以使水汽化,形成水蒸气,可观察到水蒸气蒸腾的现象。
实际应用
自热材料:由于氧化钙与水反应放热明显,常被用于自热材料中,如自热火锅、自热米饭等,通过该反应产生的热量来加热食物。
建筑材料硬化剂:在建筑领域,该反应可用于制造混凝土和建筑材料的硬化剂。氢氧化钙与空气中CO?反应生成碳酸钙(CaCO?),使砖块或墙面硬化,增强结构的稳定性。