- Structura
- Cristalul și ionii săi
- Morfologie
- Proprietăți
- Aspectul fizic
- Masă molară
- Punct de topire
- Densitate
- pH
- Solubilitatea apei
- K
- Indicele de refracție
- Stabilitate
- Obținerea
- Aplicații
- Prelucrare alimentară
- Dezinfectant de canalizare
- Industria hârtiei
- Absorbitor de gaz
- Îngrijire personală
- Constructie
- Riscuri și reacții adverse
- Referințe
Hidroxid de calciu este un compus anorganic a cărui formulă chimică este Ca (OH) 2 . Este o pulbere albă care a fost folosită de mii de ani, timp în care a câștigat mai multe nume sau porecle tradiționale; printre ele, putem menționa var variat, mort, chimic, hidratat sau fin.
În natură este disponibil într-un mineral rar numit portlandit, de aceeași culoare. Datorită acestui fapt, Ca (OH) 2 nu este obținut direct din acest mineral, ci dintr-un tratament termic, urmat de hidratare, a calcarului. Varul, CaO, este obținut din aceasta, care este apoi stins sau hidratat pentru a produce Ca (OH) 2 .
O probă solidă de hidroxid de calciu. Sursa: Interes chimic
Ca (OH) 2 este o bază relativ slabă în apă, deoarece cu greu se poate dizolva în apa caldă; dar solubilitatea sa crește în apa rece, deoarece hidratarea sa este exotermică. Cu toate acestea, elementul său de bază continuă să fie un motiv pentru a fi atent cu acesta atunci când îl manevrați, deoarece poate provoca arsuri în orice parte a corpului.
A fost utilizat ca regulator de pH pentru diferite materiale sau alimente, precum și o bună sursă de calciu în ceea ce privește masa sa. Are aplicații în industria hârtiei, în dezinfectarea apelor reziduale, în produsele depilatoare, în produsele alimentare obținute din făina de porumb.
Cu toate acestea, cea mai importantă utilizare a fost ca material de construcție, deoarece varul se hidratează atunci când este amestecat cu celelalte ingrediente din tencuială sau mortar. În aceste amestecuri întărite, Ca (OH) 2 absoarbe dioxidul de carbon din aer pentru a consolida cristalele de nisip împreună cu cele formate din carbonat de calciu.
În prezent, cercetările sunt în continuare realizate cu scopul de a dezvolta materiale de construcție mai bune care au Ca (OH) 2 direct în compoziția lor sub formă de nanoparticule.
Structura
Cristalul și ionii săi
Ioni de hidroxid de calciu. Sursa: Claudio Pistilli
În imaginea superioară avem ionii care alcătuiesc hidroxid de calciu. Însăși formula sa Ca (OH) 2 indică faptul că pentru fiecare cation Ca2 + există doi anioni OH - care interacționează cu acesta prin atracție electrostatică. Rezultatul este că ambii ioni ajung să stabilească un cristal cu o structură hexagonală.
În astfel de cristale hexagonale de Ca (OH) 2 ionii sunt foarte apropiați unul de celălalt, ceea ce dă aspectul de a fi o structură polimerică; deși nu există o legătură covalentă Ca-O formală, totuși dată fiind diferența notabilă de electronegativitate între cele două elemente.
Structura hidroxidului de calciu
Structura generează CaO 6 octahedra , adică Ca 2+ interacționează cu șase OH - (Ca2 + -OH - ).
O serie de aceste octaedre alcătuiesc un strat de cristal, care poate interacționa cu altul cu ajutorul legăturilor de hidrogen care le mențin coeziv intermolecular; cu toate acestea, această interacțiune se stinge la o temperatură de 580 ° C, când Ca (OH) 2 este deshidratat în CaO.
În ceea ce privește presiunea înaltă, nu există prea multe informații în această privință, deși studiile au arătat că la o presiune de 6 GPa cristalul hexagonal suferă o tranziție de la faza hexagonală la cea monoclinică; și odată cu aceasta, deformarea octaedrului CaO 6 și a straturilor lor.
Morfologie
2 cristale de Ca (OH) sunt hexagonale, dar acest lucru nu este un impediment pentru ei să adopte vreo morfologie. Unele dintre aceste structuri (precum șuvițele, fulgii sau rocile) sunt mai poroase decât altele, robuste sau plate, ceea ce influențează în mod direct aplicațiile lor finale.
Astfel, nu este același să folosești cristale din portlanditul mineral decât să le sintetizezi astfel încât să constea din nanoparticule în care sunt respectați câțiva parametri riguroși; cum ar fi gradul de hidratare, concentrația de CaO folosită și timpul în care cristalul este lăsat să crească.
Proprietăți
Aspectul fizic
Solid alb, inodor, praf, cu gust amar.
Masă molară
74,093 g / mol
Punct de topire
580 ° C. La această temperatură se descompune eliberarea apei, deci nu ajunge niciodată la vaporizare:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Densitate
2,211 g / cm 3
pH
O soluție apoasă saturată a acesteia are un pH de 12,4 la 25 ° C.
Solubilitatea apei
Solubilitatea Ca (OH) 2 în apă scade odată cu creșterea temperaturii. De exemplu, la 0 ° C solubilitatea sa este de 1,89 g / L; în timp ce la 20ºC și 100ºC, acestea sunt 1,73 g / L și 0,66 g / L.
Acest lucru indică un fapt termodinamic: hidratarea lui Ca (OH) 2 este exotermică, astfel încât respectarea principiului Le Chatelier ecuația ar fi:
Ca (OH) 2 <=> Ca2 + + 2OH - + Q
Unde Q este eliberată de căldură. Cu cât apa este mai caldă, cu atât mai mult echilibru va avea tendința spre stânga; adică, mai puțin Ca (OH) 2 se va dizolva . Din acest motiv, în apa rece se dizolvă mult mai mult decât în apa clocotită.
Pe de altă parte, a crește solubilitatea , dacă pH - ul devine acid, datorită neutralizării OH - ionii și deplasarea echilibrului anterior spre dreapta. Chiar și mai multă căldură este eliberată în acest proces decât în apa neutră. Pe lângă soluțiile apoase acide, Ca (OH) 2 este, de asemenea, solubil în glicerol.
K
5,5 · 10 -6 . Această valoare este considerată mică și este în concordanță cu solubilitatea scăzută a Ca (OH) 2 în apă (același echilibru ca mai sus).
Indicele de refracție
1574
Stabilitate
Ca (OH) 2 rămâne stabilă atât timp cât nu este expus la CO 2 din aer, deoarece îl absoarbe și formează carbonat de calciu, CaCO 3 . Prin urmare, ea începe să devină impurificată într - un amestec solid de Ca (OH) 2 -CaCO 3 cristale , în cazul în care există CO 3 2- anioni care concurează cu OH - pentru a interacționa cu Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
De fapt, acesta este motivul pentru care soluțiile concentrate de Ca (OH) 2 se transformă la lactat, deoarece apare o suspensie a particulelor de CaCO 3 .
Obținerea
Ca (OH) 2 este obținut comercial prin reacția de var, CaO, cu un exces de două-trei ori mai mare de apă:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Cu toate acestea, carbonizarea Ca (OH) 2 poate avea loc în proces , la fel cum am explicat mai sus.
Alte metode pentru a le obține constau în utilizarea sărurilor solubile de calciu, cum ar fi CaCl 2 sau Ca (NO 3 ) 2 , și bazifica - le cu NaOH, astfel încât Ca (OH) 2 precipitatele . Prin controlarea parametrilor precum volumul apei, temperatura, pH-ul, solventul, gradul de carbonizare, timpul de maturare etc., se pot sintetiza nanoparticule cu morfologii diferite.
De asemenea, poate fi pregătit selectând materii prime naturale și regenerabile sau deșeuri dintr-o industrie bogată în calciu, care atunci când este încălzit și cenușa acestuia va consta din var; iar de aici, din nou, Ca (OH) 2 poate fi preparat prin hidratarea acestor cenușă fără a fi nevoie să se risipească calcar, CaCO 3 .
De exemplu, agava bagasse a fost utilizată în acest scop, alocând valoare adăugată deșeurilor din industriile de tequila.
Aplicații
Prelucrare alimentară
Zarzavurile sunt în primul rând înmuiate în hidroxid de calciu pentru a le face mai crocante. Sursa: Pixabay.
Hidroxidul de calciu este prezent în multe alimente în unele dintre etapele sale de preparare. De exemplu, murăturile, cum ar fi ardeii, sunt scufundate într-o soluție apoasă din același lucru pentru a le face mai crocante atunci când sunt ambalate în oțet. Acest lucru se datorează faptului că proteinele de pe suprafața sa absorb calciu din mediu.
La fel se întâmplă și cu boabele de porumb înainte de a le transforma în făină, deoarece le ajută să elibereze vitamina B 3 (niacină) și le facilitează măcinarea. Calciul pe care îl furnizează este folosit și pentru a adăuga valoare nutritivă anumitor sucuri.
Ca (OH) 2 poate de asemenea să înlocuiască praful de copt în unele rețete de pâine și să clarifice soluțiile zaharoase obținute din trestia de zahăr și sfeclă.
Dezinfectant de canalizare
Acțiunea de clarificare a Ca (OH) 2 se datorează faptului că acționează ca un agent de floculare; adică crește dimensiunea particulelor suspendate până când acestea formează flocuri, care ulterior se instalează sau pot fi filtrate.
Această proprietate a fost folosită pentru dezinfectarea apelor reziduale, destabilizându-i coloidele neplăcute pentru vederea (și mirosul) spectatorilor.
Industria hârtiei
Ca (OH) 2 este utilizat în procesul Kraft pentru a regenera NaOH folosit pentru tratarea lemnului.
Absorbitor de gaz
Ca (OH) 2 este utilizat pentru a îndepărta CO 2 din spațiile închise sau în medii în care prezența sa este contraproductivă.
Îngrijire personală
În formulările pentru creme depilatoare, Ca (OH) 2 se găsește tacit, deoarece bazicitatea sa ajută la slăbirea cheratinei părului și, astfel, este mai ușor să le îndepărtezi.
Constructie
Hidroxidul de calciu face parte din structurile vechilor șantiere, cum ar fi piramidele din Egipt. Sursa: Pexels.
Ca (OH) 2 este prezent încă din vremuri imemoriale, integrând masele de ipsos și mortar utilizate la construcția lucrărilor arhitecturale egiptene, cum ar fi piramidele; de asemenea, clădiri, mausolee, pereți, scări, podele, suporturi și chiar pentru a reconstrui cimentul dentar.
Acțiunea sa fortificatoare se datorează faptului că atunci când „respirați” CO 2 , cristalele rezultate din CaCO 3 ajung să integreze nisipurile și celelalte componente ale unor astfel de amestecuri într-o măsură mai bună.
Riscuri și reacții adverse
Ca (OH) 2 nu este un solid puternic de bază în comparație cu alte hidroxizi, deși este mai mult decât Mg (OH) 2 . Chiar și așa, în ciuda faptului că nu este reactiv sau inflamabil, bazicitatea sa este încă suficient de agresivă pentru a provoca arsuri minore.
Prin urmare, trebuie manipulat cu respect, deoarece este capabil să irite ochii, limba și plămânii, precum și să declanșeze alte boli precum: pierderea vederii, alcalinizarea severă a sângelui, erupții cutanate, vărsături și dureri în gât. .
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică . (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Hidroxid de calciu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero și colab. (2016). Sinteza și caracterizarea hidroxidului de calciu obținut din baga de agave și investigarea activității sale antibacteriene. Recuperat de la: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Structura cristalină a fazei de înaltă presiune a hidroxidului de calciu, portlandit: Studiu de difracție cu raze X în formă de pulbere in situ și monocristal. Mineralog american; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (05 iunie 2019). Hidroxid de calciu. Chimie LibreTexturi. Recuperat din: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. și colab. (2015). Sinteza hidroxidului de calciu Nano în mediu apos. Societatea americană de ceramică. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12 aprilie 2018). Cum se folosește hidroxidul de calciu în alimente și este sigur? Recuperat de la: healthline.com
- Brian Clegg. (26 mai 2015). Hidroxid de calciu. Recuperat de la: chemistryworld.com