Chlorek wapnia - Calcium chloride
Nazwy | |
---|---|
Nazwa IUPAC
Chlorek wapnia
|
|
Inne nazwy
Neutralny chlorek wapnia; chlorek wapnia(II), dichlorek wapnia, E509
|
|
Identyfikatory | |
Model 3D ( JSmol )
|
|
CZEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
DrugBank | |
Karta informacyjna ECHA | 100.030.115 |
Numer WE | |
Numer E | E509 (regulatory kwasowości, ...) |
Identyfikator klienta PubChem
|
|
Numer RTECS | |
UNII | |
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Nieruchomości | |
Ca Cl 2 | |
Masa cząsteczkowa | 110,98 g·mol -1 |
Wygląd zewnętrzny | Biały proszek, higroskopijny |
Zapach | Bezwonny |
Gęstość | |
Temperatura topnienia | 772–775 °C (1422–1427 °F; 1045–1048 K) bezwodny 260 °C (500 °F; 533 K) jednowodny, rozkłada się 175 °C (347 °F; 448 K) dwuwodny, rozkłada się 45,5 °C ( 113,9 ° F; 318,6 K) tetrahydrat, rozkłada się 30 ° C (86 ° F; 303 K) heksahydrat, rozkłada się |
Temperatura wrzenia | 1935 ° C (3515 ° F; 2208 K) bezwodny |
Bezwodny: 74,5 g/100 ml (20 °C) Sześciowodny: 49,4 g/100 ml (−25 °C) 59,5 g/100 ml (0 °C) 65 g/100 ml (10 °C) 81,1 g/100 ml (25°C) 102,2 g/100 ml (30,2°C) α-Tetrahydrat: 90,8 g/100 ml (20 °C) 114,4 g/100 ml (40°C) Dwuwodzian: 134,5 g/100 ml (60°C) ) 152,4 g/100 ml (100 °C) |
|
Rozpuszczalność | |
Rozpuszczalność w etanolu | |
Rozpuszczalność w metanolu | |
Rozpuszczalność w acetonie | 0,1 g/kg (20 °C) |
Rozpuszczalność w pirydynie | 16,6 g/kg |
Kwasowość (p K a ) | |
-5,47 x 10 -5 cm 3 / mol | |
Współczynnik załamania ( n D )
|
1,52 |
Lepkość | |
Struktura | |
a = 6,259 ł b = 6,444 ł c = 4,17 Ł (bezwodny, 17 °C)
α = 90°, β = 90°, γ = 90°
|
|
Oktaedryczny (Ca 2+ , bezwodny) | |
Termochemia | |
Pojemność cieplna ( C )
|
|
Standardowa
entropia molowa ( S |
108,4 J/mol·K |
Standardowa entalpia
tworzenia (Δ f H ⦵ 298 ) |
|
Energia swobodna Gibbsa (Δ f G ˚)
|
-748,81 kJ/mol |
Farmakologia | |
A12AA07 ( KTO ) B05XA07 ( KTO ), G04BA03 ( KTO ) | |
Zagrożenia | |
Główne zagrożenia | Drażniący |
Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa | Zobacz: strona danych |
Piktogramy GHS | |
Hasło ostrzegawcze GHS | Ostrzeżenie |
H319 | |
P305+351+338 | |
NFPA 704 (ognisty diament) | |
Dawka lub stężenie śmiertelne (LD, LC): | |
LD 50 ( mediana dawki )
|
1000-1400 mg/kg (szczury, doustnie) |
Związki pokrewne | |
Inne aniony
|
|
Inne kationy
|
|
Strona z danymi uzupełniającymi | |
Współczynnik załamania ( n ), stała dielektryczna (ε r ) itp. |
|
Dane termodynamiczne |
Zachowanie fazowe ciało stałe-ciecz-gaz |
UV , IR , NMR , MS | |
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|
zweryfikuj ( co to jest ?) | |
Referencje do infoboksu | |
Chlorek wapnia jest związkiem nieorganicznym , A soli o wzorze chemicznym CaCl 2 . Jest to białe, krystaliczne ciało stałe w temperaturze pokojowej i dobrze rozpuszczalne w wodzie. Może on być utworzony poprzez zobojętnienie kwasu chlorowodorowego z wodorotlenkiem wapnia .
Chlorek wapnia jest powszechnie spotykany w postaci uwodnionej substancji stałej o ogólnym wzorze CaCl 2 (H 2 O) x , gdzie x = 0, 1, 2, 4 i 6. Związki te są używane głównie do usuwania lodu i kurzu. Ponieważ bezwodna sól jest higroskopijna , stosuje się ją jako środek osuszający .
Zastosowania
Odladzanie i obniżenie temperatury zamarzania
Poprzez obniżenie temperatury zamarzania wody chlorek wapnia zapobiega tworzeniu się lodu i służy do odladzania . Ta aplikacja zużywa największą ilość chlorku wapnia. Chlorek wapnia jest stosunkowo nieszkodliwy dla roślin i gleby. Jako środek przeciwoblodzeniowy jest znacznie skuteczniejszy w niższych temperaturach niż chlorek sodu . Rozprowadzany do tego celu zwykle przybiera postać małych, białych kulek o średnicy kilku milimetrów, zwanych kulkami . Roztwory chlorku wapnia mogą zapobiegać zamarzaniu w temperaturach tak niskich jak -52°C (-62°F), dzięki czemu idealnie nadają się do napełniania opon narzędzi rolniczych jako płynnego balastu, wspomagając trakcję w zimnym klimacie.
Znajduje również zastosowanie w domowych i przemysłowych chemicznych osuszaczach powietrza .
Nawierzchnie dróg
Drugie co do wielkości zastosowanie chlorku wapnia wykorzystuje jego higroskopijny charakter i kleistość jego hydratów; Chlorek wapnia jest wysoce higroskopijny, a jego uwodnienie jest reakcją egzotermiczną . Skoncentrowany roztwór utrzymuje płynną warstwę na powierzchni dróg gruntowych , co hamuje powstawanie kurzu. Zatrzymuje drobniejsze cząsteczki kurzu na drodze, zapewniając warstwę amortyzującą. Jeśli pozwoli się im zdmuchnąć, duże kruszywo zaczyna się przesuwać i droga się psuje. Stosowanie chlorku wapnia zmniejsza potrzebę sortowania nawet o 50%, a zapotrzebowanie na materiały wypełniające nawet o 80%.
Żywność
Szacuje się, że średnie spożycie chlorku wapnia jako dodatków do żywności wynosi 160–345 mg/dzień. Chlorek wapnia jest dopuszczony jako dodatek do żywności w Unii Europejskiej do stosowania jako środek maskujący i ujędrniający o numerze E E509 . Jest uważany za powszechnie uznawany za bezpieczny (GRAS) przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków. Jego stosowanie w ekologicznej produkcji roślinnej jest generalnie zabronione w ramach amerykańskiego Narodowego Programu Ekologicznego .
W akwariach morskich chlorek wapnia jest jednym ze sposobów wprowadzenia biodostępnego wapnia dla zwierząt o skorupkach węglanu wapnia, takich jak mięczaki i niektóre parzydełka . Można również zastosować wodorotlenek wapnia (mieszanina kalkwasser) lub reaktor wapnia .
Jako środek ujędrniający , chlorek wapnia jest stosowany w warzywach w puszkach , do ujędrniania skrzepu sojowego w tofu oraz do produkcji substytutu kawioru z soków warzywnych lub owocowych . Jest powszechnie stosowany jako elektrolit w napojach sportowych i innych napojach, w tym w wodzie butelkowanej. Niezwykle słony smak chlorku wapnia jest używany do aromatyzowania pikli bez zwiększania zawartości sodu w żywności . Właściwości obniżania temperatury zamarzania chlorku wapnia są wykorzystywane do spowolnienia zamrażania karmelu w batonach czekoladowych wypełnionych karmelem. Często dodaje się go również do pokrojonych jabłek, aby zachować konsystencję.
W warzeniu piwa czasami stosuje się chlorek wapnia w celu uzupełnienia niedoborów minerałów w wodzie do warzenia. Wpływa na smak i reakcje chemiczne podczas procesu warzenia, a także może wpływać na funkcjonowanie drożdży podczas fermentacji.
W serownictwie chlorek wapnia jest czasami dodawany do mleka przetworzonego (pasteryzowanego/homogenizowanego), aby przywrócić naturalną równowagę między wapniem a białkiem w kazeinie . Jest dodawany przed koagulantem.
Chlorek wapnia jest stosowany w celu zapobiegania plamom korkowym i gorzkim pestkom na jabłkach poprzez opryskiwanie drzewa w późnym okresie wegetacji.
Rurki suszące są często wypełnione chlorkiem wapnia. Kelp jest suszony chlorkiem wapnia do wykorzystania w produkcji węglanu sodu . Bezwodny chlorek wapnia został zatwierdzony przez FDA jako środek wspomagający pakowanie w celu zapewnienia suchości (CPG 7117.02).
Uwodnioną sól można wysuszyć w celu ponownego użycia, ale po szybkim podgrzaniu rozpuści się we własnej wodzie hydratacyjnej i po schłodzeniu utworzy twarde połączone ciało stałe.
Różne zastosowania
Chlorek wapnia jest stosowany w mieszankach betonowych w celu przyspieszenia początkowego wiązania, jednak jony chlorku prowadzą do korozji stalowego pręta zbrojeniowego , dlatego nie należy go stosować w żelbecie . Do tego celu można również użyć bezwodnej postaci chlorku wapnia, która może stanowić miarę wilgotności betonu.
Chlorek wapnia dodawany jest jako dodatek do tworzyw sztucznych i gaśnic , w wielkich piecach jako dodatek kontrolujący rusztowania (zlepianie się i adhezja materiałów, które zapobiegają opadaniu wsadu do pieca) oraz w zmiękczaczach tkanin jako rozcieńczalnik.
Egzotermiczne rozpuszczanie chlorku wapnia jest stosowane w samoogrzewających się puszkach i poduszkach grzewczych .
W przemyśle naftowym chlorek wapnia służy do zwiększania gęstości solanek pozbawionych substancji stałych . Jest również stosowany do hamowania pęcznienia iłów w fazie wodnej płynów wiertniczych w emulsji inwertowanej .
CaCl 2 działa jako materiał topnikowy, obniżając temperaturę topnienia, w procesie Davy'ego do przemysłowej produkcji sodu metalicznego poprzez elektrolizę roztopionego NaCl.
Podobnie CaCl 2 jest wykorzystywany jako topnik i elektrolit w procesie FFC Cambridge do produkcji tytanu , gdzie zapewnia prawidłową wymianę jonów wapnia i tlenu pomiędzy elektrodami.
Do produkcji węgla aktywowanego wykorzystuje się również chlorek wapnia .
Chlorek wapnia może być stosowany w celu wytrącenia fluorku jony z wody, nierozpuszczalnych CaF 2 .
Chlorek wapnia jest również składnikiem stosowanym w ceramicznych naczyniach ślizgowych . Zawiesza cząstki gliny, dzięki czemu unoszą się one w roztworze, co ułatwia stosowanie w różnych technikach odlewania metodą slipcastingu.
Dwuwodny chlorek wapnia (20 procent wagowych) rozpuszczony w etanolu (95% ABV) był używany jako środek sterylizujący dla samców zwierząt. Roztwór wstrzykuje się do jąder zwierzęcia. W ciągu miesiąca martwica tkanki jąder skutkuje sterylizacją.
Producenci kokainy w Kolumbii importują tony chlorku wapnia, aby odzyskać rozpuszczalniki, które znajdują się na Czerwonej Liście INCB i są ściślej kontrolowane.
Zagrożenia
Chociaż nietoksyczna w niewielkich ilościach po zmoczeniu, silnie higroskopijne właściwości nieuwodnionej soli stanowią pewne zagrożenie. Chlorek wapnia może działać drażniąco , wysuszając wilgotną skórę. Stały chlorek wapnia rozpuszcza się egzotermicznie , a połknięcie może spowodować oparzenia jamy ustnej i przełyku . Spożycie stężonych roztworów lub produktów stałych może powodować podrażnienie lub owrzodzenie przewodu pokarmowego.
Spożywanie chlorku wapnia może prowadzić do hiperkalcemii .
Nieruchomości
Chlorek wapnia rozpuszcza się w wodzie tworząc chlorek i aquo kompleks [Ca(H 2 O) 6 ] 2+ . W ten sposób roztwory te są źródłem „wolnych” jonów wapnia i wolnych jonów chlorkowych. Opis ten ilustruje fakt, że te roztwory reagują ze źródłami fosforanów , dając stały osad fosforanu wapnia:
- 3 CaCl 2 + 2 PO3−
4 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 Cl −
Chlorek wapnia wykazuje bardzo dużą zmianę entalpii roztworu , na co wskazuje znaczny wzrost temperatury towarzyszący rozpuszczaniu się bezwodnej soli w wodzie. Ta właściwość jest podstawą jej zastosowania na największą skalę.
Stopiony chlorek wapnia można poddać elektrolizie, aby uzyskać wapń metaliczny i gazowy chlor :
- CaCl 2 → Ca + CI 2
Przygotowanie
W dużej części świata chlorek wapnia jest pozyskiwany z wapienia jako produkt uboczny procesu Solvaya , który jest wynikiem poniższej reakcji netto:
- 2 NaCl + CaCO 3 → Na 2 CO 3 + CaCl 2
Konsumpcja w Ameryce Północnej w 2002 roku wyniosła 1 529 000 ton (3,37 miliarda funtów).
W USA większość chlorku wapnia uzyskuje się przez oczyszczanie z solanki .
Podobnie jak w przypadku większości produktów soli towarów luzem, śladowych ilości innych kationów z tych metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych ( Grupy 1 i 2) oraz inne aniony od halogenów ( grupa 17) występuje zazwyczaj, ale stężenia są błahe.
Występowanie
Chlorek wapnia występuje w postaci rzadkich minerałów ewaporatów, sinjarytu (dwuwodzian) i antarktydytu (sześciowodzian). Innym znanym naturalnym hydratem jest ghiaraite - tetrahydrat. Spokrewnione minerały chlorokalcyt (chlorek potasowo-wapniowy, KCaCl 3 ) i tachyhydryt (chlorek wapniowo-magnezowy, Ca Mg 2 Cl 6 ·12 H 2 O ) są również bardzo rzadkie. Tak samo jest z rorisite, CaClF (fluorek chlorku wapnia).
Zobacz też
Bibliografia
- Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemia pierwiastków (wyd. 2). Butterwortha-Heinemanna . Numer ISBN 978-0-08-037941-8.
Zewnętrzne linki
- Międzynarodowa Karta Bezpieczeństwa Chemicznego 1184
- Informacje o produkcie i zastosowaniu (dawniej Dow Chemical Calcium Chloride)
- Raport o korozji stali przez chlorki, w tym CaCl 2
- Zbieranie raportów i artykułów dotyczących chlorku wapnia
- Chlorek wapnia, bezwodny MSDS
- Dyfuzyjność chlorku wapnia
- Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom , Narodowe Instytuty Bezpieczeństwa i Higieny Pracy, „Chlorek wapnia (bezwodny)”