Kalcio chlorido (CaCl2) struktūra, panaudojimas ir savybės



The kalcio chloridas (CaCl2) Tai neorganinė druska, sudaryta iš kalcio, šarminio metalo ir chloro halogeno. Šiame junginyje yra keletas elektrostatinių sąveikų, kurios apibrėžia išorinę jo kristalų išvaizdą ir likusias jų fizines savybes.

Be to, jis visada yra kartu su vandens molekulėmis, sudarančiomis bendrojo formulės CaCl hidratus2· XH2Arba, kai x = 0, 1, 2, 4 ir 6. Kai x = 0, druska neturi vandens ir yra bevandenė, kaip nurodyta pirmiau minėtoje cheminėje formulėje.

Viršutiniame paveikslėlyje iliustruojamos kietos CaCl dalys2. Mažos drėgmės sąlygomis galima išsaugoti bevandenę druską be vandens, nors jos natūrali tendencija ją absorbuoti, kol ji ištirps (deliquescence)..

 

Indeksas

  • 1 Formulė
  • 2 Struktūra
    • 2.1 Molekulinė geometrija ir vandeniniai kalcio kompleksai
  • 3 Naudojimas
  • 4 Kaip tai daroma??
  • 5 Ypatybės
    • 5.1 Fizinės savybės ir deliquescence  
    • 5.2 Tirpumas
    • 5.3 Ištirpinimo šiluma
    • 5.4 Elektrolitų skilimas
  • 6 Nuorodos

Formulė

Jo cheminė formulė yra CaCl2: Išreikškite kiekvieną Ca joną2+ yra du Cl jonai- kad neutralizuotų teigiamą mokestį. Metalo kalcio - iš periodinės lentelės 2 grupės (p. Becambara) - du elektronai duoda kiekvienam chloro atomai, 17 grupės elementui.

Struktūra

CaCl struktūra pavaizduota viršutiniame vaizde2 anhidrido. Žalios sferos atitinka Cl jonus-, baltos iki Ca jonų2+. Šie rutuliai yra išdėstyti lygiagretėje, o tai ne daugiau kaip ororombombinė vienoda kristalų ląstelė..

Struktūra gali suteikti klaidingą mintį, kad vyrauja kalcis; tačiau, jei būtų atkurti daugiau vienetinių ląstelių kartojimų, būtų aišku, kad daugiau žaliųjų sferų gausu: Cl jonai-.

Kita vertus, Ca jonai2+ jie turi mažesnius jonų spindulius nei Cl jonai-. Taip yra todėl, kad praradę elektronus, atomų branduoliai išorės elektroniniuose sluoksniuose yra patrauklesni, o tai sumažina jonų spindulį.

Cl atveju-, ji turi papildomą elektroną, kurio negalima pritraukti ta pačia jėga, taip padidinant jo jonų spindulį.

Molekulinė geometrija ir vandeniniai kalcio kompleksai

Lygiagretės pakraščio centre yra Ca2+ yra apsuptas šešių Cl-. Keturi iš jų yra kvadratinėje plokštumoje, o kiti du yra statmenai (žalios sferos toliau nuo baltos sferos).

Dėl šių jonų išdėstymo aplink Ca2+ oktaedras yra "ginkluotas", todėl priskiriamas oktaedrinės molekulinės geometrijos principas.

Atsižvelgiant į tai, kaip išdėstyti žalieji rutuliai, vandens molekulė gali pakeisti vieną iš šių, kurie atsiranda su CaCl2· H2Arba, galbūt kvadratinėje plokštumoje. Šis faktas keičia kristalinę struktūrą, o vandenys pakeičia žalias sferas, pasikeičia jonų išdėstymas.

Kai visi Cl jonai- pakeičiamas vandens molekulėmis, susidaro CaCl hidratas2· 6H2O. Šiuo metu oktaedras yra "vandeninis" ir molekulės dabar gali tarpusavyje sąveikauti vandenilio jungtimis (Ca2+ OH-H-OH2).

Nuosekliai kalcis gali priimti dar daugiau vandens molekulių nekeičiant nustatyto santykio. Tai reiškia, kad CaCl2· 6H2Arba ji gali priimti kitas sudėtingas struktūras, kurios laikomos kristaliniais kalcio ir vandens polimerais.

Tačiau šios struktūros yra mažiau stabilios nei elektrostatinės sąveikos (Ca2+ ir Cl-) bevandenės druskos.

Naudojimas

- Žiemą venkite vandens užšalimo. Kalcio chloridas ištirpina daug šilumos, o tada, kai temperatūra pakyla, ledas tirpsta. Dėl šios priežasties jis naudojamas sumažinti žmonių ir transporto priemonių apyvartą šaltuoju metų laiku.

- Padeda kontroliuoti dulkes ant nelydytų kelių.

- Pagreitina betono išdžiovinimo greitį.

- CaCl skysčiai2 padidinti gręžimo efektyvumą dujų gavybai iš požeminių telkinių, taip pat naftos.

- Jis pridedamas prie baseinų, siekiant sumažinti eroziją, kurią patiria jos sienų betonas. Sedimentuotas kalcis atitinka šią funkciją.

- Kadangi tai yra higroskopinė druska, kalcio chloridas gali būti naudojamas kaip sausiklis, galintis sumažinti jį supančio oro drėgmę, taigi ir su tuo oru susiliečiančias medžiagas..

- Jis naudojamas kaip konservantas kai kuriuose maisto produktuose, taip pat kaip priedas keliose iš jų, pvz., Sportininkų, sūrių, alaus ir kt..

- Medicinos praktikoje ji taip pat naudinga gydant depresiją, kurią sukelia magnio sulfato perdozavimas, taip pat apsinuodijimo švinu.

Kaip tai daroma??

Natūralūs šio junginio šaltiniai yra iš jūros ar ežerų išgaunamos sūrybos.

Tačiau jos pagrindinis šaltinis yra Solvay procesas, kuriame kalkakmenis (CaCO)3) atliekama daugybė transformacijų, kol gaunama šalutiniame kalcio chlorido produkte:

2NaCl (aq) + CaCO3(-ai) <=> Na2CO3(s) + CaCl2(ac)

Šiame procese domina produktas yra natrio karbonatas, Na2CO3.

Savybės

Fizinės savybės ir deliquescence

Tai balta, bekvapė ir higroskopinė kieta medžiaga. Ši tendencija absorbuoti drėgmę iš aplinkos yra dėl Ca ​​jonų baziškumo.2+.

Kokio pobūdžio pagrindai: Lewis ar Bronsted? Iš „Lewis“, nes teigiamos rūšys sugeba priimti elektronus. Šie elektronai yra paaukoti, pvz., Vandens molekulių deguonies atomai.

Kieta medžiaga sugeria drėgmę iki to paties vandens, kuris sudrėkina jo kristalus, laipsnio. Ši savybė vadinama deliquescence.

Jo tankis yra 2,15 g / ml. Kadangi į savo struktūrą įeina vanduo, kristalas „išsiplečia“, didina jo tūrį ir atitinkamai sumažina tankį. Tik CaCl2· H2Arba sulaužykite šią tendenciją, rodydami didesnį tankį (2,44 g / ml).

Anhidrido druskos molekulinė masė yra maždaug 111 g / mol, o kiekvienos jo molekulės molekulėje šis svoris padidėja 18 vienetų..

Tirpumas

CaCl2 Jis labai gerai tirpsta vandenyje ir kai kuriuose poliariniuose tirpikliuose, tokiuose kaip etanolis, acto rūgštis, metanolis ir kiti alkoholiai..

Ištirpinimo šiluma

Ištirpinus vandenyje, procesas yra egzoterminis, todėl šildo tirpalą ir jo aplinką.

Taip yra todėl, kad vandeninis kompleksas geriau stabilizuoja Ca jonus2+ tirpalo, kad elektrostatinė sąveika su Cl jonais-. Kadangi produktas yra stabilesnis, kieta medžiaga išskiria energiją šilumos pavidalu.

Elektrolitų skilimas

CaCl2 Išlydytas gali būti elektrolizuojamas, fizinis procesas, kuris susideda iš junginio atskyrimo nuo jo elementų nuo elektros srovės poveikio. Šios druskos atveju produktai yra metalinis kalcio ir dujinis chloras:

CaCl2(l) → Ca (s) + Cl2(g)

Ca jonai2+ sumažėja katodu, o Cl jonai- jie oksiduojami anode.

Nuorodos

  1. Lisa Williams (2009 m. Gruodžio 20 d.). Icy Road. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 9 d., Iš: flickr.com
  2. Vikipedija. (2018). Kalcio chloridas. Gauta 2018 m. Balandžio 9 d., Iš: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L. Hart ir S. Curtarolo, AFLOW kristalografinių prototipų biblioteka: 1 dalis, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. Shiver & Atkins. (2008). Neorganinė chemija 2. Grupės elementai (ketvirtasis leidimas, p. 278). Mc Graw kalnas.
  5. PubChem. (2018). Kalcio chloridas. Gauta 2018 m. Balandžio 9 d., Iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. OxyChem. Kalcio chloridas: vadovas fizinėms savybėms. Gauta 2018 m. Balandžio 9 d., Iš: oxy.com
  7. Carole Ann. Dažni kalcio chlorido naudojimo būdai. Gauta 2018 m. Balandžio 9 d., Nuo: hunker.com