Chaux

Chaux éteinte ou hydroxyde de calcium (chaux hydratée).
Formule : Ca(OH)2
(Ca = 54,1%, O = 43,2 %, H = 2,7 %)
Masse molaire = 74.093 +/- 0.005 g·mol-1

Fabrication.
La chaux est obtenue principalement par décomposition thermique du calcaire (à base de CaCO3) :

CaCO3 >>> CaO + CO2 (dégagement de dioxyde de carbone)

La chaux vive est la chaux sortie du four, son principal constituant est l'oxyde de calcium (CaO).
Après apport d'eau (hydradation), une réaction chimique se produit. Elle devient alors la chaux éteinte Ca(OH)2 utilisée dans le bâtiment pour la maçonnerie, la réalisation d'enduits : chaux aérienne, chaux hydraulique naturelle.
Elle contient plus ou moins d'oxyde de magnésium (MgO) mais la désignation usuelle de chaux peut englober différents états chimiques de ce produit. On les distingue notamment dans le langage courant par rapport à leurs utilisations.

Hydratation (ou extinction) :
Mise en contact avec de l'eau, il se produit une réaction très exothermique.

CaO + H2O >>> Ca(OH)2 + 1155 kJ / kgCaO (ou 276,05 kcal [th]/ kg)

Nota : l'augmentation du volume est près de 30%.
Cette étape est nécessaire à l'obtention de chaux éteinte, qu'elle soit aérienne ou hydraulique.
La chaux éteinte (chaux aérienne, hydratée) est obtenue par l'hydratation de chaux vive issue d'un calcaire très pur. C'est celle-ci qui est utilisé dans le traitement des eaux (pour la potabilisation).
La substance solide (chaux éteinte) se présente généralement sous la forme de poudres blanches, corrosives et hygroscopiques.

S’utilise principalement par injection dans l’eau du produit solide dilué et à saturation : eau de chaux saturée. La chaux est peu soluble dans l'eau; la solubilité maximale dans l’eau douce à 15°C est de 1.7 g Ca(OH)2/L.

Caractéristiques principales (à 20 °C) :

Produit solide
Solution saturée
% Ca[OH]2
99 %
0.16%
Masse volumique   
2240 kg/m3
1002 kg/m3
Fusion
580°C
-

Solubilité maximale dans l’eau (douce) en fonction de la température (% Ca[OH]2 / litre) :
(NB : inversement proportionnel à la température sur qui est assez rare pour un produit !)


(g/L = g de Ca[OH]2 par litre de solution)

L'hydroxyde de calcium dilué dans de l'eau ne se dissout que très peu, en donnant une solution vraie < Ca2+, 2 OH- > (dissolution d'au maximum 2gCa[OH]2/L), et donc au dela, un excédent d'hydroxyde non dissous qui reste en suspension dans l'eau.
Cette étape aboutit à un mélange blanchâtre appelé lait de chaux.

En général les suspensions de chaux sont de 50 à 150 g/L (optimum : 100). Mais il est mis sur le marché des laits de chaux prêt à l'emploi, et également une nouvelle génération de lait de chaux à forte concentration (45%) et de forte réactivité.



Pour éliminer la fraction non dissoute en suspension, il faut ensuite laisser décanter (ou filtrer ) et l'on arrive finalement à l'eau de chaux limpide : c'est ce que l'on réalise dans un saturateur de chaux.

La chaux est aujourd'hui conditionnée en sac de 15 kg, 25 kg. Le stockage doit être fait dans un endroit sec.

Mécanisme réactionnel avec le dioxyde de carbone CO2 :
Equation simplifiée :
2CO2 + Ca[OH]2 >>> Ca[HCO3]2
..88 ..........74 ...............162 ou 10°F <(TAC

Pour neutraliser 1 mg de CO2 , il faut donc (74/88)= 0.84mg de Ca[OH]2, qui forme (162/88)=1.84 mg de bicarbonate de calcium Ca[HCO3]2, et donc également la neutralisation de 1 mg/l de CO2 forme (10/88) = 0.1136 °F/l de TAC.

Normalisation.
Norme sur les produits utilisés pour la production d’eau potable : bulletin officiel - Chaux éteinte : NF EN 12518.

Utilisations.
Les usages de la chaux aérienne sont nombreux. En France, son usage se répartit ainsi :


Effets sur l'environnement.
La chaux augmente le pH des cours d’eau, représentant ainsi une menace potentielle pour la faune et la flore aquatiques (rivière, fleuve, nappe phréatique).


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