钙
物理性质
性状:银白色软金属。
密度(g/mL,20℃):1.55
熔点(oC):850
沸点(oC,常压):1484
饱和蒸气压(kPa,983oC):1.33
溶解性:不溶于苯,微溶于醇,溶于酸、液氨。
作用与用途
常温下跟水反应生成氢氧化钙并放出氢气,跟盐酸稀硫酸等反应生成盐和氢气,跟碳在高温下反应生成碳化钙CaC2。加热时几乎能还原所有金属氧化物,在熔融时也能还原许多金属氯化物。避免与空气、酸类、强氧化剂、醇类、水接触。
溶于酸、液氨,微溶于醇,不溶于苯。其纯度越高,在空气中表面变暗越慢。在空气中遇强热时,燃烧生成氧化钙和氮化钙。在400℃以上和氢反应缓慢生成氢化钙。在常温下与水反应缓和,生成氢氧化钙保护膜,加热时与水激烈反应放出氢气。化学性质非常活泼,具有很强的还原能力,易与卤素、硫、氮等化合。加热时能还原几乎所有的金属氧化物。易燃。
钙比铅硬比镁软。面心立方的α-Ca在464℃转变为六方结晶γ-Ca。钙在空气中被氧化逐渐变暗,钙愈纯变暗得愈慢。常温时与水反应较慢,加热则快,与酸反应激烈,宜保存在石蜡油中。
性质与稳定性
广泛用于冶金、化工、医药、电器等工业中,钢铁熔炼时可作脱氧和脱磷剂,有色冶炼中是极好的还原剂等。用作合金脱氧剂、油类脱水剂、冶
炼还原剂、铁和铁合金的脱碳剂,还用于制药工业。用作合金的脱氧剂、高质量金属冶炼的还原剂、铁和铁合金的脱硫和脱碳剂、特殊钢结晶粒
度调整剂,以及镁铸造表面的清洗剂。用于制造轴承合金、油类的脱水剂。是生产维生素A和制造氢化钙的原料。也用于制备蓄电池、合金电极
等。用于与铝、铜、铅制合金,也用作制铍的还原剂、合金的脱氧剂、油脂脱氢等。
合成方法
1.电解法将干燥后的无水氯化钙投入电解槽内,用氧炔焰喷熔电解槽内阳极(石墨)旁的原料,即开冷却水,将阴极(圆钢)放下,接触料液表面,通入电流。使熔融的料液流向阴极接通电路。待原料大部分熔融后继续再加新料,直到离槽沿2~3 cm,温度正常为止。
金属钙沉积在阴极上,电流为350~450 A,电压为20~25 V,在敲击阴极上沉积的金属钙以前,应将电流降低50~100A。待敲下的金属钙放入油中后,阴极再接触电解质液面,再使电流升高50~100 A,为保持电解槽温度,应陆续加料。氯气由阳极逸出,回收利用。
2.钙可由电解法及铝热还原法制得。电解氯化钙的熔融盐,产品的纯度仅为90%。
热还原法是用铝在高温下还原氧化钙,产品纯度较高(99%)。其工艺过程也比较简单,是近年采用的方法。
首先由CaCO3焙烧制得CaO。铝最好是小颗粒或薄片。氧化钙与铝的摩尔比为3∶2。配料混合后制成料坯。手动油压机的压力可低于制造镁硅料坯的压力。使用与镁还原相同装置见图Ⅱ3及操作步骤。但是冷凝器温度为450~700℃,还原温度为1200℃,保温7h,收率约60%。
贮存方法
应贮存在阴凉、通风、干燥和无腐蚀气氛中的库房内,严禁露天存放。不得与水、酸接触,在运输过程中应防水、防火、防潮,不准倒放,装卸时要轻拿轻放,严禁铁桶碰撞,以免包装破损,发生意外。
生态学数据
对水是稍微危害的,不要让未稀释的或者大量的产品接触地下水、水道或者污水系统。
计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值(XlogP):
2、 氢键供体数量:0
3、 氢键受体数量:0
4、 可旋转化学键数量:0
5、 互变异构体数量:
6、 拓扑分子极性表面积(TPSA):0
7、 重原子数量:1
8、 表面电荷:0
9、 复杂度:0
10、 同位素原子数量:0
11、 确定原子立构中心数量:0
12、 不确定原子立构中心数量:0
13、 确定化学键立构中心数量:0
14、 不确定化学键立构中心数量:0
15、 共价键单元数量:1
安全信息
危险运输编码: UN1401 4.3/PG 2
危险品标志: 易燃
安全标识:S8 S43 S24/25
危险标识:R15