Структура хлориду кальцію (CaCl2), використання та властивості



The хлорид кальцію (CaCl2) Це неорганічна сіль, що складається з галогену кальцію, лужноземельних металів і хлору. У цьому з'єднанні є кілька електростатичних взаємодій, які визначають зовнішній вигляд його кристалів і решту їх фізичних властивостей.

Також вона завжди супроводжується молекулами води, що утворюють гідрати загальних формул CaCl2· XH2Або, з x = 0, 1, 2, 4 і 6. Коли x = 0, солі не вистачає води і є безводним, як зазначено у його хімічній формулі, згаданій вище.

На верхньому зображенні проілюстровані тверді частини CaCl2. В умовах низької вологості можна утримувати безводну сіль вільною від води, хоча її природна тенденція полягає в поглинанні її, поки вона не розчиняється (розпливчастість).

 

Індекс

  • 1 Формула
  • 2 Структура
    • 2.1 Молекулярна геометрія та водні комплекси кальцію
  • 3 Використання
  • 4 Як це робиться??
  • 5 Властивості
    • 5.1 Фізичні властивості і розпливчастість  
    • 5.2 Розчинність
    • 5.3 Виділення тепла
    • 5.4 Розклад електроліту
  • 6 Посилання

Формула

Його хімічна формула - CaCl2: Висловлюють, що для кожного іона Са2+ є два іони Cl- які нейтралізують позитивний заряд. Металевий кальцій - з групи 2 періодичної таблиці (р-н Бекамбара) - дає свої два електрона до кожного атома хлору, елемент групи 17.

Структура

Структура CaCl проілюстрована на верхньому зображенні2 ангідриду. Зелені сфери відповідають іонам Cl-, в той час як іони білого до Ca2+. Ці сфери розташовані в паралелепіпеді, що не більше, ніж орторомбічна унітарна клітина кристалів.

Структура може дати помилкове уявлення про те, що кальцій переважає; однак, якщо було відтворено більше повторів елементарної комірки, то більша чисельність зелених сфер була б чіткою: іони Cl-.

З іншого боку, іони Са2+ вони мають менші радіуси іонів, ніж іони Cl-. Це відбувається тому, що, коли вони втрачають електрони, ядра атомів надають більшу привабливу силу на зовнішні електронні шари, що знижує іонний радіус..

У випадку Cl-, він має додатковий електрон, який не може бути залучений з тією ж силою, що збільшує його іонний радіус.

Молекулярна геометрія і водні комплекси кальцію

У центрі паралелепіпеда Ca2+ оточений шістьма Cl-. Чотири з них знаходяться в квадратній площині, а два інших розташовані перпендикулярно (зелені сфери далі від білої сфери).

У результаті розташування цих іонів навколо Са2+ октаедр «озброєний», призначаючи таким чином октаедричну молекулярну геометрію.

Враховуючи, як розташовані зелені сфери, молекула води може замінити одну з них, що відбувається з CaCl2· H2Або, можливо, в площині площі. Цей факт модифікує кристалічну структуру і, оскільки вода замінює зелені сфери, розташування іонів змінюється.

При всіх іонах Cl- замінюються молекулами води, утворюється гідрат CaCl2· 6H2О. У цьому місці октаедр є «водним», а молекули тепер можуть взаємодіяти один з одним за допомогою водневих зв'язків (Ca).2+ OH-H-OH2).

Послідовно, кальцій може приймати ще більше молекул води, не змінюючи встановленого співвідношення. Це означає, що CaCl2· 6H2Або він може приймати інші складні структури, аж до того, що вони вважаються кристалічними полімерами кальцію і води.

Проте ці структури менш стійкі, ніж ті, що споруджуються електростатичними взаємодіями (Ca2+ і Cl-) безводній солі.

Використання

- Уникайте замерзання води взимку. Хлорид кальцію генерує багато тепла, коли він розчиняється, а потім, коли температура зростає, лід тане. З цієї причини він використовується для зниження ризику циркуляції людей і транспортних засобів протягом холодного сезону.

- Допомагає контролювати пил на грунтових дорогах.

- Прискорює швидкість сушіння бетону після його виливання.

- Рідини CaCl2 підвищити ефективність буріння при видобутку газу з його підземних родовищ, а також нафти.

- Його додають до басейнів, щоб зменшити ерозію, спричинену бетоном його стін. Осаджений кальцій виконує цю функцію.

- Оскільки вона є гігроскопічною, хлорид кальцію може використовуватися як осушувач, здатний знижувати вологість повітря, що оточує його, і, отже, речовини, що контактують з цим повітрям.

- Він використовується як консервант в деяких харчових продуктах, а також як добавка в деяких з них, таких як енергетичні напої, що використовуються спортсменами, сирами, пивом і т.д..

- У медичній практиці він також має корисність при лікуванні депресії, викликаної передозуванням сульфату магнію, а також при отруєнні свинцем \ t.

Як це робиться??

Природними джерелами цього з'єднання є розсоли, видобуті з морів або озер.

Однак його основне джерело походить з процесу Solvay, в якому вапняк (CaCO)3) піддається ряду перетворень, поки не походить у побічному продукті хлориду кальцію:

2NaCl (водн.) + CaCO3s <=> Na2CO3(s) + CaCl2(ac)

Продукт, що представляє інтерес у цьому процесі, насправді є карбонатом натрію, Na2CO3.

Властивості

Фізичні властивості і розпливання

Це біла тверда речовина, без запаху і гігроскопічна. Ця тенденція поглинати вологу з навколишнього середовища обумовлена ​​основністю іонів Са.2+.

Основність якого роду: Льюїс або Бронстед? З Льюїса, з-за того, що позитивний вид здатний приймати електрони. Ці електрони подаровані, наприклад, атомами кисню молекул води.

Тверда речовина поглинає вологу до ступеня розчинення в тій же воді, що змочує її кристали. Ця властивість відома як розпливчастість.

Його щільність становить 2,15 г / мл. У міру включення води в свою структуру, кристал "розширюється", збільшуючи свій обсяг і, відповідно, зменшуючи щільність. Тільки CaCl2· H2Або розірвати цю тенденцію, показавши більш високу щільність (2,24 г / мл).

Молекулярна маса солі ангідриду становить приблизно 111 г / моль, а для кожної молекули води в її структурі ця маса збільшується на 18 одиниць..

Розчинність

CaCl2 Він дуже розчинний у воді і в деяких полярних розчинниках, таких як етанол, оцтова кислота, метанол та інші спирти.

Розчинення тепла

При розчиненні у воді процес є екзотермічним і, отже, нагріває розчин і його оточення.

Це пояснюється тим, що водний комплекс краще стабілізує іони Са2+ в розчині, що електростатичні взаємодії з іонами Cl-. Оскільки продукт є більш стабільним, тверда речовина виділяє енергію у вигляді тепла.

Розкладання електроліту

CaCl2 Розплав може бути підданий електролізу, фізичний процес якого полягає у відділенні з'єднання в його елементах від дії електричного струму. У випадку цієї солі продукти являють собою металевий кальцій і газоподібний хлор:

CaCl2(l) → Ca (s) + Cl2(g)

Іони Са2+ зменшуються на катоді, тоді як іони Cl- вони окислюються на аноді.

Список літератури

  1. Ліза Вільямс (20 грудня 2009 р.) Крижана дорога. [Малюнок] Отримано 9 квітня 2018 року з: flickr.com
  2. Вікіпедія. (2018). Хлорид кальцію. Отримано 9 квітня 2018 року з: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, О. Леві, Р. М. Хансон, Г. Л. У. Харт, і С. Curtarolo, AFLOW бібліотека кристалографічних прототипів: Частина 1, Comp. Матем. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. Shiver & Atkins. (2008). Неорганічна хімія В Елементах групи 2. (Четверте видання., Стор. 278). Mc Graw Hill.
  5. PubChem. (2018). Хлорид кальцію. Отримано 9 квітня 2018 року з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. OxyChem. Хлорид кальцію: керівництво до фізичних властивостей. Отримано 9 квітня 2018 р. З: oxy.com
  7. Керол Енн. Загальні використання хлориду кальцію. Отримано 9 квітня 2018 року від: hunker.com