Wodorotlenek wapnia — wapno palone i gaszone

około 10 minut
W tej lekcji1/10

Wrzuć białe grudki do wiadra z ZIMNĄ wodą, a woda zacznie parować i syczeć — bez ognia, bez prądu, bez czajnika. Murarze robią tak od tysięcy lat i nazywają to gaszeniem wapna. Zaraz zobaczysz, skąd bierze się to ciepło i dlaczego zaprawa na ścianie po latach zamienia się z powrotem w skałę.

Skała, którą wypala się w piecu

Wapień to skała zbudowana z węglanu wapnia CaCO3\mathrm{CaCO}_3 — ta sama substancja jest w kredzie, w muszlach i w skorupce jajka. Wypalany w piecu w temperaturze około 900 °C rozpada się: ulatuje CO2\mathrm{CO_2}, a zostaje białe, żrące wapno palone CaO\mathrm{CaO}, czyli tlenek wapnia.

CaCO3CaO+CO2\mathrm{CaCO}_3 \rightarrow \mathrm{CaO} + \mathrm{CO_2}

Cykl wapienny — droga tam i z powrotem

  1. 1

    Start: wapień. Ze skały wydobytej w kamieniołomie ładujesz do pieca węglan wapnia.

    CaCO3 (wapienˊ)\mathrm{CaCO}_3 \ \text{(wapień)}
  2. 2

    Prażenie. W piecu wapiennym CO2\mathrm{CO_2} ucieka do powietrza, a zostaje wapno palone.

    CaCO3CaO+CO2\mathrm{CaCO}_3 \rightarrow \mathrm{CaO} + \mathrm{CO_2}
  3. 3

    Gaszenie wodą. Reakcja jest burzliwa i wydziela mnóstwo ciepła — powstaje wapno gaszone.

    CaO+H2OCa(OH)2\mathrm{CaO} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2}
  4. 4

    Powrót. Tynk na ścianie twardnieje, pochłaniając CO2\mathrm{CO_2} z powietrza — i znów jest wapieniem. Koło się zamyka.

    Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O\mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H_2O}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Gaszenie, przy którym woda wrze

Zalane wodą wapno palone syczy, kipi i paruje — mieszanina rozgrzewa się powyżej 100 °C i woda w niej wrze. To reakcja egzoenergetyczna, znana ci z klasy 7: produkt ma mniej energii niż substraty, a nadmiar ucieka jako ciepło. Nikt nie podgrzewa tu niczego z zewnątrz — grzeje sama reakcja.

Twoja kolej

Murarz wsypuje wapno palone do wiadra z lodowatą wodą. Co stanie się z temperaturą w wiadrze?

Woda wapienna, czyli detektor CO2\mathrm{CO_2}

Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2} słabo rozpuszcza się w wodzie: w szklance zniknie mniej niż pół grama, a reszta osiądzie jako biała zawiesina — mleko wapienne. Klarowny, nasycony roztwór znad osadu to woda wapienna. Dmuchnij w nią przez słomkę, a zmętnieje: strąca się nierozpuszczalny węglan wapnia. Tak wykrywamy CO2\mathrm{CO_2} — znasz tę próbę z lekcji o dwutlenku węgla.

Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O\mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H_2O}

Twoja kolej

Masz dwie probówki z klarowną wodą wapienną. Do pierwszej dmuchasz przez słomkę, przez drugą przepuszczasz czysty tlen. W której roztwór zmętnieje?

Gdzie spotkasz wapno gaszone

Budownictwo. Zaprawa i tynk wapienny — kruszywo plus Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2}, które twardnieje, wiążąc CO2\mathrm{CO_2}.

Pułapka! Wapno palone to nie wapno gaszone

Źle: „wapno palone i gaszone to to samo, tylko inaczej się nazywa”.

Ściąga do zapamiętania

Cykl wapienny i wodorotlenek wapnia — co trzeba umieć?

CYKL: wapień CaCO3\mathrm{CaCO}_3 prażony w piecu daje wapno palone — CaCO3CaO+CO2\mathrm{CaCO}_3 \rightarrow \mathrm{CaO} + \mathrm{CO_2}. Gaszenie wodą jest BURZLIWE i egzoenergetyczne (mieszanina wrze!) — CaO+H2OCa(OH)2\mathrm{CaO} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2}. Tynk twardnieje, pochłaniając CO2\mathrm{CO_2}, i wraca do wapienia — Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O\mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H_2O}. Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2} słabo rozpuszcza się w wodzie: nasycony, klarowny roztwór to WODA WAPIENNA, a zawiesina — mleko wapienne. Zmętnienie wody wapiennej to próba wykrywająca CO2\mathrm{CO_2}. Zastosowania: zaprawa i tynk, wapnowanie kwaśnej gleby, bielenie pni drzew. NIE MYLIĆ: palone CaO\mathrm{CaO} z wodą reaguje i parzy, gaszone Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2} jest już produktem tej reakcji.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy można pokazać coś z tej lekcji w domu?

Tak, ale tylko bezpieczną połowę. Wapna palonego nie kupujemy i nie gasimy w kuchni — to substancja żrąca, a reakcja doprowadza wodę do wrzenia. Za to woda wapienna kosztuje grosze w aptece: wystarczy nalać ją do szklanki i podmuchać przez słomkę, żeby na oczach dziecka zbielała. Ten sam efekt daje rozmieszane w wodzie wapno budowlane pozostawione do odstania — niczego oczywiście nie pijemy, doświadczenie jest do patrzenia.

Dziecko myli wapno palone z gaszonym. Jak to utrwalić?

Najprościej przez kolejność w czasie: palone jest PRZED wodą, gaszone PO wodzie. Palone to głodna substancja, która czeka na wodę i rzuca się na nią z hukiem i gorącem; gaszone to ta sama substancja już nasycona, spokojna, gotowa do tynkowania. Pomaga też sama nazwa: gasi się coś, co jest gwałtowne — więc „gaszone” musi być tym, co przyszło później.

Po co uczyć się cyklu wapiennego, skoro nikt dziś nie buduje z wapna?

Buduje, i to sporo: tynki wapienne wracają do renowacji zabytków, a wapno jest w zaprawach, w oczyszczaniu spalin z elektrowni i w uzdatnianiu wody. Ważniejsze jest jednak to, czego cykl uczy na przyszłość: że reakcje chemiczne bywają odwracalne i że substancja może wrócić do punktu wyjścia. Ten sam schemat pojawi się później przy obiegu węgla w przyrodzie i przy równowagach chemicznych w liceum.

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Co powstaje z wapienia podczas prażenia w piecu wapiennym?

2

Dlaczego wapno palone gasi się w rękawicach i goglach, a nie gołymi rękami?

3

Czym jest woda wapienna?

4

Świeży tynk wapienny twardnieje na ścianie. Co się w nim dzieje?

5

Który zapis przedstawia GASZENIE wapna?

Następny temat
Dysocjacja jonowa zasad. Zasady a wodorotlenki