Calciumklorid (CaCl2) Struktur, användningsområden och egenskaper

den kalciumklorid (CaCl₂₎ Det är ett oorganiskt salt bestående av kalcium, jordalkalimetall och klorhalogen. I den föreningen finns det flera elektrostatiska interaktioner som definierar kristallets yttre utseende och resten av deras fysikaliska egenskaper.

Dessutom åtföljs det alltid av vattenmolekyler, som bildar hydrater med allmänna formler CaCl₂· XH₂Eller, med x = 0, 1, 2, 4 och 6. När x = 0 saknar saltet vatten och är vattenfritt, vilket indikeras med den ovan nämnda kemiska formeln.

I den övre bilden illustreras fasta delar av CaCl₂. Vid låg luftfuktighet är det möjligt att hålla det vattenfria saltet fri från vatten, även om dess naturliga tendens är att absorbera den tills den löser upp (deliquescens).

index

• 1 formel
• 2 struktur
  • 2.1 Molekylgeometri och vattenhaltiga kalciumkomplex
• 3 användningsområden
• 4 Hur är det gjort??
• 5 egenskaper
  • 5.1 Fysiska egenskaper och deliquescens  
  • 5.2 Löslighet
  • 5.3 Upplösningsvärme
  • 5.4 Elektrolyt sönderdelning
• 6 referenser

formeln

Dess kemiska formel är CaCl₂: Uttryck det för varje Cajon²⁺ det finns två Cl ioner^- som neutraliserar den positiva laddningen. Metallkalciumet - från grupp 2 i det periodiska bordet (Mr Becambara) - ger sina två elektroner till varje kloratom, element i grupp 17.

struktur

Strukturen av CaCl illustreras i den övre bilden₂ anhydrid. De gröna sfärerna motsvarar Cl ioner^-, medan vit till Ca-joner²⁺. Dessa sfärer är anordnade i en parallellpipad, vilken inte är mer än kristallens orthorhombiska enhetliga cell.

Strukturen kan ge den falska tanken att kalcium dominerar; Om flera repetitioner av enhetscellen reproducerades skulle emellertid den större överflöden av gröna sfärer vara tydlig: Clioner^-.

Å andra sidan, Ca-jonerna²⁺ De har mindre jonradier än Cl ioner^-. Detta beror på att när atomerna förlorar elektroner utövar atomkärnorna större attraktiv kraft på de yttre elektroniska skikten, vilket minskar den joniska radien.

I fallet med Cl^-, den har en extra elektron som inte kan lockas med samma kraft, vilket ökar sin joniska radie.

Molekylgeometri och vattenhaltiga kalciumkomplex

I mitten av den parallellpipade Ca²⁺ är omgiven av sex Cl^-. Fyra av dessa ligger i ett fyrkantigt plan och de andra två ligger vinkelrätt (de gröna kulerna längre bort från den vita sfären).

Som ett resultat av arrangemanget av dessa joner, runt Ca²⁺ en oktaedron är "beväpnad", vilket allokerar en oktaedisk molekylär geometri.

Med tanke på hur de gröna sfärerna är ordnade kan en vattenmolekyl ersätta en av dessa, vilket uppträder med CaCl₂· H₂Eller, eventuellt i torget. Detta faktum modifierar den kristallina strukturen och, när vattnet ersätter de gröna kulorna, förändras arrangemanget av joner.

När alla Cl ioner^- ersätts av vattenmolekyler, CaCl-hydratet bildas₂· 6H₂O. Vid denna tidpunkt är oktaedronen "vattenhaltig" och molekylerna kan nu interagera med varandra med vätebindningar (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Efterhand kan kalcium acceptera ännu fler vattenmolekyler utan att ändra det etablerade förhållandet. Detta innebär att CaCl₂· 6H₂Eller det kan anta andra komplexa strukturer, till den punkt att man överväger kristallina polymerer av kalcium och vatten.

Dessa strukturer är dock mindre stabila än det som uppstod av elektrostatiska interaktioner (Ca²⁺ och Cl^-) vattenfritt salt.

tillämpningar

- Undvik att frysa vatten under vintern. Kalciumklorid genererar mycket värme när det löser sig och då, när temperaturen ökar, smälter isen. Av den anledningen används det för att minska risken för cirkulation av personer och fordon under den kalla årstiden.

- Hjälper kontroll av damm på obelagda vägar.

- Accelererar betongens torkhastighet när den har hällts.

- CaCl vätskor₂ öka effektiviteten av borrningen för utvinning av gas från dess underjordiska avlagringar, liksom för petroleum.

- Det läggs till poolerna för att minska erosionen av betongens väggar. Det sedimenterade kalciumet uppfyller denna funktion.

- Eftersom det är ett hygroskopiskt salt kan kalciumklorid användas som torkmedel, kunna sänka luftfuktigheten som omger den och därmed av de ämnen som är i kontakt med den luften.

- Det används som konserveringsmedel i vissa livsmedel, liksom tillsatsmedel i flera av dessa, såsom energidrycker som används av idrottare, ostar, öl, etc..

- I medicinsk praxis har det också användbarhet vid behandling av depression som orsakas av en överdos av magnesiumsulfat, såväl som i blyförgiftning.

Hur är det gjort??

De naturliga källorna till denna förening är saltlederna extraherade från haven eller sjöarna.

Emellertid kommer dess huvudkälla från Solvay-processen, där kalksten (CaCO)₃) genomgår en serie transformationer tills den härleder i kalciumkloridbiprodukten:

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

Produkten av intresse i denna process är faktiskt natriumkarbonat, Na₂CO₃.

egenskaper

Fysiska egenskaper och deliquescence

Det är en vit solid, luktfri och hygroskopisk. Denna tendens att absorbera fukt från miljön beror på grunden för Ca-jonerna.²⁺.

Grundläggande av vilken typ: Lewis eller Bronsted? Från Lewis, på grund av att den positiva arten kan ta emot elektroner. Dessa elektroner doneras exempelvis av syreatomer av vattenmolekyler.

Det fasta materialet absorberar fukt till graden av upplösning i samma vatten som väger sina kristaller. Denna fastighet är känd som deliquescence.

Dess densitet är 2,15 g / ml. Eftersom det inkorporerar vatten i sin struktur, kristall "dilaterar", ökar dess volym och därmed minskar densiteten. Endast CaCl₂· H₂Eller bryta med denna trend, vilket visar en högre densitet (2,24 g / ml).

Molekylvikten för anhydridsaltet är ungefär 111 g / mol och för varje molekyl av vatten i dess struktur ökar denna vikt 18 enheter.

löslighet

CaCl₂ Det är mycket lösligt i vatten och i några polära lösningsmedel, såsom etanol, ättiksyra, metanol och andra alkoholer.

Upplösningsvärme

När det löses i vatten är processen exoterm och värmer därför lösningen och dess omgivning.

Detta beror på att vattenkomplexet stabiliserar Ca-joner bättre²⁺ i lösning som elektrostatiska interaktioner med Cl joner^-. Eftersom produkten är stabilare, släpper fastämnet energi i form av värme.

Elektrolyt sönderdelning

CaCl₂ Smält kan utsättas för elektrolys, fysisk process som består i separation av en förening i dess element från verkan av en elektrisk ström. I fallet med detta salt är produkterna metalliskt kalcium och gasformigt klor:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(G)

Ca-jonerna²⁺ reduceras vid katoden, medan Cl joner^- de oxideras vid anoden.

referenser

1. Lisa Williams (20 december 2009). Icy Road. [Bild]. Hämtad den 9 april 2018, från: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Kalciumklorid. Hämtad den 9 april 2018, från: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L. W. Hart, och S. Curtarolo, AFLOW-biblioteket av kristallografiska prototyper: Del 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10,1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi I Elementen i grupp 2. (Fjärde upplagan., Sida 278). Mc Graw Hill.
5. PubChem. (2018). Kalciumklorid. Hämtad den 9 april 2018, från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Kalciumklorid: En guide till fysikaliska egenskaper. Hämtad den 9 april 2018, från: oxy.com
7. Carole Ann. Vanliga användningar av kalciumklorid. Hämtad den 9 april 2018, från: hunker.com