Calciumchlorid (CaCl2) Struktur, anvendelser og egenskaber

den calciumchlorid (CaCl₂₎ Det er et uorganisk salt sammensat af calcium, jordalkalimetal og chlorhalogen. I denne forbindelse er der adskillige elektrostatiske interaktioner, som definerer det ydre udseende af dets krystaller og resten af ​​deres fysiske egenskaber.

Det leds også altid af vandmolekyler, der danner hydrater med generelle formler CaCl₂· XH₂Eller med x = 0, 1, 2, 4 og 6. Når x = 0 mangler saltet vand og er vandfrit, som angivet ved den ovenfor nævnte kemiske formel.

I det øvre billede er faste dele af CaCl illustreret₂. Under forhold med lav luftfugtighed er det muligt at holde det vandfrie salt fri for vand, selv om dets naturlige tendens er at absorbere det, indtil det opløses (deliquescence).

indeks

• 1 formel
• 2 struktur
  • 2.1 Molekylær geometri og vandige calciumkomplekser
• 3 anvendelser
• 4 Hvordan er det gjort??
• 5 Egenskaber
  • 5.1 Fysiske egenskaber og deliquescens  
  • 5.2 Opløselighed
  • 5.3 Opløsningsvarme
  • 5.4 Elektrolyt nedbrydning
• 6 referencer

formel

Dens kemiske formel er CaCl₂: Udtryk det for hver Ca ion²⁺ der er to Cl ioner^- som neutraliserer den positive ladning. Metalkalciumet - fra gruppe 2 i det periodiske bord (Mr. Becambara) - giver sine to elektroner til hvert chloratom, element i gruppe 17.

struktur

Strukturen af ​​CaCl er illustreret i det øvre billede₂ anhydrid. De grønne kugler svarer til Cl ioner^-, mens hvide til Ca ioner²⁺. Disse kugler er arrangeret i en parallelepiped, hvilket ikke er mere end krystallernes orthorhombiske enhedscelle.

Strukturen kan give den falske ide om, at calcium overhovedet Men hvis flere gentagelser af enhedscellen blev reproduceret, ville den større overflod af grønne kugler være tydelige: Cl ioner^-.

På den anden side er Ca ionerne²⁺ de har mindre ionradier end Cl ioner^-. Dette er fordi, når de taber elektroner, udøver atomkernerne større attraktiv kraft på de ydre elektroniske lag, hvilket reducerer den ioniske radius.

I tilfælde af Cl^-, den har en ekstra elektron, der ikke kan tiltrækkes med den samme kraft og dermed øger dens ioniske radius.

Molekylær geometri og vandige calciumkomplekser

I midten af ​​den parallelepipede Ca²⁺ er omgivet af seks kl^-. Fire af disse ligger i et firkantet plan, og de to andre er placeret vinkelret (de grønne kugler længere væk fra den hvide kugle).

Som et resultat af arrangementet af disse ioner, omkring Ca²⁺ en oktaedron er "bevæbnet" og tildeler således en oktaedrisk molekylær geometri.

I betragtning af hvordan de grønne kugler er arrangeret, kan et vandmolekyle erstatte en af ​​disse, som forekommer med CaCl₂· H₂Eller muligvis i firkantet plan. Denne kendsgerning ændrer den krystallinske struktur, og som vandet erstatter de grønne kugler, ændres ionernes arrangement.

Når alle Cl ioner^- erstattes af vandmolekyler, CaCl-hydratet dannes₂· 6H₂O. På dette tidspunkt er oktaedronet "vandigt", og molekylerne kan nu interagere med hydrogenbindinger (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Efterhånden kan calcium acceptere endnu flere vandmolekyler uden at ændre det etablerede forhold. Dette betyder, at CaCl₂· 6H₂Eller det kan vedtage andre komplekse strukturer, med det formål at blive betragtet som krystallinske polymerer af calcium og vand.

Disse strukturer er imidlertid mindre stabile end det, der opstår ved elektrostatiske interaktioner (Ca²⁺ og Cl^-) vandfrit salt.

applikationer

- Undgå indefrysning af vand om vinteren. Calciumchlorid genererer meget varme, når det opløses, og derefter, når temperaturen stiger, smelter isen. Af denne grund bruges det til at reducere risikoen for cirkulation af mennesker og køretøjer i den kolde årstid.

- Hjælper med at kontrollere støv på ubundne veje.

- Fremskynder tørringshastigheden af ​​beton, når den er hældt.

- CaCl væsker₂ øge effektiviteten af ​​boringen til udvinding af gas fra dens underjordiske aflejringer, såvel som af petroleum.

- Det tilføjes til puljerne for at reducere den erosion, som betonens vægge har. Det sedimenterede calcium opfylder denne funktion.

- Fordi det er et hygroskopisk salt, kan calciumchlorid anvendes som tørremiddel, idet den er i stand til at sænke luftens fugtighed, der omgiver det, og derfor af stofferne i kontakt med luften.

- Det bruges som konserveringsmiddel i nogle fødevarer samt additiv i flere af disse, såsom energidrikke, der bruges af atleter, oste, øl osv..

- I medicinsk praksis har den også nytte ved behandling af depression forårsaget af overdosering af magnesiumsulfat såvel som i blyforgiftning.

Hvordan er det gjort??

De naturlige kilder til denne forbindelse er saltvandene ekstraheret fra havene eller søerne.

Hovedkilden kommer imidlertid fra Solvay-processen, hvor kalksten (CaCO)₃) gennemgår en række transformationer, indtil den stammer fra calciumchlorid biproduktet:

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

Produktet af interesse i denne proces er faktisk natriumcarbonat, Na₂CO₃.

egenskaber

Fysiske egenskaber og deliquescence

Det er et hvidt faststof, lugtfri og hygroskopisk. Denne tendens til at absorbere fugt fra miljøet skyldes grundigheden af ​​Ca-ionerne.²⁺.

Grundlæggende af hvilken slags: Lewis eller Bronsted? Fra Lewis, fordi den positive art er i stand til at acceptere elektroner. Disse elektroner doneres for eksempel af oxygenmolekylerne af vandmolekyler.

Det faste stof absorberer fugt i en grad af opløsning i det samme vand, der væsker dets krystaller. Denne ejendom er kendt som deliquescence.

Dens densitet er 2,15 g / ml. Da det inkorporerer vand i sin struktur, krystalliserer "krystallet", hvilket øger dets volumen og dermed nedsætter densiteten. Kun CaCl₂· H₂Eller bryde med denne tendens, der viser en højere densitet (2,24 g / ml).

Molekylvægten af ​​anhydridsaltet er ca. 111 g / mol, og for hvert molekyle vand i dets struktur øger denne vægt 18 enheder.

opløselighed

CaCl₂ Det er meget opløseligt i vand og i nogle polære opløsningsmidler, såsom ethanol, eddikesyre, methanol og andre alkoholer.

Opløsningsvarme

Når opløsningen er opløst i vand, er processen eksoterm og opvarmer derfor opløsningen og dens omgivelser.

Dette skyldes, at det vandige kompleks stabiliserer Ca-ioner bedre²⁺ i opløsning at elektrostatiske interaktioner med Cl ioner^-. Da produktet er mere stabilt, frigiver det faste stof energi i form af varme.

Elektrolyt nedbrydning

CaCl₂ Smeltet kan underkastes elektrolyse, fysisk proces, der består i adskillelse af en forbindelse i dets elementer fra virkningen af ​​en elektrisk strøm. I tilfælde af dette salt er produkterne metallisk calcium og gasformig chlor:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(G)

Caionerne²⁺ reduceres ved katoden, mens Cl ioner^- de oxideres ved anoden.

referencer

1. Lisa Williams (20. december 2009). Icy Road. [Figur]. Hentet den 9. april 2018, fra: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Calciumchlorid. Hentet den 9. april 2018, fra: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L. W. Hart og S. Curtarolo, The AFLOW Library of Crystallographic Prototypes: Del 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10,1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi I Elementerne i gruppe 2. (fjerde udgave., Side 278). Mc Graw Hill.
5. Pubchem. (2018). Calciumchlorid. Hentet den 9. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Calciumchlorid: En vejledning til fysiske egenskaber. Hentet den 9. april 2018, fra: oxy.com
7. Carole Ann. Almindelige anvendelser af calciumchlorid. Hentet den 9. april 2018, fra: hunker.com