CaO – Calcium oxide
Tên cũ: canxi oxit · Còn gọi là: vôi sống; vôi nung; canxia; quicklime; burnt lime
- Oxide base, vôi sống
- Rắn, trắng
- Phản ứng mạnh với nước tạo Ca
- M = 56
Calcium oxide (CaO, tên cũ: canxi oxit; còn gọi: vôi sống) là oxide, chất rắn màu trắng, phản ứng mạnh với nước tạo Ca; phân tử khối 56. Basic oxide điển hình, chịu nhiệt tốt (nóng chảy ở 2 613 °C), hút ẩm và hấp thụ CO₂ mạnh.
Cấu tạo của CaO
- Ca
- O
- electron
- Mô hình lớp electron (Bohr) — sơ đồ, không theo tỉ lệ thật
- 1 · Ca có 2e lớp ngoài, dễ nhường
- 2 · Ca → Ca²⁺ + 2e; O nhận e
- 3 · Ca²⁺ và O²⁻ hút nhau → CaO
CaO là hợp chất ion: nguyên tử canxi nhường 2 electron lớp ngoài cùng cho nguyên tử oxygen, tạo ion Ca²⁺ (2, 8, 8) và ion O²⁻ (2, 8) — cả hai đều đạt cấu hình electron bền của khí hiếm. Trong tinh thể, hai loại ion xếp xen kẽ theo mạng lập phương kiểu NaCl, mỗi ion được 6 ion trái dấu bao quanh. Lực hút giữa hai ion mang điện tích ±2 mạnh hơn hẳn so với mạng NaCl (±1), nên CaO nóng chảy ở 2 613 °C và được dùng làm vật liệu chịu lửa. Phần mang tính base là ion O²⁻: gặp nước nó chuyển thành OH⁻ theo phản ứng CaO + H₂O → Ca(OH)₂, còn gặp acidic oxide hay acid thì tạo muối.
Thông số vật lý của CaO
| Đại lượng | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Phân tử khối | 56 | tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (Ca 40, O 16) |
| Khối lượng mol chính xác | 56,077 g/mol | theo nguyên tử khối IUPAC (Ca 40,078, O 15,999) |
| Trạng thái, màu | rắn, trắng | |
| Nhiệt độ nóng chảy | 2 613 °C | mạng ion Ca²⁺ – O²⁻ rất bền nhiệt, nên nung CaO trong ống nghiệm không thấy chất rắn chảy ra |
| Nhiệt độ sôi | 2 850 °C | ở áp suất 100 hPa (cơ sở dữ liệu GESTIS, dẫn trong infobox Wikipedia) |
| Khối lượng riêng | 3,34 g/cm³ | bột màu trắng đến vàng nhạt hoặc nâu nhạt, không mùi |
| Độ tan trong nước | không đo được — CaO phản ứng với nước | infobox Wikipedia ghi thẳng "Reacts to form calcium hydroxide"; sản phẩm Ca(OH)₂ chỉ tan 0,173 g/100 mL ở 20 °C. Bảng độ tan của Wikipedia có một dòng CaO nhưng chỉ điền một ô: 5,7 g/100 mL ở 100 °C. CaO không tan trong methanol, diethyl ether, octanol |
| Nhiệt phản ứng tôi vôi | −63,7 kJ/mol CaO | CaO + H₂O → Ca(OH)₂; 1 L nước kết hợp với khoảng 3,1 kg vôi sống và giải phóng 3,54 MJ, nhiệt độ khối vôi có thể lên tới khoảng 300 °C |
| Enthalpy tạo thành chuẩn | −634,9 kJ/mol | giá trị CODATA cho chất rắn (NIST WebBook), sai số ±0,9; entropy chuẩn 38,1 J/(mol·K). Infobox Wikipedia ghi −635 kJ/mol và 40 J/(mol·K) — hai nguồn chênh nhau trong phạm vi làm tròn |
| Cấu tạo tinh thể | lập phương kiểu NaCl | mạng ion Ca²⁺ và O²⁻ xen kẽ; khoáng vật cùng công thức tên là lime, tinh thể giòn và không bền trong không khí ẩm vì chuyển nhanh thành portlandite Ca(OH)₂ |
| Nhiệt độ nung vôi | trên 840 °C | CaCO₃ → CaO + CO₂, thu nhiệt 178 kJ/mol. Bài Wikipedia về CaO ghi ngưỡng "trên 825 °C" theo Merck Index; bài về CaCO₃ ghi phân huỷ đáng kể trên 840 °C và phải tới 898 °C áp suất CO₂ cân bằng mới đạt 101 kPa, nên lò nung vôi chạy từ khoảng 900 °C. Trang này lấy mốc 840 °C cho khớp trang CaCO₃ |
| Sản lượng thế giới | ≈ 283 triệu tấn/năm | Trung Quốc khoảng 170 triệu tấn/năm, Hoa Kỳ khoảng 20 triệu tấn/năm (số liệu USGS dẫn trong Wikipedia) |
| LD50 (chuột cái, đường miệng) | > 2 000 mg/kg | không độc cấp; nguy hiểm nằm ở tính ăn mòn của base và ở nhiệt toả ra khi gặp nước. Giới hạn bụi nơi làm việc: PEL 5 mg/m³, REL 2 mg/m³, IDLH 25 mg/m³ (NIOSH) |
| Tên gọi | vôi sống, vôi nung, canxia; phụ gia thực phẩm E529 | tiếng Anh: quicklime, burnt lime, unslaked lime, calcia; "free lime" là phần CaO còn sót chưa phản ứng trong xi măng |
Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.
Thành phần nguyên tố của CaO
| Nguyên tố | NTKNguyên tử khối | Số ng.tửSố nguyên tử | KLKhối lượng | % khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| Ca calcium | 40 | 1 | 40 | 71,43 % |
| O oxygen | 16 | 1 | 16 | 28,57 % |
| TổngPhân tử khối CaO | 2 | 56 | 100 % |
NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %Ca = 40 ÷ 56 × 100 % = 71,4 %.
Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ
- Khối lượng
- m = n × M = 0,25 × 56
- 14 g
- Số phân tử
- N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
- 1,506 × 10²³
- Nồng độ mol
- CM = n / V = 0,25 / 0,25
- 1 M
M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.
Điều chế CaO
Nung đá vôi trong lò vôi: CaCO₃ → CaO + CO₂ (khoảng 900 °C). Phản ứng thuận nghịch nên phải thổi khí để đuổi CO₂ ra khỏi lò.
Tính chất hoá học của CaO
Basic oxide điển hình, chịu nhiệt tốt (nóng chảy ở 2 613 °C), hút ẩm và hấp thụ CO₂ mạnh.
- Với nước (tôi vôi, toả nhiệt mạnh): CaO + H₂O → Ca(OH)₂.
- Với acid: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O; CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O.
- Với acidic oxide (vôi sống để lâu trong không khí hoá đá): CaO + CO₂ → CaCO₃; CaO + SO₂ → CaSO₃; CaO + SiO₂ → CaSiO₃ (t°, tạo xỉ trong luyện kim).
- Với carbon ở nhiệt độ rất cao: CaO + 3C → CaC₂ + CO (lò điện, khoảng 2200 °C).
Lỗi thường gặp với CaO
- Nhầm ba chất của "vòng vôi": đá vôi CaCO₃, vôi sống CaO và vôi tôi Ca(OH)₂. Nung đá vôi trên 840 °C được vôi sống: CaCO₃ → CaO + CO₂. Tôi vôi được vôi tôi: CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Vữa vôi ngoài không khí lại hoá đá: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O. CaO là chất rắn màu trắng vừa ra lò, chưa gặp nước; thứ bán ngoài hàng dưới tên "vôi" thường đã là Ca(OH)₂ hoặc bột CaCO₃.
- Dùng CaO để làm khô khí CO₂, SO₂ hay HCl. CaO hút ẩm rất mạnh nên hay được chọn làm chất làm khô, nhưng nó là basic oxide: gặp acidic oxide và acid thì phản ứng luôn — CaO + CO₂ → CaCO₃; CaO + SO₂ → CaSO₃; CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O. Làm khô bằng CaO chỉ đúng với những khí không phản ứng với base: NH₃, H₂, O₂, N₂, CO. Muốn làm khô khí có tính acid thì dùng H₂SO₄ đặc.
- Viết "cho CaO vào nước được dung dịch Ca(OH)₂" rồi tính nồng độ tuỳ ý. Tôi vôi cho Ca(OH)₂ thật, nhưng Ca(OH)₂ chỉ tan 0,173 g/100 mL ở 20 °C. Cho nhiều CaO vào nước chỉ được huyền phù trắng đục (vôi sữa); phần dung dịch bão hoà đã lọc là nước vôi trong, pH 12,4. Bài toán "hoà tan m gam CaO vào nước thành dung dịch x M" chỉ có nghĩa khi lượng CaO đủ nhỏ.
- Coi vôi sống để lâu ngoài không khí vẫn nguyên là CaO. Wikipedia mô tả vôi sống là chất không bền: khi nguội nó tự phản ứng với CO₂ của không khí cho tới khi chuyển hết trở lại thành calcium carbonate, trừ khi được tôi bằng nước. Thực tế bao vôi sống để hở hút ẩm thành Ca(OH)₂ rồi hoá tiếp thành CaCO₃, mất hết tính "sống". Vì thế đề bài nung đá vôi rồi để chất rắn ngoài không khí phải xét cả phần CaO đã biến đổi.
- Tôi vôi như pha một chất rắn bình thường. Phản ứng toả 63,7 kJ cho mỗi mol CaO; theo Wikipedia, 1 L nước phản ứng với khoảng 3,1 kg vôi sống giải phóng 3,54 MJ và nhiệt độ có thể lên tới khoảng 300 °C — đủ để nước sôi, bắn ra và gây bỏng vừa nhiệt vừa kiềm; Wikipedia cũng nêu nhiệt này đủ làm bắt cháy vật liệu dễ cháy ở gần. Phải đổ vôi vào nước (không đổ nước vào vôi), từ từ, có kính và găng.
Ứng dụng của CaO
| Ứng dụng | Dựa trên tính chất nào |
|---|---|
| Sản xuất vôi tôi, vữa xây dựng và xi măng | Nung đá vôi sẵn có cho CaO, tôi bằng nước được Ca(OH)₂ làm vữa; CaO cũng là hợp phần chính của xi măng. Tôi vôi và nung vôi thuộc số những phản ứng hoá học loài người biết từ thời tiền sử, và vôi tôi trộn cát đông cứng nhờ hấp thụ CO₂ của không khí |
| Base rẻ tiền để khử chua đất trồng, xử lý nước thải, nâng pH ao nuôi | CaO là basic oxide nên trung hoà acid; Wikipedia xếp nó vào nhóm "base rẻ và có sẵn". So với Ca(OH)₂ thì cùng một khối lượng CaO trung hoà được nhiều acid hơn (M 56,08 so với 74,09), nhưng nó toả nhiệt mạnh khi gặp nước nên phải dùng cẩn thận hơn |
| Tạo xỉ trong luyện gang thép | CaO phản ứng với tạp chất acid của quặng ở nhiệt độ cao: CaO + SiO₂ → CaSiO₃, xỉ nhẹ nổi lên trên và được gạn bỏ. Chính vì phản ứng này mà Wikipedia ghi MgO có thể thay vôi dolomit làm chất trợ dung trong luyện thép |
| Khử SO₂ trong khí thải nhà máy và bắt CO₂ (chu trình calcium looping) | Cùng một lí do "base gặp acidic oxide": CaO + SO₂ → CaSO₃ giữ lưu huỳnh lại ở dạng rắn; CaO + CO₂ → CaCO₃ giữ CO₂ lại, rồi nung ở nhiệt độ cao để nhả CO₂ ra và thu hồi CaO dùng tiếp |
| Nguồn nhiệt không cần lửa: hộp thức ăn tự đun, kíp nổ bằng vôi trong khai thác đá | Tôi vôi toả 3,54 MJ cho mỗi lít nước, đủ hâm nóng đồ ăn mà không cần ngọn lửa. Trong khai thác đá, người ta nhồi hộp vôi sống kín vào lỗ khoan rồi bơm nước: hơi nước sinh ra cộng với việc chất rắn nở thể tích sẽ làm nứt đá (cách này không dùng được với đá quá cứng) |
| Tái sinh NaOH trong nhà máy giấy kraft | CaO được tôi thành Ca(OH)₂ rồi cho tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu hồi: Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaOH. CaCO₃ không tan nên lọc bỏ được, dung dịch còn lại là NaOH dùng lại cho khâu nấu bột giấy |
| Hồ dò nước trong bồn chứa nhiên liệu; đèn limelight thời chưa có điện | Hồ dò nước là hỗn hợp CaO và phenolphthalein: gặp nước, CaO cho Ca(OH)₂ đủ kiềm để phenolphthalein chuyển sang màu hồng tím. Đèn limelight lợi dụng chuyện CaO chịu được nhiệt độ rất cao: nung tới 2 400 °C nó phát ánh sáng chói, từng dùng để chiếu sân khấu |
Nhận biết CaO
Chất rắn trắng, cho vào nước toả nhiệt mạnh (có thể sôi), dung dịch thu được làm hồng phenolphthalein và vẩn đục khi sục CO₂.
An toàn và bảo quản CaO
Ăn mòn (GHS05), kích ứng (GHS07) — H315 gây kích ứng da; H318 gây tổn thương mắt nghiêm trọng; H335 có thể gây kích ứng đường hô hấp (theo thông báo doanh nghiệp, không có phân loại hài hoà)
ECHA không có phân loại hài hoà theo CLP cho calcium oxide (EC 215-138-9); mọi mã dưới đây đều là thông báo C&L/CLP do doanh nghiệp tự khai, với từ cảnh báo nổi bật "Danger". Mục ECHA đánh dấu nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 66,43 % số thông báo: STOT SE 3 (H335), Skin Irrit. 2 (H315), Eye Dam. 1 (H318), hình đồ GHS05 và GHS07. Các nhóm còn lại: 7,43 % ghi "Not classified"; 6,66 % ghi H335 + H315 + Eye Irrit. 2 (H319); 6,31 % chỉ H318; 4,63 % Skin Corr. 1B (H314) + H318; 3,57 % H315 + H318; 3,08 % chỉ H314. Infobox Wikipedia gộp thành H302, H314, H315, H335 với GHS05/GHS07. Các số liệu áp cho vôi sống khan (bột và cục). CaO không độc cấp (LD50 đường miệng ở chuột cái lớn hơn 2 000 mg/kg) nhưng gặp nước hoặc mồ hôi trên da là phản ứng ngay và toả nhiều nhiệt, nên vừa gây bỏng kiềm vừa gây bỏng nhiệt; hít bụi gây ho, hắt hơi, khó thở. Giới hạn bụi nơi làm việc: PEL 5 mg/m³, REL 2 mg/m³, IDLH 25 mg/m³ (NIOSH). Wikipedia lưu ý CaO không phải chất dễ cháy, nhưng nhiệt sinh ra khi nó gặp nước đủ làm bắt cháy vật liệu dễ cháy ở gần.
Bụi vôi vào mắt: rửa dưới vòi nước nhiều phút, tháo kính áp tròng, đến cơ sở y tế ngay. Dính da: phủi thật sạch bột khô trước rồi mới rửa nhiều nước (dội nước lên lớp bột dày sẽ sinh nhiệt); không bôi acid để "trung hoà". Hít bụi: ra chỗ thoáng. Đổ vãi: gom khô vào thùng kín, không xịt nước lên đống vôi sống.
Bảo quản: Bao, thùng kín, nơi khô ráo, tách hẳn khỏi nước và hơi ẩm: vôi sống để hở sẽ hút ẩm thành Ca(OH)₂ rồi hút CO₂ thành CaCO₃ và mất tác dụng. Để xa acid. Khi tôi vôi thì đổ vôi vào nước theo từng ít một, dùng thùng chịu nhiệt, đứng xa và đeo kính, găng.
Phản ứng tiêu biểu của CaO (8)
- Nhiệt phân CaCO₃CaCO3 CaO + CO2
- CaO tác dụng với nước (tôi vôi)CaO + H2O Ca(OH)2
- CaO tác dụng với CO₂CaO + CO2 CaCO3
- CaO tác dụng với dung dịch HClCaO + 2HCl CaCl2 + H2O
- SO₂ tác dụng với CaOSO2 + CaO CaSO3
- Sản xuất calcium carbideCaO + 3C CaC2 + CO
- Canxi cháy trong oxygen2Ca + O2 2CaO
- CaO tác dụng với SiO₂ (tạo xỉ lò cao)CaO + SiO2 CaSiO3
Tự luyện về CaO
Gom từ bài tập của các phản ứng có calcium oxide và câu hỏi riêng cho chất.
1. Nhiệt phân hoàn toàn 10 g CaCO₃ thu được khối lượng CaO là
A. 4,4 gB. 5,6 gC. 7,2 gD. 10 g
Đáp án B. n = 0,1 mol → m(CaO) = 0,1 × 56 = 5,6 g.
2. Phản ứng CaO + H₂O → Ca(OH)₂ thuộc loại
A. hoá hợpB. phân huỷC. thếD. trao đổi
Đáp án A. Hai chất kết hợp thành một chất — hoá hợp.
3. Phản ứng CaO + CO₂ → CaCO₃ thuộc loại
A. hoá hợpB. phân huỷC. thếD. trao đổi
Đáp án A. Oxide base tác dụng với oxide acid tạo muối — hai chất kết hợp thành một.
4. Dãy khí nào sau đây đều có thể làm khô bằng CaO khan?
A. NH₃, H₂, O₂B. CO₂, SO₂, HClC. NH₃, CO₂, N₂D. O₂, HCl, CO
Đáp án A. CaO là basic oxide nên phản ứng với khí có tính acid: CaO + CO₂ → CaCO₃; CaO + SO₂ → CaSO₃; CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O. Ba khí NH₃, H₂, O₂ đều không phản ứng với base nên làm khô được. Muốn làm khô CO₂, SO₂, HCl thì dùng H₂SO₄ đặc.
5. Cho 5,6 g CaO vào 100 mL nước (dư), khuấy kĩ rồi lọc. Biết Ca(OH)₂ tan 0,173 g trong 100 mL nước ở 20 °C. Nhận xét nào sau đây đúng?
A. Toàn bộ CaO tan hết thành dung dịch Ca(OH)₂ 1 MB. Thu được huyền phù, phần lọc được là dung dịch bão hoà Ca(OH)₂C. CaO không phản ứng với nước nên vẫn còn nguyên 5,6 g chất rắnD. Thu được dung dịch trong suốt chứa toàn bộ 7,4 g Ca(OH)₂
Đáp án B. n(CaO) = 5,6 / 56 = 0,1 mol, phản ứng hết với nước cho 0,1 mol Ca(OH)₂, tức 7,4 g. Nhưng 100 mL nước chỉ hoà tan được 0,173 g Ca(OH)₂, nên phần lớn lượng Ca(OH)₂ ở dạng rắn lơ lửng — hỗn hợp là vôi sữa, lọc xong chỉ còn dung dịch bão hoà (nước vôi trong).
6. Tôi hoàn toàn 11,2 g vôi sống bằng nước. Biết phản ứng toả 63,7 kJ cho mỗi mol CaO. Nhiệt lượng toả ra là
A. 6,37 kJB. 12,74 kJC. 63,7 kJD. 127,4 kJ
Đáp án B. n(CaO) = 11,2 / 56 = 0,2 mol; phản ứng CaO + H₂O → Ca(OH)₂ toả 63,7 kJ cho mỗi mol CaO nên Q = 0,2 × 63,7 = 12,74 kJ. Con số này giải thích vì sao tôi một bao vôi hàng chục kilogram lại làm nước sôi và bắn ra.
Câu hỏi thường gặp về CaO
CaO là chất gì, vôi sống dùng để làm gì?
CaO (calcium oxide, tên cũ canxi oxit) là basic oxide của canxi, dân gian gọi là vôi sống hay vôi nung: chất rắn màu trắng, nung từ đá vôi ở trên 840 °C theo phản ứng CaCO₃ → CaO + CO₂. Phần lớn lượng vôi sống được tôi thành Ca(OH)₂ để làm vữa xây dựng và xi măng; ngoài ra còn dùng khử chua đất, xử lý nước thải, tạo xỉ trong luyện gang thép và khử SO₂ trong khí thải.
Vôi sống có độc không?
Không độc theo nghĩa ngộ độc: liều gây chết một nửa số chuột cái qua đường miệng lớn hơn 2 000 mg/kg, và CaO là phụ gia thực phẩm E529. Nguy hiểm nằm ở chỗ khác: nó là base mạnh và gặp nước thì phản ứng toả rất nhiều nhiệt, nên bụi vôi vào mắt gây tổn thương nặng (H318 theo thông báo doanh nghiệp ở ECHA), dính da ẩm gây bỏng vừa kiềm vừa nhiệt. Phải đeo kính, găng và khẩu trang khi làm việc với vôi sống — chi tiết ở mục An toàn.
CaO có tan trong nước không?
Câu hỏi không có đáp số, vì CaO không "tan" mà phản ứng với nước: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (tôi vôi, toả 63,7 kJ cho mỗi mol CaO). Sản phẩm Ca(OH)₂ mới là chất tan, nhưng cũng chỉ tan 0,173 g/100 mL ở 20 °C, nên cho nhiều vôi vào nước ta được huyền phù đục chứ không được dung dịch trong. Vì sao nồng độ bị chặn — xem mục Lỗi thường gặp.
Vì sao tôi vôi lại nóng, có nguy hiểm không?
Vì CaO + H₂O → Ca(OH)₂ là phản ứng toả nhiệt: 63,7 kJ cho mỗi mol CaO, tương đương 3,54 MJ cho mỗi lít nước, và khối vôi có thể nóng tới khoảng 300 °C. Nước có thể sôi và bắn ra, nên đây là công đoạn phải đứng xa, đeo kính và găng — xem mục Lỗi thường gặp và mục An toàn.
Vôi sống và vôi tôi khác nhau thế nào?
Vôi sống là CaO — sản phẩm nung đá vôi; vôi tôi là Ca(OH)₂ — sản phẩm của phản ứng CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Vôi sống nóng chảy ở 2 613 °C, gặp nước phản ứng dữ dội; vôi tôi dịu hơn nên mới dùng trực tiếp làm vữa, quét tường, khử chua đất. Bảng so sánh đầy đủ ở cuối trang; cách phân biệt với đá vôi xem mục Lỗi thường gặp.
CaO làm khô được những khí nào?
Làm khô được những khí không phản ứng với base: NH₃, H₂, O₂, N₂, CO. Không làm khô được CO₂, SO₂, HCl vì vôi sống phản ứng luôn với chúng — xem mục Lỗi thường gặp.
CaO và Ca(OH)2
| CaO | Ca(OH)2 | |
|---|---|---|
| Loại chất | basic oxide — vôi sống | base mạnh nhưng ít tan — vôi tôi |
| Phân tử khối | 56,08 | 74,09 |
| Khối lượng riêng | 3,34 g/cm³ | 2,211 g/cm³ |
| Khi nung | nóng chảy ở 2 613 °C, không phân huỷ | không nóng chảy; mất nước từ 512 °C trở lại thành CaO |
| Với nước | phản ứng mạnh, toả 63,7 kJ/mol, khối vôi nóng tới khoảng 300 °C | chỉ tan 0,173 g/100 mL ở 20 °C, và tan ít hơn khi đun nóng (0,068 g ở 100 °C) |
| Dạng dùng | bột và cục khan, phải tránh ẩm | bột, vôi sữa (huyền phù), nước vôi trong (pH 12,4) |
| Với CO₂ | CaO + CO₂ → CaCO₃ — phản ứng rắn với khí, dùng bắt CO₂ trong khí thải | Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O — nước vôi trong hoá đục, dùng nhận biết CO₂ |
| Sản lượng thế giới | ≈ 283 triệu tấn/năm | ≈ 125 triệu tấn/năm |
| Ứng dụng chính | nung vôi, xi măng, tạo xỉ luyện kim, khử SO₂ khí thải | vữa, xử lý nước, khử chua đất, thực phẩm E526 |
| Phụ gia thực phẩm | E529 | E526 |
| Phân loại (ECHA) | không có phân loại hài hoà; thông báo doanh nghiệp nổi bật 66,43 % ghi H315, H318, H335 (GHS05/07, "Danger") | không có phân loại hài hoà; thông báo doanh nghiệp nổi bật 41,18 % ghi H315, H318, H335 (GHS05/07, "Danger") |
| LD50 đường miệng (chuột) | > 2 000 mg/kg (chuột cái) | 7 340 mg/kg |
Tài liệu tham khảo
- Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 10 Oxide (phân loại oxide; basic oxide tác dụng với nước, với acid, với acidic oxide), bài 9 Base. Thang pH (base tan/kiềm, thang pH).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 25 Nguyên tố nhóm IIA (đá vôi – vôi sống – vôi tôi, nhiệt phân muối carbonate, ứng dụng của vôi).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 11 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 1 Khái niệm về cân bằng hoá học (nung đá vôi là phản ứng thuận nghịch, phải đuổi CO₂ ra khỏi lò).
- Wikipedia, "Calcium oxide" (infobox dẫn CRC Handbook 92nd tr. 4.55 và cơ sở dữ liệu GESTIS; mục Preparation, Uses, Weapon, Substitutes, Safety, Mineral), en.wikipedia.org — M 56,0774 (bảng so sánh trên trang này làm tròn thành 56,08), bột trắng đến vàng nhạt/nâu nhạt và không mùi, khối lượng riêng 3,34 g/cm³, nóng chảy 2 613 °C, sôi 2 850 °C ở 100 hPa, "Reacts to form calcium hydroxide" và không tan trong methanol, diethyl ether, octanol, độ cảm từ −15,0 × 10⁻⁶ cm³/mol, lập phương kiểu muối ăn (kí hiệu Pearson viết trong infobox), ΔfH° −635 kJ/mol và S° 40 J/(mol·K), nung đá vôi trên 825 °C theo Merck Index, "một trong số ít phản ứng hoá học đã biết từ thời tiền sử", vôi sống không bền và tự chuyển lại thành CaCO₃ khi để nguội ngoài không khí, sản lượng 283 triệu tấn/năm với Trung Quốc 170 và Hoa Kỳ 20 triệu tấn, ΔHr tôi vôi −63,7 kJ/mol CaO, 1 L nước + ≈ 3,1 kg vôi sống → 3,54 MJ và nhiệt độ tới ≈ 300 °C, phụ gia thực phẩm E529, limelight ở 2 400 °C, xi măng, "base rẻ và có sẵn", hồ dò nước gồm CaO và phenolphthalein, tái sinh NaOH từ Na₂CO₃ trong nhà máy giấy kraft, khử SO₂ khí thải, calcium looping bắt CO₂, kíp vôi phá đá bằng hơi nước và sự nở thể tích (không dùng được với đá rất cứng), MgO thay vôi dolomit làm chất trợ dung trong luyện thép, khoáng vật "Lime" hệ lập phương, giòn, không bền trong không khí ẩm và nhanh chuyển thành portlandite, gây kích ứng nặng khi hít hoặc dính da/mắt ẩm và nhiệt phản ứng với nước đủ làm bắt cháy vật liệu dễ cháy, GHS05/GHS07 "Danger" với H302, H314, H315, H335, PEL 5 mg/m³, REL 2 mg/m³, IDLH 25 mg/m³, LD50 > 2 000 mg/kg đường miệng ở chuột cái.
- Wikipedia, "Solubility table" (bảng S, g/100 mL nước), en.wikipedia.org — dòng CaO chỉ có một ô: 5,7 g/100 mL ở 100 °C; dòng Ca(OH)₂: 0,189 (0 °C), 0,173 (20 °C), 0,068 (100 °C) (thongSo, bảng so sánh).
- Wikipedia, "Calcium hydroxide" (infobox dẫn CRC Handbook; mục Solubility, Reactions, Uses, Limewater, Health risks), en.wikipedia.org — M 74,093, khối lượng riêng 2,211 g/cm³, mất nước ở 512 °C (áp suất hơi nước cân bằng đạt 101 kPa), độ tan 0,173 g/100 mL ở 20 °C, pH dung dịch bão hoà 12,4, sản lượng ≈ 125 triệu tấn/năm, phụ gia thực phẩm E526, Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaOH trong nhà máy giấy kraft, vữa vôi đông cứng bằng carbonat hoá với CO₂ không khí, LD50 7 340 mg/kg (chuột, đường miệng) (bảng so sánh, Lỗi thường gặp, FAQ).
- Wikipedia, "Calcium carbonate" (mục Calcination equilibrium), en.wikipedia.org — CaCO₃ phân huỷ đáng kể trên 840 °C với 178 kJ/mol, ngưỡng 825 °C "thường được ghi", ở 898 °C áp suất CO₂ cân bằng mới đạt 101 kPa nên lò nung vôi chạy từ khoảng 900 °C (thongSo "Nhiệt độ nung vôi"; số liệu giữ đúng như trang CaCO₃ của site).
- NIST Chemistry WebBook, SRD 69: calcium oxide (CAS 1305-78-8), webbook.nist.gov — dữ liệu nhiệt hoá học pha ngưng tụ: ΔfH° chất rắn −634,92 ± 0,90 kJ/mol và S° chất rắn 38,1 ± 0,4 J/(mol·K) (bản duyệt CODATA của Cox, Wagman và cộng sự 1984); trang không có mục dữ liệu chuyển pha, nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi lấy từ infobox Wikipedia.
- VietChem, "Vôi sống là gì – Canxi oxit? Ứng dụng CaO", vietchem.com.vn — "Canxi oxit CaO còn được gọi với các tên khác như canxia, vôi sống hoặc vôi nung" (nguồn cho ba tên tiếng Việt ở trường tenKhac và ở dòng thông số "Tên gọi").
- ECHA CHEM, C&L Inventory: calcium oxide, EC 215-138-9, chem.echa.europa.eu — không có phân loại hài hoà; 18 thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp, từ cảnh báo nổi bật "Danger"; mục được đánh dấu nổi bật (nguồn REACH Joint, 66,43 % số thông báo): STOT SE 3 (H335), Skin Irrit. 2 (H315), Eye Dam. 1 (H318), hình đồ GHS07 và GHS05; các nhóm khác: 7,43 % "Not classified", 6,66 % H335 + H315 + Eye Irrit. 2 (H319), 6,31 % H318, 4,63 % Skin Corr. 1B (H314) + H318, 3,57 % H315 + H318, 3,08 % H314. Calcium dihydroxide, EC 215-137-3 — cũng không có phân loại hài hoà; 19 thông báo, mục nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 41,18 %: H335 + H315 + H318, GHS07/GHS05, "Danger" (bảng so sánh).
Cùng nhóm oxide
- H2O – water
- CO2 – carbon dioxide
- SO2 – sulfur dioxide
- NO2 – nitrogen dioxide
- CO – carbon monoxide
- CuO – copper(II) oxide
- NO – nitrogen monoxide
- Fe2O3 – iron(III) oxide
Cập nhật: