- Структура
- Кристалл и его ионы
- Морфология
- свойства
- Внешность
- Молярная масса
- Температура плавления
- плотность
- pH
- Растворимость воды
- К
- Показатель преломления
- стабильность
- получение
- Приложения
- Переработка пищевых продуктов
- Дезинфицирующее средство для сточных вод
- Бумажная промышленность
- Поглотитель газа
- Личная гигиена
- строительство
- Риски и побочные эффекты
- Ссылки
Гидроксид кальция представляет собой неорганическое соединение , химическая формула которого Са (ОН) 2 . Это белый порошок, который использовался тысячи лет, за это время он заработал несколько традиционных имен или прозвищ; Среди них можно назвать гашеную, мертвую, химическую, гашеную или мелкую известь.
В природе он доступен в виде редкого минерала того же цвета под названием портландит. Из-за этого Ca (OH) 2 не получают напрямую из этого минерала, а в результате термической обработки с последующей гидратацией известняка. Из него получают известь, CaO, которую затем гасят или гидратируют с получением Ca (OH) 2 .
Твердый образец гидроксида кальция. Источник: Chemicalinterest
Ca (OH) 2 - относительно слабое основание в воде, так как он плохо растворяется в горячей воде; но его растворимость увеличивается в холодной воде, потому что его гидратация экзотермична. Однако его основность по-прежнему является причиной осторожности при обращении с ним, так как он может вызвать ожог любой части тела.
Он использовался в качестве регулятора pH для различных материалов или продуктов, а также был хорошим источником кальция в отношении его массы. Он находит применение в бумажной промышленности, при дезинфекции сточных вод, в продуктах для депиляции, в продуктах питания из кукурузной муки.
Тем не менее, его наиболее часто использовали в качестве строительного материала, поскольку известь гидратируется при смешивании с другими ингредиентами в штукатурке или растворе. В этих затвердевших смесях Ca (OH) 2 поглощает диоксид углерода из воздуха, чтобы консолидировать кристаллы песка вместе с кристаллами, образованными из карбоната кальция.
В настоящее время все еще проводятся исследования с целью разработки лучших строительных материалов, которые содержат Ca (OH) 2 непосредственно в своем составе в виде наночастиц.
Структура
Кристалл и его ионы
Ионы гидроксида кальция. Источник: Клаудио Пистилли
На верхнем изображении мы видим ионы, которые составляют гидроксид кальция. Его формула очень Са (ОН) 2 указывает на то, что для каждого Ca 2+ катиона есть две ОН - анионы - которые взаимодействуют с ней через электростатического притяжения. В результате оба иона образуют кристалл с гексагональной структурой.
В таких гексагональных кристаллах Ca (OH) 2 ионы расположены очень близко друг к другу, что создает впечатление полимерной структуры; хотя формальной ковалентной связи Ca-O нет, все же учитывая заметную разницу в электроотрицательности между двумя элементами.
Структура гидроксида кальция
В структуре образуются октаэдры CaO 6 , то есть Ca 2+ взаимодействует с шестью OH - (Ca 2+ -OH - ).
Ряд этих октаэдров составляет слой кристалла, который может взаимодействовать с другим посредством водородных связей, которые поддерживают их межмолекулярную связь; однако это взаимодействие исчезает при температуре 580 ° C, когда Ca (OH) 2 дегидратируется до CaO.
Что касается высокого давления, информации по этому поводу немного, хотя исследования показали, что при давлении 6 ГПа гексагональный кристалл претерпевает переход из гексагональной фазы в моноклинную; а вместе с тем - деформация октаэдров CaO 6 и их слоев.
Морфология
Кристаллы Ca (OH) 2 гексагональны, но это не препятствие для их принятия какой-либо морфологии. Некоторые из этих структур (например, пряди, хлопья или камни) более пористые, чем другие, прочные или плоские, что напрямую влияет на их конечное применение.
Таким образом, использование кристаллов минерального портландита - это не то же самое, что их синтез так, чтобы они состояли из наночастиц с соблюдением нескольких строгих параметров; такие как степень гидратации, используемая концентрация CaO и время, в течение которого кристалл может расти.
свойства
Внешность
Белое порошкообразное вещество без запаха с горьким вкусом.
Молярная масса
74,093 г / моль
Температура плавления
580 ° С. При этой температуре он разлагается, выделяя воду, поэтому никогда не достигает испарения:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
плотность
2211 г / см 3
pH
Его насыщенный водный раствор имеет pH 12,4 при 25 ° C.
Растворимость воды
Растворимость Ca (OH) 2 в воде снижается с повышением температуры. Например, при 0 ° C его растворимость составляет 1,89 г / л; при 20ºC и 100ºC они составляют 1,73 г / л и 0,66 г / л соответственно.
Это указывает на термодинамический факт: гидратация Ca (OH) 2 является экзотермической, поэтому, согласно принципу Ле Шателье, уравнение будет выглядеть следующим образом:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Где Q - выделенное тепло. Чем горячее вода, тем больше будет равновесие влево; то есть будет растворяться меньше Ca (OH) 2 . Именно по этой причине в холодной воде растворяется намного больше, чем в кипящей.
С другой стороны, указанная растворимость увеличивается, если pH становится кислым из-за нейтрализации ионов ОН - и смещения предыдущего равновесия вправо. При этом выделяется даже больше тепла, чем в нейтральной воде. Помимо кислых водных растворов, Ca (OH) 2 также растворим в глицерине.
К
5,5 · 10 -6 . Это значение считается небольшим и соответствует низкой растворимости Ca (OH) 2 в воде (тот же баланс, что и выше).
Показатель преломления
1574
стабильность
Ca (OH) 2 остается стабильным до тех пор, пока он не подвергается воздействию CO 2 из воздуха, поскольку он поглощает его и образует карбонат кальция CaCO 3 . Следовательно, он начинает загрязняться в твердой смеси кристаллов Ca (OH) 2 -CaCO 3 , где есть анионы CO 3 2-, конкурирующие с OH - за взаимодействие с Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Фактически, это причина того, что концентрированные растворы Ca (OH) 2 становятся молочными, поскольку появляется суспензия частиц CaCO 3 .
получение
Ca (OH) 2 получают в промышленных масштабах путем взаимодействия извести, CaO, с двух-трехкратным избытком воды:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Однако в процессе может происходить карбонизация Ca (OH) 2 , как описано выше.
Другие методы его получения состоят из использования растворимых солей кальция, таких как CaCl 2 или Ca (NO 3 ) 2 , и их подщелачивания с помощью NaOH, так что Ca (OH) 2 выпадает в осадок . Контролируя такие параметры, как объем воды, температура, pH, растворитель, степень карбонизации, время созревания и т. Д., Можно синтезировать наночастицы с различной морфологией.
Его также можно приготовить, выбрав натуральное и возобновляемое сырье или промышленные отходы, богатые кальцием, который при нагревании и его зола будут состоять из извести; и отсюда, опять же, Ca (OH) 2 может быть получен путем гидратации этой золы без необходимости тратить известняк, CaCO 3 .
Например, для этой цели использовали жмых агавы, придавая добавленную стоимость отходам производства текилы.
Приложения
Переработка пищевых продуктов
Соленые огурцы сначала замачивают в гидроксиде кальция, чтобы сделать их более хрустящими. Источник: Pixabay.
Гидроксид кальция присутствует во многих продуктах на некоторых этапах их приготовления. Например, соленые огурцы, такие как корнишоны, погружают в водный раствор того же самого, чтобы сделать их более хрустящими, когда они залиты уксусом. Это связано с тем, что белки на его поверхности поглощают кальций из окружающей среды.
То же самое происходит с кукурузными зернами перед их превращением в муку, поскольку это помогает им выделять витамин B 3 (ниацин) и облегчает их измельчение. Кальций, который он обеспечивает, также используется для повышения питательной ценности некоторых соков.
Ca (OH) 2 может также заменить разрыхлитель в некоторых рецептах хлеба и осветлить сахарные растворы, полученные из сахарного тростника и свеклы.
Дезинфицирующее средство для сточных вод
Осветляющее действие Ca (OH) 2 связано с тем, что он действует как флокулирующий агент; то есть он увеличивает размер взвешенных частиц до тех пор, пока они не образуют хлопья, которые позже оседают или могут быть отфильтрованы.
Это свойство использовалось для дезинфекции сточных вод, дестабилизации их неприятных коллоидов для обзора (и запаха) зрителей.
Бумажная промышленность
Ca (OH) 2 используется в крафт-процессе для регенерации NaOH, используемого для обработки древесины.
Поглотитель газа
Ca (OH) 2 используется для удаления CO 2 из замкнутых пространств или в средах, где его присутствие контрпродуктивно.
Личная гигиена
Са (ОН) 2 неявно содержится в составах кремов для депиляции , поскольку его основность помогает ослабить кератин волос, и, таким образом, их легче удалить.
строительство
Гидроксид кальция входит в состав конструкций старых строительных площадок, таких как пирамиды Египта. Источник: Pexels.
Ca (OH) 2 присутствует с незапамятных времен, объединяя массы штукатурки и строительного раствора, использованные при строительстве египетских архитектурных сооружений, таких как пирамиды; также здания, мавзолеи, стены, лестницы, полы, опоры и даже восстановить стоматологический цемент.
Его укрепляющее действие обусловлено тем, что при «вдыхании» CO 2 образующиеся кристаллы CaCO 3 в конечном итоге в большей степени интегрируют песок и другие компоненты таких смесей.
Риски и побочные эффекты
Ca (OH) 2 не является сильно основным твердым веществом по сравнению с другими гидроксидами, хотя и в большей степени, чем Mg (OH) 2 . Даже в этом случае, несмотря на то, что он не является реактивным или легковоспламеняющимся, его основность все же достаточно агрессивна, чтобы вызвать легкие ожоги.
Поэтому с ним нужно обращаться с уважением, так как он способен раздражать глаза, язык и легкие, а также вызывать другие заболевания, такие как потеря зрения, сильное ощелачивание крови, кожная сыпь, рвота и боль в горле. ,
Ссылки
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия . (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
- Wikipedia. (2019). Гидроксид кальция. Получено с: en.wikipedia.org
- Чавес Герреро и др. (2016). Синтез и характеристика гидроксида кальция, полученного из жмыха агавы, и исследование его антибактериальной активности. Получено с: scielo.org.mx
- Рико Иидзука, Такехико Яги, Кадзуки Комацу, Хиротада Гото, Таку Цутия, Кейджи Кусаба, Хироюки Каги. (2013). Кристаллическая структура фазы высокого давления гидроксида кальция, портландита: порошковое и монокристаллическое исследование методом дифракции рентгеновских лучей. Американский минералог; 98 (8-9): 1421–1428. DOI: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Ганс Лоннингер. (05 июня 2019 г.). Гидроксид кальция. Химия LibreTexts. Получено с: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. et al. (2015). Синтез нано гидроксида кальция в водной среде. Американское керамическое общество. doi.org/10.1111/jace.14023
- Карли Вандергрендт. (12 апреля 2018 г.). Как гидроксид кальция используется в продуктах питания и насколько он безопасен? Получено с: healthline.com
- Брайан Клегг. (26 мая 2015 г.). Гидроксид кальция. Получено с: chemistryworld.com