La cal pura, o cal viva, es óxido de calcio. Su facilidad de fabricación y sus propiedades químicas la convierten en un importante producto químico industrial.
La cal tiene una larga historia que se remonta a los primeros tiempos. Sus principales usos eran como ingrediente del mortero y como fertilizante del suelo.
Fabricación de la cal
Desde los primeros tiempos, la cal se ha fabricado calentando la piedra caliza a altas temperaturas. Los métodos de producción han evolucionado desde el calentamiento de la piedra caliza en fuegos abiertos, pasando por el uso de hornos de cal de ladrillo a principios del siglo XVII, hasta los actuales hornos rotatorios horizontales de varios metros de diámetro y hasta 100 metros de longitud. Estos hornos modernos funcionan a una temperatura de unos 1100-1200°C, lo que permite una rápida conversión de la piedra caliza en cal.
CaCO3(s) piedra caliza → CaO(s) cal + CO2(g) dióxido de carbono
Propiedades químicas de la cal
La cal (óxido de calcio) es un sólido blanco con propiedades fuertemente básicas.
La cal reacciona fácilmente con el agua para producir cal apagada, que es el compuesto químico hidróxido de calcio. Durante esta reacción se libera una cantidad considerable de energía calorífica.
El hidróxido de calcio es poco soluble en agua produciendo una solución alcalina conocida como agua de cal. Cuando se hace pasar gas de dióxido de carbono a través o sobre el agua de cal, ésta se vuelve lechosa debido a la formación de carbonato de calcio.
|
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) |
| La cal reacciona con gases ácidos como el dióxido de azufre. | ||||||
|
CaO(s) |
+ |
SO2(g) |
→ |
CaSO3(s) |
||
Las centrales eléctricas de carbón y gasLas centrales eléctricas de gas producen grandes volúmenes de productos gaseosos, algunos de los cuales son dióxido de azufre. Tanto la cal como la cal apagada se utilizan para reducir estas emisiones de azufre.
La cal apagada reacciona con el cloro gaseoso para producir el agente blanqueador hipoclorito de calcio, una forma común de cloro para piscinas.
|
2Ca(OH)2(s) |
+ |
2Cl2(g) |
→ |
Ca(ClO)2(s) |
+ |
CaCl2(s) |
+ |
2H2O(l) |
Cuando se calienta con coque, una forma de carbono, el óxido de calcio se combina para formar carburo de calcio. Cuando el carburo de calcio se mezcla con agua, se produce un gas llamado acetileno. Este es el combustible del soplete de gas oxiacetileno utilizado en las industrias metalúrgicas para cortar y soldar.
|
2CaO(s) |
+ |
5C(s) |
→ |
.
2CaC2(s) |
+ |
CO2(g) |
|
CaC2(s) |
+ |
2H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
+ |
C2H2(g) |
Mortero de cal
El mortero es una pasta manejable que se utiliza para unir ladrillos y bloques de construcción. El mortero de cal se hace mezclando cal, arena y agua. Es uno de los tipos de mortero más antiguos que se remontan a la antigüedad. Hoy en día, el mortero se hace mezclando cemento en polvo, arena y agua.
El fraguado del mortero de cal en un material duro y aglutinante implica la reacción con el dióxido de carbono atmosférico para producir cristales de carbonato de calcio que fijan los granos de arena firmemente.
|
Ca(OH)2(s) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
Fresco es una técnica de pintura que consiste en aplicar pigmento sobre una superficie fresca de mortero de cal.
Esta técnica fue muy utilizada por los pintores del Renacimiento en los siglos XV y XVI – algunas de las obras creadas, como la pintura de Miguel Ángel del techo de la Capilla Sixtina, son admiradas por un flujo continuo de visitantes al Vaticano cada año.
La cal – una interesante propiedad física
Si un trozo de cal del tamaño de un mármol se calienta a alta temperatura, emite una luz blanca muy brillante. En la década de 1820, el oficial del ejército británico Thomas Drummond utilizó esta propiedad de la cal para desarrollar una luz que pudiera utilizarse en los faros y en el campo de batalla. Llamadas luces Drummond, acabaron sustituyendo a las luces de gas utilizadas en los salones de música y los teatros. Los artistas y los actores ahora estaban «en el candelero» cuando estaban en el escenario.
Los óxidos metálicos de tierras raras (óxidos de cerio y torio) también muestran esta propiedad.