โครงสร้างแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) การใช้และคุณสมบัติ



แคลเซียมคลอไรด์ (แคลเซียมคลอไรด์2) เป็นเกลืออนินทรีย์ที่ประกอบด้วยแคลเซียมโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ และฮาโลเจนคลอรีน ในสารประกอบนั้นมีปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่กำหนดลักษณะภายนอกของผลึกและคุณสมบัติทางกายภาพที่เหลืออยู่.

นอกจากนี้ยังมีโมเลกุลของน้ำมาด้วยเสมอก่อตัวไฮเดรตของสูตรทั่วไป CaCl2· XH2หรือด้วย x = 0, 1, 2, 4 และ 6 เมื่อ x = 0 เกลือขาดน้ำและไม่มีน้ำดังที่ระบุโดยสูตรทางเคมีที่กล่าวถึงข้างต้น.

ในภาพด้านบนแสดงส่วนที่เป็นของแข็งของ CaCl2. ในสภาวะที่มีความชื้นต่ำมีความเป็นไปได้ที่จะทำให้เกลือปราศจากน้ำแม้ว่าจะมีแนวโน้มตามธรรมชาติที่จะดูดซับมันจนกว่ามันจะละลาย (deliquescence).

 

ดัชนี

  • 1 สูตร
  • 2 โครงสร้าง
    • 2.1 เรขาคณิตโมเลกุลและสารประกอบแคลเซียมในน้ำ
  • 3 ใช้
  • 4 เป็นอย่างไรบ้าง??
  • 5 คุณสมบัติ
    • 5.1 คุณสมบัติทางกายภาพและของเก่า  
    • 5.2 การละลาย
    • 5.3 การสลายตัวของความร้อน
    • 5.4 การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์
  • 6 อ้างอิง

สูตร

สูตรทางเคมีของมันคือ CaCl2: แสดงว่าสำหรับไอออน Ca แต่ละตัว2+ มีไอออน Cl สองตัว- ที่ทำให้ประจุประจุบวกเป็นกลาง แคลเซียมโลหะ - จากกลุ่ม 2 ของตารางธาตุ (นาย Becambara) - ให้อิเล็กตรอนสองตัวไปยังอะตอมคลอรีนแต่ละอะตอมองค์ประกอบของกลุ่ม 17.

โครงสร้าง

โครงสร้างของ CaCl แสดงในภาพด้านบน2 วัตถุแอฮิไดรด์ ทรงกลมสีเขียวนั้นสัมพันธ์กับ Cl ไอออน-, ในขณะที่สีขาวเพื่อ Ca ไอออน2+. ทรงกลมเหล่านี้จัดเรียงในแนวขนานซึ่งไม่มากไปกว่าเซลล์รวมออร์โธฮาร์บิกของผลึก.

โครงสร้างอาจให้ความคิดที่ผิด ๆ ว่าแคลเซียมมีอิทธิพล อย่างไรก็ตามหากการทำซ้ำของเซลล์หน่วยได้รับการทำซ้ำมากขึ้นทรงกลมสีเขียวที่มากขึ้นจะชัดเจน: Cl ไอออน-.

ในทางตรงกันข้าม Ca ไอออน2+ พวกมันมีขนาดเล็กกว่าไอออนไอออน Cl Cl-. นี่เป็นเพราะเมื่อพวกเขาสูญเสียอิเล็กตรอนนิวเคลียสของอะตอมจะมีแรงดึงดูดที่น่าดึงดูดยิ่งกว่าในชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกซึ่งจะลดรัศมีไอออนิก.

ในกรณีของ Cl-, มันมีอิเล็กตรอนเพิ่มเติมที่ไม่สามารถดึงดูดด้วยแรงเดียวกันทำให้เพิ่มรัศมีไอออนิก.

เรขาคณิตโมเลกุลและสารประกอบเชิงซ้อนของแคลเซียมในน้ำ

อยู่ตรงกลางของขนานที่ Ca2+ ล้อมรอบด้วยหก Cl-. สี่ของการโกหกเหล่านี้ในระนาบสี่เหลี่ยมและอีกสองคนตั้งอยู่ในแนวตั้งฉาก (ทรงกลมสีเขียวห่างจากทรงกลมสีขาว).

อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงของไอออนเหล่านี้รอบ ๆ Ca2+ รูปแปดด้านคือ "อาวุธ" ดังนั้นการกำหนดรูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลแปดด้าน.

เมื่อพิจารณาถึงการจัดเรียงของทรงกลมสีเขียวโมเลกุลของน้ำสามารถแทนที่หนึ่งในสิ่งเหล่านี้ซึ่งเกิดขึ้นกับ CaCl2·ชั่วโมง2หรืออาจเป็นในระนาบสี่เหลี่ยม ความจริงนี้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างผลึกและเมื่อน้ำมาแทนที่ทรงกลมสีเขียวการจัดเรียงของไอออนจะเปลี่ยนไป.

เมื่อ Cl ไอออนทั้งหมด- จะถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลน้ำ CaCl ไฮเดรตจะเกิดขึ้น2· 6 ชม2O. ณ จุดนี้รูปแปดด้านคือ "น้ำ" และตอนนี้โมเลกุลสามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันด้วยพันธะไฮโดรเจน (Ca2+ OH-H-OH2).

แคลเซียมสามารถรับโมเลกุลของน้ำได้มากขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนอัตราส่วนที่กำหนด ซึ่งหมายความว่า CaCl2· 6 ชม2หรืออาจใช้โครงสร้างที่ซับซ้อนอื่น ๆ จนถึงจุดที่พิจารณาว่าเป็นผลึกโพลีเมอร์ของแคลเซียมและน้ำ.

อย่างไรก็ตามโครงสร้างเหล่านี้มีความเสถียรน้อยกว่าที่สร้างขึ้นโดยการโต้ตอบไฟฟ้าสถิต (Ca2+ และ Cl-) ของเกลือปราศจากน้ำ.

การใช้งาน

- หลีกเลี่ยงการแช่แข็งน้ำในช่วงฤดูหนาว แคลเซียมคลอไรด์จะสร้างความร้อนจำนวนมากเมื่อละลายแล้วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นน้ำแข็งจะละลาย ด้วยเหตุนี้จึงใช้เพื่อลดความเสี่ยงของการไหลเวียนของผู้คนและยานพาหนะในช่วงฤดูหนาว.

- ช่วยควบคุมฝุ่นบนถนนที่ไม่ปูพื้น.

- เร่งความเร็วในการทำให้แห้งของคอนกรีตเมื่อมีการเท.

- ของเหลว CaCl2 เพิ่มประสิทธิภาพของการขุดเจาะเพื่อสกัดก๊าซจากแหล่งสะสมใต้ดินรวมถึงปิโตรเลียม.

- มันถูกเพิ่มเข้าไปในแอ่งเพื่อลดการกัดเซาะโดยผนังคอนกรีตของมัน แคลเซียมที่เยินยอจะทำหน้าที่นี้ให้สมบูรณ์.

- เนื่องจากเป็นเกลือดูดความชื้นจึงสามารถใช้แคลเซียมคลอไรด์เป็นสารดูดความชื้นสามารถลดความชื้นของอากาศที่ล้อมรอบมันและดังนั้นของสารที่สัมผัสกับอากาศนั้น.

- มันถูกใช้เป็นสารกันบูดในอาหารบางชนิดเช่นเดียวกับสารเติมแต่งในหลาย ๆ อย่างเช่นเครื่องดื่มชูกำลังที่นักกีฬานักกีฬาชีสเบียร์ ฯลฯ.

- ในทางการแพทย์นั้นยังมีประโยชน์ในการรักษาโรคซึมเศร้าที่เกิดจากแมกนีเซียมซัลเฟตเกินขนาดเช่นเดียวกับในการเป็นพิษตะกั่ว.

เป็นอย่างไรบ้าง??

แหล่งที่มาตามธรรมชาติของสารนี้คือน้ำเกลือที่สกัดจากทะเลหรือทะเลสาบ.

อย่างไรก็ตามแหล่งที่มาหลักมาจากกระบวนการ Solvay ซึ่งหินปูน (CaCO)3) ผ่านการเปลี่ยนแปลงหลายครั้งจนกว่าจะเกิดขึ้นในผลพลอยได้ของแคลเซียมคลอไรด์:

2NaCl (aq) + CaCO3(S) <=> นา2CO3(s) + CaCl2(Aq)

ผลิตภัณฑ์ที่น่าสนใจในกระบวนการนี้คือโซเดียมคาร์บอเนตจริง ๆ2CO3.

สรรพคุณ

คุณสมบัติทางกายภาพ และ deliquescence

มันเป็นของแข็งสีขาวไม่มีกลิ่นและดูดความชื้น แนวโน้มที่จะดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อมนี้เกิดจากพื้นฐานของไอออน Ca2+.

พื้นฐานของชนิดใด: Lewis หรือ Bronsted จากลูอิสเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าสปีซีส์บวกนั้นสามารถรับอิเล็กตรอนได้ ยกตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกบริจาคโดยอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำ.

ของแข็งดูดซับความชื้นจนถึงระดับของการละลายในน้ำเดียวกันกับผลึกของมัน คุณสมบัตินี้เรียกว่า deliquescence.

ความหนาแน่นของมันคือ 2.15 g / mL ในขณะที่มันรวมน้ำเข้ากับโครงสร้างผลึกจะ "เจือจาง" เพิ่มปริมาณและทำให้ความหนาแน่นลดลง CaCl เท่านั้น2·ชั่วโมง2หรือทำลายด้วยแนวโน้มนี้แสดงความหนาแน่นสูงขึ้น (2.24 g / mL).

น้ำหนักโมเลกุลของเกลือแอนไฮไดด์อยู่ที่ประมาณ 111 g / mol และสำหรับแต่ละโมเลกุลของน้ำในโครงสร้างน้ำหนักนี้จะเพิ่มขึ้น 18 หน่วย.

สามารถในการละลาย

The CaCl2 มันละลายได้ในน้ำและในตัวทำละลายขั้วโลกเช่นเอทานอลกรดอะซิติกเมทานอลและแอลกอฮอล์อื่น ๆ.

สลายตัวด้วยความร้อน

เมื่อละลายในน้ำกระบวนการจะคายความร้อนดังนั้นจึงทำให้สารละลายและสภาพแวดล้อมอบอุ่นขึ้น.

นี่เป็นเพราะคอมเพล็กซ์น้ำช่วยรักษาไอออน Ca ให้ดีขึ้น2+ ในโซลูชันที่การเกิดไฟฟ้าสถิตกับ Cl ions-. เนื่องจากผลิตภัณฑ์มีความเสถียรมากกว่าของแข็งจึงปล่อยพลังงานในรูปของความร้อน.

การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์

The CaCl2 หลอมเหลวสามารถถูกอิเล็กโทรไลซิสซึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ประกอบด้วยการแยกสารประกอบในองค์ประกอบจากการกระทำของกระแสไฟฟ้า ในกรณีของเกลือนี้ผลิตภัณฑ์ที่มีแคลเซียมโลหะและคลอรีนก๊าซ:

แคลเซียมคลอไรด์2(l) → Ca (s) + Cl2(G)

ไอออน Ca2+ จะลดลงที่แคโทดในขณะที่ Cl ไอออน- พวกมันจะถูกออกซิไดซ์ที่ขั้วบวก.

การอ้างอิง

  1. Lisa Williams (20 ธันวาคม 2009) ถนนน้ำแข็ง [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2018 จาก: flickr.com
  2. วิกิพีเดีย (2018) แคลเซียมคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2018 จาก: en.wikipedia.org
  3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart, และ S. Curtarolo, ห้องสมุดแอฟของต้นแบบ Crystallographic: ส่วนที่ 1, Comp. เสื่อ วิทย์ 136, S1-S828 (2017) (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
  4. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ ในองค์ประกอบของกลุ่ม 2 (ฉบับที่สี่, หน้า 278) Mc Graw Hill.
  5. PubChem (2018) แคลเซียมคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2018 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Oxychem แคลเซียมคลอไรด์: คำแนะนำเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพ สืบค้นเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2018 จาก: oxy.com
  7. แคโรลแอน การใช้งานทั่วไปของแคลเซียมคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2018 จาก: hunker.com