แคลเซียมออกไซด์, Calcium Oxide

แคลเซียมออกไซด์, Calcium Oxide, CaO, ปูนร้อน

ปูนขาว ไลม์ (lime) มีชื่อเรียกทางเคมีว่า แคลเซียมออกไซด์ (calcium oxide) และมีสูตรทางเคมีคือ CaOลักษณะโดยทั่วไปเป็นผงสีขาว มีฤทธิ์เป็นด่าง กัดกร่อนได้ โดยปกติแล้วจะผลิตแคลเซียมออกไซด์, CaO จากการเผาวัสดุใดๆ ที่มีส่วนผสมของหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต, CaCO3) เป็นองค์ประกอบ ณ อุณหภูมิมากกว่า 825 องศาเซลเซียส เรียกกระบวนการเผานี้ว่า calcinationและจะมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)ออกมา ปูนขาวนี้ สามารถทำปฏิกิริยากับ CO2 ที่อยู่ในอากาศ โดยอาศัยระยะเวลาที่นานพอ กลับกลายเป็น CaCO3 ได้ ดังนั้นการเก็บรักษาต้องระวังไม่ให้อากาศสามารถผ่านเข้าไปในภาชนะที่ใช้จัดเก็บได้ 

                                     สมการแสดงปฏิกิริยา calcinationหินปูน

                                       CaCO3 (s)  ð CaO (s)  + CO2 (g) 

โดยทั่วไปราคาของปูนขาวเมื่อเทียบกับสารเคมีชนิดอื่นๆ ถือว่ามีราคาไม่แพงมากนัก แต่สามารถใช้เป็นสารตั้งต้นเพื่อผลิตสารเคมีชนิดอื่นๆ ได้อีกมากมาย เช่น การผลิต แคลเซียมไฮดรอกไซด์, Ca(OH)2 จากการนำปูนขาวทำปฏิกิริยากับน้ำ 

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

นอกจากจะได้ Ca(OH)2 เป็นผลิตภัณฑ์แล้ว ปฏิกิริยานี้ยังให้ความร้อนออกมาค่อนข้างมากถึง -63.7 kJ/mol ทำให้สามารถประยุกต์ใช้เป็นแหล่งกำเนิดความร้อนแบบพกพาได้อีกด้วย ในทางกลับกันเมื่อเผา Ca(OH)2 ที่อุณหภูมิ 512 องศาเซลเซียส ก็จะได้ CaO กลับคืนมาดังสมการ 

Ca(OH)2  CaO + H2O

ปูนขาวมีประวัติศาสตร์การใช้สอยมาอย่างยาวนาน มีบันทึกการใช้ปูนขาวในการฉาบภายนอกอาคารในประเทศตุรกีตั้งแต่ 4,000 ปีก่อนคริสตกาล หรือประมาณ 6,000 ปีก่อน ชาวโรมันเองก็ใช้ปูนขาวในการก่อและฉาบอาคาร ในพื้นที่หนาวและชื้นดังเช่นพื้นที่แถบประเทศสกอตแลนด์และเวลส์ก็มีการฉาบปูนขาวบนอาคารที่สร้างจากหินเพื่อป้องกันดินก่อจากสภาพอากาศและฝนที่รุนแรง โดยใช้วิธีการแบบโบราณคือการปาดินฉาบเข้าใส่ผนังเพื่อป้องกันการแตกร้าว ซึ่งจะทำให้น้ำไปทำลายรอยต่อของผนังหิน

ถึงแม้ว่าจะมีการใช้ปูนขาวมาอย่างยาวนานทั่วโลก แต่สำหรับพื้นที่แถบอเมริกาเหนือในปัจจุบัน การฉาบอาคารด้วยปูนขาวเริ่มสูญหายไปจากการรับรู้ของคน เรื่องมาจาการใช้คอนกรีตฉาบกันอย่างกว้างขวาง แต่อย่างไรก็ตาม การใช้ปูนขาวก็เริ่มที่จะได้รับความนิยมจากผู้สร้างบ้านธรรมชาติที่ต้องการวัสดุที่แข็งแรงทนทานแสะกันน้ำได้

ในบทนี้เราจะเข้าไปสำรวจโลกของปูนขาว, การใช้งาน, วิธีการทำ, วิธีการนำไปใช้ และข้อดีข้อเสียของมัน เพื่อประกอบการตัดสินใจในการที่จะเลือกใช้วัสดุที่มหัศจรรย์แต่ค่อนข้างจะใช้ยากนี้ แม้ว่าเราจะพยายามครอบคลุมทุกประเด็น แต่เราก็ขอแนะนำให้คุณอ่านและศึกษาเพิ่มเติม และแนะนำให้คุณเข้าร่วมการอบรม พยายามศึกษาเท่าที่คุณจะทำได้ ทดลอง และเลือกระบบของปูนขาวที่เหมาะสมกับโครงการของคุณมากที่สุด

ทำความเข้าใจปูนขาว

ปูนขาวที่ใช้ในการฉาบประกอบด้วยส่วนผสมของปูนขาวกับทราย แม้ว่ามันจะถูกเรียกว่าเป็นวัสดุธรรมชาติ แต่ความจริงแล้วเราไม่สามารถพบมันได้ในธรรมชาติ ปูนขาวนั้นผลิตจากวัสดุธรรมชาติที่มีอยู่มากมายในธรรมชาติ นั่นคือปูนขาว โดยผ่านกระบวนการผลิตที่ใช้พลังงานพอสมควร

อย่างที่คุณอาจจะรู้แล้ว หินปูนนั้นเป็นหินตะกอนที่ถูกทับถมและผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายผ่านระยะเวลาอันยาวนาน หินปูนส่วนใหญ่เกิดจากสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะพืชและสัตว์น้ำ เพื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตายและทับถมอยู่บนพื้นมหาสมุทร เมื่อผ่านระยะเวลาอันยาวนาน ซากเหล่านั้นก็ย่อยสลายจนเกิดเป็นชั้นดินเลนหนาซึ่งเต็มไปด้วยธาตุแคลเซียม หรือที่เราเรียกว่า แคลเซียมคาร์บอเนต

ในขณะที่แคลเซียมคาร์บอเนตกำลังสะสมอยู่ที่ใต้พื้นมหาสมุทร แมกนีเซียมคาร์บอเนตจากน้ำทะเลก็ถูกดึงเข้ามาผสม ปริมาณของแมกนีเซียมคาร์บอเนตที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ ทำให้เกิดหินปูนที่ต่างกัน ๓ ประเภท ซึ่งจำแนกประเภทตามปริมาณของแมกนีเซียมคาร์บอเนต

เมื่อผ่านระยะเวลาอันยาวนาน ชั้นดินเลนของแคลเซียมซึ่งประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตในอัตราส่วนที่ต่างกันก็รวมตัวกันเป็นหินปูน ชั้นหินปูนเหล่านี้ได้ถูกกลบทับด้วยตะกอนอื่น ๆ ผ่านระยะเวลาอันยาวนานทางธรณีวิทยา พื้นมหาสมุทรบางส่วนได้กลับมาอยู่บนพื้นแผ่นดิน และพื้นที่เหล่านี้แหละที่กลายมาเป็นเหมืองหินปูนที่นำมาใช้ประโยชน์ รวมทั้งการใช้ในการก่อสร้าง

หินปูนได้ถูกนำมาใช้อย่างหลากหลายทั่วโลก ในหลาย ๆ วัฒนธรรม ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการใช้หินปูนอย่างแพร่หลายทั่วโลกตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ หินปูนจะถูกสกัดออกจากเหมืองแบบเปิด ผ่านการบดอัน และผ่านความร้อนในเตาซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 2000 องศาฟาเรนไฮต์ นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมปูนขาวถึงได้ทำลายสิ่งแวดล้อมมากกว่าดินฉาบ เมื่อหินปูนถูกเผา ความร้อนจะขับเอาคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำออก และเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนต และแมกนีเซียมคาร์บอเนตให้กลายเป็นแคลเซียมออกไซด์ และแมกนีเซียมออกไซด์ ซึ่งเรารู้จักกันในชื่อปูนขาว

ในการทำปูนขาวสำหรับฉาบ เราต้องนำปูนขาวที่ซื้อมาจากร้านในรูปของผงแป้งมาแช่น้ำเสียก่อน ในกระบวนการนี้ แคลเซียมออกไซด์ และแมกนีเซียมออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับน้ำจนเกิดเป็น แคลเซียมไฮดรอกไซด์ และแมกนีเซียมไฮตรอกไซด์ ความร้อนจำนวนมากจะเกิดขึ้นเนื่องมาจากปฏิกิริยาทางเคมี ผลของมันจะทำให้เกิดส่วนผสมที่นุ่มเหนียวมีลักษณะคล้ายปูนโป้ว ซึ่งเป็นส่วนผสม

ปูนขาว ไลม์ (lime) มีชื่อเรียกทางเคมีว่า แคลเซียมออกไซด์ (calcium oxide) และมีสูตรทางเคมีคือ CaOลักษณะโดยทั่วไปเป็นผงสีขาว มีฤทธิ์เป็นด่าง กัดกร่อนได้ โดยปกติแล้วจะผลิตแคลเซียมออกไซด์, CaO จากการเผาวัสดุใดๆ ที่มีส่วนผสมของหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต, CaCO3) เป็นองค์ประกอบ ณ อุณหภูมิมากกว่า 825 องศาเซลเซียส เรียกกระบวนการเผานี้ว่าcalcination และจะมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)ออกมา ปูนขาวนี้ สามารถทำปฏิกิริยากับ CO2ที่อยู่ในอากาศ โดยอาศัยระยะเวลาที่นานพอ กลับกลายเป็น CaCO3ได้ ดังนั้นการเก็บรักษาต้องระวังไม่ให้อากาศสามารถผ่านเข้าไปในภาชนะที่ใช้จัดเก็บได้

สมการแสดงปฏิกิริยา calcination หินปูน

CaCO3 (s)  ð  CaO (s)  + CO2 (g)

โดยทั่วไปราคาของปูนขาวเมื่อเทียบกับสารเคมีชนิดอื่นๆ ถือว่ามีราคาไม่แพงมากนัก แต่สามารถใช้เป็นสารตั้งต้นเพื่อผลิตสารเคมีชนิดอื่นๆ ได้อีกมากมาย เช่น การผลิต แคลเซียมไฮดรอกไซด์, Ca(OH)2 จากการนำปูนขาวทำปฏิกิริยากับน้ำ

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

นอกจากจะได้ Ca(OH)2 เป็นผลิตภัณฑ์แล้ว ปฏิกิริยานี้ยังให้ความร้อนออกมาค่อนข้างมากถึง -63.7 kJ/mol ทำให้สามารถประยุกต์ใช้เป็นแหล่งกำเนิดความร้อนแบบพกพาได้อีกด้วย ในทางกลับกันเมื่อเผา Ca(OH)2 ที่อุณหภูมิ 512 องศาเซลเซียส ก็จะได้ CaO กลับคืนมาดังสมการ

Ca(OH)2  CaO + H2O

     QUICK LIME หรือ อาจเรียกว่า “ปูนเผา”   (burn lime or quick lime) ปูนกลุ่มนี้ ได้แก่           

     แคลเซียมออกไซด์ (CaO) และแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO)ซึ่งจะได้จากการนำหินปูนมาเผาที่อุณหภูมิ

     ประมาณ 600-900 องศาเซลเซียส แล้วนำมาบดให้ได้ขนาดตามที่ต้องการซึ่งปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดขึ้น

  ดังสมการ

                        CaCO3           -----------      CaO + CO2

                        ปูนคาร์บอเนต    -----------      ปูนออกไซด์

     คุณสมบัติของปูนร้อนหรือปูนเผา 

1. จะทำให้ค่าพีเอชเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่สุด อาจมีผลกระทบต่อสัตว์น้ำได้จึงต้องระมัดระวังใน

     การใช้ โดยเฉพาะเมื่อมีสัตว์น้ำอยู่ในบ่อ

2. มีผลต่อคาร์บอเนตอัลคาไลนิตี้ น้อยกว่าปูนคาร์บอเนต

3. เมื่อสัมผัสกับน้ำจะเกิดความร้อน ทำให้อุณหภูมิของน้ำเพิ่มสูงขึ้น

4. เมื่อสัมผัสกับน้ำ จะมีฤทธิ์กัดผิวหนัง จึงต้องใช้อย่างระมัดระวัง ควรสวมถุงมือเมื่อใช้ปูนกลุ่มนี้

5. เมื่อได้รับความชื้นแล้ว จะไม่จับตัวเป็นก้อน เนื่องจากผ่านกระบวนการให้ความร้อนสูง ซึ่งเป็น

     การทำลายโครงสร้างให้มีขนาดอนุภาคเล็กแล้ว

     อัตราการใช้

•          ใช้เพื่อปรับ pH  ดินที่เป็นกรดหรือดินเปรี้ยวควรใช้ช่วงเตรียมบ่อในอัตรา 50-100 กก./ไร่

•          ใช้เพื่อปรับ pH ในขณะเตรียมน้ำก่อนปล่อยกุ้งลงเลี้ยง ควรใช้ในอัตรา 20-25 กก./ไร่

•          ใช้เพื่อเพิ่มค่าอัลคาไลน์ ควรใช้ในช่วงกลางคืนในอัตรา 10-15 กก./ไร่

•          ใช้เพื่อกำจัดสนิมเหล็ก แก้ปัญหาดินเปรี้ยว น้ำมีสีเหลือง pH ต่ำ ควรใช้ในอัตรา 15-25 กก./ไร่

•          ใช้เพื่อควบคุมการแพร่ระบาดของหอยเจดีย์ ขณะเตรียมบ่อ ควรใช้ 25-50 กก./ไร่ 

     ข้อแนะนำ

1.         ทุกครั้งที่ท่านซื้อสินค้า ควรขอใบรับรองผลคุณภาพจากผู้ขาย และควรจะส่งตัวอย่างสินค้า ไปให้แลปกลางตรวจสอบและนำผลมาเปรียบเทียบกับใบรับรองผลคุณภาพของผู้ขาย ท่านจะได้ไม่ถูกหลอก

2.         ราคาสินค้าควรเป็นราคาตามเปอร์เซ็นต์ของ CaO ที่ควรตรวจสอบได้เท่านั้น ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ที่พิมพ์ไว้ข้างถุง

3.         ถ้าท่านไม่ตรวจสอบ ท่านอาจจะถูกหลอกโดยเอาโดโลไมท์ผสมกับปูนขาว มาขายเป็น CaO ในราคาที่แพงเกินจริง

Calcium oxide (CaO), commonly known as quicklime or burnt lime, is a widely used chemical compound. It is a white, caustic, alkaline crystalline solid at room temperature. The broadly used term "lime" connotes calcium-containing inorganic materials, which include carbonates, oxides and hydroxides of calcium, silicon, magnesium, aluminium, and iron predominate, such as limestone. By contrast, "quicklime" specifically applies to a single chemical compound.

Quicklime is relatively inexpensive. Both it and a chemical derivative (calcium hydroxide) are important commodity chemicals.

Preparation

Calcium oxide is usually made by the thermal decomposition of materials such as limestone, that contain calcium carbonate (CaCO3; mineral calcite) in a lime kiln. This is accomplished by heating the material to above 825 °C (1,517 °F), a process called calcination or lime-burning, to liberate a molecule of carbon dioxide (CO2); leaving quicklime. The quicklime is not stable and, when cooled, will spontaneously react with CO2 from the air until, after enough time, it will be completely converted back to calcium carbonate.

Annual worldwide production of quicklime is around 283 million metric tons. China is by far the world's largest producer, with a total of around 170 million metric tons per year. The United States is the next largest, with around 20 million metric tons per year.

Usage

 Heat: Quicklime produces heat energy by the formation of the hydrate, calcium hydroxide, by the following equation:

 CaO (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (aq) (ΔHr = −63.7 kJ/mol of CaO) As it hydrates, an exothermic reaction results and the solid puffs up. The hydrate can be reconverted to quicklime by removing the water by heating it to redness to reverse the hydration reaction. One litre of water combines with approximately 3.1 kilograms (6.8 lb) of quicklime to give calcium hydroxide plus 3.54 MJ of energy. This process can be used to provide a convenient portable source of heat, as for on-the-spot food warming in a self-heating can. Light: When quicklime is heated to 2,400 °C (4,350 °F), it emits an intense glow. This form of illumination is known as a limelight, and was used broadly in theatrical productions prior to the invention of electric lighting.

 Cement: Calcium oxide is a key ingredient for the process of making cement.

 Petroleum industry: Water detection pastes contain a mix of calcium oxide and phenolphthalein. Should this paste come into contact with water in a fuel storage tank, the CaO reacts with the water to form calcium hydroxide. Calcium hydroxide has a high enough pH to turn the phenolphthalein a vivid purplish-pink color, thus indicating the presence of water.

 Paper: Calcium oxide is used to regenerate sodium hydroxide from sodium carbonate in the chemical recovery at Kraft pulp mills.

 Plaster: There is archeological evidence that Pre-Pottery Neolithic B humans used limestone-based plaster for flooring and other uses. Such Lime-ash floor remained in use until the late nineteenth century.

 Chemical or power production: Solid sprays or slurries of calcium oxide can be used to removed sulfur dioxide from exhaust streams in a process called flue-gas desulfurization.

Use as a weapon

Historian and philosopher David Hume, in his history of England, recounts that early in the reign of Henry III, the English Navy destroyed an invading French fleet by blinding the enemy fleet with quicklime:

D’Albiney employed a stratagem against them, which is said to have contributed to the victory: Having gained the wind of the French, he came down upon them with violence; and throwing in their faces a great quantity of quicklime, which he purposely carried on board, he so blinded them, that they were disabled from defending themselves.

Quicklime is also thought to have been a component of Greek fire. Upon contact with water, quicklime would increase its temperature above 150 °C and ignite the fuel

calcium oxide, chemical compound, CaO, a colorless, cubic crystalline or white amorphous substance. It is also called lime, quicklime, or caustic lime, but commercial lime often contains impurities, e.g., silica, iron, alumina, and magnesia. It is prepared by heating calcium carbonate (e.g., limestone) in a special lime kiln to about 500°C to 600°C, decomposing it into the oxide and carbon dioxide. Calcium oxide is widely used in industry, e.g., in making porcelain and glass; in purifying sugar; in preparing bleaching powder, calcium carbide, and calcium cyanamide; in water softeners; and in mortars and cements. In agriculture it is used for treating acidic soils (liming). It is incandescent when heated to high temperatures; the Drummond light, or limelight, provides a brilliant white light by heating a cylinder of lime with the flame of an oxyhydrogen torch. Calcium oxide is a basic anhydride, reacting with water to form calcium hydroxide; during the reaction (slaking) much heat is given off and the solid nearly doubles its volume.

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ฝ่ายขาย

Thai Poly Chemicals Co., Ltd.

บริษัท ไทยโพลีเคมิคอล จำกัด

ที่อยู่36/5 ม.9  แขวง/ตำบลนาดี  เขต/อำเภอเมืองสมุทรสาคร  จังหวัดสมุทรสาคร รหัสไปรษณีย์74000

Tel.:034854888, 034496284

Fax.:034854899, 034496285

Mobile:0824504888, 0800160016

Website : www.thaipolychemicals.com

Email1 : thaipolychemicals@hotmail.com

Email2 : info@thaipolychemicals.com