溶解度解析

大多數(shù)固體物質(zhì)溶于水時吸收熱量，根據(jù)平衡原理，當(dāng)溫度升高時，平衡有利于向吸熱的方向，所以，這些物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而增大，例如KNO3、NH4NO3等。有少數(shù)物質(zhì)，溶解時有放熱現(xiàn)象，一般地說，它們的溶解度隨著溫度的升高而降低，例如氫氧化鈣等。 對氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而降低的問題，還有一種解釋，氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)2·2H2O和Ca(OH)2·12H2O〕。這兩種水合物的溶解度較大，無水氫氧化鈣的溶解度很小。隨著溫度的升高，這些結(jié)晶水合物逐漸變?yōu)闊o水氫氧化鈣，所以，氫氧化鈣的溶解度就隨著溫度的升高而減小。  系統(tǒng)解釋氫氧化鈣的溶解度將在很大程度上超出初中課程的知識范圍。離子化合物的溶解可大致分為兩個過程。首先固體離子化合物與水親和發(fā)生溶劑化作用（可簡單的認(rèn)為離子化合物先以“分子”的形式進(jìn)入溶劑中），然后這些已進(jìn)入溶劑的“分子”發(fā)生電離作用形成離子。  過程1（即電離過程）只能是一個吸熱過程（可從系統(tǒng)的電勢能的角度分析而知）。而過程2（即溶劑化過程）的熱效應(yīng)卻不一定。  我們以固體Ca(OH)2溶于水為例。溶解前的體系是氫氧化鈣固體和純水。 對于過程2：Ca(OH)2（固體）+nH2O → Ca(OH)2.nH2O（溶液）的熱效應(yīng)主要取決于氫氧化鈣是否與水作用形成配合物即Ca(OH)2.nH2O的形式（n的值取決于鈣元素的空電子軌道數(shù)目和其他外部條件如溫度條件等）。事實上氫氧化鈣是能和水形成配和物的。而形成配合物的過程是一個放熱過程。形成的配合可以發(fā)生過程2（即電離過程）：
Ca(OH)2.nH2O → Ca（H2O）n2+ + 2 OH-
由于鈣元素與水分子的配合過程的放熱效應(yīng)很大，它包含于過程1中，超過了過程1與過程2中其它有熱效應(yīng)的過程的影響，故氫氧化鈣的溶解過程總的熱效應(yīng)是放熱。溫度升高將會使溶解平衡過程向相反方向，故而氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小。體系在溶解前后總的能量比較是溶解前大于溶解后。多余的能量以熱能的形式放出。

唐本草
石灰，《名醫(yī)別錄》及今人用療金瘡止血大效。若五月采蘩縷、葛葉、鹿活草、槲葉、芍、地黃葉、蒼耳葉、青蒿葉，合石灰搗為團(tuán)如雞卵，，末，以療瘡生肌，大驗。




《本草圖經(jīng)》
石灰，今所在近山處皆有之，此燒青石為灰也。又名石鍛，有兩種：風(fēng)化、水化，風(fēng)化者，以鍛了石，置風(fēng)中自解，此為有力；水化者，以水沃之，則熱蒸而解，力差劣。古方多用合百草團(tuán)，末，治金創(chuàng)殊勝。今醫(yī)家或以臘月黃牛膽取汁搜和，卻納膽中，掛之當(dāng)風(fēng)，百日，研之，更勝草葉者。




《綱目》
今人作窯燒之，一層柴，或煤炭一層在下，上累青石，自下發(fā)火，層層自焚而散。入惟用風(fēng)化、不夾石者良。

石灰是建筑行業(yè)的健將，可以說是有水泥建筑的地方總少不了石灰的參與。而石灰同時也是污水處理中的寵兒，它應(yīng)用于多種污水處理當(dāng)中。那么建筑用的石灰與水處理用的石灰是不是一樣的呢？它們是否存在著什么樣的差異呢？
建筑石灰與水處理石灰的區(qū)別
 首先從外觀上看，建筑石灰與水處理石灰都為白色粉末。再者從儲存運輸上有同樣的注意事項。其實這兩者同屬于CaO產(chǎn)品，可以說其成分并沒有差別。但實際上它們還是存在差別的。
建筑石灰與水處理石灰的區(qū)別
1、水處理石灰的含量遠(yuǎn)高于建筑石灰。在建筑行業(yè)應(yīng)用中對于CaO含量的要求遠(yuǎn)沒有水處理行業(yè)高。
2、作用不同。石灰在建筑行業(yè)中主要發(fā)揮的是它的膠結(jié)性作用，也就是說，在此行業(yè)中，石灰主要是與活性氧化硅或活性氧化鋁等反應(yīng)產(chǎn)生具有膠結(jié)作用的產(chǎn)物，所起的是膠結(jié)作用，同時還具有耐水性。在實際應(yīng)用中，它一般與砂、紙筋等一起使用，不單獨使用。
3、價格區(qū)別。長隆科技做過相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以現(xiàn)在的市場價格來說，三、四百元可以買得到的石灰為建筑石灰，這種石灰雜質(zhì)比較多。而水處理用的熟石灰或生石灰普遍需要每噸六、七百元，也就是說水處理級的會是建筑級的兩倍以上。
建筑石灰與水處理石灰可以混用嗎
 它在水處理行業(yè)中，主要起酸堿中和作用，可直接投加于水中，也可先溶解再投加。主要是利用其強堿性。當(dāng)然，在污水處理中，它還兼具混凝、除氟等凈化作用?？稍诓惶砑悠渌鼊﹩为毻都邮褂?。
 一般來說這兩種石灰主要是含量上的區(qū)別，水處理石灰的雜質(zhì)要少很多。而在建筑中還需要添加其它物料，且其含量對建筑的影響并不大，對石灰的要求也比較低。因此，水處理用的石灰可用于建筑上，其效果相對也比較好。而建筑級的石灰由于雜質(zhì)比較多，應(yīng)用于污水處理中會產(chǎn)生過多雜質(zhì)，造成污泥量過大等不良影響。

熟化與硬化

生石灰(CaO)與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消化。反應(yīng)生成的產(chǎn)物氫氧化鈣稱為熟石灰或消石灰。
石灰熟化時放出大量的熱，體積增大1.5--2倍。煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。工地上熟化石灰常用兩種方法：消石灰漿法和消石灰粉法。
根據(jù)加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。石灰熟化的理論需水量為石灰重量的32%。在生石灰中，均勻加入60%～80%的水，可得到顆粒細(xì)小、分散均勻的消石灰粉。若用過量的水熟化，將得到具有一定稠度的石灰膏。石灰中一般都含有過火石灰，過火石灰熟化慢，若在石灰漿體硬化后再發(fā)生熟化，會因熟化產(chǎn)生的膨脹而引起隆起和開裂。為了消除過火石灰的這種危害，石灰在熟化后，還應(yīng)“陳伏”2周左右。
石灰漿體的硬化包括干燥結(jié)晶和碳化兩個同時進(jìn)行的過程。石灰漿體因水分蒸發(fā)或被吸收而干燥，在漿體內(nèi)的孔隙網(wǎng)中，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力。使石灰顆粒更加緊密而獲得強度。這種強度類似于粘土失水而獲得的強度，其值不大，遇水會喪失。同時，由于干燥失水。引起漿體中氫氧化鈣溶液過飽和，結(jié)晶出氫氧化鈣晶體，產(chǎn)生強度；但析出的晶體數(shù)量少，強度增長也不大。在大氣環(huán)境中，氫氧化鈣在潮濕狀態(tài)下會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成，并釋放出水分，即發(fā)生碳化。
碳化所生成的晶體相互交叉連生或與氫氧化鈣共生，形成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，使硬化石灰漿體的強度進(jìn)一步提高。但是，由于空氣中的二氧化碳含量很低，表面形成的層結(jié)構(gòu)較致密，會阻礙二氧化碳的進(jìn)一步滲入，因此，碳化過程是十分緩慢的。
 
生石灰熟化后形成的石灰漿中，石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結(jié)構(gòu)，顆粒極細(xì)(粒徑約為1μm)，比表面積很大(達(dá)10～30 m2/g)，其表面吸附一層較厚的水膜，可吸附大量的水，因而有較強保持水分的能力，即保水性好。將它摻入水泥砂漿中，配成混合砂漿，可顯著提高砂漿的和易性。
石灰依靠干燥結(jié)晶以及碳化作用而硬化，由于空氣中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的硬殼阻止二氧化碳向內(nèi)部滲透，也妨礙水分向外蒸發(fā)，因而硬化緩慢，硬化后的強度也不高，1：3的石灰砂漿28 d的抗壓強度只有0.2～0.5 MPa。在處于潮濕環(huán)境時，石灰中的水分不蒸發(fā)，二氧化碳也無法滲入，硬化將停止；加上氫氧化鈣微溶于水，已硬化的石灰遇水還會溶解潰散。因此，石灰不宜在長期潮濕和受水浸泡的環(huán)境中使用。
石灰在硬化過程中，要蒸發(fā)掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。所以，石灰不宜單獨使用，一般要摻人砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增加抗拉強度，并能節(jié)約石灰。