Struktura kalcijevog klorida (CaCl2), upotreba i svojstva



kalcijev klorid (CaClz2) To je anorganska sol koja se sastoji od kalcija, zemnoalkalijskog metala i halogenog halogena. U tom spoju postoji nekoliko elektrostatskih interakcija koje definiraju vanjski izgled njegovih kristala i ostatak njihovih fizičkih svojstava.

Također, uvijek ga prate molekule vode, formirajući hidrate općih formula CaCl2· XH2Ili, s x = 0, 1, 2, 4 i 6. Kada je x = 0, soli nema vode i ona je bezvodna, kao što je naznačeno gore navedenom kemijskom formulom..

Na gornjoj slici su prikazani čvrsti dijelovi CaCl2. U uvjetima niske vlažnosti, bezvodnu sol moguće je držati bez vode, iako je njezina prirodna sklonost apsorbirati sve dok se ne otopi (raspršivanje)..

 

indeks

  • 1 Formula
  • 2 Struktura
    • 2.1 Molekularna geometrija i vodeni kompleksi kalcija
  • 3 Upotreba
  • 4 Kako se to radi??
  • 5 Svojstva
    • 5.1. Fizikalna svojstva i prodiranje  
    • 5.2 Topljivost
    • 5.3 Toplina otapanja
    • 5.4 Razgradnja elektrolita
  • 6 Reference

formula

Njegova kemijska formula je CaCl2Izrazite to za svaki Ca ion2+ postoje dva Cl iona- koji neutraliziraju pozitivni naboj. Metalni kalcij - iz skupine 2 periodnog sustava (g. Becambara) - daje dva elektrona svakom atomu klora, elementu grupe 17.

struktura

Struktura CaCl je prikazana na gornjoj slici2 anhidrid. Zelene kuglice odgovaraju Cl ionima-, dok su bijeli do Ca ioni2+. Ove sfere su raspoređene u paralelepipedu, koji nije ništa više od ortorombičke jedinične ćelije kristala.

Struktura može dati pogrešnu ideju da kalcij prevladava; međutim, ako bi se reproduciralo više ponavljanja jedinične ćelije, veća bi brojnost zelenih sfera bila jasna: Cl ioni-.

S druge strane, Ca ioni2+ imaju manje ionske radijuse nego ioni Cl-. To je zato što, kada izgube elektrone, jezgre atoma ispoljavaju veću privlačnu silu na vanjske elektroničke slojeve, što smanjuje ionski radijus..

U slučaju Cl-, on ima dodatni elektron koji se ne može privući istom silom, čime se povećava njegov ionski radijus.

Molekularna geometrija i vodeni kompleksi kalcija

U središtu paralelepipeda Ca2+ okružen je sa šest Cl-. Četiri od njih leže u kvadratnoj ravnini, a druga dva su okomita (zelene sfere udaljenije od bijele kugle).

Kao rezultat rasporeda tih iona, oko Ca2+ oktaedar je "naoružan", čime se određuje oktaedarska molekularna geometrija.

S obzirom na to kako su raspoređene zelene sfere, molekula vode može zamijeniti jednu od njih, što se događa s CaCl2· H2Ili, možda u kvadratnoj ravnini. Ova činjenica modificira kristalnu strukturu i, kako voda zamjenjuje zelene sfere, raspored iona se mijenja.

Kada su svi Cl ioni- su zamijenjene molekulama vode, nastaje CaCl hidrat2· 6H2O. U ovom trenutku oktahedron je "vodeni", a molekule su sada u stanju međusobno djelovati pomoću vodikovih veza (Ca).2+ OH H OH2).

Uzastopno, kalcij može prihvatiti još više molekula vode bez mijenjanja utvrđenog omjera. To znači da je CaCl2· 6H2Ili može usvojiti druge složene strukture, do točke da se smatra kristalnim polimerima kalcija i vode.

Međutim, ove strukture su manje stabilne od onih koje su postavljene elektrostatičkim interakcijama (Ca2+ i Cl-) bezvodne soli.

aplikacije

- Tijekom zime izbjegavajte smrzavanje vode. Kalcijev klorid stvara mnogo topline kada se otopi, a zatim, kad se temperatura poveća, led se topi. Zbog toga se koristi za smanjenje rizika od cirkulacije ljudi i vozila tijekom hladne sezone.

- Pomaže u kontroli prašine na neasfaltiranim cestama.

- Ubrzava brzinu sušenja betona nakon što je izliven.

- Tekućine CaCl2 povećati učinkovitost bušenja za vađenje plina iz podzemnih naslaga, kao i nafte.

- Dodaje se bazenima kako bi se smanjila erozija koju trpi beton njegovih zidova. Sedimentirani kalcij ispunjava ovu funkciju.

- Budući da je to higroskopna sol, kalcijev klorid se može koristiti kao sredstvo za sušenje, jer može smanjiti vlažnost zraka koji ga okružuje, a time i tvari koje su u kontaktu s tim zrakom..

- Koristi se kao konzervans u nekim namirnicama, kao i aditiv u nekoliko tih, kao što su energetska pića koja koriste sportaši, sirevi, piva itd..

- U medicinskoj praksi također je korisna u liječenju depresije uzrokovane predoziranjem magnezijevim sulfatom, kao i trovanjem olovom..

Kako se to radi??

Prirodni izvori ovog spoja su slane vode dobivene iz mora ili jezera.

Međutim, njegov glavni izvor potječe od procesa Solvay, u kojem vapnenac (CaCO)3) prolazi niz transformacija sve dok se ne dobije u nusproizvodu kalcijevog klorida:

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

Proizvod od interesa u ovom procesu je zapravo natrijev karbonat, Na2CO3.

nekretnine

Fizička svojstva i rasplinjavanje

To je bijela kruta tvar, bez mirisa i higroskopnosti. Ta sklonost apsorpciji vlage iz okoline posljedica je bazičnosti Ca iona.2+.

Osnovnost kakve vrste: Lewis ili Bronsted? Iz Lewisa, zbog činjenice da je pozitivna vrsta sposobna prihvatiti elektrone. Ovi elektroni se daruju, na primjer, kisikovim atomima molekula vode.

Krutina apsorbira vlagu do stupnja otapanja u istoj vodi koja natapa svoje kristale. Ovo svojstvo je poznato kao rasplinjavanje.

Njegova gustoća je 2,15 g / ml. Budući da u svoju strukturu inkorporira vodu, kristal se "širi", povećavajući svoj volumen i posljedično smanjujući gustoću. Samo CaCl2· H2Ili prekinite s tim trendom, pokazujući veću gustoću (2,24 g / mL).

Molekularna težina anhidridne soli je približno 111 g / mol, a za svaku molekulu vode u svojoj strukturi ova masa se povećava za 18 jedinica..

topljivost

CaCl2 Vrlo je topiv u vodi i nekim polarnim otapalima, kao što su etanol, octena kiselina, metanol i drugi alkoholi.

Otopina topline

Kada se otopi u vodi, proces je egzotermičan i stoga zagrijava otopinu i okolinu.

To je zato što vodeni kompleks bolje stabilizira Ca ione2+ u otopini koja elektrostatske interakcije s ionima Cl-. Kako je proizvod stabilniji, čvrsta tvar oslobađa energiju u obliku topline.

Razgradnja elektrolita

CaCl2 Taljenje može biti podvrgnuto elektrolizi, fizički proces koji se sastoji u odvajanju spoja u njegovim elementima od djelovanja električne struje. U slučaju ove soli, proizvodi su metalni kalcij i plinoviti klor:

CaClz2(l) → Ca (s) + Cl2(G)

Ioni Ca2+ su reducirane na katodi, dok su ioni Cl- oni se oksidiraju na anodi.

reference

  1. Lisa Williams (20. prosinca 2009.) Ledena cesta. [Slika]. Preuzeto 9. travnja 2018. s adrese: flickr.com
  2. Wikipedia. (2018.). Kalcijev klorid. Preuzeto 9. travnja 2018. s adrese: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart, i S. Curtarolo, AFLOW knjižnica kristalografskih prototipova: 1. dio, Komp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija U Elementi skupine 2. (Četvrto izdanje., Stranica 278). Mc Graw Hill.
  5. Pubchem. (2018.). Kalcijev klorid. Preuzeto 9. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. OxyChem. Kalcijev klorid: Vodič za fizička svojstva. Preuzeto 9. travnja 2018. iz: oxy.com
  7. Carole Ann. Česta uporaba kalcijevog klorida. Preuzeto 9. travnja 2018., iz: hunker.com