La calce pura, o calce viva, è ossido di calcio. La sua facilità di fabbricazione e le sue proprietà chimiche ne fanno un importante prodotto chimico industriale.
La calce ha una lunga storia che risale ai tempi più antichi. I suoi usi principali erano come ingrediente della malta e come fertilizzante del suolo.
Fabbricazione della calce
Dai tempi più antichi, la calce è stata prodotta riscaldando il calcare ad alte temperature. I metodi di produzione si sono evoluti dal riscaldamento del calcare in fuochi all’aperto, all’uso di forni da calce in mattoni all’inizio del XVII secolo, fino agli odierni forni rotanti orizzontali di diversi metri di diametro e fino a 100 metri di lunghezza. Questi forni moderni operano ad una temperatura di circa 1100-1200°C, permettendo una rapida conversione del calcare in calce.
CaCO3(s) calcare → CaO(s) calce + CO2(g) anidride carbonica
Proprietà chimiche della calce
La calce (ossido di calcio) è un solido bianco con proprietà fortemente basiche.
La calce reagisce facilmente con acqua per produrre calce spenta, che è il composto chimico idrossido di calcio. Una notevole quantità di energia termica viene rilasciata durante questa reazione.
L’idrossido di calcio è scarsamente solubile in acqua e produce una soluzione alcalina nota come acqua calcarea. Quando il gas di anidride carbonica viene fatto passare attraverso o sopra l’acqua calcarea, essa diventa lattiginosa a causa della formazione di carbonato di calcio.
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CaO(s) |
+ |
H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
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Ca(OH)2(s) |
+ |
H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(aq) |
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Ca(OH)2(aq) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
+ |
H2O(l) |
| La calce reagisce con gas acidi come il diossido di zolfo. | ||||||
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CaO(s) |
+ |
SO2(g) |
→ |
CaSO3(s) |
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Carbone e gasLe centrali elettriche a carbone e a gas producono grandi volumi di prodotto gassoso, una parte del quale è anidride solforosa. La calce e la calce spenta sono entrambe usate per ridurre queste emissioni di zolfo.
La calce spenta reagisce con il cloro gassoso per produrre l’agente sbiancante ipoclorito di calcio – una forma comune di cloro “da piscina”.
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2Ca(OH)2(s) |
+ |
2Cl2(g) |
→ |
Ca(ClO)2(s) |
+ |
CaCl2(s) |
+ |
2H2O(l) |
Quando riscaldato con coke, una forma di carbonio, l’ossido di calcio si combina per formare carburo di calcio. Quando il carburo di calcio è mescolato con acqua, si produce un gas chiamato acetilene. Questo è il combustibile del cannello a gas ossiacetilenico usato nelle industrie dei metalli per tagliare e saldare.
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2CaO(s) |
+ |
5C(s) |
→ |
2CaC2(s) |
+ |
CO2(g) |
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CaC2(s) |
+ |
2H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
+ |
C2H2(g) |
Malta di calce
La malta è una pasta lavorabile usata per legare insieme mattoni e blocchi da costruzione. La malta di calce è fatta mescolando calce, sabbia e acqua. È uno dei più antichi tipi di malta che risale ai tempi antichi. Al giorno d’oggi, la malta è fatta mescolando cemento in polvere, sabbia e acqua.
L’impostazione della malta di calce in un materiale duro e vincolante comporta la reazione con l’anidride carbonica atmosferica per produrre cristalli di carbonato di calcio che bloccano i grani di sabbia strettamente insieme.
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Ca(OH)2(s) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
L’affresco è una tecnica di pittura che prevede l’applicazione di pigmento su una superficie fresca di malta di calce.
Questa tecnica fu ampiamente utilizzata dai pittori del Rinascimento nei secoli XV e XVI – alcune delle opere create, come il dipinto di Michelangelo del soffitto della Cappella Sistina, sono ammirate da un flusso continuo di visitatori in Vaticano ogni anno.
Calce – un’interessante proprietà fisica
Se un pezzo di calce grande come il marmo viene riscaldato ad alta temperatura, emette una luce bianca molto brillante. Negli anni 1820, l’ufficiale dell’esercito britannico Thomas Drummond utilizzò questa proprietà della calce per sviluppare una luce che potesse essere utilizzata nei fari e sul campo di battaglia. Chiamate luci Drummond, alla fine sostituirono le luci a gas usate nelle sale da musica e nei teatri. Gli artisti e gli attori erano ora “sotto i riflettori” quando erano sul palco.
Anche gli ossidi di metalli delle terre rare (cerio e torio) mostrano questa proprietà.