Chlorid vápenatý (CaCl2) Struktura, použití a vlastnosti

chlorid vápenatý (CaCl₂₎ Jedná se o anorganickou sůl tvořenou vápníkem, kovem alkalických zemin a halogenem chloru. V této sloučenině existuje několik elektrostatických interakcí, které definují vnější vzhled jejích krystalů a zbytek jejich fyzikálních vlastností.

Také je vždy doprovázena molekulami vody, které tvoří hydráty obecných vzorců CaCl₂XH₂Nebo, s x = 0, 1, 2, 4 a 6. Když x = 0, sůl postrádá vodu a je bezvodá, jak je uvedeno ve výše uvedeném chemickém vzorci.

Na horním obrázku jsou znázorněny pevné podíly CaCl₂. V podmínkách nízké vlhkosti je možné udržet bezvodou sůl prostou vody, i když její přirozenou tendencí je absorbovat ji až do rozpuštění (deliquescence).

Index

• 1 Vzorec
• 2 Struktura
  • 2.1 Molekulární geometrie a vodné komplexy vápníku
• 3 Použití
• 4 Jak se to dělá??
• 5 Vlastnosti
  • 5.1 Fyzikální vlastnosti a deliquescence  
  • 5.2 Rozpustnost
  • 5.3 Rozpouštěcí teplo
  • 5.4 Rozklad elektrolytu
• 6 Odkazy

Vzorec

Jeho chemický vzorec je CaCl₂Vyjádřete to pro každý Ca ion²⁺ existují dva ionty Cl^- které neutralizují kladný náboj. Kovový vápník - ze skupiny 2 periodické tabulky (Mr. Becambara) - dává své dva elektrony ke každému atomu chloru, prvek skupiny 17.

Struktura

Struktura CaCl je znázorněna na horním obrázku₂ anhydrid. Zelené koule odpovídají iontům Cl^-, zatímco bílé až Ca ionty²⁺. Tyto kuličky jsou uspořádány v rovnoběžnostěnu, což je více než ortorombická unitární buňka krystalů..

Struktura může dát falešnou představu, že vápník převládá; nicméně, jestliže více opakování jednotkové buňky bylo reprodukováno, větší hojnost zelených koulí by bylo jasné: Cl ionty \ t^-.

Na druhé straně, Ca ionty²⁺ mají menší poloměry iontů než ionty Cl^-. Je to proto, že když ztratí elektrony, jádra atomů vyvíjejí větší přitažlivou sílu na vnější elektronické vrstvy, což snižuje radiální poloměr.

V případě Cl^-, má další elektron, který nemůže být přitahován stejnou silou, čímž se zvyšuje jeho iontový poloměr.

Molekulární geometrie a vodné komplexy vápníku

Ve středu rovnoběžnostěnu Ca²⁺ je obklopen šesti Cl^-. Čtyři z nich leží ve čtvercové rovině a další dvě jsou umístěny kolmo (zelené koule dále od bílé koule).

V důsledku uspořádání těchto iontů kolem Ca²⁺ oktaedron je “ozbrojený”, tak přiřazovat octahedral molekulární geometrii.

Vzhledem k tomu, jak jsou uspořádány zelené koule, může molekula vody nahradit jeden z nich, ke kterému dochází s CaCl₂H₂Nebo, možná ve čtvercové rovině. Tato skutečnost modifikuje krystalickou strukturu a, jak voda nahrazuje zelené kuličky, uspořádání iontů se mění.

Když jsou všechny ionty Cl^- jsou nahrazeny molekulami vody, vzniká CaCl hydrát₂6H₂O. V tomto bodě je oktaedron "vodný" a molekuly jsou nyní schopny vzájemně spolupracovat vodíkovými vazbami (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Následně může vápník přijmout ještě více molekul vody, aniž by změnil stanovený poměr. To znamená, že CaCl₂6H₂Nebo může přijmout jiné složité struktury až do té míry, že jsou považovány za krystalické polymery vápníku a vody.

Tyto struktury jsou však méně stabilní než struktury vytvořené elektrostatickými interakcemi (Ca²⁺ a Cl^-) bezvodé soli.

Použití

- Během zimy se vyvarujte zamrznutí vody. Chlorid vápenatý vytváří velké množství tepla, když se rozpouští, a když se teplota zvýší, led se roztaví. Z tohoto důvodu se používá ke snížení rizika oběhu osob a vozidel během chladného období.

- Pomáhá kontrolovat prach na nezpevněných cestách.

- Po vylití urychluje rychlost sušení betonu.

- Kapaliny CaCl₂ zvýšit účinnost vrtání pro těžbu plynu z podzemních ložisek, stejně jako ropy.

- Přidává se do bazénů, aby se snížila eroze betonu jeho zdí. Sedimentovaný vápník tuto funkci plní.

- Vzhledem k tomu, že se jedná o hygroskopickou sůl, může být chlorid vápenatý použit jako vysoušedlo, které je schopno snížit vlhkost vzduchu, který ji obklopuje, a tedy i látek, které jsou v kontaktu s tímto vzduchem..

- Používá se jako konzervační látka v některých potravinách, stejně jako přísada v několika z nich, jako jsou energetické nápoje používané sportovci, sýry, piva atd..

- V lékařské praxi má také využití při léčbě deprese způsobené předávkováním síranem hořečnatým, jakož i otravou olovem.

Jak se to dělá??

Přirozenými zdroji této sloučeniny jsou solanky extrahované z moří nebo jezer.

Jeho hlavní zdroj však pochází z procesu Solvay, ve kterém vápenec (CaCO)₃) prochází řadou transformací, dokud se nevyskytuje v vedlejším produktu chloridu vápenatého:

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

Zajímavým produktem v tomto procesu je uhličitan sodný Na₂CO₃.

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti a deliquescence

Je to bílá pevná látka, bez zápachu a hygroskopická. Tato tendence absorbovat vlhkost z prostředí je způsobena zásaditostí Ca iontů.²⁺.

Basicity jakého druhu: Lewis nebo Bronsted? Od Lewis, kvůli skutečnosti, že pozitivní druh je schopný přijímat elektrony. Tyto elektrony jsou darovány například atomy kyslíku molekul vody.

Pevná látka absorbuje vlhkost do stupně rozpuštění ve stejné vodě, která namočí její krystaly. Tato vlastnost je známá jako deliquescence.

Jeho hustota je 2,15 g / ml. Krystal „dilatuje“ do své struktury vodu, zvyšuje objem a následně snižuje hustotu. Pouze CaCl₂H₂Nebo se s tímto trendem prolomte a vykazuje vyšší hustotu (2,24 g / ml).

Molekulová hmotnost anhydridové soli je přibližně 111 g / mol a pro každou molekulu vody v její struktuře tato hmotnost vzrůstá o 18 jednotek..

Rozpustnost

CaCl₂ Je velmi rozpustný ve vodě a v některých polárních rozpouštědlech, jako je ethanol, kyselina octová, methanol a další alkoholy.

Rozpouštěcí teplo

Při rozpuštění ve vodě je proces exotermický, a proto zahřívá roztok a jeho okolí.

Je to proto, že vodný komplex lépe stabilizuje ionty Ca²⁺ v roztoku, že elektrostatické interakce s ionty Cl^-. Jelikož je produkt stabilnější, pevná látka uvolňuje energii ve formě tepla.

Rozklad elektrolytu

CaCl₂ Tavenina může být podrobena elektrolýze, fyzikálnímu procesu, který spočívá v oddělení sloučeniny v jejích prvcích od působení elektrického proudu. V případě této soli se jedná o kovový vápník a plynný chlor:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(g)

Ca ionty²⁺ jsou redukovány na katodě, zatímco ionty Cl^- oxidují se na anodě.

Odkazy

1. Lisa Williamsová (20. prosince 2009). Icy Road. [Obrázek] Získáno dne 9. dubna 2018, z: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Chlorid vápenatý. Získáno dne 9. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L. W. Hart a S. Curtarolo, Knihovna krystalografických prototypů AFLOW: Část 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie V Prvcích skupiny 2. (Čtvrté vydání, Strana 278). Mc Graw Hill.
5. PubChem. (2018). Chlorid vápenatý. Získáno dne 9. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Chlorid vápenatý: Průvodce fyzikálními vlastnostmi. Získáno dne 9. dubna 2018, z: oxy.com
7. Carole Ann. Běžné použití chloridu vápenatého. Získáno dne 9. dubna 2018, z: hunker.com