Chlorid vápenatý (CaCl2) Štruktúra, použitie a vlastnosti



chlorid vápenatý (CaCl2) Je to anorganická soľ zložená z vápnika, kovu alkalických zemín a halogénu chlóru. V tejto zlúčenine existuje niekoľko elektrostatických interakcií, ktoré definujú vonkajší vzhľad jeho kryštálov a zvyšok ich fyzikálnych vlastností.

Tiež je vždy sprevádzaná molekulami vody, ktoré tvoria hydráty všeobecných vzorcov CaCl2XH2Alebo, s x = 0, 1, 2, 4 a 6. Keď x = 0, soľ nemá vodu a je bezvodá, ako je uvedené vyššie uvedeným chemickým vzorcom.

Na hornom obrázku sú znázornené tuhé časti CaCl2. V podmienkach nízkej vlhkosti je možné udržiavať bezvodú soľ bez vody, aj keď jej prirodzenou tendenciou je absorbovať ju až do jej rozpustenia (deliquescence)..

 

index

  • 1 Vzorec
  • 2 Štruktúra
    • 2.1 Molekulárna geometria a vodné komplexy vápnika
  • 3 Použitie
  • 4 Ako sa to robí??
  • 5 Vlastnosti
    • 5.1 Fyzikálne vlastnosti a deliquescence  
    • 5.2 Rozpustnosť
    • 5.3 Rozpúšťacie teplo
    • 5.4 Rozklad elektrolytu
  • 6 Referencie

vzorec

Jeho chemický vzorec je CaCl2Vyjadrite to pre každý Ca ión2+ existujú dva ióny Cl- ktoré neutralizujú kladný náboj. Kovový vápnik - zo skupiny 2 periodickej tabuľky (pán Becambara) - prináša každý svoj elektrón do každého atómu chlóru, prvok skupiny 17.

štruktúra

Štruktúra CaCl je znázornená na hornom obrázku2 anhydrid. Zelené guľôčky zodpovedajú iónom Cl-, biely až Ca ióny2+. Tieto guľôčky sú usporiadané do rovnobežnostena, čo nie je nič viac ako ortorombická jednotná bunka kryštálov..

Štruktúra môže dať falošnú predstavu, že vápnik prevláda; ak by sa však opakovalo viac opakovaní jednotkovej bunky, väčšie množstvo zelených sfér by bolo jasné: ióny Cl-.

Na druhej strane, ióny Ca2+ majú menšie polomery iónov ako ióny Cl-. Je to preto, že keď strácajú elektróny, jadrá atómov vytvárajú na vonkajších elektronických vrstvách väčšiu príťažlivú silu, čo znižuje iónový rádius..

V prípade Cl-, má ďalší elektrón, ktorý nemôže byť priťahovaný tou istou silou, čím sa zvyšuje jeho iónový polomer.

Molekulárna geometria a vodné komplexy vápnika

V strede hranola je Ca2+ je obklopený šiestimi Cl-. Štyri z nich ležia v štvorcovej rovine a ďalšie dve sú umiestnené kolmo (zelené gule ďalej od bielej gule).

V dôsledku usporiadania týchto iónov, okolo Ca2+ oktaedron je "ozbrojený", čím je priradená oktaedrická molekulová geometria.

Vzhľadom na to, ako sú usporiadané zelené guľôčky, molekula vody môže nahradiť jeden z nich, ktorý sa vyskytuje s CaCl2H2Alebo prípadne v štvorcovej rovine. Táto skutočnosť modifikuje kryštalickú štruktúru a keď voda nahradí zelené guľôčky, zmení sa usporiadanie iónov.

Keď sú prítomné všetky ióny Cl- sú nahradené molekulami vody, vzniká CaCl hydrát26H2O. V tomto bode je oktaedr "vodný" a molekuly sú teraz schopné vzájomne pôsobiť vodíkovými väzbami (Ca2+ OH-H-OH2).

Následne môže vápnik prijať ešte viac molekúl vody bez zmeny stanoveného pomeru. To znamená, že CaCl26H2Alebo môže prijať aj iné zložité štruktúry, ktoré sú považované za kryštalické polyméry vápnika a vody.

Tieto štruktúry sú však menej stabilné ako štruktúry vytvorené elektrostatickými interakciami (Ca2+ a Cl-) bezvodej soli.

aplikácie

- Počas zimy sa vyhnite zamrznutiu vody. Chlorid vápenatý vytvára veľké množstvo tepla, keď sa rozpúšťa a potom, keď sa teplota zvýši, ľad sa roztopí. Z tohto dôvodu sa používa na zníženie rizika obehu ľudí a vozidiel počas chladného obdobia.

- Pomáha kontrolovať prach na nespevnených cestách.

- Zrýchľuje rýchlosť sušenia betónu po jeho naliatí.

- Kvapaliny CaCl2 zvýšiť účinnosť vŕtania na ťažbu plynu z podzemných ložísk, ako aj ropy.

- Pridáva sa do bazénov, aby sa znížila erózia betónu jeho stien. Sedimentovaný vápnik plní túto funkciu.

- Keďže ide o hygroskopickú soľ, chlorid vápenatý sa môže použiť ako sušidlo, ktoré je schopné znížiť vlhkosť vzduchu, ktorý ho obklopuje, a tým aj látok, ktoré sú v styku s týmto vzduchom..

- Používa sa ako konzervačná látka v niektorých potravinách, ako aj v niektorých z nich ako prísada, ako napríklad energetické nápoje používané športovcami, syrmi, pivami atď..

- V lekárskej praxi má tiež využitie pri liečbe depresie spôsobenej predávkovaním síranom horečnatým, ako aj pri otrave olovom.

Ako sa to robí??

Prírodnými zdrojmi tejto zlúčeniny sú soľné roztoky extrahované z morí alebo jazier.

Jeho hlavným zdrojom však je proces Solvay, v ktorom sa vápenec (CaCO)3) podstúpi sériu transformácií, až kým nevychádza z vedľajšieho produktu chloridu vápenatého:

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

Produkt, ktorý je predmetom záujmu v tomto procese, je vlastne uhličitan sodný, Na2CO3.

vlastnosti

Fyzikálne vlastnosti a deliquescence

Je to biela pevná látka, bez zápachu a hygroskopická. Táto tendencia absorbovať vlhkosť z prostredia je spôsobená zásaditou Ca iónov.2+.

Basicity aký druh: Lewis alebo Bronsted? Od Lewis, kvôli tomu, že pozitívne druhy sú schopné prijímať elektróny. Tieto elektróny sú darované napríklad atómami kyslíka molekúl vody.

Tuhá látka absorbuje vlhkosť do stupňa rozpustenia v tej istej vode, ktorá zvlhčuje jej kryštály. Táto vlastnosť je známa ako deliquescence.

Jeho hustota je 2,15 g / ml. Pretože do svojej štruktúry zapracováva vodu, kryštál „sa rozširuje“, čím sa zvyšuje jeho objem a následne znižuje hustota. Iba CaCl2H2Alebo sa s týmto trendom prerušíte, čo ukazuje vyššiu hustotu (2,24 g / ml).

Molekulová hmotnosť anhydridovej soli je približne 111 g / mol a pre každú molekulu vody v jej štruktúre táto hmotnosť zvyšuje 18 jednotiek..

rozpustnosť

CaCl2 Je veľmi rozpustný vo vode av niektorých polárnych rozpúšťadlách, ako je etanol, kyselina octová, metanol a iné alkoholy.

Rozpúšťacie teplo

Pri rozpustení vo vode je proces exotermický a preto zahrieva roztok a jeho okolie.

Je to preto, že vodný komplex lepšie stabilizuje ióny Ca2+ v roztoku, že elektrostatické interakcie s iónmi Cl-. Pretože produkt je stabilnejší, tuhá látka uvoľňuje energiu vo forme tepla.

Rozklad elektrolytu

CaCl2 Roztavený materiál môže byť podrobený elektrolýze, fyzikálnemu procesu, ktorý spočíva v oddelení zlúčeniny v jej prvkoch od pôsobenia elektrického prúdu. V prípade tejto soli sa jedná o kovový vápnik a plynný chlór:

CaCl2(l) → Ca (s) + Cl2(G)

Ca ióny2+ sú redukované na katóde, zatiaľ čo ióny Cl- oxidujú sa na anóde.

referencie

  1. Lisa Williamsová (20. decembra 2009). Icy Road. [Obrázok]. Získané dňa 9. apríla 2018, z: flickr.com
  2. Wikipedia. (2018). Chlorid vápenatý. Získané dňa 9. apríla 2018, z: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L. W. Hart, a S. Curtarolo, Knižnica kryštalografických prototypov AFLOW: Časť 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia V Prvkoch skupiny 2. (Štvrté vydanie, Strana 278). Mc Graw Hill.
  5. PubChem. (2018). Chlorid vápenatý. Získané dňa 9. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Oxychem. Chlorid vápenatý: Príručka k fyzikálnym vlastnostiam. Získané dňa 9. apríla 2018, z: oxy.com
  7. Carole Ann. Bežné použitia chloridu vápenatého. Získané dňa 9. apríla 2018, z: hunker.com