Kalsiyum Hidroksit

Kalsiyum hidroksit, yaygın olarak sönmüş kireç veya hidratlı kireç olarak bilinir ve kimyasal formülü Ca(OH)₂ olan inorganik bir bileşiktir. Beyaz, kokusuz, kristal bir toz olarak görünür ve suda az çözünerek yaklaşık 12,4 pH değerine sahip hafif alkali bir çözelti oluşturur.^[1]^[2] Moleküler ağırlığı 74,09 g/mol, yoğunluğu 2,24–2,25 g/cm³’tür ve 580°C’nin üzerinde ısıtıldığında belirgin bir erime noktası olmadan ayrışır.^[1]^[2] Güçlü bir baz olarak, asitler ve karbondioksit ile kolayca reaksiyona girerek kalsiyum tuzları oluşturur ve sudaki çözünürlüğü 20°C’de yaklaşık 1,73 g/L gibi düşük bir değerdedir, ancak artan sıcaklıkla azalır.^[1]^[2]

Endüstriyel olarak, kalsiyum hidroksit öncelikle kalsiyum oksidin hidrasyonu (veya söndürülmesi) yoluyla üretilir; bu kalsiyum oksit, yüksek saflıkta kireçtaşının (kalsiyum karbonat) bir fırında 900°C’yi aşan sıcaklıklarda kalsine edilmesiyle elde edilir ve ardından sönmemiş kirece kontrollü bir şekilde su eklenerek önemli miktarda ısı üreten bir işlemle gerçekleştirilir.^[2]^[3] Bu ekzotermik reaksiyon, $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$, ticari kaliteler için tipik olarak en az %95 Ca(OH)₂ içeren bir ürün verir ve Amerika Birleşik Devletleri, bol yerel kireçtaşı kaynakları sayesinde 2018 itibarıyla yıllık yaklaşık 2,69 milyon metrik ton üretim yapmaktadır.^[3] Sulu çözeltilerden çökeltme veya çelik cürufu gibi endüstriyel atıklardan ekstraksiyon gibi alternatif yöntemler ortaya çıkmaktadır ancak daha yüksek maliyetler nedeniyle küresel üretimin küçük bir kısmını temsil etmektedir.^[2]^[4]

Kalsiyum hidroksit, alkali özellikleri ve reaktivitesi nedeniyle birçok sektörde geniş uygulama alanları bulur. İnşaatta, bağlamayı kolaylaştırdığı ve bir pH dengeleyici olarak hareket ettiği harç, sıva ve çimento üretiminde kilit bir bileşen olarak hizmet eder.^[1]^[5] Su ve atık su arıtımında, pH ayarlaması, çökeltme ile yumuşatma ve asit madeni drenajı iyileştirmesi dahil olmak üzere asidik atıkların nötralizasyonu için kullanılır.^[1]^[3] FDA tarafından 21 CFR 184.1205 kapsamında genel olarak güvenli (GRAS) kabul edilen gıda sınıfı varyantlar, mısır ürünleri için nixtamalizasyon ve şeker rafinasyonu gibi işlemlerde sıkılaştırıcı ajan olarak işlev görür ve pancar şekeri tonu başına 250 kg’a varan kullanım oranlarına sahiptir.^[2] Tıpta, özellikle endodontide, antimikrobiyal ve doku yenileyici etkileri nedeniyle pulpa örtüleme ve kök kanalı dezenfeksiyonu için kanal içi ilaç olarak kullanılır.^[1] Ayrıca tarımda USDA organik standartları (§205.601) kapsamında bir mantar ilacı ve toprak düzenleyici olarak, kağıt üretiminde hamur işleme için ve ağır metal stabilizasyonu gibi çevresel uygulamalarda kullanılır.^[2]^[6]

Faydasını rağmen, kalsiyum hidroksit maruziyet durumunda cilt, gözler ve solunum dokuları için aşındırıcı ve tahriş edicidir; sıçanlarda oral LD₅₀ değeri 7.340 mg/kg olup, kullanım sırasında koruyucu ekipman gerektirir; kanserojen olarak sınıflandırılmamıştır ancak konsantre formlarda yanıklara neden olabilir.^[1]^[2] Üretimi, kireçtaşı kalsinasyonundan kaynaklanan CO₂ emisyonlarına katkıda bulunur ve elektrokimyasal sentez gibi düşük karbonlu alternatiflere yönelik araştırmaları teşvik eder.^[3]^[7]

Özellikler

Fiziksel Özellikler

Kalsiyum hidroksit, saf formunda beyaz, kokusuz bir toz veya renksiz kristaller olarak görünür.^[8]^[9] Suda çözüldüğünde, kireç suyu (limewater) olarak bilinen renksiz bir çözelti oluşturur.^[10] Katı maddenin 20 °C’de 2,24 g/cm³ yoğunluğu vardır.^[1] Gerçek bir erime noktasına ulaşmadan önce yaklaşık 580°C’de ayrışarak su buharı salar ve kalsiyum oksit oluşturur.^[11]

Kimyasal Özellikler

Kalsiyum hidroksit, suda ayrışarak çözeltinin alkalinitesini artıran hidroksit iyonlarını serbest bırakması nedeniyle güçlü bir baz olarak hareket eder.^[1] İyonik ayrışma şu dengeyi izler:

$$ \ce{Ca(OH)2 ⇌ Ca^{2+} + 2OH^-} $$

Burada hidroksit iyonları (OH⁻), kimyasal davranışa hakim olarak, onu nötralize etme ve pH ayarlama uygulamaları için etkili kılar.^[12] 25°C’de doymuş bir sulu çözeltide, bu durum yaklaşık 12,4 pH ile sonuçlanarak güçlü bazik karakterini doğrular.^[1]

Bileşik normal koşullar altında kararlıdır ancak standart atmosferik koşullar altında (su buharı kısmi basıncının 1 atm olduğu durumlarda) yaklaşık 580 °C’ye ısıtıldığında termal bozunmaya uğrayarak kalsiyum oksit (CaO) ve suya (H₂O) geri döner. Bu süreç, endüstriyel faydasının anahtarı olan tersinir hidrasyon-dehidrasyon döngüsünü vurgular, ancak kesin başlangıç basınç ve parçacık boyutu gibi çevresel faktörlerle değişebilir.^[13]

Kalsiyum hidroksit yanıcı ve patlayıcı değildir, standart kullanım senaryolarında tutuşma riski oluşturmaz, ancak su veya asitlerle ekzotermik olarak reaksiyona girerek ısı üretebilir.^[14] Bu konudaki güvenlik profili, yanma tehlikesi endişesi olmadan inşaat ve kimyasal işlemede yaygın kullanımını destekler.^[15]

Hazırlama ve Üretim

Laboratuvar Yöntemleri

Laboratuvar ortamlarında, kalsiyum hidroksit genellikle kalsiyum oksidin (sönmemiş kireç) su ile hidrasyonu veya söndürülmesi yoluyla sentezlenir; bu işlem, küçük ölçekli eğitim veya araştırma uygulamaları için uygun ince beyaz bir toz üretir. Reaksiyon şu şekilde ilerler:

$$ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 $$

Bu ekzotermik reaksiyon önemli miktarda ısı üretir ve genellikle 100°C’nin üzerindeki sıcaklıklara ulaşır; bu da kaynamayı veya sıçramayı önlemek ve aşırı topaklanma olmadan tam dönüşümü sağlamak için suyun kalsiyum okside yavaş ve kontrollü bir şekilde (genellikle 1:1 molar oranda) eklenmesini gerektirir.^[16]^[17]

Alternatif bir sentez yöntemi, bir kalsiyum tuzu (kalsiyum klorür gibi) ve sodyum hidroksitin sulu çözeltileri arasında çift yer değiştirme reaksiyonunu kullanarak çökelti olarak kalsiyum hidroksit elde eder. Dengelenmiş denklem şöyledir:

$$ \text{CaCl}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 \downarrow + 2\text{NaCl} $$

Çözeltiler oda sıcaklığında karıştırılır ve kalsiyum hidroksitin düşük çözünürlüğü nedeniyle hemen jelatinimsi bir çökelti oluşumuyla sonuçlanır. Bu yöntem, reaktif sönmemiş kireçle çalışmaktan kaçındığı için öğretim laboratuvarlarında çökelme reaksiyonlarını göstermek açısından avantajlıdır.^[11]

Her iki yöntemle sentezi takiben saflaştırma, katı kalsiyum hidroksiti reaksiyona girmemiş reaktiflerden veya çift yer değiştirme yaklaşımındaki sodyum klorür gibi çözünür yan ürünlerden ayırmak için filtre kağıdı veya bir Buchner hunisi aracılığıyla filtrasyonu içerir. Toplanan çökelti daha sonra artık safsızlıkları gidermek için damıtılmış su ile yıkanır ve bozunma olmadan saf, susuz kristaller elde etmek için vakum altında veya düşük sıcaklıklı bir fırında (yaklaşık 60°C) kurutulur.^[18]

Laboratuvar hazırlığı, söndürme sırasında yanıklara neden olabilen ekzotermik ısı salınımı ve cilt, gözler ve solunum yollarını tahriş eden kostik toz oluşumu nedeniyle katı güvenlik protokolleri gerektirir. Operatörler eldiven, güvenlik gözlüğü, laboratuvar önlüğü ve maske dahil olmak üzere koruyucu ekipman giymeli; reaksiyonu iyi havalandırılan bir çeker ocakta gerçekleştirmeli ve sıcaklık kontrolü için buz banyoları gibi soğutma önlemlerini hazır bulundurmalıdır.^[19]

Endüstriyel Üretim

Kalsiyum hidroksit, endüstriyel ölçekte öncelikle, yüksek kalsiyumlu kireçtaşının döner veya dikey fırınlarda 900°C’yi aşan sıcaklıklarda kalsine edilmesiyle elde edilen sönmemiş kirecin (CaO) söndürülmesiyle üretilir. Bu sönmemiş kireç daha sonra büyük ölçekli söndürücülerde (tipik olarak dikey veya yatay reaktörler) kontrollü su ilavesiyle hidrate edilerek, safsızlıklar ve reaksiyona girmemiş malzeme nedeniyle küçük kayıplar hesaba katılarak tipik olarak %95 ila %98 arasında değişen verimlerle kalsiyum hidroksit bulamacı veya kuru tozu oluşturulur.^[17]

Söndürme reaksiyonu oldukça ekzotermiktir; yüksek reaktiviteli varyantlar için sönmemiş kireç poundu başına yaklaşık 490 BTU ısı açığa çıkarır ve endüstriyel süreçler, entegre tesislerde genel enerji verimliliğini %20-30’a kadar artıran buhar üretimi veya dolaylı ısı eşanjörleri yoluyla bu enerjiyi yakalamak için ısı geri kazanım sistemlerini içerir.^[17]^[20]

Kalsiyum hidroksitin küresel üretimi 2024 yılında yaklaşık 34 milyon tona ulaşmıştır; Çin, üretimin %50’sinden fazlasını karşılayan dünyanın önde gelen kireç üreticisi olarak ve Amerika Birleşik Devletleri yaklaşık 2,5 milyon metrik ton hidratlı kireç üreterek buna büyük katkıda bulunmuştur.^[21]^[22]^[23] Son trendler, çelik cürufu gibi endüstriyel atıklardan geri kazanılan geri dönüştürülmüş kireçten kaynak sağlamayı, işlenmemiş kireçtaşına olan bağımlılığı azaltmayı ve çevresel ayak izlerini en aza indirmeyi içeren sürdürülebilir uygulamaları vurgulamaktadır.

Üretimdeki gelişmeler, kireçtaşı ayrışmasından kaynaklanan CO₂ emisyonlarının %90’ından fazlasını yakalayabilen dolaylı ısıtmalı karbonat döngüleme (IHCaL) süreçleri gibi yukarı akış kalsinasyon adımı sırasında karbon yakalama teknolojilerini entegre ederek modern kireç tesislerinde sıfıra yakın net emisyon sağlar.^[24]

Kristal Yapı

Moleküler Düzenleme

Kalsiyum hidroksit, mineral formunda portlandit olarak da bilinir ve katı halde katmanlı bir yapı benimser; P-3m1 (No. 164) uzay grubuna sahip altıgen (trigonal) kristal sisteminde kristalleşir.^[25] Bu düzenlemede, her Ca²⁺ iyonu altı OH⁻ grubu tarafından oktahedral olarak koordine edilir ve kenarları paylaşarak (001) düzlemine paralel sonsuz iki boyutlu tabakalar oluşturan CaO₆ oktahedra meydana getirir.^[26] Bu tabakalar c-ekseni boyunca istiflenir ve bitişik katmanlar hidroksil grupları arasındaki hidrojen bağları ile bağlanır.^[27]

Oktahedra içindeki Ca-O bağ uzunluğu yaklaşık 2,36 Å’dur ve koordinasyonun iyonik doğasını yansıtır.^[28] Katmanlar arasındaki hidrojen bağları, yapının genel stabilitesine katkıda bulunan, yaklaşık 3,0 Å’luk O···O mesafelerine sahip O-H···O etkileşimlerini içerir.^[27] Birim hücre parametreleri a = b ≈ 3,59 Å ve c ≈ 4,90 Å olup, α = β = 90° ve γ = 120° ile Ca²⁺’nin benzer bileşiklere kıyasla daha büyük iyonik yarıçapını barındıran kompakt katmanlı bir motifle sonuçlanır.^[25]

Bu polimerik yapı, hidrojen bağları ile bağlanan oktahedral MO₆ katmanlarına (M = metal) sahip olan brusit, Mg(OH)₂ ile benzerdir, ancak kalsiyum hidroksit, Ca²⁺’nin (1,00 Å) Mg²⁺’ye (0,72 Å) kıyasla daha büyük iyonik yarıçapı nedeniyle daha büyük örgü parametreleri (brusit için a ≈ 3,14 Å, c ≈ 4,77 Å) sergiler ve bu da artan katmanlar arası boşluğa yol açar.^[29]

Polimorfizm

Mineral formunda portlandit olarak da bilinen kalsiyum hidroksit, ortam sıcaklığı ve basınç koşulları altında kararlı olan P-3m1 uzay grubuna sahip altıgen bir kristal yapıda bulunur. Bu polimorf, hidroksit iyonları tarafından oktahedral geometride koordine edilen kalsiyum atomu katmanlarına sahiptir ve hidratlı çimento ve doğal ortamlarda yaygın olarak bulunmasının temelini oluşturur.^[25]

Yaklaşık 6 GPa’yı aşan yüksek basınçlarda, portlandit, hidroksit katmanlarındaki kaymalar nedeniyle kalsiyum atomları etrafında bozulmuş yedi katlı bir koordinasyonla karakterize edilen, monoklinik simetriye (uzay grubu I121) sahip yüksek basınçlı bir polimorfa tersinir bir faz geçişi geçirir. Bu yapısal değişim yaklaşık %5,8’lik bir hacim azalmasıyla sonuçlanır ve 23 GPa’nın üzerinde P21/c fazına geçiş gibi daha yüksek basınç ve sıcaklıklardaki diğer dönüşümlerden önceki bir ara durumu temsil eder.^[30]

Kalsiyum hidroksitin amorf bir fazı, hızlı çökeltme koşulları altında veya kararlı altıgen forma kristalleşmeden önce ön çekirdeklenme kümelerinden ve yoğun sıvı öncülerinden kaynaklanan nano ölçekli parçacıklarda (genellikle 10-30 nm boyutunda) oluşur. Bu amorf varyant yarı kararlıdır, kristal portlanditten daha yüksek çözünürlük sergiler ve zamanla altıgen polimorfa dönüşme eğilimindedir, ancak katkı maddeleri ile geçici olarak stabilize edilebilir.^[31]

Bu polimorfik geçişler, özellikle altıgenden monoklinik formlara basınca bağlı geçiş, basınçların birkaç gigapascalı aştığı yitim zonlarındaki su taşınımı gibi jeolojik süreçlerde sulu minerallerin davranışını anlamak için önem taşır.^[30]

Çözünürlük ve Sulu Davranış

Çözünürlük Verileri

Kalsiyum hidroksit suda düşük çözünürlük sergiler ve çözünmesi iyonik bileşikler arasında alışılmadık bir şekilde ters sıcaklık bağımlılığı gösterir. Çözünürlük 0°C’de yaklaşık 1,89 g/L iken, 20°C’de 1,73 g/L’ye ve 100°C’de 0,66 g/L’ye düşer.^[32]^[8]

Bu davranış, çözünürlük çarpımı sabiti ile nicelendirilir:

$$ K_{sp} = [\ce{Ca^{2+}}][\ce{OH^{-}}]^2 = 5.02 \times 10^{-6} $$

25°C’de, şu dengeyi yansıtır:^[33]

$$ \ce{Ca(OH)2(s) ⇌ Ca^{2+}(aq) + 2OH^{-}(aq)} $$

Çözünürlük, Le Chatelier ilkesine uygun olarak ek $\ce{Ca^{2+}}$ veya $\ce{OH^{-}}$ iyonlarının varlığının dengeyi katı faza doğru kaydırdığı ortak iyon etkisiyle daha da azalır.

Susuz ortamlarda kalsiyum hidroksit zayıf çözünürlükte kalır; etanol gibi alkollerde çözünmez. Ancak, glikoz veya sükroz içerenler gibi şeker çözeltilerinde çözünürlüğü, hidroksit iyonları ile karbonhidrat molekülleri arasında çözünür komplekslerin oluşumu nedeniyle artar.^[9]^[34]

Kireç Suyu (Limewater)

Kireç suyu, oda sıcaklığında hazırlanan doymuş sulu bir kalsiyum hidroksit (Ca(OH)₂) çözeltisidir ve zayıf bazik yapısı nedeniyle yaklaşık 12,4 pH değerine sahip berrak, renksiz bir sıvı ile sonuçlanır. Bu çözelti, doygunluğu kalsiyum hidroksitin sudaki düşük çözünürlüğü (20°C’de tipik olarak yaklaşık 1,73 g/L) ile sınırlı olduğundan ve nihai üründe minimum çözünmemiş parçacık sağladığından, daha konsantre bulamaçlardan farklıdır.

Kireç suyu hazırlamak için, temiz bir kaba (örneğin cam kavanoz) damıtılmış veya musluk suyuna fazla miktarda kalsiyum hidroksit tozu eklenir ve çözünmeyi kolaylaştırmak için 1–2 dakika kuvvetlice çalkalanır veya karıştırılır.^[35] Karışım daha sonra birkaç saat veya gece boyunca bozulmadan bekletilerek çözünmemiş katıların dibe çökmesi sağlanır. Berrak üst sıvı, tortuyu bozmadan doymuş çözeltiyi elde etmek için dikkatlice boşaltılır veya filtre kağıdından süzülür. Depolama için kireç suyu, aksi takdirde reaksiyona girerek çözünmeyen kalsiyum karbonat oluşturacak ve zamanla çözeltiyi bulandıracak olan atmosferik karbondioksit maruziyetini en aza indirmek için tıpalı veya sızdırmaz şişelerde tutulmalıdır.^[36]

Kireç suyunun klasik bir uygulaması, karbondioksit gazı için nitel bir testtir; burada çözeltiden CO₂ geçirilmesi, aşağıdaki reaksiyonda gösterildiği gibi kalsiyum karbonatın beyaz çökeltisinden kaynaklanan ani bulanıklık üretir:

$$ \ce{Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) -> CaCO3 (s) + H2O (l)} $$

Bu görünür değişim, laboratuvar gösterilerinde ve gaz tanımlama deneylerinde uzun süredir kullanılan bir yöntem olan CO₂ varlığını doğrular.^[37] Fazla CO₂ durumunda, çökelti çözünür kalsiyum bikarbonat oluşturmak üzere yeniden çözünebilir ve çözeltiyi tekrar berraklaştırabilir, ancak ilk bulanıklık tanısal gösterge olarak işlev görür.^[38]

Çağdaş ortamlarda, kireç suyu akvaryumlar ve balık havuzları için pH ayarlamasında kullanılır; burada sucul yaşam için en uygun koşulları sürdürmek üzere suyu asidik dalgalanmalara karşı tamponlamaya yardımcı olur ve tipik olarak 7,0–9,0 pH aralığını hedefler.^[39] Ayrıca, laboratuvar nitel analizlerinde, verilen nefes veya kimyasal reaksiyonlar gibi numunelerde karbondioksiti tespit etmek için kullanılır ve karmaşık enstrümantasyon olmadan basit, görsel bir doğrulama sağlar.^[40]

Kimyasal Reaksiyonlar

Asit-Baz Reaksiyonları

Kalsiyum hidroksit, güçlü asitlerle nötralizasyon reaksiyonlarında güçlü bir baz olarak hareket ederek karşılık gelen kalsiyum tuzunu ve suyu üretir. Örneğin, hidroklorik asit ile reaksiyon şu denklemle temsil edilir:

$$ \mathrm{Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O} $$

Bu tam nötralizasyon, hem asidin hem de bazın sulu çözeltide tamamen ayrışması, ısı açığa çıkarması ve nötr bir tuz çözeltisi oluşturması nedeniyle gerçekleşir.^[41]

Karbonasyon reaksiyonlarında, kalsiyum hidroksit karbondioksit ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat ve su oluşturur:

$$ \mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O} $$

Bu süreç, su arıtımında kireç yumuşatma için kimyasal temeli oluşturur; burada eklenen kalsiyum hidroksit sertliğe neden olan iyonları karbonatlar olarak çökeltir.^[42]^[43]

Kalsiyum hidroksit ayrıca kükürt dioksit ile sülfatlaşmaya uğrayarak kalsiyum sülfit ve su verir:

$$ \mathrm{Ca(OH)_2 + SO_2 \rightarrow CaSO_3 + H_2O} $$

Bu reaksiyon, kömürle çalışan elektrik santrallerindeki kuru ve yarı kuru baca gazı kükürt giderme işlemlerinin merkezinde yer alır; burada kalsiyum hidroksit, asit yağmuru öncülerini azaltmak için emisyonlardan SO₂’yi sorbe eder.

Sodyum hidroksit gibi daha güçlü bazların aksine kalsiyum hidroksit, metal yüzeylerde aşındırıcı ajanları fiziksel olarak engelleyen pasifleştirici bir kalsiyum karbonat tabakasının oluşumu nedeniyle demir ve çelik için aşındırıcı değildir.^[44]^[45]

Termal ve Diğer Reaksiyonlar

Kalsiyum hidroksit, endotermik reaksiyonu takiben 580 °C’ye ısıtıldığında termal olarak kalsiyum oksit ve su buharına ayrışır:

$$ \mathrm{Ca(OH)_2 \rightarrow CaO + H_2O} $$

Bu bozunma süreci, kalsiyum hidroksitin inşaat malzemeleri üretimi gibi uygulamalarda yeniden kullanılmak üzere tekrar sönmemiş kirece dönüştürüldüğü endüstriyel döngülerde kireç yeniden yakma işlemiyle bütünleşiktir.^[46]

Yüksek sıcaklıklı ortamlarda, kalsiyum hidroksit silika ile reaksiyona girerek kalsiyum silikat hidratları oluşturur; bu durum puzolanik reaksiyonla örneklendirilir:

$$ \mathrm{Ca(OH)_2 + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3 \cdot H_2O} $$

Bu reaksiyon, hidrasyon sırasında bileşenleri bağlayarak çimentolu malzemelerde mukavemet gelişimine katkıda bulunur.^[47]

Kalsiyum hidroksit fotokimyasal kararlılık gösterir, ışığa veya fotooksidasyon koşullarına maruz kaldığında önemli bir bozulma göstermez.^[1]

Ayrıca, kalsiyum hidroksit tipik koşullar altında redoks eylemsizliği sergiler, çünkü kalsiyumun +2 oksidasyon durumu kararlıdır ve oksidasyon-redüksiyon süreçlerine kolayca katılmaz.^[1]

Uygulamalar

İnşaat ve Malzemeler

Sönmüş kireç olarak bilinen kalsiyum hidroksit, inşaatta yaygın olarak kullanılan kireç bazlı harçlarda ve sıvalarda temel bir bağlayıcı görevi görür. Kum gibi agregalarla karıştırıldığında, karbonasyon yoluyla sertleşen işlenebilir bir macun oluşturur; burada kalsiyum hidroksit atmosferik karbondioksit ile reaksiyona girerek kalsiyum karbonat üretir ve dayanıklı, gözenekli bir matris oluşturur:

$$ \ce{Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O} $$

Bu süreç, bina hareketlerine uyum sağlayan ve nem buharının kaçmasına izin vererek hapsolmuş nemi önleyen esnek bir malzeme ile sonuçlanır.^[48]^[49]

Kireç harçları, priz alma mekanizmalarına göre hidrolik olmayan veya hidrolik olarak sınıflandırılır. Yüksek kalsiyumlu kireçtaşından elde edilen hidrolik olmayan kireçler, yalnızca karbonasyon yoluyla sertleşir ve sertleşmek için havaya maruz kalmayı gerektirir, bu da onları nefes alabilirliğin esas olduğu iç veya korunaklı uygulamalar için ideal kılar.^[50] Buna karşılık, hidrolik kireçler kaynak kireçtaşından silika ve alümina gibi safsızlıklar içerir, bu da onların su varlığında (hatta su altında) hidroliz yoluyla sertleşmesini sağlarken, açıkta kalan veya nemli ortamlar için uygun uzun vadeli mukavemet için karbonasyona uğramaya devam etmelerini sağlar.^[51]^[52]

Tarihsel olarak kalsiyum hidroksit, nefes alabilir ve kendi kendini onaran (self-healing) özellikleri nedeniyle değer verilen Roma betonu ve ortaçağ katedralleri dahil olmak üzere kalıcı yapıların ayrılmaz bir parçası olmuştur. Roma opus caementicium yapımında, sönmemiş kireç puzolanik agregalarla sıcak karıştırılmış, zamanla suyla reaksiyona girerek çatlakları kalsiyum karbonatla dolduran ve Pantheon gibi yapıların uzun ömrüne katkıda bulunan kireç klastları oluşturmuştur.^[53]^[54] Ortaçağ inşaatçıları, Notre-Dame gibi katedrallerde sönmüş kireç harçları kullanmış, taş işçiliğini tuz kristalleşmesinden korumak için buhar geçirgenliğinden ve çatlakları yeniden kristalleştirme ve mühürleme yeteneğinden yararlanmıştır.^[55]

Modern inşaatta, sönmüş kireç genellikle harç performansını artırmak, plastisiteyi artırarak işlenebilirliği iyileştirmek ve kanamayı azaltmak için Portland çimentosu ile harmanlanırken, daha yavaş hidrasyonu, karbonasyon yoluyla kendi kendini iyileştiren dağıtılmış mikro çatlaklar sayesinde büzülme çatlamasını en aza indirir.^[56]^[57] Bu hibrit harçlar, saf çimento karışımlarına kıyasla alt tabakalara daha iyi yapışma ve esneklik sunarak duvarda uzun vadeli hasarı azaltır.^[58]

Sönmemiş kirecin uzun süreli hidrasyonu ve yaşlandırılmasıyla üretilen kireç macunu (lime putty), özellikle freskler ve mirasın korunması için geleneksel ve onarıcı uygulamalarda kilit bir rol oynar. Parçacık boyutunu inceltmek ve kohezyonu desteklemek için yıllarca yaşlandırılan bu macun, buon fresco tekniğindeki intonaco sıvası için pürüzsüz, yapışkan bir taban oluşturur ve pigmentlerin karbonasyon sırasında kimyasal olarak bağlanmasını sağlar.^[59] Bina restorasyonunda, kireç macunu harçları tarihi formülasyonları kopyalayarak, uyumsuz sertlik getirmeden antik duvarlara uyumlu onarımlar sağlar.^[60]^[61]

Su ve Atık Su Arıtımı

Sönmüş kireç olarak bilinen kalsiyum hidroksit, su arıtımında kireç yumuşatma süreçlerinde merkezi bir rol oynar; burada sert suya eklenerek kalsiyum karbonat (CaCO₃) ve magnezyum hidroksit (Mg(OH)₂) çökelterek sertliğe neden olan iyonları giderir.^[43] Bu süreç tipik olarak suyun pH’ını yaklaşık 10-11’e yükseltmeyi, bu bileşiklerin çözünmezliğini artırmayı ve çökelme sırasında çökmelerini sağlamayı içerir.^[43] Temel olarak çökelmiş kalsiyum karbonattan oluşan kireç çamuru, kireci geri kazanmak için yeniden kalsine edilebilir; bu, sürekli çamur temaslı yumuşatıcılarda işletme maliyetlerini ve atığı azaltan çamur geri dönüşümünü sağlar.^[43] Belediye tesislerinde kireç yumuşatma, bu mineral iyonlarını gidererek toplam çözünmüş katıları etkili bir şekilde düşürür ve dağıtım için su kalitesinin iyileştirilmesine katkıda bulunur.^[62]

Atık su arıtımında, kalsiyum hidroksit, genellikle endüstriyel kaynaklardan gelen asidik atık suları nötralize etmek için pH ayarlamasında yaygın olarak kullanılır ve ağır metallerin çözünmeyen hidroksitler olarak çökelmesini kolaylaştıran alkali koşullar yaratır.^[63] Örneğin, 9-11 pH seviyelerinde çinko, bakır, nikel, kurşun ve krom gibi metallerle reaksiyona girerek Zn(OH)₂ veya Cu(OH)₂ gibi çökeltiler oluşturur ve bunların filtrasyon veya sedimantasyon yoluyla giderilmesini sağlar.^[63] Bu yöntem, 1000 mg/L’ye kadar metal konsantrasyonuna sahip atık sular için özellikle etkilidir, ancak uygun yönetim gerektiren önemli miktarda çamur hacimleri oluşturur.^[63]

Kanalizasyon arıtımında kalsiyum hidroksit, öncelikle kalsiyum fosfat çökeltilerinin oluşumu yoluyla fosfor giderimini artırmak için alüminyum sülfat (şap) ile birlikte pıhtılaştırıcı yardımcısı olarak hizmet eder.^[64] pH’ı yaklaşık 11’e yükselterek flokülasyonu ve sedimantasyonu iyileştirir, ikincil atık sularda yaklaşık 600 mg/L dozajlarda %99’a kadar toplam fosfor giderimi sağlar.^[64] Belediye tesislerindeki son optimizasyonlar, kireç-soda külü işlemlerinin toplam sertliği 250 ppm’den CaCO₃ olarak 20 ppm’e düşürdüğü durumlarda görüldüğü gibi, kireç yumuşatmanın sertlikte %90’ın üzerinde azalma sağlayabileceğini göstermektedir.^[43]

Gıda ve Tarım

Gıda işlemede kalsiyum hidroksit, kurutulmuş mısır tanelerinin perikarpı çıkarmak, dokuyu geliştirmek ve niasin ile diğer temel besin maddelerinin biyoyararlanımını artırarak besin değerini iyileştirmek için bir kireç suyu çözeltisinde ıslatılıp pişirildiği geleneksel bir yöntem olan nixtamalizasyonda kilit bir rol oynar.^[65]^[66]^[67] Bu süreç, Kolomb öncesi Mezoamerika’daki Yerli Amerikan kültürlerinde ortaya çıkmış, burada tortilla ve hominy gibi temel gıdaların hazırlanması için gerekli olmuş, besin açısından yetersiz mısırı büyük nüfusları destekleyen daha sindirilebilir ve güçlendirilmiş bir gıda kaynağına dönüştürmüştür.^[68]^[69]^[70]

Mısırın ötesinde, kalsiyum hidroksit, sindirime yardımcı olan ve cevizden alkaloidleri serbest bırakan hafif alkali bir çiğneme oluşturmak için sönmüş kirecin betel yaprağı ve areka cevizi ile karıştırıldığı betel paan gibi çeşitli Asya mutfak geleneklerine dahil edilmiştir.^[71]^[72] Tarihsel olarak, sönmemiş kireç (kalsiyum hidroksite hidratlanmış) ile tuz ve kül içeren bir macunun ördek yumurtalarını koruduğu ve haftalar içinde benzersiz bir jelleşmiş doku ve lezzet kazandırdığı Çin yüzyıl yumurtalarının (pidan) hazırlanması dahil olmak üzere Asya turşu süreçlerinde de kullanılmıştır.^[73]

Avrupa Birliği’nde E526 olarak adlandırılan bir gıda katkı maddesi olan kalsiyum hidroksit, konserve zeytinler, şekerle tatlandırılmış içecekler ve bazı şekerlemeler gibi ürünlerde asitlik düzenleyici, sıkılaştırıcı ajan ve nötrleştirici olarak işlev görerek pH’ı dengelemeye ve kıvamı iyileştirmeye yardımcı olur.^[74] Amerika Birleşik Devletleri’nde, bezelye ve tatlıların işlenmesi gibi doğrudan gıda uygulamalarında mevcut iyi üretim uygulamalarını aşmayan seviyelerde kullanım için FDA’dan Genel Olarak Güvenli (GRAS) statüsüne sahiptir.^[75]^[76]^[9]

Tarımda kalsiyum hidroksit, tarlalardaki asitliği nötralize etmek için bir toprak düzenleyicisi olarak hizmet eder; toprak kolloidleri üzerindeki hidrojeni yer değiştiren kalsiyum iyonları sağlayarak pH’ı yükseltir, böylece asidik arazilerde baklagiller ve brassicalar gibi ürünler için besin mevcudiyetini artırır.^[6]^[77]^[78] Ayrıca meyve bahçelerinde, elma gibi meyve ağaçlarında Nectria kanseri gibi patojenleri kontrol etmek için tipik olarak kireç sütü olarak bilinen %1-2’lik sulu süspansiyonda bir mantar ilacı olarak uygulanır ve zararlı kalıntılar bırakmadan lezyon gelişimini önler.^[2]^[79]^[80]

Endüstriyel Süreçler

Kalsiyum hidroksit, kağıt üretimi için kraft işleminde çok önemli bir rol oynar; burada siyah likörün eritilmesiyle üretilen yeşil likörü kostikleştirmek, sodyum karbonatı hamurlaştırmada yeniden kullanım için sodyum hidroksite dönüştürmek amacıyla kimyasal geri kazanım aşamasında kullanılır. Bu reaksiyon, yeşil liköre sönmüş kireç (Ca(OH)₂) eklenmesini, sodyum hidroksit oluşturulmasını ve kalsiyum karbonatın çökeltilmesini içerir; bu da daha sonra filtrelenir ve kireci yeniden üretmek için yeniden yakılır, böylece atığı en aza indiren kapalı döngü bir sistem sağlanır.^[81] Ek olarak, kalsiyum hidroksit, adsorpsiyon ve çökelme mekanizmaları yoluyla lignin-kalsiyum kompleksleri oluşturarak kullanılmış hamurlaştırma likörlerinden lignin çökeltmesini kolaylaştırır, hemiselüloz açısından zengin akışların saflaştırılmasına veya yan ürün geri kazanımı için siyah likör arıtımına yardımcı olur.^[82]

Deri tabaklamada kalsiyum hidroksit, kireçleme veya beamhouse aşamasında esastır; burada kollajen liflerini şişirerek ve interfibriler yağları ve proteinleri sabunlaştırarak postları kıllardan arındırmak için sodyum sülfit ile karıştırılır, mekanik temizleme için kıl köklerini gevşetir. Tipik olarak pH 12–13’teki bu alkali işlem, postun esnekliğini artırır ve deriyi sonraki tabaklama için hazırlar; kontrollü uygulama aşırı şişmeyi veya lif hasarını önler.^[83] Süreç ayrıca önceki ıslatmadan kaynaklanan asidik kalıntıları nötralize ederek kılları gidermede enzimatik ve kimyasal eylemler için optimum pH’ı korur.^[84]

Baca gazı kükürt giderme (FGD), endüstriyel egzozdan, özellikle kömürle çalışan elektrik santrallerinden kükürt dioksiti (SO₂) yakalamak için ıslak temizleme sistemlerinde kalsiyum hidroksit kullanır; baca gazına Ca(OH)₂ bulamacı püskürtülür, burada kalsiyum sülfit (CaSO₃) oluşturmak üzere reaksiyona girer ve oksidasyon üzerine kalsiyum sülfat (alçıtaşı, CaSO₄·2H₂O) oluşturur. Bu alçıtaşı yan ürünü, alçıpan üretiminde kullanılmak üzere pazarlanabilir ve birçok kurulumda %90’ın üzerinde SO₂ giderim verimliliği sağlayan sürecin ekonomik uygulanabilirliğine katkıda bulunur.^[85] Kuru FGD varyantları, daha küçük ölçekli uygulamalar için su kullanımı ve atık işleme avantajları sunarak SO₂ ile doğrudan reaksiyon için toz kalsiyum hidroksit kullanır.^[86]

Son gelişmelerde kalsiyum hidroksit, bitkisel yağların veya atık yağların metanol ile transesterifikasyonu yoluyla biyodizel üretiminde heterojen bir katalizör veya öncü olarak hizmet eder; kitozan-Ca(OH)₂ gibi desteklenen formlar, geri dönüştürülebilirlik ve düşük toksisite yoluyla sürdürülebilirliği teşvik ederek ılıman koşullar altında yüksek yağ asidi metil ester verimleri (%96’ya kadar) elde eder.^[87] Petrol rafinasyonunda, ham petrol akışlarındaki asidik safsızlıkları nötralize ederek ve serbest yağ asitlerinden sabunlar oluşturarak, ürün stabilitesini artırarak ve akış aşağı ünitelerinde korozyonu azaltarak kostik yıkama işlemlerine yardımcı olur.^[88]

Niş ve Hobi Kullanımları

Diş hekimliğinde kalsiyum hidroksit, yüksek alkalinitesi sayesinde etkili bir kanal içi dezenfektan olarak hizmet eder; bu alkalinite, bakteriyel hücre zarlarını bozan ve Enterococcus faecalis ve Candida albicans gibi endodontik patojenleri engelleyen hidroksit iyonları üretir, ancak ikincisine karşı daha az güçlüdür.^[89] Klinik çalışmalar, geçici pansuman olarak kullanıldığında bakteri yükünü azaltarak ve periapikal iyileşmeyi teşvik ederek süt dişlerinde formokresole kıyasla üstün etkinliğini göstermektedir.^[90] Geçici dolgu malzemesi olarak, açık apekslerde sert doku bariyeri oluşumunu indüklediği apeksifikasyonu kolaylaştırmak için kök kanallarına uygulanır ve tedavi aralıkları sırasında antibakteriyel bir ortam sağlayarak pulpotomi prosedürlerini destekler.^[91] Radyopaklığı ve çıkarılma kolaylığı, apikal sızdırmazlığı tehlikeye atmadan post boşluklarında kısa süreli tıkama (obturation) için uygun olmasını sağlar.^[92]

Kişisel bakım uygulamalarında, kalsiyum hidroksit, kıvırcık saçları düzleştirmek için keratindeki disülfür bağlarını kademeli olarak hidrolize ederek ve düşük çözünürlüğü ve pH’ı 11-13 civarına daha yavaş yükseltmesi nedeniyle kafa derisi yanıklarını en aza indirerek sodyum hidroksite daha hafif bir alternatif olarak işlev gören kostiksiz (no-lye) saç gevşeticilerde birincil bileşendir.^[93]^[94] Bu formülasyonlar genellikle kontrollü salınım için onu guanidin karbonatla birleştirerek hassas saç derilerinde evde kullanım için popüler hale getirir. Hobiler arasında, sönmüş kireç macunu formundaki kalsiyum hidroksit, kimyasal olarak reaktif bir yüzey oluşturmak için ıslak sıvaya (intonaco) dahil edildiği buon fresco boyama için esastır; sıva kurudukça ve karbondioksiti emdikçe, hidroksit kalsiyum karbonata dönüşür ve doğal pigmentleri yüzyıllarca solmadan dayanan kalıcı, çözünmez bir matrise bağlar.^[95] Resif akvaryumu meraklıları, kalsiyum seviyelerini yenilemek ve koralin algleri ile omurgasız kalsifikasyonu için alkalinite ve pH’ı artırarak doğal deniz suyu koşullarını (yaklaşık 8.0-8.4) taklit etmek ve deniz kurulumlarında düşük pH kaynaklı stresi önlemek amacıyla tamamlama sistemlerini dozlamak için suda kalsiyum hidroksit çözülerek hazırlanan Kalkwasser adlı doymuş bir çözelti kullanırlar.^[96]

Asya geleneklerinde kültürel süsleme için, kalsiyum hidroksit (sönmüş kireç), betel lokması hazırlamanın bir parçası olarak betel yapraklarına sürülür; burada alkalinitesi areka cevizi tanenleri ile reaksiyona girerek dişlerde ve ağız mukozasında belirgin, kalıcı bir lekelenme üreten kırmızı pigmentleri serbest bırakır ve çiğneme ritüelleri sırasında canlı tonu ve sosyal sinyali nedeniyle değer verilir.^[97] Bu katkı maddesi, cevizden elde edilen hafif psikoaktif özellikleri değiştirmeden lokmanın kolinerjik etkilerini ve renk yoğunluğunu artırır.^[71]

Oluşum

Doğal Kaynaklar

Kalsiyum hidroksit, doğal olarak, öncelikle kalsiyum oksidin hidrasyonu veya alkali metasomatik koşullarda çökelme yoluyla belirli yüksek pH’lı jeolojik ortamlarda oluşan nadir bir kalsiyum hidroksit minerali olan portlandit olarak bulunur. En yaygın olarak, sıcaklıkların ve sıvı etkileşimlerinin kalsiyum karbonata nihai karbonasyondan önce stabilitesini desteklediği temas metamorfik kayalarındaki, skarnlardaki ve volkanik fumarollerdeki kalsiyum açısından zengin silikatların değişimi ile ilişkilidir. Portlandit, larnit, spurrit ve kalsit gibi minerallerle iç içe büyümüş, sedefli bir parlaklığa ve 2–2,5 Mohs sertliğine sahip yumuşak, beyaz ila soluk yeşil kütleler veya kristaller olarak görünür. Doğadaki kıtlığı, yüzey koşulları altında onu hızla daha kararlı karbonatlara dönüştüren atmosferik karbondioksit ile reaktivitesinden kaynaklanmaktadır.^[98]

Belgelenmiş yerler portlanditin sınırlı dağılımını vurgulamaktadır. Amerika Birleşik Devletleri’nde, Riverside County, Kaliforniya’daki Crestmore Ocağı’nda, granitik kayalar tarafından sokulan metamorfize tortulardan türetilen değişmiş kireçtaşı ve skarn yatakları içinde bulunur. Avrupa’da önemli oluşumlar arasında Scawt Hill, County Antrim, Kuzey İrlanda’da tebeşir içine bazaltik sokulmalardan kaynaklanan larnit-spurrit toplulukları; Vezüv Yanardağı, İtalya’daki fumarolik kabuklanmalar; ve pirometamorfik kayalarda organik maddenin yüksek sıcaklıkta yanmasının oluşumunu teşvik ettiği Hatrurim Havzası, Negev Çölü, İsrail’deki yanma metamorfik bölgeleri yer alır. Bu alanlar, magmatik veya metamorfik olaylar sırasında yerelleştirilmiş, alkali mikro ortamlarda portlanditin oluşumunu örneklemektedir.^[99]^[100]

Kalsiyum hidroksit, özellikle kireç döngüsü yoluyla toprak ve atmosfer kimyasını etkilediği çevresel döngüye katılır. Volkanik fumarollerden veya pirometamorfik süreçlerden kaynaklanan kalsiyum oksit (CaO) doğal emisyonları, nemli havada veya toprakta kalsiyum hidroksit oluşturmak üzere hidratlanır ve daha sonra kalsiyum karbonat üretmek için CO₂ ile reaksiyona girerek döngüyü kapatır ve karbonu hapseder. Kireçtaşı ayrışması, alkali koşullar altında karbonasyondan önce geçici hidroksit türleri oluşturabilen kalsiyum iyonlarını serbest bırakarak dolaylı olarak katkıda bulunur; bu süreç yerel toprak pH’ını yükseltir, kalkerli topraklarda besin mevcudiyetini ve mikrobiyal aktiviteyi artırır. Küresel olarak, doğal ve antropojenik kireç kaynakları aracılığıyla bu döngü, yılda tahmini 0,1–0,3 Gt CO₂ emerek atmosferik asitliği azaltırken karstik ve volkanik bölgelerde toprak alkalinitesini destekler.^[101]^[102]

Yıldızlararası Ortam

CaOH radikali, S-tipi yıldızlar da dahil olmak üzere geç tip yıldızların atmosferlerinde, özellikle Pesch bandı olarak tanımlanan 5550 Å civarındaki bant olmak üzere optik spektrumdaki soğurma bantları aracılığıyla gözlemlenmiştir. Bu tespitler, kalsiyum kimyasının aktif olduğu serin, oksijen açısından zengin ortamlarda tanımlamayı sağlayan B²Σ⁺–X²Σ⁺ sisteminin laboratuvar özellikli geçişlerinden kaynaklanmaktadır.^[103]

Oksijen açısından zengin yıldız atmosferlerinde CaOH, muhtemelen CaO’nun H₂O veya ilgili türlerle gaz fazı reaksiyonları yoluyla oluşur ve yüksek sıcaklık ve orta yoğunluk koşulları altında kalsiyumu moleküler rezervuarlara hapseder. Bu süreç, CaOH’nin CaCl ve atomik Ca gibi diğer kalsiyum taşıyıcılarla rekabet ettiği yıldız yüzeyine yakın moleküler karmaşıklığa katkıda bulunur.

CaOH bolluğu iz seviyelerinde kalmakta, denge modelleri M-tipi ve S-tipi asimptotik dev kol (AGB) yıldızlarında 10⁻⁸ civarında maksimum mol fraksiyonları öngörmekte ve bu da geç aşama yıldız evrimi sırasında kalsiyum bölünmesindeki küçük ama gösterge niteliğindeki rolünü yansıtmaktadır.^[104]

S-tipi yıldızların yıldız çevresi zarflarında CaOH aramaları, milimetre dalga spektroskopisi dahil olmak üzere radyo astronomiyi kullanmış ancak genişleyen çıkışlarda tahmin edilen düşük bolluklarla tutarlı olarak kesin bir tespit bildirilmemiştir. ATOMIUM araştırmasındakiler gibi AGB yıldızlarının son ALMA gözlemleri, toz oluşum modellerini iyileştirmek için oksijen açısından zengin zarflardaki metal taşıyan molekülleri haritalandırmış, iz kalsiyum türlerini gözlemlemedeki zorlukların altını çizen tespit edilememelere rağmen CaOH’yi potansiyel bir izleyici olarak vurgulamıştır.^[105]

Sağlık ve Güvenlik

Sağlık Riskleri

Kalsiyum hidroksit, güçlü alkali doğası nedeniyle oldukça yakıcı bir maddedir ve cilt, gözler ve mukoza zarlarıyla doğrudan temas halinde ciddi kimyasal yanıklara neden olabilir. Göze maruz kalma kornea hasarına, görme bozukluğuna veya kalıcı körlüğe yol açabilirken, cilt teması derhal tedavi edilmezse tahrişe, kabarcıklanmaya ve derin doku nekrozuna yol açar. Tozunun solunması üst solunum yollarını tahriş ederek ciddi vakalarda öksürüğe, boğaz şişmesine ve akut pnömoniye neden olabilir.^[106]^[107]^[108]

Kalsiyum hidroksitin yutulması, yemek borusu, mide ve bağırsaklarda delinmeye, kanamaya ve şok veya ikincil enfeksiyon gibi yaşamı tehdit eden komplikasyonlara yol açabilen ciddi yanıklar dahil olmak üzere önemli bir gastrointestinal yaralanma riski oluşturur. Zehirlenme belirtileri arasında yoğun karın ağrısı, kusma (muhtemelen kanlı), nefes alma zorluğu ve kan basıncında hızlı düşüşler yer alır; doku hasarını azaltmak ve ölümü önlemek için acil tıbbi müdahale gerekir.^[109]

Kalsiyum hidroksit, biyolojik bariyerlerden sınırlı emilimi nedeniyle düşük sistemik toksisite gösterse de, güçlü bir zehirden ziyade öncelikle yerel bir tahriş edici olarak işlev görür. Hayvan çalışmaları, sıçanlarda 2000 mg/kg’ı aşan, özellikle 7340 mg/kg civarında bir oral LD50 rapor etmekte olup, yerel hasarın ötesinde öldürücü etkiler için büyük miktarların gerekli olduğunu göstermektedir. Kronik maruziyet tipik olarak yaygın organ toksisitesiyle sonuçlanmaz ancak lokalize zarara karşı koruyucu önlemlerin gerekliliğini vurgular.^[110]^[15]

İnşaat veya imalat gibi mesleki ortamlarda, kalsiyum hidroksit tozunun solunması birincil maruziyet yolunu temsil eder; uzun süreli yüksek seviyeli temas, akciğer dokusu yara izi ve azalan akciğer fonksiyonu yoluyla pnömokonyoza katkıda bulunabilir. Düzenleyici standartlar bu riskleri azaltır; Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), 8 saatlik bir iş günü için solunabilir toz fraksiyonu için 5 mg/m³ ve toplam toz için 15 mg/m³’lük izin verilen bir maruziyet sınırı (PEL) belirler. Solunum cihazları da dahil olmak üzere kişisel koruyucu ekipmanlara uyum, solunum tahrişini ve uzun vadeli akciğer bozukluğunu önlemek için esastır.^[111]^[112]^[107]

Diş hekimliği uygulamalarına, özellikle endodontik prosedürlerde kanal içi ilaç olarak kullanımına ilişkin 2020’lerden yapılan son çalışmalar, profesyonel gözetim altında doğru uygulandığında hastalarda minimum uzun vadeli sağlık riski olduğunu göstermektedir. Bu araştırmalar, önemli sistemik emilim veya yan etkiler olmaksızın antimikrobiyal etkideki etkinliğini vurgulamakta, ancak diş bütünlüğünü dolaylı olarak etkileyebilecek dentin zayıflamasını önlemek için dikkatli yerleştirme tavsiye edilmektedir.^[113]^[114]

Çevresel Hususlar

Kalsiyum hidroksit üretimi, kalsiyum karbonatın (CaCO₃) CaO ve CO₂’ye termal bozunması nedeniyle CO₂ emisyonları salan bir süreç olan sönmemiş kireç (CaO) üretmek için kireçtaşının kalsinasyonu ile başlar.^[115] Küresel olarak, kalsiyum hidroksite söndürmek için sönmemiş kireç sağlayan kireç endüstrisi, 2023 itibarıyla süreç emisyonlarından yılda yaklaşık 280 milyon metrik ton CO₂ salmakta ve toplam antropojenik CO₂ emisyonlarının yaklaşık %0,7’sini oluşturmaktadır.^[22]^[116]^[117] Bu süreç emisyonları geleneksel fırınlarda kaçınılmazdır ancak önemli bir çevresel zorluğu temsil eder ve karbon yakalama ve alternatif yakıtlar yoluyla azaltma çabalarını teşvik eder.

Su ve atık su arıtma uygulamalarında, kalsiyum hidroksit kullanımı, arıtma tesislerinden alkali akışına yol açarak nehirlerdeki ve akarsulardaki pH seviyelerini potansiyel olarak yükseltebilir. Sucul ortamlarda yüksek pH, besinlerin ve metallerin çözünürlüğünü etkileyerek, oksijen seviyelerini düşürerek ve nötr pH aralıklarında (tipik olarak 6,5–8,5) gelişen balıklar ve omurgasızlar gibi hassas türleri strese sokarak ekosistemleri bozar.^[3] Bu tür etkiler, yönetilmeyen deşarjların lokalize alkalinite artışlarına ve biyolojik çeşitlilikte uzun vadeli değişimlere neden olabileceği yüksek arıtma hacmine sahip alanlarda özellikle endişe vericidir.

Kalsiyum hidroksit üretimi ve kullanımındaki sürdürülebilirlik girişimleri, atık azaltma ve düşük karbonlu alternatiflere odaklanmaktadır. Su yumuşatma işlemlerinden elde edilen bir yan ürün olan kireç çamurunun tarımsal düzenleyicilere veya baca gazı kükürt giderme ajanlarına dönüştürülmesi, malzemeyi depolama alanlarından uzaklaştırarak kaynakları korur ve çevresel bertaraf yüklerini en aza indirir.^[3] 2020’lerde endüstri trendleri, Avrupa pilot operasyonlarında gösterildiği gibi, kömür bazlı sistemlere kıyasla net CO₂ emisyonlarını %80’e kadar azaltabilen sönmemiş kireç üretimi için biyokütle yakıtlı fırınlara geçişi vurgulamaktadır.^[118] 2025 itibarıyla, LEILAC gibi projeler karbon yakalama teknolojilerini ilerletmeye devam etmekte ve seçkin tesislerde sıfıra yakın süreç emisyonlarını potansiyel olarak mümkün kılmaktadır.^[119]

AB REACH yönetmelikleri kapsamında kalsiyum hidroksit, kalıcılık, biyobirikim veya sucul toksisite tanımlamalarından yoksun olduğu için çevresel olarak tehlikeli olarak sınıflandırılmaz, ancak havadaki toz emisyonları ekolojik birikimi önlemek için izlenir.^[120] İnorganik bir bileşik olarak biyolojik olarak parçalanmaz ancak uzun vadeli birikim riskleri olmadan doğal kalsiyum döngülerine entegre olur.