氧化钙

氧化钙
	IUPAC名; Calcium oxide
别名	生石灰
识别
CAS号	1305-78-8
PubChem	14778
ChemSpider	14095
SMILES	O=[Ca];
InChI	1/Ca.O/rCaO/c1-2;
InChIKey	ODINCKMPIJJUCX-BFMVISLHAU
Gmelin	485425
UN编号	1910
ChEBI	31344
RTECS	EW3100000
KEGG	C13140
性质
化学式	CaO
摩尔质量	56.0774 g/mol g·mol⁻¹
外观	白色到浅黄、浅棕色固体
气味	无
密度	3.34 g/cm3
熔点	2572 °C（2845 K）（）
沸点	2850 °C（3123 K）（100 hPa）
溶解性（水）	反应，形成氢氧化钙
溶解性（甲醇）	不溶，在乙醚和辛醇也不溶
pKa	12.8
磁化率	−15.0×10−6 cm3/mol
结构
晶体结构	立方晶系，cF8
热力学
ΔfHm⦵298K	−635 kJ·mol−1
S⦵298K	40 J·mol−1·K−1
药理学
ATCvet代码	QP53AX18（QP53）
危险性
	GHS危险性符号;
GHS提示词	Danger
H-术语	H302, H314, H315, H318, H335
P-术语	P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301+312, P301+330+331, P302+352, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P310, P312
NFPA 704	0 3 2
闪点	Non-flammable
PEL	TWA 5 mg/m3
相关物质
其他阴离子	氢氧化钙; 硫化钙; 硒化钙; 碲化钙; 钋化钙
其他阳离子	氧化铍; 氧化镁; 氧化锶; 氧化钡; 氧化镭
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氧化钙，俗称生石灰或石灰，化学式CaO，是常见的无机化合物。

Quick Facts 氧化钙, 识别 ...

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氧化钙是碱性氧化物，和水反应生成氢氧化钙（熟石灰），该剧烈反应放出大量热，甚至能让水沸腾^[5]：

{\rm {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}}}

氧化钙也可以和酸反应，生成相应的钙盐，例如：

{\rm {CaO+2H^{+}\rightarrow Ca^{2+}+H_{2}O}}

例如氧化钙和盐酸反应，会生成氯化钙：

{\rm {CaO+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}}

将氧化钙和碳一起在电炉中共热至摄氏2000度，生成碳化钙（电石）^[6]：

{\rm {CaO+3C\rightarrow CaC_{2}+CO}}

氧化钙通常是石灰窑中含有碳酸钙 CaCO₃ 的材料（例如石灰石或贝壳）的热分解反应（英语：thermal decomposition）而成的。这需要 825 °C（1,517 °F）以上的温度。^[7]这一过程被称为煅烧，把碳酸钙分解成二氧化碳和氧化钙。这也是少数史前已为人所知的化学反应^[8]。

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

这些氧化钙并不稳定，冷却后会和空气中的二氧化碳自发反应，变回碳酸钙，除非用水消解以形成石灰膏（英语：lime plaster）或石灰砂浆（英语：lime mortar）。

全球氧化钙的年产量约为 2.83 亿吨。中国是迄今为止世界上最大的生产国，每年总产量约为 1.7 亿吨。美国位居第二，每年约 2000 万吨。^[9]

每生产 1吨氧化钙大约需要 1.8 吨石灰石。氧化钙对水有很高的亲和力，是比硅胶更有效的干燥剂。这与氧化钙和水的反应体积增加至少 2.5 倍有关。^[10]

生石灰（氧化钙）熟化的强烈放热反应的演示。将水滴滴到生石灰中的一段时间后，会发生明显的放热反应（石灰熟化），温度可以上升到 300 °C（572 °F）。

氧化钙的主要用处是碱性氧气炼钢（英语：basic oxygen steelmaking） (BOS) 。在一吨钢中，需要用 30至50千克（65—110英磅）的氧化钙。氧化钙和酸性氧化物，例如 SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃中和，形成碱性熔渣。^[10]
氧化钙粉末用于生产加气混凝土块，密度约为 0.6–1.0 g/cm³。^[10]
氧化钙和氢氧化钙可显着提高含粘土的承载能力。它们通过与细碎的二氧化硅和氧化铝反应，生成具有胶结性能的硅酸钙和铝酸盐。^[10]
少量的氧化钙可用于其他工艺，如：玻璃、铝酸钙水泥和有机化合物的生产。^[10]
氧化钙也可以用作加热剂。当它以下面的反应水解成氢氧化钙时，会放出热能：^[11]

CaO (s) + H₂O (l) ⇌ Ca(OH)₂ (aq) (ΔH_r = −63.7 kJ/mol of CaO)

当氧化钙水解时，会放热并膨胀。一升水可以和约 3.1千克（6.8英磅）的氧化钙反应，形成氢氧化钙和 3.54 MJ的能量。这个反应可用于提供方便的便携式热源，用于自热食品。有一些公司在销售使用这种加热方法的烹饪套件。^[12]

氧化钙也是一种食品添加剂，用作酸度调节剂、面粉处理剂和发酵剂。^[13]它的E编码为 E529。
当氧化钙被加热到 2,400 °C（4,350 °F）时，会散发出强烈的光芒。这种照明形式被称为石灰光（英语：Limelight），并在电灯发明之前广泛用于戏剧作品中。^[14]
氧化钙是水泥的关键成分。
氧化钙是一种廉价且广泛使用的碱。大约 50% 的氧化钙在使用前会先转化成氢氧化钙。氧化钙和氢氧化钙都用于处理饮用水。^[10]
水检测膏是氧化钙和酚酞的混合物。如果这种糊状物与燃料储罐中的水接触，CaO 会与水反应形成氢氧化钙。氢氧化钙具有足够高的pH值，可以将酚酞变成鲜艳的粉紫色，表明存在水。
在硫酸盐纸浆厂的化学回收过程中，氧化钙用于从碳酸钠中再生氢氧化钠。
有考古证据表明，前晚新石器时代B（英语：Pre-Pottery Neolithic B）的人类使用基于氧化钙的灰泥，用于地板和其他用途。^[15]^[16]^[17]这种石灰灰地板（英语：Lime-ash floor）一直被使用到 19 世纪后期。
在烟气脱硫的过程中，可以使用氧化钙的固体喷雾剂或浆液从废气流中去除二氧化硫。
历史上，人们错误地认为氧化钙可以有效加速尸体的分解。事实上，氧化钙可以保存尸体。氧化钙可以消除分解过程产生的恶臭，这可能导致人们得出错误的结论的原因。^[18]

作为武器

公元前 80 年，罗马将军塞多留部署了令人窒息的苛性石灰云来击败西班牙的 Characitani，后者在人迹罕至的洞穴中避难。^[19]公元 178 年，中国使用类似的粉尘来平息农民武装起义，他们用装有风箱的石灰战车将氧化钙粉末吹向人群。^[20]

氧化钙被认为是希腊火的组成成分。氧化钙遇水会产生 150 °C（302 °F）的高温，并点燃燃料。^[21]

大卫·休谟在他的《英格兰史》中叙述了亨利三世统治初期，英国海军用生石灰使敌方舰队失明，摧毁了一支入侵的法国舰队。^[22]生石灰可能已用于中世纪的海战。^[23]

由于氧化钙与水剧烈反应，当吸入或接触潮湿的皮肤或眼睛时，会引起严重的刺激。吸入氧化钙可能导致咳嗽、打喷嚏和呼吸困难，然后可能会演变成烧伤，伴有鼻穿孔、腹痛、恶心和呕吐。虽然氧化钙不被认为是火灾隐患，但它与水的反应会释放足够的热量，足以点燃可燃物。^[24]

氧化钙天然存在于生石灰矿中，不过它在湿气下不稳定，会迅速变成熟石灰（氢氧化钙，化学式Ca(OH)2，俗称羟钙石（英语：portlandite））。^[25]^[26]

[1]
Haynes, William M. CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data 92nd. Boca Raton, FL.: CRC Press（英语：CRC Press）. 2011: 4.55. ISBN 978-1-4398-5511-9. OCLC 730008390 （英语）.
[2]
Calciumoxid 互联网档案馆的存档，存档日期2013-12-30.. GESTIS database
[3]
Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
[4]
NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0093. NIOSH.
[5]
Kinetics of the CaO/Ca(OH)2 hydration/dehydration reaction for thermochemical energy storage applications - digital-csic Digital CSIC (PDF). [2016-05-19]. （原始内容存档 (PDF)于2016-06-11）.
[6]
Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.
[7]
Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th edition monograph 1650
[8]
LIME THROUGHOUT HISTORY. [2021-01-26]. （原始内容存档于2021-04-07）.
[9]
Miller, M. Michael. Lime. Minerals Yearbook (PDF). U.S. Geological Survey. 2007: 43.13 [2021-07-11]. （原始内容存档 (PDF)于2017-05-14）.
[10]
Tony Oates, Lime and Limestone, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 7th, Wiley: 1–32, 2007, ISBN 978-3527306732, doi:10.1002/14356007.a15_317
[11]
Collie, Robert L. "Solar heating system" 美国专利第3,955,554号 issued May 11, 1976
[12]
Gretton, Lel. Lime power for cooking - medieval pots to 21st century cans. Old & Interesting. [13 February 2018]. （原始内容存档于2021-10-30）.
[13]
Compound Summary for CID 14778 - Calcium Oxide. PubChem. [2021-07-16]. （原始内容存档于2020-10-23）.
[14]
Gray, Theodore. Limelight in the Limelight. Popular Science. September 2007: 84 [2021-07-16]. （原始内容存档于2008-10-13）.
[15]
University, Tel Aviv. Neolithic man: The first lumberjack?. phys.org. [2022-07-19]. （原始内容存档于2022-07-19）（英语）.
[16]
Karkanas, Panagiotis; Stratouli, Georgia. Neolithic Lime Plastered Floors in Drakaina Cave, Kephalonia Island, Western Greece: Evidence of the Significance of the Site. The Annual of the British School at Athens. 2008-11, 103. ISSN 0068-2454. doi:10.1017/S006824540000006X （英语）.
[17]
Connelly, Ashley Nicole (May 2012) Analysis and Interpretation of Neolithic Near Eastern Mortuary Rituals from a Community-Based Perspective （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Baylor University Thesis, Texas
[18]
Schotsmans, Eline M.J.; Denton, John; Dekeirsschieter, Jessica; Ivaneanu, Tatiana; Leentjes, Sarah; Janaway, Rob C.; Wilson, Andrew S. Effects of hydrated lime and quicklime on the decay of buried human remains using pig cadavers as human body analogues. Forensic Science International. 2012-04, 217 (1-3) [2022-07-19]. doi:10.1016/j.forsciint.2011.09.025. （原始内容存档于2022-10-22）（英语）.
[19]
Plutarch, Sertorius, chapter 17, section 1. www.perseus.tufts.edu. [2022-07-19]. （原始内容存档于2022-10-06）.
[20]
Adrienne Mayor, Ancient Warfare and Toxicology, Philip Wexler (编), Encyclopedia of Toxicology 4 2nd, Elsevier: 117–121, 2005, ISBN 0-12-745354-7
[21]
Croddy, Eric. Chemical and biological warfare: a comprehensive survey for the concerned citizen. Springer. 2002: 128 [2021-07-16]. ISBN 0-387-95076-1. （原始内容存档于2021-08-06）.
[22]
David Hume. History of England I. 1756 [2021-07-16]. （原始内容存档于2021-07-16）.
[23]
Sayers, William. The Use of Quicklime in Medieval Naval Warfare. The Mariner's Mirror. 2006-01-01, 92 (3). ISSN 0025-3359. doi:10.1080/00253359.2006.10657001.
[24]
CaO MSDS 互联网档案馆的存档，存档日期2012-05-01.. hazard.com
[25]
Lime. mindat.org. [2021-09-19]. （原始内容存档于2021-12-28）.
[26]
list of minerals. International Mineralogical Association. [2021-07-16]. （原始内容存档于2021-12-20）.

[crc-1] [1]
Haynes, William M. CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data 92nd. Boca Raton, FL.: CRC Press（英语：CRC Press）. 2011: 4.55. ISBN 978-1-4398-5511-9. OCLC 730008390 （英语）.

[r1-2] [2]
Calciumoxid 互联网档案馆的存档，存档日期2013-12-30.. GESTIS database

[b1-3] [3]
Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A21. ISBN 978-0-618-94690-7.

[PGCH-4] [4]
NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0093. NIOSH.

[5] [5]
Kinetics of the CaO/Ca(OH)2 hydration/dehydration reaction for thermochemical energy storage applications - digital-csic Digital CSIC (PDF). [2016-05-19]. （原始内容存档 (PDF)于2016-06-11）.

[Greenwood_p298-6] [6]
Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.

[merck-7] [7]
Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th edition monograph 1650

[8] [8]
LIME THROUGHOUT HISTORY. [2021-01-26]. （原始内容存档于2021-04-07）.

[9] [9]
Miller, M. Michael. Lime. Minerals Yearbook (PDF). U.S. Geological Survey. 2007: 43.13 [2021-07-11]. （原始内容存档 (PDF)于2017-05-14）.

[a-10] [10]
Tony Oates, Lime and Limestone, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 7th, Wiley: 1–32, 2007, ISBN 978-3527306732, doi:10.1002/14356007.a15_317

[patent-11] [11]
Collie, Robert L. "Solar heating system" 美国专利第3,955,554号 issued May 11, 1976

[12] [12]
Gretton, Lel. Lime power for cooking - medieval pots to 21st century cans. Old & Interesting. [13 February 2018]. （原始内容存档于2021-10-30）.

[13] [13]
Compound Summary for CID 14778 - Calcium Oxide. PubChem. [2021-07-16]. （原始内容存档于2020-10-23）.

[14] [14]
Gray, Theodore. Limelight in the Limelight. Popular Science. September 2007: 84 [2021-07-16]. （原始内容存档于2008-10-13）.

[15] [15]
University, Tel Aviv. Neolithic man: The first lumberjack?. phys.org. [2022-07-19]. （原始内容存档于2022-07-19）（英语）.

[16] [16]
Karkanas, Panagiotis; Stratouli, Georgia. Neolithic Lime Plastered Floors in Drakaina Cave, Kephalonia Island, Western Greece: Evidence of the Significance of the Site. The Annual of the British School at Athens. 2008-11, 103. ISSN 0068-2454. doi:10.1017/S006824540000006X （英语）.

[17] [17]
Connelly, Ashley Nicole (May 2012) Analysis and Interpretation of Neolithic Near Eastern Mortuary Rituals from a Community-Based Perspective （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Baylor University Thesis, Texas

[18] [18]
Schotsmans, Eline M.J.; Denton, John; Dekeirsschieter, Jessica; Ivaneanu, Tatiana; Leentjes, Sarah; Janaway, Rob C.; Wilson, Andrew S. Effects of hydrated lime and quicklime on the decay of buried human remains using pig cadavers as human body analogues. Forensic Science International. 2012-04, 217 (1-3) [2022-07-19]. doi:10.1016/j.forsciint.2011.09.025. （原始内容存档于2022-10-22）（英语）.

[19] [19]
Plutarch, Sertorius, chapter 17, section 1. www.perseus.tufts.edu. [2022-07-19]. （原始内容存档于2022-10-06）.

[20] [20]
Adrienne Mayor, Ancient Warfare and Toxicology, Philip Wexler (编), Encyclopedia of Toxicology 4 2nd, Elsevier: 117–121, 2005, ISBN 0-12-745354-7

[21] [21]
Croddy, Eric. Chemical and biological warfare: a comprehensive survey for the concerned citizen. Springer. 2002: 128 [2021-07-16]. ISBN 0-387-95076-1. （原始内容存档于2021-08-06）.

[22] [22]
David Hume. History of England I. 1756 [2021-07-16]. （原始内容存档于2021-07-16）.

[23] [23]
Sayers, William. The Use of Quicklime in Medieval Naval Warfare. The Mariner's Mirror. 2006-01-01, 92 (3). ISSN 0025-3359. doi:10.1080/00253359.2006.10657001.

[24] [24]
CaO MSDS 互联网档案馆的存档，存档日期2012-05-01.. hazard.com

[25] [25]
Lime. mindat.org. [2021-09-19]. （原始内容存档于2021-12-28）.

[26] [26]
list of minerals. International Mineralogical Association. [2021-07-16]. （原始内容存档于2021-12-20）.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

作为武器

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氧化钙

作为武器

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性质

制备

用处

危险性

天然存在

参考资料

氧化钙


IUPAC名 Calcium oxide
别名	生石灰
识别
CAS号	1305-78-8 ^Y
PubChem	14778
ChemSpider	14095
SMILES	O=[Ca]
InChI	1/Ca.O/rCaO/c1-2
InChIKey	ODINCKMPIJJUCX-BFMVISLHAU
Gmelin	485425
UN编号	1910
ChEBI	31344
RTECS	EW3100000
KEGG	C13140
性质
化学式	CaO
摩尔质量	56.0774 g/mol g·mol⁻¹
外观	白色到浅黄、浅棕色固体
气味	无
密度	3.34 g/cm³^[1]
熔点	2572 °C（2845 K）（^[1]）
沸点	2850 °C（3123 K）（100 hPa^[2]）
溶解性（水）	反应，形成氢氧化钙
溶解性（甲醇）	不溶，在乙醚和辛醇也不溶
pK_a	12.8
磁化率	−15.0×10⁻⁶ cm³/mol
结构
晶体结构	立方晶系，cF8
热力学
Δ_fH_m^⦵_298K	−635 kJ·mol⁻¹^[3]
S^⦵_298K	40 J·mol⁻¹·K⁻¹^[3]
药理学
ATCvet代码	QP53AX18（QP53）
危险性
GHS危险性符号
GHS提示词	Danger
H-术语	H302, H314, H315, H318, H335
P-术语	P260, P261, P264, P270, P271, P280, P301+312, P301+330+331, P302+352, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P310, P312
NFPA 704	0 3 2
闪点	Non-flammable
PEL	TWA 5 mg/m³^[4]
相关物质
其他阴离子	氢氧化钙硫化钙硒化钙碲化钙钋化钙
其他阳离子	氧化铍氧化镁氧化锶氧化钡氧化镭
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。