<p><b>氧化鈣</b>，俗稱<b>生石灰</b>或<b>石灰</b>，化學式CaO，是常見的無機化合物。
</p>


<h2><span id=".E6.80.A7.E8.B3.AA"></span><span id="性質">性質</span></h2>
<p>氧化鈣是鹼性氧化物，和水反應生成氫氧化鈣（熟石灰），該劇烈反應放出大量熱，甚至能讓水沸騰：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>氧化鈣也可以和酸反應，生成相應的鈣鹽，例如：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {CaO+2H^{+}\rightarrow Ca^{2+}+H_{2}O}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>例如氧化鈣和鹽酸反應，會生成氯化鈣：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {CaO+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>將氧化鈣和碳一起在電爐中共熱至攝氏2000度，生成碳化鈣（電石）：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\rm {CaO+3C\rightarrow CaC_{2}+CO}}}">
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  </semantics></math></span></span></dd></dl><h2><span id=".E8.A3.BD.E5.82.99"></span><span id="製備">製備</span></h2>

<p>氧化鈣通常是石灰窯中含有碳酸鈣 CaCO<sub>3</sub> 的材料（例如石灰石或貝殼）的<span data-orig-title="热分解反应" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="thermal decomposition"><span>熱分解反應</span></span>而成的。這需要 825 °C（1,517 °F） 以上的溫度。這一過程被稱為煅燒，把碳酸鈣分解成二氧化碳和氧化鈣。這也是少數史前已為人所知的化學反應。
</p>
<dl><dd>CaCO<sub>3</sub>(s) → CaO(s) + CO<sub>2</sub>(g)</dd></dl><p>這些氧化鈣並不穩定，冷卻後會和空氣中的二氧化碳自發反應，變回碳酸鈣，除非用水消解以形成<span data-orig-title="石灰膏" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="lime plaster"><span>石灰膏</span></span>或<span data-orig-title="石灰砂浆" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="lime mortar"><span>石灰砂漿</span></span>。
</p><p>全球氧化鈣的年產量約為 2.83 億噸。中國是迄今為止世界上最大的生產國，每年總產量約為 1.7 億噸。美國位居第二，每年約 2000 萬噸。</p><p>每生產 1噸氧化鈣大約需要 1.8 噸石灰石。氧化鈣對水有很高的親和力，是比矽膠更有效的乾燥劑。這與氧化鈣和水的反應體積增加至少 2.5 倍有關。</p>
<h2><span id=".E7.94.A8.E5.A4.84"></span><span id="用处">用處</span></h2>

<ul><li>氧化鈣的主要用處是<span data-orig-title="碱性氧气炼钢" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="basic oxygen steelmaking"><span>鹼性氧氣煉鋼</span></span> (BOS) 。在一噸鋼中，需要用 30至50公斤（65－110英磅）的氧化鈣。氧化鈣和酸性氧化物，例如 SiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>中和，形成鹼性熔渣。</li>
<li>氧化鈣粉末用於生產加氣混凝土塊，密度約為 0.6–1.0 g/cm<sup>3</sup>。</li>
<li>氧化鈣和氫氧化鈣可顯著提高含粘土的承載能力。它們通過與細碎的二氧化矽和氧化鋁反應，生成具有膠結性能的矽酸鈣和鋁酸鹽。</li>
<li>少量的氧化鈣可用於其他工藝，如：玻璃、鋁酸鈣水泥和有機化合物的生產。</li>
<li>氧化鈣也可以用作加熱劑。當它以下面的反應水解成氫氧化鈣時，會放出熱能：</li></ul><dl><dd><dl><dd>CaO (s) + H<sub>2</sub>O (l) ⇌ Ca(OH)<sub>2</sub> (aq) (ΔH<sub>r</sub> = −63.7<span> </span>kJ/mol of CaO)</dd></dl></dd>
<dd>當氧化鈣水解時，會放熱並膨脹。一升水可以和約 3.1公斤（6.8英磅） 的氧化鈣反應，形成氫氧化鈣和 3.54 MJ的能量。這個反應可用於提供方便的可攜式熱源，用於自熱食品。有一些公司在銷售使用這種加熱方法的烹飪套件。</dd></dl><ul><li>氧化鈣也是一種食品添加劑，用作酸度調節劑、麵粉處理劑和發酵劑。它的E編碼為 <b>E529</b>。</li>
<li>當氧化鈣被加熱到 2,400 °C（4,350 °F）時，會散發出強烈的光芒。這種照明形式被稱為<span data-orig-title="石灰光" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Limelight"><span>石灰光</span></span>，並在電燈發明之前廣泛用於戲劇作品中。</li>
<li>氧化鈣是水泥的關鍵成分。</li>
<li>氧化鈣是一種廉價且廣泛使用的鹼。大約 50% 的氧化鈣在使用前會先轉化成氫氧化鈣。氧化鈣和氫氧化鈣都用於處理飲用水。</li>
<li>水檢測膏是氧化鈣和酚酞的混合物。如果這種糊狀物與燃料儲罐中的水接觸，CaO 會與水反應形成氫氧化鈣。氫氧化鈣具有足夠高的pH值，可以將酚酞變成鮮艷的粉紫色，表明存在水。</li>
<li>在硫酸鹽紙漿廠的化學回收過程中，氧化鈣用於從碳酸鈉中再生氫氧化鈉。</li>
<li>有考古證據表明，<span data-orig-title="前晚新石器时代B" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Pre-Pottery Neolithic B"><span>前晚新石器時代B</span></span>的人類使用基於氧化鈣的灰泥，用於地板和其他用途。這種<span data-orig-title="石灰灰地板" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Lime-ash floor"><span>石灰灰地板</span></span>一直被使用到 19 世紀後期。</li>
<li>在煙氣脫硫的過程中，可以使用氧化鈣的固體噴霧劑或漿液從廢氣流中去除二氧化硫。</li>
<li>歷史上，人們錯誤地認為氧化鈣可以有效加速屍體的分解。事實上，氧化鈣可以保存屍體。氧化鈣可以消除分解過程產生的惡臭，這可能導致人們得出錯誤的結論的原因。</li></ul><h3><span id=".E4.BD.9C.E4.B8.BA.E6.AD.A6.E5.99.A8"></span><span id="作为武器">作為武器</span></h3>
<p>公元前 80 年，羅馬將軍塞多留部署了令人窒息的苛性石灰雲來擊敗西班牙的 Characitani，後者在人跡罕至的洞穴中避難。公元 178 年，中國使用類似的粉塵來平息農民武裝起義，他們用裝有風箱的石灰戰車將氧化鈣粉末吹向人群。</p><p>氧化鈣被認為是希臘火的組成成分。氧化鈣遇水會產生 150 °C（302 °F）的高溫，並點燃燃料。</p><p>大衛·休謨在他的《英格蘭史》中敘述了亨利三世統治初期，英國海軍用生石灰使敵方艦隊失明，摧毀了一支入侵的法國艦隊。生石灰可能已用於中世紀的海戰。</p>
<h2><span id=".E5.8D.B1.E9.99.A9.E6.80.A7"></span><span id="危险性">危險性</span></h2>
<p>由於氧化鈣與水劇烈反應，當吸入或接觸潮濕的皮膚或眼睛時，會引起嚴重的刺激。吸入氧化鈣可能導致咳嗽、打噴嚏和呼吸困難，然後可能會演變成燒傷，伴有鼻穿孔、腹痛、噁心和嘔吐。雖然氧化鈣不被認為是火災隱患，但它與水的反應會釋放足夠的熱量，足以點燃可燃物。</p>
<h2><span id=".E5.A4.A9.E7.84.B6.E5.AD.98.E5.9C.A8"></span><span id="天然存在">天然存在</span></h2>
<p>氧化鈣天然存在於生石灰礦中，不過它在濕氣下不穩定，會迅速變成熟石灰（氫氧化鈣，化學式Ca(OH)2，俗稱<span data-orig-title="羟钙石" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="portlandite"><span>羥鈣石</span></span>）。</p>
<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E8.B5.84.E6.96.99"></span><span id="参考资料">參考資料</span></h2>

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**氧化鈣**，俗稱**生石灰**或**石灰**，化學式 CaO，是常見的無機化合物。

## 性質

氧化鈣是鹼性氧化物，和水反應生成氫氧化鈣（熟石灰），該劇烈反應放出大量熱，甚至能讓水沸騰：

　
: ${\rm {CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}}}$

氧化鈣也可以和酸反應，生成相應的鈣鹽，例如：

　
: ${\rm {CaO+2H^{+}\rightarrow Ca^{2+}+H_{2}O}}$

例如氧化鈣和鹽酸反應，會生成氯化鈣：

　
: ${\rm {CaO+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}}$

將氧化鈣和碳一起在電爐中共熱至攝氏 2000 度，生成碳化鈣（電石）：

　
: ${\rm {CaO+3C\rightarrow CaC_{2}+CO}}$

## 製備

氧化鈣通常是石灰窯中含有碳酸鈣 CaCO3 的材料（例如石灰石或貝殼）的熱分解反應而成的。這需要 825 °C（1,517 °F） 以上的溫度。這一過程被稱為煅燒，把碳酸鈣分解成二氧化碳和氧化鈣。這也是少數史前已為人所知的化學反應。

　
: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

這些氧化鈣並不穩定，冷卻後會和空氣中的二氧化碳自發反應，變回碳酸鈣，除非用水消解以形成石灰膏或石灰砂漿。

全球氧化鈣的年產量約為 2.83 億噸。中國是迄今為止世界上最大的生產國，每年總產量約為 1.7 億噸。美國位居第二，每年約 2000 萬噸。

每生產 1 噸氧化鈣大約需要 1.8 噸石灰石。氧化鈣對水有很高的親和力，是比矽膠更有效的乾燥劑。這與氧化鈣和水的反應體積增加至少 2.5 倍有關。

## 用處

* 氧化鈣的主要用處是鹼性氧氣煉鋼 (BOS) 。在一噸鋼中，需要用 30 至 50 公斤（65－110 英磅）的氧化鈣。氧化鈣和酸性氧化物，例如 SiO2、Al2O3 和 Fe2O3 中和，形成鹼性熔渣。
* 氧化鈣粉末用於生產加氣混凝土塊，密度約為 0.6–1.0 g/cm3。
* 氧化鈣和氫氧化鈣可顯著提高含粘土的承載能力。它們通過與細碎的二氧化矽和氧化鋁反應，生成具有膠結性能的矽酸鈣和鋁酸鹽。
* 少量的氧化鈣可用於其他工藝，如：玻璃、鋁酸鈣水泥和有機化合物的生產。
* 氧化鈣也可以用作加熱劑。當它以下面的反應水解成氫氧化鈣時，會放出熱能：

　
: : CaO (s) + H2O (l) ⇌ Ca(OH)2 (aq) (ΔHr = −63.7 kJ/mol of CaO)

　
: 當氧化鈣水解時，會放熱並膨脹。一升水可以和約 3.1 公斤（6.8 英磅） 的氧化鈣反應，形成氫氧化鈣和 3.54 MJ 的能量。這個反應可用於提供方便的可攜式熱源，用於自熱食品。有一些公司在銷售使用這種加熱方法的烹飪套件。

* 氧化鈣也是一種食品添加劑，用作酸度調節劑、麵粉處理劑和發酵劑。它的 E 編碼為 **E529**。
* 當氧化鈣被加熱到 2,400 °C（4,350 °F）時，會散發出強烈的光芒。這種照明形式被稱為石灰光，並在電燈發明之前廣泛用於戲劇作品中。
* 氧化鈣是水泥的關鍵成分。
* 氧化鈣是一種廉價且廣泛使用的鹼。大約 50% 的氧化鈣在使用前會先轉化成氫氧化鈣。氧化鈣和氫氧化鈣都用於處理飲用水。
* 水檢測膏是氧化鈣和酚酞的混合物。如果這種糊狀物與燃料儲罐中的水接觸，CaO 會與水反應形成氫氧化鈣。氫氧化鈣具有足夠高的 pH 值，可以將酚酞變成鮮艷的粉紫色，表明存在水。
* 在硫酸鹽紙漿廠的化學回收過程中，氧化鈣用於從碳酸鈉中再生氫氧化鈉。
* 有考古證據表明，前晚新石器時代 B 的人類使用基於氧化鈣的灰泥，用於地板和其他用途。這種石灰灰地板一直被使用到 19 世紀後期。
* 在煙氣脫硫的過程中，可以使用氧化鈣的固體噴霧劑或漿液從廢氣流中去除二氧化硫。
* 歷史上，人們錯誤地認為氧化鈣可以有效加速屍體的分解。事實上，氧化鈣可以保存屍體。氧化鈣可以消除分解過程產生的惡臭，這可能導致人們得出錯誤的結論的原因。

### 作為武器

公元前 80 年，羅馬將軍塞多留部署了令人窒息的苛性石灰雲來擊敗西班牙的 Characitani，後者在人跡罕至的洞穴中避難。公元 178 年，中國使用類似的粉塵來平息農民武裝起義，他們用裝有風箱的石灰戰車將氧化鈣粉末吹向人群。

氧化鈣被認為是希臘火的組成成分。氧化鈣遇水會產生 150 °C（302 °F）的高溫，並點燃燃料。

大衛・休謨在他的《英格蘭史》中敘述了亨利三世統治初期，英國海軍用生石灰使敵方艦隊失明，摧毀了一支入侵的法國艦隊。生石灰可能已用於中世紀的海戰。

## 危險性

由於氧化鈣與水劇烈反應，當吸入或接觸潮濕的皮膚或眼睛時，會引起嚴重的刺激。吸入氧化鈣可能導致咳嗽、打噴嚏和呼吸困難，然後可能會演變成燒傷，伴有鼻穿孔、腹痛、噁心和嘔吐。雖然氧化鈣不被認為是火災隱患，但它與水的反應會釋放足夠的熱量，足以點燃可燃物。

## 天然存在

氧化鈣天然存在於生石灰礦中，不過它在濕氣下不穩定，會迅速變成熟石灰（氫氧化鈣，化學式 Ca (OH) 2，俗稱羥鈣石）。

## 參考資料
1305-78-8