Cấu trúc, công dụng và tính chất của canxi clorua (CaCl2)

các canxi clorua (CaCl₂₎ Nó là một loại muối vô cơ bao gồm canxi, kim loại kiềm thổ và clo clo. Trong hợp chất đó, có một số tương tác tĩnh điện xác định hình dạng bên ngoài của các tinh thể của nó và phần còn lại của các tính chất vật lý của chúng.

Ngoài ra, nó luôn đi kèm với các phân tử nước, tạo thành hydrat của công thức chung CaCl₂· XH₂Hoặc, với x = 0, 1, 2, 4 và 6. Khi x = 0, muối thiếu nước và khan, như được chỉ ra bởi công thức hóa học được đề cập ở trên.

Trong hình trên, các phần rắn của CaCl được minh họa₂. Trong điều kiện độ ẩm thấp, có thể giữ cho muối khan không có nước, mặc dù xu hướng tự nhiên của nó là hấp thụ nó cho đến khi tan..

Chỉ số

• 1 công thức
• 2 cấu trúc
  • 2.1 Hình học phân tử và phức hợp canxi nước
• 3 công dụng
• 4 Nó được thực hiện như thế nào??
• 5 thuộc tính
  • 5.1 Tính chất vật lý và độ lệch  
  • 5.2 Độ hòa tan
  • 5.3 Nhiệt hòa tan
  • 5.4 Phân hủy điện giải
• 6 tài liệu tham khảo

Công thức

Công thức hóa học của nó là CaCl₂: Thể hiện rằng với mỗi ion Ca²⁺ có hai ion Cl^- mà trung hòa điện tích dương. Canxi kim loại - từ nhóm 2 của bảng tuần hoàn (ông Becambara) - mang lại hai electron của nó cho mỗi nguyên tử clo, nguyên tố của nhóm 17.

Cấu trúc

Cấu trúc của CaCl được minh họa trong hình trên₂ anhydrid. Các quả cầu xanh tương ứng với các ion Cl^-, trong khi màu trắng thành ion Ca²⁺. Những quả cầu này được sắp xếp theo hình song song, không khác gì tế bào đơn nhất trực giao của các tinh thể.

Cấu trúc có thể đưa ra ý tưởng sai lầm rằng canxi chiếm ưu thế; tuy nhiên, nếu nhiều lần lặp lại của ô đơn vị được sao chép, sự phong phú của các quả cầu xanh sẽ rõ ràng hơn: các ion Cl^-.

Mặt khác, các ion Ca²⁺ chúng có bán kính ion nhỏ hơn ion Cl^-. Điều này là do, khi chúng mất electron, hạt nhân của các nguyên tử tác dụng lực hấp dẫn lớn hơn lên các lớp điện tử bên ngoài, làm giảm bán kính ion.

Trong trường hợp của Cl^-, nó có một electron bổ sung không thể bị hút với cùng một lực, do đó làm tăng bán kính ion của nó.

Hình học phân tử và phức hợp canxi nước

Ở trung tâm của song song với Ca²⁺ được bao quanh bởi sáu Cl^-. Bốn trong số này nằm trong một mặt phẳng vuông và hai cái còn lại nằm vuông góc (những quả cầu xanh cách xa quả cầu trắng).

Kết quả của sự sắp xếp các ion này, xung quanh Ca²⁺ một khối tám mặt được "vũ trang", do đó gán một hình học phân tử bát diện.

Xem xét cách các quả cầu xanh được sắp xếp, một phân tử nước có thể thay thế một trong những quả cầu này, xảy ra với CaCl₂· H₂Hoặc, có thể trong mặt phẳng vuông. Thực tế này làm thay đổi cấu trúc tinh thể và, khi nước thay thế các quả cầu xanh, sự sắp xếp của các ion thay đổi.

Khi tất cả các ion Cl^- được thay thế bởi các phân tử nước, hydrat CaCl được hình thành₂· 6 giờ₂O. Tại thời điểm này, khối tám mặt là "dung dịch nước" và các phân tử hiện có thể tương tác với nhau bằng liên kết hydro (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Liên tiếp, canxi có thể chấp nhận nhiều phân tử nước hơn mà không làm thay đổi tỷ lệ được thiết lập. Điều này có nghĩa là CaCl₂· 6 giờ₂Hoặc nó có thể áp dụng các cấu trúc phức tạp khác, đến mức được coi là polyme tinh thể của canxi và nước.

Tuy nhiên, các cấu trúc này kém ổn định hơn so với cấu trúc được dựng lên bởi các tương tác tĩnh điện (Ca²⁺ và Cl^-) muối khan.

Công dụng

- Tránh nước đóng băng trong mùa đông. Canxi clorua tạo ra rất nhiều nhiệt khi hòa tan và sau đó, khi nhiệt độ tăng, băng tan ra. Vì lý do này, nó được sử dụng để giảm nguy cơ lưu thông của người và phương tiện trong mùa lạnh.

- Giúp kiểm soát bụi trên đường không trải nhựa.

- Tăng tốc độ làm khô của bê tông một khi nó đã được đổ.

- Chất lỏng CaCl₂ tăng hiệu quả khoan để khai thác khí từ các mỏ ngầm của nó, cũng như của dầu mỏ.

- Nó được thêm vào các hồ bơi để giảm xói mòn do bê tông của các bức tường. Canxi lắng đọng đáp ứng chức năng này.

- Vì là muối hút ẩm, canxi clorua có thể được sử dụng làm chất hút ẩm, có thể làm giảm độ ẩm của không khí bao quanh nó và do đó, các chất tiếp xúc với không khí đó.

- Nó được sử dụng làm chất bảo quản trong một số thực phẩm, cũng như phụ gia trong một số trong số này, chẳng hạn như nước tăng lực được sử dụng bởi các vận động viên, pho mát, bia, v.v..

- Trong thực hành y tế, nó cũng có ích trong điều trị trầm cảm do sử dụng quá liều magiê sulfat, cũng như ngộ độc chì.

Làm thế nào được thực hiện??

Nguồn tự nhiên của hợp chất này là nước muối được chiết xuất từ ​​biển hoặc hồ.

Tuy nhiên, nguồn chính của nó đến từ quá trình Solvay, trong đó đá vôi (CaCO)₃) trải qua một loạt các biến đổi cho đến khi nó xuất phát trong sản phẩm phụ canxi clorua:

2NaCl (aq) + CaCO₃(s) <=> Na₂CO₃(s) + CaCl₂(ac)

Sản phẩm được quan tâm trong quá trình này thực sự là natri cacbonat, Na₂CO₃.

Thuộc tính

Tính chất vật lý và tinh tế

Nó là một chất rắn màu trắng, không mùi và hút ẩm. Xu hướng hấp thụ độ ẩm từ môi trường này là do tính cơ bản của các ion Ca.²⁺.

Tính cơ bản của loại nào: Lewis hay Bronsted? Từ Lewis, do thực tế là các loài tích cực có khả năng chấp nhận các điện tử. Những electron này được tặng, ví dụ, bởi các nguyên tử oxy của các phân tử nước.

Chất rắn hấp thụ độ ẩm đến mức hòa tan trong cùng loại nước làm ướt các tinh thể của nó. Khách sạn này được biết đến như là sự tinh tế.

Mật độ của nó là 2,15 g / mL. Khi nó kết hợp nước vào cấu trúc của nó, tinh thể "giãn ra", tăng thể tích của nó và do đó, làm giảm mật độ. Chỉ CaCl₂· H₂Hoặc phá vỡ xu hướng này, cho thấy mật độ cao hơn (2,24 g / mL).

Trọng lượng phân tử của muối anhydride là khoảng 111 g / mol và đối với mỗi phân tử nước trong cấu trúc của nó, trọng lượng này tăng thêm 18 đơn vị.

Độ hòa tan

CaCl₂ Nó rất hòa tan trong nước và trong một số dung môi phân cực, chẳng hạn như ethanol, axit axetic, metanol và các rượu khác.

Nhiệt hòa tan

Khi hòa tan trong nước, quá trình này tỏa nhiệt và do đó, làm ấm dung dịch và môi trường xung quanh.

Điều này là do phức hợp nước ổn định các ion Ca tốt hơn²⁺ trong giải pháp tương tác tĩnh điện với các ion Cl^-. Khi sản phẩm ổn định hơn, chất rắn giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

Phân hủy điện giải

CaCl₂ Molten có thể bị điện phân, quá trình vật lý bao gồm việc tách một hợp chất trong các nguyên tố của nó khỏi tác động của dòng điện. Trong trường hợp của muối này, các sản phẩm là canxi kim loại và clo dạng khí:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(g)

Các ion Ca²⁺ bị khử ở cực âm, còn ion Cl^- chúng bị oxy hóa ở cực dương.

Tài liệu tham khảo

1. Lisa Williams (Ngày 20 tháng 12 năm 2009). Đường băng giá. [Hình] Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2018, từ: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Canxi clorua. Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart và S. Curtarolo, Thư viện nguyên mẫu tinh thể AFLOW: Phần 1, Comp. Mat. Khoa học 136, S1 - S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ Trong các yếu tố của nhóm 2. (Ấn bản thứ tư., Trang 278). Đồi Mc Graw.
5. PubChem. (2018). Canxi Clorua. Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2018, từ: pubool.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Canxi Clorua: Hướng dẫn về tính chất vật lý. Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2018, từ: oxy.com
7. Carole Ann. Công dụng phổ biến của Canxi Clorua. Truy cập ngày 9 tháng 4 năm 2018, từ: hunker.com