Kalsiumkloridin (CaCl2) rakenne, käyttö ja ominaisuudet



kalsiumkloridia (CaCI2) Se on epäorgaaninen suola, joka koostuu kalsiumista, maa-alkalimetallista ja kloorihalogeenista. Tässä yhdisteessä on useita sähköstaattisia vuorovaikutuksia, jotka määrittävät sen kiteiden ulkoisen ulkonäön ja loput niiden fysikaaliset ominaisuudet.

Lisäksi siihen liittyy aina vesimolekyylejä, jotka muodostavat yleisen kaavan CaCl hydraatteja2· XH2Tai jos x = 0, 1, 2, 4 ja 6. Kun x = 0, suolalla ei ole vettä ja se on vedetön, kuten edellä mainitusta kemiallisesta kaavasta ilmenee..

Ylemmässä kuvassa on esitetty kiinteitä CaCl-osia2. Matalassa kosteudessa olosuhteissa on mahdollista pitää vedetön suola vedettömänä, vaikkakin sen luonnollinen taipumus imeytyä siihen, kunnes se liukenee.

 

indeksi

  • 1 Kaava
  • 2 Rakenne
    • 2.1 Molekyyligeometria ja vesipitoiset kalsiumkompleksit
  • 3 Käyttö
  • 4 Miten se tehdään??
  • 5 Ominaisuudet
    • 5.1 Fysikaaliset ominaisuudet ja herkkyys  
    • 5.2 Liukoisuus
    • 5.3 Liukenemislämpö
    • 5.4 Elektrolyytin hajoaminen
  • 6 Viitteet

kaava

Sen kemiallinen kaava on CaCl2: Ilmaise tämä jokaista Ca-ionia kohti2+ on kaksi Cl-ionia- joka neutraloi positiivisen varauksen. Metallinen kalsium - jaksollisen taulukon ryhmästä 2 (herra Becambara) - tuottaa kaksi elektronia kullekin klooriatomille, ryhmän 17 elementille.

rakenne

CaCl: n rakenne on esitetty ylemmässä kuvassa2 anhydridiä. Vihreät pallot vastaavat Cl-ioneja-, kun taas valkoiset - Ca-ionit2+. Nämä pallot on järjestetty yhdensuuntaiseksi, joka ei ole enempää kuin kiteiden ortorombinen yhtenäinen solu.

Rakenne voi antaa väärän käsityksen siitä, että kalsium on vallitseva; jos kuitenkin toistetaan useampia yksikkösolun toistoja, vihreiden pallojen suurempi määrä olisi selvä: Cl-ionit-.

Toisaalta Ca-ionit2+ niillä on pienemmät ionisäteet kuin Cl-ionit-. Tämä johtuu siitä, että kun he menettävät elektroneja, atomien ytimillä on suurempi houkutteleva voima ulkoisilla elektronisilla kerroksilla, mikä vähentää ionisädettä.

Cl: n tapauksessa-, siinä on lisäksi elektroni, jota ei voi houkutella samalla voimalla, mikä lisää sen ionisädettä.

Molekyyligeometria ja vesipitoiset kalsiumkompleksit

Rinnakkaiskipin keskellä Ca2+ ympäröi kuusi Cl-. Näistä neljä on neliösuunnassa ja kaksi muuta sijaitsevat kohtisuorassa (vihreät pallot ovat kaukana valkoisesta pallosta).

Näiden ionien järjestelyn seurauksena Ca: n ympärille2+ oktaedri on "aseistettu", jolloin sille osoitetaan oktaedraalinen molekyyli- geometria.

Ottaen huomioon, miten vihreät pallot on järjestetty, vesimolekyyli voi korvata jonkin näistä, mikä tapahtuu CaCl: n kanssa2· H2Tai mahdollisesti neliösuunnassa. Tämä seikka muuttaa kiteistä rakennetta ja, kun vesi korvaa vihreät pallot, ionien järjestely muuttuu.

Kun kaikki Cl-ionit- korvataan vesimolekyyleillä, CaCl-hydraatti muodostuu2· 6H2O. Tässä vaiheessa oktaedri on "vesipitoinen" ja molekyylit voivat nyt vuorovaikutuksessa keskenään vetysidoksilla (Ca2+ OH-H-OH2).

Peräkkäin kalsium voi hyväksyä vielä enemmän vesimolekyylejä muuttamatta vahvistettua suhdetta. Tämä tarkoittaa, että CaCl2· 6H2Tai se voi ottaa käyttöön muita monimutkaisia ​​rakenteita siihen pisteeseen, että niitä pidetään kalsiumin ja veden kiteisinä polymeereinä.

Nämä rakenteet ovat kuitenkin vähemmän stabiileja kuin sähköstaattisilla vuorovaikutuksilla (Ca2+ ja Cl-) vedettömästä suolasta.

sovellukset

- Vältä veden talteenottoa talvella. Kalsiumkloridi tuottaa paljon lämpöä, kun se liukenee, ja kun lämpötila nousee, jää sulaa. Tästä syystä sitä käytetään vähentämään ihmisten ja ajoneuvojen leviämisriskiä kylmän kauden aikana.

- Auttaa hallitsemaan pölyä päällystämättömillä teillä.

- Nopeuttaa betonin kuivumisnopeutta, kun se on kaadettu.

- CaCl-nesteet2 lisätä porauksen tehokkuutta maanalaisen maakaasun ja öljyn kaasun uuttamiseksi.

- Se lisätään uima-altaisiin sen seinien betonin aiheuttaman eroosion vähentämiseksi. Sedimentoitu kalsium täyttää tämän toiminnon.

- Koska se on hygroskooppinen suola, kalsiumkloridia voidaan käyttää kuivausaineena, joka pystyy alentamaan sitä ympäröivän ilman kosteutta ja siten sen kanssa kosketuksiin joutuvien aineiden kosteutta..

- Sitä käytetään säilöntäaineena joissakin elintarvikkeissa sekä lisäaineena useissa näistä, kuten urheilijoiden, juustojen, oluiden jne. Käyttämät energiajuomat..

- Lääketieteellisessä käytännössä se on hyödyllinen myös magnesiumsulfaatin yliannostuksen aiheuttaman masennuksen sekä lyijymyrkytyksen hoidossa..

Miten se tehdään??

Tämän yhdisteen luonnolliset lähteet ovat meristä tai järvistä uutetut suolaliuokset.

Sen pääasiallinen lähde on kuitenkin Solvayn prosessi, jossa kalkkikivi (CaCO)3) tehdään useita muunnoksia, kunnes se on peräisin kalsiumkloridin sivutuotteesta:

2NaCl (aq) + CaCO3(S) <=> na2CO3(s) + CaCl2(Aq)

Tässä prosessissa kiinnostava tuote on itse asiassa natriumkarbonaatti, Na2CO3.

ominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet ja deliquescence

Se on valkoinen kiinteä aine, hajuton ja hygroskooppinen. Tämä taipumus imeä kosteutta ympäristöstä johtuu Ca-ionien emäksisyydestä.2+.

Millainen perusta on: Lewis tai Bronsted? Lewisista johtuen siitä, että positiiviset lajit kykenevät hyväksymään elektroneja. Nämä elektronit lahjoitetaan esimerkiksi vesimolekyylien happiatomeilla.

Kiinteä aine absorboi kosteutta liukenemisasteeseen samaan veteen, joka kostuttaa sen kiteitä. Tämä ominaisuus tunnetaan deliquescencenä.

Sen tiheys on 2,15 g / ml. Koska se sisältää vettä sen rakenteeseen, kide "laajenee", lisäämällä sen tilavuutta ja siten pienentäen tiheyttä. Vain CaCl2· H2Tai rikkoa tämä suuntaus, mikä osoittaa suuremman tiheyden (2,24 g / ml).

Anhydridisuolan molekyylipaino on noin 111 g / mol, ja jokaisen sen rakenteen molekyylin osalta tämä paino kasvaa 18 yksikköä.

liukoisuus

CaCl2 Se on hyvin liukoinen veteen ja joihinkin polaarisiin liuottimiin, kuten etanoliin, etikkahappoon, metanoliin ja muihin alkoholeihin.

Liukenemislämpö

Kun se on liuotettu veteen, prosessi on eksoterminen ja sen vuoksi lämmittää liuosta ja sen ympäristöä.

Tämä johtuu siitä, että vesipitoinen kompleksi stabiloi Ca-ioneja paremmin2+ liuoksessa, jossa sähköstaattiset vuorovaikutukset Cl-ionien kanssa-. Koska tuote on vakaampi, kiinteä aine vapauttaa energiaa lämmön muodossa.

Elektrolyyttien hajoaminen

CaCl2 Sula voidaan altistaa elektrolyysille, fysikaalinen prosessi, joka koostuu yhdisteen erottamisesta sen elementeistä sähkövirran vaikutuksesta. Tämän suolan tapauksessa tuotteet ovat metallinen kalsium ja kaasumainen kloori:

CaCI2(l) → Ca (s) + Cl2(G)

Ca-ionit2+ pienennetään katodilla, kun taas Cl-ionit- ne hapetetaan anodissa.

viittaukset

  1. Lisa Williams (20. joulukuuta 2009). Icy Road. [Kuva]. Haettu 9. huhtikuuta 2018 osoitteesta: flickr.com
  2. Wikipedia. (2018). Kalsiumkloridi. Haettu 9. huhtikuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart ja S. Curtarolo, Kristallografisten prototyyppien AFLOW-kirjasto: Part 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia Ryhmän 2 elementit (neljäs painos., Sivu 278). Mc Graw Hill.
  5. Pubchem. (2018). Kalsiumkloridi. Haettu 9. huhtikuuta 2018 osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. OxyChem. Kalsiumkloridi: opas fyysisiin ominaisuuksiin. Haettu 9. huhtikuuta 2018 osoitteesta: oxy.com
  7. Carole Ann. Kalsiumkloridin yleiset käyttötavat. Haettu 9. huhtikuuta 2018 osoitteesta: hunker.com