Структура, использование и свойства хлорида кальция (CaCl2)

хлорид кальция (CaCl₂₎ Это неорганическая соль, состоящая из кальция, щелочноземельного металла и галогена хлора. В этом соединении есть несколько электростатических взаимодействий, которые определяют внешний вид его кристаллов и остальные их физические свойства..

Также он всегда сопровождается молекулами воды, образующими гидраты общих формул CaCl₂· XH₂Или с x = 0, 1, 2, 4 и 6. Когда x = 0, соль не имеет воды и является безводной, как указано в ее химической формуле, упомянутой выше.

На верхнем изображении показаны твердые порции CaCl.₂. В условиях низкой влажности можно сохранить безводную соль свободной от воды, хотя ее естественной тенденцией является поглощение ее до ее растворения (распад).

индекс

• 1 Формула
• 2 Структура
  • 2.1 Молекулярная геометрия и водные комплексы кальция
• 3 использования
• 4 Как это сделать??
• 5 свойства
  • 5.1 Физические свойства и распад  
  • 5.2 Растворимость
  • 5.3 Тепло растворения
  • 5.4 Разложение электролита
• 6 Ссылки

формула

Его химическая формула CaCl₂: Выразить это для каждого иона Ca²⁺ Есть два иона Cl^- которые нейтрализуют положительный заряд. Металлический кальций - из группы 2 периодической таблицы (г-н Бекамбара) - уступает свои два электрона каждому атому хлора, элементу группы 17.

структура

Структура CaCl проиллюстрирована на верхнем изображении₂ ангидрид. Зеленые сферы соответствуют ионам Cl^-, в то время как белый для ионов Ca²⁺. Эти сферы расположены в виде параллелепипеда, который является не более чем ромбической унитарной ячейкой кристаллов..

Структура может дать ложное представление о том, что кальций преобладает; однако, если бы было воспроизведено больше повторений элементарной ячейки, было бы ясно большее количество зеленых сфер: ионы Cl^-.

С другой стороны, ионы Ca²⁺ они имеют меньшие радиусы ионов, чем ионы Cl^-. Это потому, что, когда они теряют электроны, ядра атомов оказывают большую силу притяжения на внешние электронные слои, что уменьшает ионный радиус.

В случае Cl^-, у него есть дополнительный электрон, который не может быть притянут с той же силой, что увеличивает его ионный радиус.

Молекулярная геометрия и водные комплексы кальция

В центре параллелепипеда Ка²⁺ окружен шестью Cl^-. Четыре из них лежат в квадратной плоскости, а два других расположены перпендикулярно (зеленые сферы дальше от белой сферы).

В результате расположения этих ионов вокруг Са²⁺ октаэдр «вооружен», что определяет октаэдрическую молекулярную геометрию.

Учитывая, как устроены зеленые сферы, молекула воды может заменить одну из них, что происходит с CaCl₂· H₂Или, возможно, в квадратной плоскости. Этот факт изменяет кристаллическую структуру и, поскольку вода заменяет зеленые сферы, расположение ионов изменяется.

Когда все ионы Cl^- замещаются молекулами воды, образуется гидрат CaCl₂· 6H₂О. В этот момент октаэдр является "водным", и молекулы теперь могут взаимодействовать друг с другом посредством водородных связей (Са²⁺ ОН-Н-ОН₂).

Соответственно, кальций может принимать еще больше молекул воды, не изменяя установленное соотношение. Это означает, что CaCl₂· 6H₂Или он может принимать другие сложные структуры, вплоть до того, что его считают кристаллическими полимерами кальция и воды..

Однако эти структуры менее стабильны, чем те, которые возводятся электростатическими взаимодействиями (Са²⁺ и Cl^-) безводной соли.

приложений

- Избегайте замерзания воды в зимний период. Хлорид кальция выделяет много тепла при его растворении, а затем, когда температура повышается, лед тает. По этой причине он используется для снижения риска движения людей и транспортных средств в холодное время года..

- Помогает контролировать пыль на грунтовых дорогах.

- Ускоряет скорость высыхания бетона после заливки.

- CaCl жидкости₂ повысить эффективность бурения для добычи газа из его подземных месторождений, а также нефти.

- Это добавлено к бассейнам, чтобы уменьшить эрозию, понесенную бетоном его стен. Осажденный кальций выполняет эту функцию.

- Поскольку это гигроскопическая соль, хлорид кальция можно использовать в качестве осушителя, способного снизить влажность окружающего ее воздуха и, следовательно, веществ, соприкасающихся с этим воздухом..

- Он используется в качестве консерванта в некоторых продуктах, а также в качестве добавки в некоторых из них, таких как энергетические напитки, используемые спортсменами, сыры, пиво и т. Д..

- В медицинской практике он также полезен при лечении депрессии, вызванной передозировкой сульфата магния, а также при отравлении свинцом..

Как это сделать??

Природными источниками этого соединения являются рассолы, добываемые из морей или озер..

Тем не менее, его основным источником является процесс Solvay, в котором известняк (CaCO)₃) претерпевает ряд превращений, пока не превратится в побочный продукт хлорида кальция:

2NaCl (водн.) + CaCO₃(S), <=> не доступно₂Колорадо₃(s) + CaCl₂(Aq)

Интересующим продуктом в этом процессе является карбонат натрия, Na₂Колорадо₃.

свойства

Физические свойства и распад

Это белое твердое вещество, без запаха и гигроскопично. Эта тенденция поглощать влагу из окружающей среды обусловлена ​​основностью ионов Са.²⁺.

Основы какого рода: Льюис или Бронстед? От Льюиса, в связи с тем, что положительный вид способен принимать электроны. Эти электроны дарятся, например, атомами кислорода молекул воды.

Твердое вещество поглощает влагу до такой степени, что растворяется в той же воде, что и ее кристаллы. Это свойство известно как распущенность.

Его плотность составляет 2,15 г / мл. Поскольку он включает воду в свою структуру, кристалл «расширяется», увеличивая его объем и, следовательно, уменьшая плотность. Только CaCl₂· H₂Или порвать с этой тенденцией, показывая более высокую плотность (2,24 г / мл).

Молекулярная масса ангидридной соли составляет приблизительно 111 г / моль, и для каждой молекулы воды в ее структуре эта масса увеличивается на 18 единиц..

растворимость

CaCl₂ Он очень хорошо растворяется в воде и некоторых полярных растворителях, таких как этанол, уксусная кислота, метанол и другие спирты..

Тепло растворения

При растворении в воде процесс является экзотермическим и, следовательно, нагревает раствор и его среду.

Это связано с тем, что водный комплекс лучше стабилизирует ионы Са²⁺ в растворе, что электростатические взаимодействия с ионами Cl^-. Поскольку продукт более стабилен, твердое вещество выделяет энергию в виде тепла.

Разложение электролита

CaCl₂ Расплавленный может подвергаться электролизу, физический процесс, который заключается в отделении соединения в его элементах от действия электрического тока. В случае этой соли продукты представляют собой металлический кальций и газообразный хлор:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(G)

Ионы Са²⁺ восстанавливаются на катоде, а ионы Cl^- они окисляются на аноде.

ссылки

1. Лиза Уильямс (20 декабря 2009 г.) Ледяная дорога. [Рисунок]. Получено 9 апреля 2018 г. с сайта: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Хлорид кальция. Получено 9 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart, S. Curtarolo, Библиотека кристаллографических прототипов AFLOW: Часть 1, Сост. Мат. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия В Элементы группы 2. (Четвертое издание., Стр. 278). Mc Graw Hill.
5. PubChem. (2018). Хлорид кальция. Получено 9 апреля 2018 года из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Хлорид кальция: руководство по физическим свойствам. Получено 9 апреля 2018 г. с сайта: oxy.com
7. Кэрол Энн. Распространенное использование хлорида кальция. Получено 9 апреля 2018 г. с сайта hunker.com