КАЛЬЦІЄВА СЕЛІТРА (CA (NO3) 2): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Нітрат кальцію являє собою третинну неорганічну сіль , що має в хімічній формулі Са (NO ₃ ) ₂ . З його формули відомо, що її тверда речовина складається з іонів Са ²⁺ та NO ₃ ^- у співвідношенні 1: 2. Тому це сполука суто іонної природи.

Однією з його властивостей є окислювальний характер завдяки аніону нітратів. Він не горючий, тобто не горить при високій температурі. Будучи негорючим, він являє собою безпечну тверду речовину для обробки без особливого догляду; однак це може прискорити загоряння горючих матеріалів.

Тверда кальцієва селітра. Джерело: Ondřej Mangl, з Wikimedia Commons

Його зовнішній вигляд складається з зернистого твердого тіла, яке має білий або світло-сірий колір (верхнє зображення). Він може бути безводним або тетрагідратом, Са (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O. Він дуже розчинний у воді, метанолі та ацетоні.

Кальцієва селітра широко застосовується як добриво, оскільки легко переміщується у вологому ґрунті і швидко засвоюється корінням рослин. Він постачає два важливі елементи для живлення та росту рослин: азот та кальцій.

Азот є одним із трьох найважливіших елементів для розвитку рослин (N, P і K), він важливий у синтезі білків. Тим часом кальцій необхідний для підтримки структури клітинної стінки рослин. З цієї причини Са (NO ₃ ) ₂ багато використовується в садах.

З іншого боку, ця сіль має токсичну дію, особливо при прямому контакті зі шкірою та очима, а також при вдиханні її пилу. Крім того, він може розкладатися нагріванням.

Структура кальцієвої селітри

Іони кальцієвої селітри. Джерело: Я.HarDNox з ru.wikipedia, з Вікісховища

На верхньому зображенні показана структура Ca (NO ₃ ) ₂ в моделі сфер і брусків. Однак тут є дефект: передбачається існування ковалентних зв’язків Ca-O, що суперечить їх іонному характеру. Уточнюючи це, справді взаємодії мають електростатичний тип.

Катіон Ca ²⁺ оточений двома аніонами NO ₃ ^- відповідно до їх пропорцій у кристалі. Тому азот переважає у формі нітратів у кристалічній структурі.

Іони групуються таким чином, що вони встановлюють конфігурацію, мінімальним виразом якої є одинична комірка; який для безводної солі є кубічним. Іншими словами, з кубів, що містять співвідношення 1: 2 для цих іонів, відтворюється весь кристал.

З іншого боку, тетрагідратована сіль Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O має чотири молекули води для кожного набору NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^- . Це змінює структуру кристала, перетворюючи його в одиницю моноклінічної одиниці.

Тому очікується, що кристали як для безводних, так і для тетрагідратних солей будуть різними; відмінності, які можна визначити за їх фізичними властивостями, наприклад, температури плавлення.

Фізичні та хімічні властивості

Хімічні назви

-Кальцієва селітра

-Ділітрат кальцію

-Нітрокальцит

-Норвезький сілець та лімесальтпетро.

Молекулярна формула

Са (NO ₃ ) ₂ або CaN ₂ O ₆

Молекулярна маса

Безводний 164,088 г / моль і тетрагідрат 236,15 г / моль. Зверніть увагу на вплив води на молекулярну масу, і її не можна нехтувати при зважуванні.

Зовнішність

Білі або світло-сірі тверді речовини або гранули. Кубічні білі кристали або розкішні гранули; тобто вони поглинають вологу до того, що вони розчиняються внаслідок їх високої розчинності.

Точка кипіння

Безводна форма розкладається при нагріванні до температури, що перешкоджає визначенню температури кипіння; тоді як форма тетрагідрату солі має температуру кипіння 132ºC (270ºF, 405K).

Точка плавлення

-Безводна форма: від 561 ° С до 760 мм рт.ст. (1042 ° F, 834 К).

-Тетрагідратна форма: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).

Це показує, як молекули води перешкоджають електростатичній взаємодії між Са ²⁺ та NO ₃ ^- всередині кристалів; і, отже, тверда речовина плавиться при значно нижчій температурі.

Розчинність у воді

-Безводна форма: 1212 г / л при 20 ° С.

-Тетрагідрат: 1290 г / л при 20 ° С.

Вода в кристалах навряд чи збільшує розчинність солі.

Розчинність в органічних розчинниках

-В етанолі 51,42 г / 100 г при 20 ° С.

-В метанолі, 134 г / 100 г при 10 ° С.

-В ацетоні 168 г / 100 г при 20 ° С.

Кислотність (pKa)

6,0

Щільність

2,5 г / см ³ при 25 ° С (тетрагідрат).

Розкладання

Коли кальцієва селітра нагрівається до розжарювання, вона розкладається на оксид кальцію, оксид азоту та кисень.

Реактивний профіль

Це сильно окислювач, але він не горючий. Прискорює займання горючих матеріалів. Поділ нітрату кальцію на дрібні частинки полегшує його вибух, коли сполука піддається тривалому вогню.

Суміші з алкиловими ефірами стають вибухонебезпечними при походженні алкільних нітратів. Поєднання нітрату кальцію з фосфором, хлоридом олова (II) або іншим відновлювачем може реагувати вибухонебезпечно.

Програми

землеробство

Його використовують у сільськогосподарських культурах як джерело азоту та кальцію. Нітрат кальцію дуже розчинний у воді і легко засвоюється корінням рослин. Крім того, він не підкислює ґрунти, оскільки його іони не можуть бути значно гідролізовані.

Слід уникати змішування його з добривами, що містять фосфор або сульфат, щоб уникнути утворення нерозчинних солей. Завдяки гігроскопічності його потрібно зберігати в сухому та прохолодному середовищі.

Його використання має перевагу перед використанням аміачної селітри як добрива. Хоча остання сполука вносить азот для рослин, вона заважає засвоєнню кальцію, що може призвести до дефіциту кальцію в рослинах.

Кальцій сприяє підтримці структури клітинної стінки рослин. За наявності дефіциту кальцію зростаючі тканини рослин, такі як кореневі кінчики, молоде листя та кінчики пагонів, часто виявляють спотворене зростання.

Знижений аміак

Нітрат кальцію зменшує накопичення летких жирних кислот та фенольних сполук, фітотоксичних речовин, що накопичуються при розкладанні залишків культур сої.

Крім того, існує тенденція зменшення концентрації аміаку в ґрунті нітрату кальцію, що збільшує водневу буферну здатність.

Бетон

Нітрат кальцію використовується для скорочення часу залягання бетону. Це виробляється утворенням гідроксиду кальцію, можливо, завдяки реакції подвійного переміщення.

Крім того, нітрат кальцію викликає утворення сполуки гідроксиду заліза, захисна дія якої на бетон знижує його корозію. Тобто присутні залізо можуть вступати в реакцію з основними компонентами бетону, такими як сам гідроксид кальцію.

Нітрат кальцію зменшує час встановлення, а також стійкість бетону, до якого додавали вулканічний попіл. Для вивчення ефекту додавання кальцієвої селітри до бетону використовували підвищення концентрації нітрату кальцію, що становить від 2% до 10%.

Помічено більше зменшення часу встановлення, а також збільшення міцності бетону, оскільки концентрація нітрату кальцію зросла до 10%.

Стічні води чи очищення стічних вод

Нітрат кальцію використовується для зменшення неприємних запахів із стічних вод за рахунок зменшення утворення сірководню. Крім того, споживається органічна речовина, яка створює анаеробні умови, що ускладнює виживання багатьох біологічних видів.

Приготування холодних компресів

Тетрагідрат кальцію нітрату - це ендотермічна сполука, тобто має здатність поглинати тепло з навколишнього середовища. Це виробляє охолодження тіл, які контактують з контейнерами, які містять його.

Компреси підвищують їх температуру, а для їх відновлення достатньо помістити їх у морозилку

Латексна коагуляція

Нітрат кальцію використовується в фазі згортання латексу. Він входить до складу зануреного розчину, і при контакті з розчином, що містить латекс, він порушує його стабілізацію і змушує коагулювати.

Передача та зберігання тепла

Бінарна суміш розплавлених солей нітратів, включаючи кальцій з іншими нітратами, використовується замість термальної олії на сонячних електростанціях для передачі та зберігання тепла.

Форми застосування

-Кальцієва селітра вноситься змішано з грунтом у концентрації 1,59 кг на 30,48 м ² при достатньому зрошенні. Кальцієва селітра солюбілізується у воді, що забезпечує її всмоктування корінням рослини. У гідропонних культурах він розчиняється у зростаючій воді.

-Кальцієва селітра також використовується у формі спрею для обприскування листя і квітів, будучи ефективним засобом для запобігання гниття квітки томата, плями пробки і гіркого отвору яблука.

-В бетоноутворювальну суміш (цемент, пісок, камені та воду) додається кількість нітрату кальцію, і визначається вплив, який його додавання має на специфічні властивості бетону; наприклад встановлення швидкості та сили.

-Кальцієва селітра додається у відповідній концентрації для зменшення неприємних запахів стічних вод або стічних вод, до рівня, який неприємний запах для людей.

Список літератури

1. Бонні Л. Грант. (2019). Кальцієво-нітратна добрива - що робить нітрат кальцію для рослин. Відновлено з: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG і Vyn, TJ (1990). Використання нітрату кальцію для зменшення накопичення фітотоксину під час розкладання залишків корпу. Канадський журнал ґрунтознавства 70 (4): 723-726.
3. Огунбоде, Е. Б. та Хассан, І.О. (2011). Вплив додавання нітрату кальцію на селективні властивості бетону, що містить вулканічну золу. Леонардо Електронний журнал практичних технологій 19: 29-38.
4. Вікіпедія. (2019). Кальцієва селітра. Відновлено з: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Інгібування корозії сталі за допомогою нітрату кальцію в середовищі, збагаченій галогенідом, рідини. npj Деградація матеріалів, том 2, артикул: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Характеристики нітрату кальцію. Відновлено з: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Кальцієва селітра. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov