Varul pur, sau varul viu, este oxid de calciu. Ușurința sa de fabricare și proprietățile sale chimice fac din ea un produs chimic industrial important.
Cala are o istorie îndelungată care datează din cele mai vechi timpuri. Principalele sale utilizări au fost ca ingredient în mortar și ca îngrășământ pentru sol.
Fabricarea varului
Din cele mai vechi timpuri, varul a fost fabricat prin încălzirea calcarului la temperaturi ridicate. Metodele de producție au evoluat de la încălzirea calcarului în focuri deschise, la utilizarea cuptoarelor de var din cărămidă la începutul secolului al XVII-lea, până la cuptoarele rotative orizontale de astăzi, cu diametrul de câțiva metri și lungimea de până la 100 de metri. Aceste cuptoare moderne funcționează la o temperatură de aproximativ 1100-1200°C, permițând transformarea rapidă a calcarului în var.
CaCO3(s) calcar → CaO(s) var + CO2(g) dioxid de carbon
Proprietățile chimice ale varului
Calul (oxid de calciu) este un solid alb cu proprietăți puternic bazice.
Calul reacționează ușor cu apa pentru a produce var stins, care este compusul chimic hidroxid de calciu. În timpul acestei reacții se degajă o cantitate considerabilă de energie termică.
Hidroxidul de calciu este puțin solubil în apă, producând o soluție alcalină cunoscută sub numele de apă de var. Atunci când dioxidul de carbon gazos este trecut prin sau peste apa de var, aceasta devine lăptoasă datorită formării carbonatului de calciu.
|
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) |
|
| Calcarul reacționează cu gaze acide precum dioxidul de sulf. | |||||||
|
CaO(s) |
+ |
SO2(g) . |
→ |
CaSO3(s) |
|||
Cărbune și gaz…centralele electrice alimentate cu cărbune și gaz produc volume mari de produs gazos, din care o parte este dioxid de sulf. Atât varul, cât și varul stins sunt utilizate pentru a reduce aceste emisii de sulf.
Varul stins reacționează cu clorul gazos pentru a produce agentul de înălbire hipoclorit de calciu – o formă obișnuită de clor „de piscină”.
|
2Ca(OH)2(s) |
+ |
.
2Cl2(g) |
→ |
Ca(ClO)2(s) |
+ |
CaCl2(s) |
.
+ |
2H2O(l) |
Când este încălzit cu cocs, o formă de carbon, oxidul de calciu se combină pentru a forma carbură de calciu. Când carbura de calciu este amestecată cu apă, se produce un gaz numit acetilenă. Acesta este combustibilul torței cu gaz oxi-acetilenă folosită în industria metalurgică pentru tăiere și sudare.
|
2CaO(s) |
+ |
5C(s) |
→ |
.
2CaC2(s) |
+ |
CO2(g) |
|
CaC2(s) . |
+ |
2H2O(l) |
→ |
Ca(OH)2(s) |
+ . |
C2H2(g) |
Mortar de var
Mortarul este o pastă prelucrabilă folosită pentru a lega între ele cărămizile și blocurile de construcții. Mortarul de var se obține prin amestecarea varului, a nisipului și a apei. Este unul dintre cele mai vechi tipuri de mortar care datează din cele mai vechi timpuri. În zilele noastre, mortarul se face prin amestecarea prafului de ciment, a nisipului și a apei.
Încremenirea mortarului de var într-un material dur, liant, implică reacția cu dioxidul de carbon atmosferic pentru a produce cristale de carbonat de calciu care blochează strâns granulele de nisip.
|
Ca(OH)2(s) |
+ |
CO2(g) |
→→ |
CaCO3(s) |
Frescul este o tehnică de pictură care presupune aplicarea de pigment pe o suprafață proaspătă de mortar de var.
Această tehnică a fost folosită pe scară largă de pictorii renascentiști în secolele al XV-lea și al XVI-lea – unele dintre operele create, cum ar fi pictura lui Michelangelo a tavanului Capelei Sixtine, sunt admirate de un flux continuu de vizitatori la Vatican în fiecare an.
Cala – o proprietate fizică interesantă
Dacă o bucată de calcar de mărimea unei bile este încălzită la o temperatură ridicată, aceasta emite o lumină albă foarte strălucitoare. În anii 1820, ofițerul armatei britanice Thomas Drummond a folosit această proprietate a varului pentru a dezvolta o lumină care putea fi folosită în faruri și pe câmpul de luptă. Numite lumini Drummond, acestea au înlocuit în cele din urmă luminile cu gaz folosite în sălile de muzică și în teatre. Artiștii și actorii erau acum „în lumina reflectoarelor” atunci când se aflau pe scenă.
Oxizii metalelor din pământuri rare (oxizii de ceriu și de toriu) prezintă, de asemenea, această proprietate.
.