Čisté vápno neboli hašené vápno je oxid vápenatý. Díky své snadné výrobě a chemickým vlastnostem je důležitou průmyslovou chemikálií.
Vápno má dlouhou historii sahající až do nejstarších dob. Jeho hlavní využití bylo jako přísada do malty a jako půdní hnojivo.
Výroba vápna
Od nejstarších dob se vápno vyrábělo zahříváním vápence na vysoké teploty. Výrobní metody se vyvíjely od zahřívání vápence v otevřených ohništích přes používání cihlových vápenných pecí na počátku 17. století až po dnešní horizontální rotační pece o průměru několika metrů a délce až 100 metrů. Tyto moderní pece pracují při teplotě přibližně 1100-1200 °C, což umožňuje rychlou přeměnu vápence na vápno.
CaCO3(s) vápenec → CaO(s) vápno + CO2(g) oxid uhličitý
Chemické vlastnosti vápna
Vápno (oxid vápenatý) je bílá pevná látka se silně zásaditými vlastnostmi.
Vápno snadno reaguje s vodou za vzniku hašeného vápna, což je chemická sloučenina hydroxid vápenatý. Při této reakci se uvolňuje značné množství tepelné energie.
Hydroxid vápenatý je málo rozpustný ve vodě za vzniku zásaditého roztoku známého jako vápenná voda. Prochází-li vápennou vodou nebo nad ní plynný oxid uhličitý, změní se v důsledku tvorby uhličitanu vápenatého na mléčný.
|
CaO(s) |
+ |
.
H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
||
|
Ca(OH)2(s) |
+ |
H2O(l) |
→ |
.
Ca(OH)2(aq) |
||
|
Ca(OH)2(aq) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
+ |
H2O(l) |
| Vápno reaguje s kyselými plyny, jako je oxid siřičitý. | ||||||
|
CaO(s) |
+ |
SO2(g) . |
→ |
CaSO3(s) |
||
Uhlí a plyn-elektrárny produkují velké objemy plynného produktu, z nichž část tvoří oxid siřičitý. Ke snížení těchto emisí síry se používá vápno a hašené vápno.
Hašené vápno reaguje s plynným chlorem za vzniku bělicího činidla chlornanu vápenatého – běžné formy „bazénového“ chloru.
|
2Ca(OH)2(s) |
+ |
.
2Cl2(g) |
→ |
Ca(ClO)2(s) |
+ |
CaCl2(s) |
+ |
2H2O(l) |
Při zahřívání s koksem, formou uhlíku, se oxid vápenatý spojuje za vzniku karbidu vápenatého. Při smíchání karbidu vápníku s vodou vzniká plyn zvaný acetylen. Ten je palivem kyslíko-acetylenových plynových hořáků používaných v kovoprůmyslu k řezání a svařování.
|
2CaO(s) |
+ |
5C(s) |
→ |
.
2CaC2(s) |
+ |
CO2(g) |
|
CaC2(s) . |
+ |
2H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
+ |
C2H2(g) |
Vápenná malta
Malta je zpracovatelná pasta používaná ke spojování stavebních cihel a tvárnic. Vápenná malta se vyrábí smícháním vápna, písku a vody. Je to jeden z nejstarších typů malty, který pochází již ze starověku. V dnešní době se malta vyrábí smícháním cementového prášku, písku a vody.
Při tuhnutí vápenné malty v tvrdý pojivový materiál dochází k reakci s atmosférickým oxidem uhličitým za vzniku krystalů uhličitanu vápenatého, které pevně spojují zrnka písku.
|
Ca(OH)2(s) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
Freska je malířská technika, při níž se na čerstvý povrch vápenné malty nanáší pigment.
Tuto techniku hojně využívali renesanční malíři v 15. a 16. století – některá z vytvořených děl, například Michelangelovu malbu stropu Sixtinské kaple, obdivuje každoročně nepřetržitý proud návštěvníků Vatikánu.
Vápno – zajímavá fyzikální vlastnost
Pokud se kus vápna o velikosti mramoru zahřeje na vysokou teplotu, vyzařuje velmi jasné bílé světlo. Ve 20. letech 19. století využil britský armádní důstojník Thomas Drummond této vlastnosti vápna k vývoji světla, které by se dalo použít v majácích a na bojišti. Drummondova světla nakonec nahradila plynová světla používaná v hudebních sálech a divadlech. Účinkující a herci byli nyní na jevišti „ve světle reflektorů“.
Tuto vlastnost vykazují také oxidy kovů vzácných zemin (oxidy ceru a thoria).