KALSIUM OKSIDA (CAO): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The kalsium oksida (CaO) merupakan senyawa anorganik yang mengandung kalsium dan oksigen dalam bentuk ionik (tidak harus bingung dengan kalsium peroksida CaO ₂ ). Di seluruh dunia dikenal sebagai kapur, kata yang menunjukkan senyawa anorganik apa pun yang mengandung kalsium karbonat, oksida dan hidroksida, selain logam lain seperti silikon, aluminium, dan besi.

Oksida (atau kapur) ini juga dalam bahasa sehari-hari disebut sebagai kapur kapur atau kapur mati, tergantung pada apakah ia terhidrasi atau tidak. Kapur adalah kalsium oksida, sedangkan kapur mati adalah hidroksidanya. Sebaliknya, batugamping (batugamping atau kapur yang mengeras) sebenarnya merupakan batuan sedimen yang sebagian besar terdiri dari kalsium karbonat (CaCO ₃ ).

Ini adalah salah satu sumber kalsium alami terbesar dan merupakan bahan mentah untuk produksi kalsium oksida. Bagaimana karat ini diproduksi? Karbonat rentan terhadap dekomposisi termal; memanaskan kalsium karbonat hingga suhu lebih tinggi dari 825 ºC, menyebabkan pembentukan kapur dan karbon dioksida.

Pernyataan di atas dapat dijelaskan seperti ini: CaCO ₃ (s) → CaO (s) + CO ₂ (g). Karena kerak bumi kaya akan batu kapur dan kalsit, dan kerang (bahan mentah untuk produksi kalsium oksida) melimpah di lautan dan pantai, kalsium oksida merupakan reagen yang relatif murah.

Rumus

Rumus kimia kalsium oksida adalah CaO, di mana ion kalsium berbentuk asam (akseptor elektron) Ca ²⁺ , dan oksigen sebagai ion basa (donor elektron) O ^2- .

Mengapa kalsium diisi +2? Karena kalsium termasuk golongan 2 dari tabel periodik (Tuan Becambara), dan hanya memiliki dua elektron valensi yang tersedia untuk pembentukan ikatan, yang dilepaskannya ke atom oksigen.

Struktur

Pada gambar atas struktur kristal (jenis garam permata) untuk kalsium oksida diwakili. Bola merah besar berhubungan dengan ion Ca ²⁺ dan bola putih berhubungan dengan ion O ^2- .

Dalam susunan kristal kubik ini, setiap ion Ca ²⁺ dikelilingi oleh enam ion O ^2- , tersumbat dalam celah oktahedron yang meninggalkan ion besar di antara keduanya.

Struktur ini mengekspresikan karakter ionik oksida ini secara maksimal, meskipun perbedaan yang mencolok pada jari-jarinya (bola merah lebih besar dari yang putih) memberinya energi kisi kristal yang lebih lemah jika dibandingkan dengan MgO.

Properti

Secara fisik, ini adalah kristal putih, padatan tidak berbau dengan interaksi elektrostatis yang kuat, yang menyebabkan titik lelehnya yang tinggi (2572 ºC) dan titik didihnya (2850 ºC). Selain itu, ia memiliki berat molekul 55,958 g / mol dan sifat yang menarik sebagai termoluminesen.

Ini berarti sepotong kalsium oksida yang terkena api dapat bersinar dengan cahaya putih yang intens, yang dalam bahasa Inggris disebut sebagai pusat perhatian, atau dalam bahasa Spanyol, cahaya kalsium. Ion Ca ²⁺ , jika kontak dengan api, menghasilkan nyala api kemerahan, seperti dapat dilihat pada gambar berikut.

Limelight atau pusat perhatian

Kelarutan

CaO adalah oksida basa yang memiliki afinitas kuat terhadap air, sedemikian rupa sehingga ia menyerap kelembapan (berupa padatan higroskopis), segera bereaksi menghasilkan kapur mati atau kalsium hidroksida:

CaO (s) + H ₂ O (l) => Ca (OH) ₂ (s)

Reaksi ini eksotermik (mengeluarkan panas) karena pembentukan padatan dengan interaksi yang lebih kuat dan kisi kristal yang lebih stabil. Namun, reaksinya dapat dibalik jika Ca (OH) ₂ dipanaskan , menyebabkan dehidrasi dan menyulut kapur mati; kemudian, jeruk nipis “dilahirkan kembali”.

Larutan yang dihasilkan sangat basa, dan jika dijenuhkan dengan kalsium oksida, ia mencapai pH 12,8.

Demikian juga, larut dalam gliserol dan larutan asam dan gula. Karena merupakan oksida basa, ia secara alami memiliki interaksi yang efektif dengan oksida asam (misalnya SiO ₂ , Al ₂ O ₃ dan Fe ₂ O ₃ ), yang larut dalam fasa cairnya. Di sisi lain, ini tidak larut dalam alkohol dan pelarut organik.

Aplikasi

CaO memiliki kegunaan industri yang tak terbatas, serta dalam sintesis asetilen (CH≡CH), dalam ekstraksi fosfat dari air limbah dan dalam reaksi dengan sulfur dioksida dari limbah gas.

Kegunaan lain untuk kalsium oksida dijelaskan di bawah ini:

Sebagai mortir

Jika kalsium oksida bercampur dengan pasir (SiO ₂ ) dan air, ia akan mengumpul dengan pasir dan bereaksi perlahan dengan air untuk membentuk kapur mati. Selanjutnya, CO _{2 di} udara larut dalam air dan bereaksi dengan slaked salt membentuk kalsium karbonat:

Ca (OH) ₂ (s) + CO ₂ (g) => CaCO ₃ (s) + H ₂ O (l)

CaCO ₃ adalah senyawa yang lebih tahan dan lebih keras daripada CaO, menyebabkan mortar (campuran sebelumnya) mengeras dan memperbaiki batu bata, balok atau keramik di antaranya atau ke permukaan yang diinginkan.

Dalam produksi kaca

Bahan baku penting untuk produksi gelas adalah silikon oksida, yang dicampur dengan kapur, natrium karbonat (Na ₂ CO ₃ ) dan aditif lainnya, untuk kemudian dipanaskan, menghasilkan padatan seperti kaca. Padatan ini kemudian dipanaskan dan ditiup menjadi bentuk apapun.

Di pertambangan

Kapur mati menempati volume lebih besar daripada kapur karena interaksi ikatan hidrogen (OHO). Properti ini digunakan untuk memecahkan bebatuan dari dalam.

Ini dicapai dengan mengisinya dengan campuran padat kapur dan air, yang disegel untuk memfokuskan panas dan daya ekspansifnya di dalam batuan.

Sebagai agen penghilang silikat

CaO berfusi dengan silikat untuk membentuk cairan yang menyatu, yang kemudian diekstraksi dari bahan mentah produk tertentu.

Misalnya bijih besi merupakan bahan baku untuk produksi besi logam dan baja. Mineral ini mengandung silikat, yang merupakan pengotor yang tidak diinginkan untuk proses dan dihilangkan dengan metode yang baru saja dijelaskan.

Nanopartikel kalsium oksida

Kalsium oksida dapat disintesis sebagai nanopartikel, mengubah konsentrasi kalsium nitrat (Ca (NO ₃ ) ₂ ) dan natrium hidroksida (NaOH) dalam larutan.

Partikel-partikel ini berbentuk bola, basa (seperti padatan skala makro) dan memiliki banyak luas permukaan. Akibatnya, sifat-sifat ini menguntungkan proses katalitik. Yang? Penelitian saat ini menjawab pertanyaan itu.

Nanopartikel ini telah digunakan untuk mensintesis senyawa organik tersubstitusi - seperti turunan piridin - dalam formulasi obat baru untuk melakukan transformasi kimia seperti fotosintesis buatan, untuk pemurnian air dari logam berat dan berbahaya, dan sebagai agen fotokatalitik.

Nanopartikel dapat disintesis pada penunjang biologis, seperti pepaya dan daun teh hijau, untuk digunakan sebagai agen antibakteri.

Referensi

1. scifun.org. (2018). Jeruk nipis: kalsium oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: scifun.org.
2. Wikipedia. (2018). Kalsium oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: en.wikipedia.org
3. Ashwini Anantharaman dkk. (2016). Sintesis Hijau Nanopartikel Kalsium Oksida dan Aplikasinya. Jurnal Penelitian dan Aplikasi Teknik. ISSN: 2248-9622, Vol. 6, Issue 10, (Part -1), hlm. 27-31.
4. J. Safaei-Ghomi dkk. (2013). Nanopartikel kalsium oksida mengkatalisis sintesis multikomponen satu langkah dari piridin yang sangat tersubstitusi dalam media etanol berair Scientia Iranica, Transaksi C: Kimia dan Teknik Kimia 20 549–554.
5. PubChem. (2018). Kalsium oksida. Diperoleh pada 30 Maret 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. Dalam Unsur-unsur kelompok 2. (edisi keempat., P. 280). Mc Graw Hill.