آهک هیدراته (هیدروکسید کلسیم)

آهک هیدراته که با نام‌های دیگر همچون کلسیم هیدروکسید (Calcium Hydroxide)، آهک مرده و آهک آبخورده نیز شناخته می‌شود، ماده‌ای سفیدرنگ و پودری است که به دلیل ویژگی‌های شیمیایی خاص خود کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. فرمول شیمیایی این ماده Ca(OH)₂ است و در دسته مواد قلیایی قرار می‌گیرد. این ترکیب، پرمصرف‌ترین فرآورده سنگ آهک محسوب می‌شود و در صنایعی مانند ساختمان‌سازی، تصفیه آب و صنایع غذایی کاربرد دارد. در ادامه، به بررسی جزئیات بیشتری درباره این ماده شیمیایی، نحوه تولید و کاربردهای آن می‌پردازیم.

آهک هیدراته چیست؟

آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم از واکنش آهک زنده (کلسیم اکسید) با آب تولید می‌شود. این ماده به دلیل خاصیت قلیایی قوی خود، در تنظیم pH محیط و خنثی‌سازی اسیدها نقش مهمی ایفا می‌کند. از نظر شیمیایی، این ترکیب در آب نامحلول است و به همین دلیل ته‌نشین می‌شود، اما می‌تواند در آب به صورت محلول اشباع (آب آهک) وجود داشته باشد که کاربردهای خاص خود را دارد.

مشخصات فنی آهک هیدراته یا کلسیم هیدروکسید

• فرمول شیمیایی: Ca(OH)₂
• شکل ظاهری: پودر سفید
• وزن مولکولی: ۷۴٫۰۹۲ گرم بر مول
• چگالی: ۲٫۳۴۳ گرم بر سانتیمتر مکعب
• pH محلول آبی: حدود ۱۲٫۴
• انحلال‌پذیری: در آب بسیار کم و در الکل‌ها نامحلول

نحوه تولید آهک هیدراته 

برای تولید آهک هیدراته، ابتدا سنگ آهک (کربنات کلسیم) از معادن استخراج شده و در کوره‌های مخصوص حرارت داده می‌شود. طی این فرآیند، سنگ آهک با از دست دادن دی‌اکسید کربن به آهک زنده (کلسیم اکسید) تبدیل می‌شود. در مرحله بعد، آهک زنده با آب واکنش داده و به آهک هیدراته تبدیل می‌شود. این واکنش گرمازا است و نیازمند تجهیزات پیشرفته برای کنترل دما و کیفیت محصول است.

واکنش شیمیایی:
CaO+H2O→Ca(OH)2+HeatCaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Heat

برای دستیابی به کیفیت بالاتر، امروزه از سیستم‌های مدرن هیدراتاسیون در فضایی سربسته و کنترل‌شده استفاده می‌شود. در این روش، سنگ‌های آهکی با درصد بالای کلسیم به کار گرفته می‌شوند تا محصولی با خلوص بالا تولید شود.

کاربردهای آهک هیدراته

آهک هیدراته به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فرد، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد.

1. صنعت ساختمان‌سازی و راه‌سازی:

• در ساخت ملات‌های ساختمانی به‌عنوان ماده‌ای مقاوم‌کننده استفاده می‌شود.
• در ساخت جاده‌ها و بسترهای راه‌سازی به کار می‌رود و از رشد گیاهان در کف جاده جلوگیری کرده و سطح را ضدآب می‌کند.

2. تصفیه آب و فاضلاب:

• برای حذف ناخالصی‌ها و ته‌نشینی مواد معلق در آب استفاده می‌شود.
• در فرایند تصفیه فاضلاب برای خنثی‌سازی اسیدها و تنظیم pH به کار گرفته می‌شود.

3. صنایع شیمیایی:

• در فرآیند سولفورزدایی دودکش‌ها (برای کاهش انتشار آلاینده‌های اسیدی) کاربرد دارد.
• به‌عنوان عامل خنثی‌ساز در واکنش‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شود.

4. ضدعفونی و بهداشت:

• برای ضدعفونی مرغداری‌ها، دامداری‌ها و استخرهای پرورش ماهی به کار می‌رود.
• دفن ایمن زباله‌های عفونی و حیوانات مرده ناشی از بیماری‌های عفونی به کمک این ماده انجام می‌شود.

5. صنایع غذایی:

• در تصفیه قند و شکر برای حذف ناخالصی‌ها به کار می‌رود.
• در تهیه برخی مواد غذایی مانند مربا و کنسروها استفاده می‌شود.

6. صنعت کاغذسازی:

• به‌عنوان حجم‌دهنده و تثبیت‌کننده در تولید کاغذ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آب آهک چیست؟

آب آهک محلولی اشباع از هیدروکسید کلسیم در آب است که خاصیت قلیایی به آب می‌بخشد. این محلول شفاف و بدون رنگ، با بوی خاک‌مانند و طعم گس، در بخش‌های صنعتی و خوراکی کاربرد دارد. آب آهک از ترکیب آهک هیدراته با آب تهیه می‌شود، اما به دلیل نامحلول بودن آهک هیدراته در آب، ته‌نشین می‌شود.

فرمول شیمیایی آب آهک:
Ca(OH)2+H2O→LimewaterCa(OH)₂ + H₂O → Limewater

کاربردهای آب آهک:

• ضدعفونی مرغداری‌ها، استخرها و محیط‌های صنعتی
• استفاده در صنایع شیمیایی برای حذف آلاینده‌ها و تنظیم pH
• در صنایع خوراکی، برای فرآوری برخی مواد مانند مربا
• در تصفیه آب و فاضلاب

عوامل مؤثر بر کیفیت آهک هیدراته

• خلوص سنگ آهک: درصد بالای کلسیم در سنگ‌های آهکی اولیه
• تجهیزات تولید: استفاده از فناوری‌های مدرن مانند سیستم هیدراتاسیون
• کنترل فرآیند: تولید در فضایی سربسته و کنترل‌شده برای جلوگیری از ورود ناخالصی‌ها

جمع‌بندی

آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم به دلیل خواص قلیایی، در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌سازی، تصفیه آب، کاغذسازی، و صنایع غذایی کاربرد فراوانی دارد. تولید این ماده نیازمند تجهیزات پیشرفته و کنترل دقیق فرآیند است تا محصولی با خلوص بالا و کیفیت مطلوب به دست آید. اگرچه این ماده به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، باید در کاربردهای آن دقت لازم به عمل آید، زیرا تماس مستقیم با آن می‌تواند برای سلامتی انسان و حیوانات مضر باشد.