Cal pura, ou cal viva, é óxido de cálcio. A sua facilidade de fabrico e propriedades químicas fazem dela uma importante substância química industrial.
A cal tem uma longa história que data dos primeiros tempos. Os seus principais usos foram como ingrediente em argamassa e como fertilizante do solo.
Fabrico da cal
Desde os primeiros tempos, a cal tem sido feita aquecendo calcário a altas temperaturas. Os métodos de produção evoluíram do aquecimento do calcário em fogos abertos, à utilização de fornos de tijolo à cal no início do século XVII, até aos fornos de rotação horizontal actuais de vários metros de diâmetro e até 100 metros de comprimento. Estes modernos fornos operam a uma temperatura de cerca de 1100-1200°C, permitindo a rápida conversão do calcário em cal.
CaCO3(s) calcário → CaO(s) cal + CO2(g) dióxido de carbono
Propriedades químicas da cal
Cal (óxido de cálcio) é um sólido branco com propriedades fortemente básicas.
Cal reage prontamente com água para produzir cal apagada, que é o composto químico hidróxido de cálcio. Uma quantidade considerável de energia térmica é libertada durante esta reacção.
O hidróxido de cálcio é moderadamente solúvel em água produzindo uma solução alcalina conhecida como água calcária. Quando o gás de dióxido de carbono é passado através ou sobre água calcária, torna-se leitoso devido à formação de carbonato de cálcio.
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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) |
| A cal reage com gases ácidos como o dióxido de enxofre. | ||||||
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CaO(s) |
+ |
SO2(g) |
→ |
CaSO3(s) |
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Carvão e gás-As centrais eléctricas queimadas produzem grandes volumes de produtos gasosos, alguns dos quais são dióxido de enxofre. A cal e a cal apagada são ambas utilizadas para reduzir estas emissões de enxofre.
A cal apagada reage com gás cloro para produzir o agente branqueador hipoclorito de cálcio – uma forma comum de cloro de ‘piscina’.
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2Ca(OH)2(s) |
+ |
2Cl2(g) |
→ |
Ca(ClO)2(s) |
+ |
CaCl2(s) |
+ |
2H2O(l) |
Quando aquecido com coque, uma forma de carbono, o óxido de cálcio combina para formar o carboneto de cálcio. Quando o carboneto de cálcio é misturado com água, é produzido um gás chamado acetileno. Este é o combustível da tocha de gás oxi-acetileno utilizada nas indústrias metalúrgicas para cortar e soldar.
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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) |
Massarico de cal
Massar é uma pasta utilizável para unir tijolos e blocos de construção. A argamassa de cal é feita através da mistura de cal, areia e água. É um dos mais antigos tipos de argamassas que remontam aos tempos antigos. Hoje em dia, a argamassa é feita misturando cimento em pó, areia e água.
A colocação da argamassa de cal num material duro e ligante envolve a reacção com o dióxido de carbono atmosférico para produzir cristais de carbonato de cálcio que fixam bem os grãos de areia.
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Ca(OH)2(s) |
+ |
CO2(g) |
→ |
CaCO3(s) |
Fresco é uma técnica de pintura que envolve a aplicação de pigmento numa superfície fresca de argamassa de cal.
Esta técnica foi amplamente utilizada por pintores renascentistas nos séculos XV e XVI – algumas das obras criadas como a pintura de Michelangelo do tecto da Capela Sistina são maravilhadas por um fluxo contínuo de visitantes ao Vaticano a cada ano.
Cal – uma propriedade física interessante
Se um pedaço de cal do tamanho de um mármore é aquecido a uma temperatura elevada, emite uma luz branca muito brilhante. Na década de 1820, o oficial do exército britânico Thomas Drummond usou esta propriedade da cal para desenvolver uma luz que poderia ser usada em faróis e no campo de batalha. Chamadas luzes Drummond, elas acabaram por substituir as luzes de gás utilizadas nos salões de música e teatros. Artistas e atores estavam agora ‘na ribalta’ quando no palco.
Óxidos de metal de terras raras (óxidos de cério e tório) também mostram esta propriedade.