NITRAT DE CALCIU (CA (NO3) 2): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Azotatul de calciu este o sare anorganică terțiară având formula chimică Ca (NO ₃ ) ₂ . Din formula sa, se știe că solidul său este compus din ioni Ca2 ⁺ și NO ₃ ^- într-un raport 1: 2. Prin urmare, este un compus de natură pur ionică.

Una dintre proprietățile sale este caracterul său oxidant, datorită anionului de nitrați. Nu este combustibil, adică nu arde la temperaturi ridicate. Fiind incombustibil, reprezintă un solid sigur de manipulat fără prea multă grijă; cu toate acestea, poate accelera aprinderea materialelor combustibile.

Nitrat de calciu solid. Sursa: Ondřej Mangl, de la Wikimedia Commons

Aspectul său este format dintr-un solid granular, care are o culoare albă sau gri deschis (imaginea superioară). Poate fi anhidru sau tetrahidrat, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O. Este foarte solubil în apă, metanol și acetonă.

Nitratul de calciu a fost utilizat pe scară largă ca îngrășământ, deoarece se mișcă ușor în solul umed și este absorbit rapid de rădăcinile plantelor. Acesta furnizează două elemente importante pentru nutriția și creșterea plantelor: azot și calciu.

Azotul este unul dintre cele trei elemente esențiale pentru dezvoltarea plantelor (N, P și K), este esențial în sinteza proteinelor. Între timp, calciul este necesar pentru a menține structura peretelui celular al plantelor. Din acest motiv, Ca (NO ₃ ) ₂ este utilizat foarte mult în grădini.

Pe de altă parte, această sare are acțiuni toxice, în special prin contactul direct cu pielea și ochii, precum și prin inhalarea prafului său. În plus, poate fi descompus prin încălzire.

Structura azotatului de calciu

Ioni de azotat de calciu. Sursa: Я.HarDNox la ru.wikipedia, de la Wikimedia Commons

Imaginea superioară prezintă structura Ca (NO ₃ ) ₂ într-un model de sfere și bare. Aici, însă, există un defect: se presupune existența legăturilor covalente Ca-O, ceea ce contrazice caracterul lor ionic. Clarificând acest lucru, interacțiunile sunt cu adevărat de tip electrostatic.

Cationul Ca ²⁺ este înconjurat de doi anioni NO ₃ ^{- în} funcție de proporțiile lor din cristal. Prin urmare, azotul predomină sub formă de azotat în structura cristalină.

Ionii sunt grupați astfel încât să stabilească o configurație a cărei expresie minimă este celula unității; care, pentru sarea anhidră, este cubic. Cu alte cuvinte, din cuburi care conțin raportul 1: 2 pentru acești ioni, întregul cristal este reprodus.

Pe de altă parte, sarea tetrahidratată, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O, are patru molecule de apă pentru fiecare set de NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^- . Aceasta modifică structura cristalului, deformând-o într-o celulă monoclinică.

Prin urmare, este de așteptat ca cristalele atât pentru sărurile anhidre, cât și pentru cele tetrahidrate să fie diferite; diferențe care pot fi determinate în proprietățile lor fizice, de exemplu, punctele de topire.

Proprietati fizice si chimice

Denumiri chimice

-Nitrat de calciu

-Dinitrat de calciu

-Nitrocalcite

-Saletor și limesaltpetro norvegian.

Formulă moleculară

Ca (NO ₃ ) ₂ sau CaN ₂ O ₆

Greutate moleculară

Anhidru 164,088 g / mol și tetrahidrat 236,15 g / mol. Rețineți efectul apei asupra greutății moleculare și nu poate fi neglijat atunci când o cântăriți.

Aspectul fizic

Solid sau granule albe sau gri deschis. Cristale albe cubice sau granule delicioase; adică absorb umezeala până la punctul în care se dizolvă ca urmare a solubilității lor ridicate.

Punct de fierbere

Forma anhidră se descompune încălzirea la o temperatură care împiedică determinarea punctului său de fierbere; în timp ce forma tetrahidratată a sării are un punct de fierbere de 132ºC (270ºF, 405K).

Punct de topire

-Forma anhidră: 561 ° C până la 760 mmHg (1042 ° F, 834 K).

-Forma tetrahidratată: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).

Acest lucru arată modul în care moleculele de apă interferează cu interacțiunile electrostatice între Ca ²⁺ și NO ₃ ^- în interiorul cristalelor; și, în consecință, solidul se topește la o temperatură mult mai scăzută.

Solubilitatea apei

-Forma anhidră: 1212 g / L la 20 ºC.

-Forma tetrahidratată: 1290 g / L la 20 ºC.

Apa din cristale crește cu greu solubilitatea sării.

Solubilitate în solvenți organici

-În etanol, 51,42 g / 100 g la 20 ° C.

-În metanol, 134 g / 100 g la 10 ºC.

-În acetonă, 168 g / 100 g la 20 ºC.

Aciditate (pKa)

6

Densitate

2,5 g / cm ³ la 25 ° C (tetrahidrat).

Descompunere

Când nitratul de calciu este încălzit până la incandescență, acesta se descompune în oxid de calciu, oxid de azot și oxigen.

Profil reactiv

Este un agent puternic oxidant, dar nu este combustibil. Accelerează aprinderea materialelor combustibile. Împărțirea nitratului de calciu în particule fine facilitează explozia sa atunci când compusul este expus la foc prelungit.

Amestecurile cu esteri alchilici devin explozivi prin esteri de azotat de alchil. Combinația de nitrat de calciu cu fosfor, clorură de staniu (II) sau alt agent de reducere poate reacționa exploziv.

Aplicații

agricultură

Este utilizat în culturi ca sursă de azot și calciu. Nitratul de calciu este foarte solubil în apă și ușor absorbit de rădăcinile plantelor. În plus, nu acidifică solurile, deoarece ionii săi nu pot fi hidrolizați în mod semnificativ.

Amestecarea acestuia cu îngrășăminte care conțin fosfor sau sulfat trebuie evitată pentru a evita formarea de săruri insolubile. Datorită igroscopicității sale, trebuie păstrat într-un mediu uscat și rece.

Utilizarea sa are un avantaj față de utilizarea azotatului de amoniu ca îngrășământ. Deși ultimul compus contribuie azot la plante, acesta interferează cu absorbția de calciu, ceea ce ar putea duce la deficiență de calciu la plante.

Calciul contribuie la menținerea structurii peretelui celular al plantelor. În prezența unei carențe de calciu, țesuturile în creștere ale plantelor, cum ar fi vârfurile rădăcinii, frunzele tinere și vârfurile de tragere, prezintă adesea o creștere distorsionată.

Diminuarea amoniacului

Nitratul de calciu reduce acumularea de acizi grași volatili și compuși fenolici, fitotoxici care se acumulează în urma descompunerii reziduurilor de cultură de soia.

Mai mult, există tendința ca nitratul de calciu să scadă concentrația de amoniu din sol, ceea ce crește capacitatea de tamponare a hidrogenului.

Beton

Nitratul de calciu este utilizat pentru a reduce timpul de fixare a betonului. Aceasta se produce prin generarea de hidroxid de calciu, poate printr-o reacție de deplasare dublă.

În plus, azotatul de calciu induce generarea compusului cu hidroxid de fier, a cărui acțiune protectoare asupra betonului reduce coroziunea. Adică fierul prezent poate reacționa cu componentele de bază ale betonului, cum ar fi hidroxidul de calciu în sine.

Nitratul de calciu scade timpul de fixare, precum și rezistența betonului, la care s-a adăugat cenușă vulcanică. Pentru a studia efectul adăugării de nitrat de calciu în beton, s-au utilizat concentrații crescânde de azotat de calciu, între 2% și 10%.

S-a observat o scădere mai mare a timpului de fixare, precum și o creștere a rezistenței în beton, deoarece concentrația de nitrați de calciu a crescut până la 10%.

Tratarea apelor uzate sau a apelor uzate

Nitratul de calciu este utilizat pentru a reduce mirosurile proaste din canalizare, reducând generarea sulfurii de hidrogen. În plus, se consumă materia organică care generează condiții anaerobe, ceea ce îngreunează supraviețuirea multor specii biologice.

Prepararea compreselor reci

Nitratul de calciu tetrahidrat este un compus endotermic, adică are capacitatea de a absorbi căldura din mediul care îl înconjoară. Aceasta produce o răcire a corpurilor care intră în contact cu recipientele care îl conțin.

Compresele își măresc temperatura, iar pentru a le regenera este suficient să le așezi la congelator

Coagularea latexului

Nitratul de calciu este utilizat în faza de coagulare a latexului. Face parte din soluția de imersiune, iar atunci când intră în contact cu soluția care conține latexul, aceasta își rupe stabilizarea și o determină să se coaguleze.

Transferul și stocarea căldurii

Amestecul binar de săruri de nitrați topiți, inclusiv calciu cu alți nitrați, este utilizat în locul uleiului termic în centralele solare pentru transferul și stocarea căldurii.

Forme de aplicare

-Nitratul de calciu se aplică amestecat cu solul în concentrație de 1,59 kg la 30,48 m ² , cu irigare adecvată. Nitratul de calciu este solubilizat în apă, permițând absorbția acestuia de către rădăcinile plantei. În culturile hidroponice se dizolvă în apa în creștere.

-Nitratul de calciu se folosește și sub formă de spray pentru a pulveriza frunzele și florile, fiind un tratament eficient în prevenirea putregaiului florii de roșii, a petei de plută și a groapei amare a mărului.

-Se adaugă o cantitate de azotat de calciu amestecului de formare a betonului (ciment, nisip, pietre și apă) și se determină efectul pe care îl are adăugarea acestuia asupra proprietăților specifice ale betonului; cum ar fi setarea vitezei și a rezistenței.

-Nitratul de calciu se adaugă la o concentrație adecvată pentru a reduce mirosurile rele ale apelor uzate sau reziduale, la un nivel care mirosurile sunt tolerabile pentru oameni.

Referințe

1. Bonnie L. Grant. (2019). Fertilizant cu azot de calciu - Ce face nitratul de calciu pentru plante. Recuperat de la: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG și Vyn, TJ (1990). Utilizarea nitratului de calciu pentru a reduce acumularea de fitotoxine în timpul descompunerii reziduurilor de corp. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB și Hassan, IO (2011). Efectul adăugării de azotat de calciu asupra proprietăților selective ale betonului care conține cenușă vulcanică. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Nitrat de calciu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Inhibarea coroziunii oțelului de azotat de calciu în medii de lichid de completare îmbogățite cu halogen. npj Materiale Volumul de degradare 2, Număr articol: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Specificații ale nitratului de calciu. Recuperat de la: direct2farmer.com
7. Extract. (2019). Nitrat de calciu. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov