Kalk – en beprövad kemikalie

Ren kalk är kalciumoxid. Dess enkla tillverkning och kemiska egenskaper gör den till en viktig industrikemikalie.

Kalk har en lång historia som sträcker sig från de tidigaste tiderna. Dess främsta användningsområden var som ingrediens i murbruk och som jordgödselmedel.

Kalktillverkning

Från de tidigaste tiderna har kalk tillverkats genom att värma kalksten till höga temperaturer. Produktionsmetoderna har utvecklats från uppvärmning av kalksten i öppna eldar, till användning av kalkugnar av tegel i början av 1600-talet, till dagens horisontella roterande ugnar med en diameter på flera meter och en längd på upp till 100 meter. Dessa moderna ugnar arbetar vid en temperatur på cirka 1100-1200 °C, vilket möjliggör en snabb omvandling av kalksten till kalk.

CaCO3(s) kalksten → CaO(s) kalk + CO2(g) koldioxid

Kalkens kemiska egenskaper

Kalk (kalciumoxid) är ett vitt fast ämne med starkt basiska egenskaper.

Kalk reagerar lätt med vatten för att producera släckt kalk, som är den kemiska föreningen kalciumhydroxid. En betydande mängd värmeenergi frigörs under denna reaktion.

Kalciumhydroxid är svårlösligt i vatten och ger en alkalisk lösning som kallas kalkvatten. När koldioxidgas leds genom eller över kalkvatten blir det mjölkaktigt på grund av bildandet av kalciumkarbonat.

CaO(s) kalk	+	H2O(l) vatten	→	Ca(OH)2(s) släckt kalk kalk
Ca(OH)2(s) släckt kalk	+	H2O(l) vatten	→	Ca(OH)2(aq) kalkvatten
Ca(OH)2(aq) kalkvatten	+	CO2(g) koldioxid	→	CaCO3(s) kalciumkarbonat	+	H2O(l) vatten
Kalk reagerar med sura gaser som svaveldioxid.
CaO(s) kalk	+	SO2(g) svaveldioxid .	→	CaSO3(s) kalciumsulfit

Kol och gas-kraftverk producerar stora mängder gasformiga produkter, varav en del är svaveldioxid. Både kalk och släckt kalk används för att minska dessa svavelutsläpp.

Släckt kalk reagerar med klorgas för att producera blekmedlet kalciumhypoklorit – en vanlig form av ”poolklor”.

2Ca(OH)2(s) släckt kalk

+

2Cl2(g) klorgas

→

Ca(ClO)2(s) kalcium hypoklorit

+

CaCl2(s) kalciumklorid

+

2H2O(l) vatten

Vid upphettning med koks, en form av kol, förenas kalciumoxid till kalciumkarbid. När kalciumkarbid blandas med vatten bildas en gas som kallas acetylen. Detta är bränslet i den gasbrännare som används inom metallindustrin för att skära och svetsa.

2CaO(s) kalk	+	5C(s) koks	→	. 2CaC2(s) kalciumkarbid	+	CO2(g) koldioxid
CaC2(s) kalciumkarbid	+	2H2O(l) vatten	→	Ca(OH)2(s) kalciumhydroxid	+	C2H2(g) acetylen

Kalkbruk

Kalkbruk är en bearbetbar pasta som används för att binda ihop byggstenar och block. Kalkbruk tillverkas genom att blanda kalk, sand och vatten. Det är en av de äldsta typerna av murbruk som går tillbaka till antiken. Numera tillverkas murbruk genom att blanda cementpulver, sand och vatten.

För att kalkbruk ska stelna till ett hårt, bindande material krävs en reaktion med atmosfärisk koldioxid för att producera kalciumkarbonatkristaller som låser sandkornen tätt ihop.

.

Ca(OH)2(s) kalk

+

CO2(g) koldioxid

→

CaCO3(s) kalciumkarbonat fast

Fresco är en målningsteknik som innebär att pigment appliceras på en färsk yta av kalkbruk.

Denna teknik användes flitigt av renässansens målare under 1400- och 1500-talen – några av de skapade verken, som Michelangelos målning av taket i Sixtinska kapellet, beundras av en oavbruten ström av besökare till Vatikanen varje år.

Kalk – en intressant fysikalisk egenskap

Om en marmorstor bit kalk värms upp till en hög temperatur, avger den ett mycket starkt vitt ljus. På 1820-talet använde den brittiske arméofficeren Thomas Drummond denna egenskap hos kalk för att utveckla ett ljus som kunde användas i fyrar och på slagfältet. De kallades Drummond-lampor och ersatte så småningom de gasljus som användes i musikhallar och på teatrar. Artister och skådespelare stod nu ”i rampljuset” på scenen.