- Будова
- Кристал та його іони
- Морфологія
- Властивості
- Зовнішність
- Молярна маса
- Точка плавлення
- Щільність
- рН
- Розчинність у воді
- К
- Показник заломлення
- Стабільність
- Отримання
- Програми
- Приготування їжі
- Стічні дезінфікуючі засоби
- Паперова промисловість
- Газопоглинач
- Особиста гігієна
- Будівництво
- Ризики та побічні ефекти
- Список літератури
Гідроксид кальцію являє собою неорганічну сполуку , хімічна формула якого Са (ОН) 2 . Це білий порошок, який використовується вже тисячі років, за цей час він заробив кілька традиційних імен чи прізвиськ; серед них можна згадати гашене, мертве, хімічне, гідратоване або дрібне вапно.
У природі він доступний у рідкісному мінералі під назвою портландит, такого ж кольору. Завдяки цьому Са (ОН) 2 отримують не безпосередньо з цього мінералу, а під час термічної обробки вапняку з гідратацією. З цього отримують вапно, СаО, яке згодом гасять або гідрують, утворюючи Са (ОН) 2 .
Твердий зразок гідроксиду кальцію. Джерело: Chemicalinterest
Са (ОН) 2 є відносно слабкою основою у воді, оскільки вона майже не може розчинятися у гарячій воді; але його розчинність збільшується в холодній воді, оскільки її гідратація екзотермічна. Однак його основність продовжує залишатися причиною бути обережними з цим при поводженні з ним, оскільки це може спричинити опіки в будь-якій частині тіла.
Він використовувався як регулятор рН для різних матеріалів або продуктів, а також є хорошим джерелом кальцію щодо його маси. Він має застосування в паперовій промисловості, в дезінфекції стічних вод, в продуктах депіляції, в харчових продуктах, виготовлених з кукурудзяного борошна.
Однак його найважливіше використання було як будівельний матеріал, оскільки вапно гідратує при змішуванні з іншими інгредієнтами в гіпсі або розчині. У цих затверділих сумішах Са (OH) 2 поглинає вуглекислий газ з повітря для консолідації кристалів піску разом з утвореними з карбонату кальцію.
В даний час дослідження все ще проводяться з метою розробки кращих будівельних матеріалів, які мають Ca (OH) 2 безпосередньо в своєму складі у вигляді наночастинок.
Будова
Кристал та його іони
Іони гідроксиду кальцію. Джерело: Клаудіо Пістіллі
На верхньому зображенні маємо іони, що складають гідроксид кальцію. Його формула дуже Са (ОН) 2 вказує на те, що для кожного Ca 2+ катіона є дві ОН - аніони - які взаємодіють з нею через електростатичного притягання. Результат полягає в тому, що обидва іони закінчуються, утворюючи кристал з шестикутною структурою.
У таких гексагональних кристалах Са (ОН) 2 іони дуже близькі один до одного, що дає вигляд полімерної структури; хоча формальної ковалентної зв'язку Ca-O немає, все ж враховується помітна різниця в електронегативності між двома елементами.
Структура гідроксиду кальцію
Структура генерує октаедри СаО 6 , тобто Са 2+ взаємодіє з шістьма ОН - (Са 2+ -ОН - ).
Ряд цих октаедрів складає шар кристала, який може взаємодіяти з іншим за допомогою водневих зв’язків, що підтримують їх міжмолекулярну згуртованість; однак ця взаємодія зникає при температурі 580 ° C, коли Ca (OH) 2 зневоднюється до CaO.
Стосовно високого тиску в цьому плані не так багато інформації, хоча дослідження показали, що при тиску 6 ГПа гексагональний кристал зазнає переходу від гексагональної до моноклінічної фази; а з нею - деформація октаедрів CaO 6 та їх шарів.
Морфологія
Кристали Ca (OH) 2 є шестикутними, але це не є перешкодою для прийняття будь-якої морфології. Деякі з цих структур (наприклад, пасма, лусочки або скелі) більш пористі, ніж інші, міцні або плоскі, що безпосередньо впливає на їх остаточне застосування.
Таким чином, використовувати кристали з мінерального портландиту не те саме, як синтезувати їх так, щоб вони складалися з наночастинок, де дотримуються декілька суворих параметрів; наприклад, ступінь гідратації, використовувана концентрація СаО та час, коли кристал може зростати.
Властивості
Зовнішність
Біле, порошкоподібне тверде тіло з гірким смаком.
Молярна маса
74,093 г / моль
Точка плавлення
580 ° С. При цій температурі він розкладається, виділяючи воду, тому ніколи не досягає випаровування:
Са (ОН) 2 => СаО + Н 2 О
Щільність
2211 г / см 3
рН
Його насичений водний розчин має pH 12,4 при 25 ° C.
Розчинність у воді
Розчинність Ca (OH) 2 у воді зменшується зі збільшенням температури. Наприклад, при 0 ° С його розчинність становить 1,89 г / л; в той час як при 20ºC і 100ºC, це 1,73 г / л і 0,66 г / л відповідно.
Це вказує на термодинамічний факт: гідратація Ca (OH) 2 екзотермічна, тому, підкоряючись принципу Ле Шательє, рівняння було б:
Са (ОН) 2 <=> Са 2+ + 2ОН - + Q
Де Q - тепло, що виділяється. Чим гаряча вода, тим більше рівновага буде прагнути зліва; тобто менше розчиняється Ca (OH) 2 . Саме з цієї причини в холодній воді вона розчиняється набагато більше, ніж у окропі.
З іншого боку, говорить підвищення розчинності при рН стає кислим, за рахунок нейтралізації ОН - іонів і зміщення попереднього рівноваги вправо. Під час цього процесу виділяється навіть більше тепла, ніж у нейтральній воді. Крім кислих водних розчинів, Ca (OH) 2 також розчиняється у гліцерині.
К
5,5 · 10 -6 . Це значення вважається малим і відповідає низькій розчинності Са (ОН) 2 у воді (такий же баланс, як вище).
Показник заломлення
1574
Стабільність
Са (ОН) 2 залишається стабільним до тих пір, поки він не потрапляє на атмосферу CO 2 з повітря, оскільки він поглинає його і утворює карбонат кальцію, СаСО 3 . Таким чином, він починає всмоктуватися у твердій суміші кристалів Ca (OH) 2 -CaCO 3 , де є аніони CO 3 2-, що конкурують з OH - для взаємодії з Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Насправді це причина того, що концентровані розчини Са (ОН) 2 стають молочними, коли з’являється суспензія частинок СаСО 3 .
Отримання
Са (ОН) 2 отримують комерційно шляхом взаємодії вапна СаО з надлишком води у два та три рази:
СаО + Н 2 О => Са (ОН) 2
Однак карбонізація Са (ОН) 2 може відбуватися в процесі , як описано вище.
Інші способи його отримання полягають у використанні розчинних солей кальцію, таких як CaCl 2 або Ca (NO 3 ) 2 , та їх основі з NaOH, таким чином, що Са (OH) 2 осаджується . Контролюючи такі параметри, як об'єм води, температура, рН, розчинник, ступінь карбонізації, час дозрівання тощо, можна синтезувати наночастинки з різною морфологією.
Його також можна приготувати, вибравши природну та поновлювану сировину або відходи промисловості, багаті кальцієм, які при нагріванні та його зола будуть складатися з вапна; і звідси, знову ж таки, Ca (OH) 2 може бути отриманий гідратацією цього золи без необхідності витрачати вапняк, CaCO 3 .
Наприклад, для цієї мети було використано агаве-гагаз, який присвоює додану вартість відходам з текільної промисловості.
Програми
Приготування їжі
Соління спочатку замочують в гідроксиді кальцію, щоб зробити його більш хрусткими. Джерело: Pixabay.
Гідроксид кальцію присутній у багатьох продуктах харчування на деяких етапах його приготування. Наприклад, соління, наприклад, корнішони, занурюють у такий же водний розчин, щоб зробити їх більш хрусткими, коли вони упаковані в оцет. Це тому, що білки на його поверхні поглинають кальцій з навколишнього середовища.
Те саме відбувається із зернами кукурудзи перед перетворенням їх у борошно, оскільки це допомагає їм звільняти вітамін B 3 (ніацин) та полегшує їх подрібнення. Кальцій, який він надає, також використовується для додання харчової цінності певним сокам.
Ca (OH) 2 також може замінити розпушувач у деяких рецептах хліба та очистити цукристі розчини, отримані з цукрової тростини та буряка.
Стічні дезінфікуючі засоби
Вияснююча дія Са (ОН) 2 зумовлена тим, що він діє як флокуляційний агент; тобто збільшує розмір суспендованих частинок до тих пір, поки вони не утворюють зграї, які згодом осідають або можуть фільтруватися.
Ця властивість була використана для дезінфекції стічних вод, дестабілізації її неприємних колоїдів для зору (і запаху) глядачів.
Паперова промисловість
Са (ОН) 2 використовується в крафт-процесі для регенерації NaOH, що використовується для обробки деревини.
Газопоглинач
Са (ОН) 2 використовується для видалення CO 2 із закритих приміщень або в середовищах, де його присутність є контрпродуктивною.
Особиста гігієна
Са (ОН) 2 негласно міститься у складах для кремів для депіляції , оскільки його основна здатність сприяє ослабленню кератину з волосся, і, таким чином, їх легше видалити.
Будівництво
Гідроксид кальцію є частиною структур старих будівельних майданчиків, таких як піраміди Єгипту. Джерело: Пікселі.
Са (ОН) 2 присутній споконвіку, інтегруючи маси гіпсу та розчину, що використовуються при будівництві єгипетських архітектурних робіт, таких як піраміди; також будівлі, мавзолеї, стіни, сходи, підлоги, опори і навіть для відновлення зубного цементу.
Його зміцнювальна дія пояснюється тим, що при "вдиханні" CO 2 отримані кристали CaCO 3 в кінцевому підсумку інтегрують піски та інші компоненти таких сумішей.
Ризики та побічні ефекти
Са (ОН) 2 не є сильноосновним твердим речовиною порівняно з іншими гідроксидами, хоча він більше, ніж Mg (OH) 2 . Тим не менш, незважаючи на те, що він не є реактивним чи вогненебезпечним, його основні властивості все ще є досить агресивними, щоб викликати незначні опіки.
Тому слід поводитися з нею з повагою, оскільки він здатний подразнювати очі, язик і легені, а також викликати інші недуги, такі як: втрата зору, сильна лужність крові, шкірні висипання, блювання та біль у горлі .
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Вікіпедія. (2019). Гідроксид кальцію. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Чавес Герреро та ін. (2016). Синтез та характеристика гідроксиду кальцію, одержуваного з агавового багаж, та дослідження його антибактеріальної активності. Відновлено з: scielo.org.mx
- Ріко Іізука, Такехіко Ягі, Казукі Комацу, Хіротада Готу, Таку Цучія, Кейдзі Кусаба, Хіроюкі Каги. (2013). Кристалічна структура фази високого тиску гідроксиду кальцію, портландіт: порошок in situ та монокристалічне рентгенографічне дослідження. Американський мінералог; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Ганс Лонінгер. (05 червня 2019 р.). Гідроксид кальцію. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
- Анірудда С. та ін. (2015). Синтез гідроксиду кальцію нано у водному середовищі. Американське керамічне товариство. doi.org/10.1111/jace.14023
- Карлі Вандерґредет. (12 квітня 2018 р.). Як гідроксид кальцію використовується в їжі та чи безпечний він? Відновлено: Healthline.com
- Брайан Клегг. (26 травня 2015 р.). Гідроксид кальцію. Відновлено з: chemistryworld.com