Scheikunde

Calciumhydroxide (Ca (OH) 2) structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Calciumhydroxide (Ca (OH) 2) structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Hij calcium hydroxide Het is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule ca (oh) is2. Het is een wit poeder dat al duizenden jaren wordt gebruikt, waarover het verschillende traditionele namen of bijnamen heeft gewonnen; Onder hen kunnen we de saaie, dode, chemische, gehydrateerde of prima vermelden.

In de natuur is het beschikbaar in een beetje overvloedig mineraal genaamd Portlandita, van dezelfde kleur. Daarom de CA (OH)2 Het wordt niet rechtstreeks verkregen uit dit mineraal, maar van een warmtebehandeling, gevolgd door hydratatie, van kalksteen. Dit wordt verkregen door Lime, Cao, die vervolgens wordt uitgeschakeld of hydrateert om de CA (OH) te produceren2.

Een solide monster van calciumhydroxide. Bron: ChemicalInterest [Public Domain]

De CA (oh)2 Het is een relatief zwakke basis in water, omdat het nauwelijks kan oplossen in heet water; Maar de oplosbaarheid ervan neemt toe in koud water, omdat de hydratatie exotherme is. De basiciteit ervan blijft echter een reden om voorzichtig te zijn tijdens zijn manipulatie, omdat het overal in het lichaam brandwonden kan veroorzaken.

Het is gebruikt als pH -regulator voor verschillende materialen of voedsel, naast het zijn van een goede bron van calcium met betrekking tot de massa. Het heeft toepassingen in de papieren industrie, bij het desinfectie van het afvalwater, in depilerende producten, in boodschappen gemaakt van maïsmeel.

Het belangrijkste gebruik is echter als bouwmateriaal, omdat kalk gehydrateerd is bij het mengen met de andere ingrediënten van het gips of mortel. In deze geharde mengsels, CA (OH)2 Absorbeer het koolstofdioxide van de lucht om zandkristallen te consolideren, samen met calciumcarbonaat gevormd.

Momenteel wordt onderzoek nog steeds uitgevoerd met als doel betere bouwmaterialen te ontwikkelen die CA hebben (OH)2 direct in zijn samenstelling als nanodeeltjes.

[TOC]

Structuur

Kristal en zijn ionen

Calciumhydroxide -ionen. Bron: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

In de bovenste afbeelding hebben we de ionen die calciumhydroxide integreren. Zijn dezelfde CA -formule (oh)2 wijst erop dat voor elk kation CA2+ Er zijn twee oh anionen- die met hem interageren door elektrostatische aantrekkingskracht. Het resultaat is dat beide ionen uiteindelijk een zeshoekige structuur kristal vaststellen.

In dergelijke zeshoekige kristallen van CA (OH)2 De ionen zijn heel dicht bij elkaar, wat het uiterlijk geeft een polymere structuur te zijn; Hoewel er geen formeel een covalente binding is CA-O nog steeds het opmerkelijke verschil van elektronegativiteit tussen de twee elementen,.

Calciumhydroxidestructuur

De structuur genereert octaedros cao6, dat wil zeggen de CA2+ interactie met zes oh- (AC2+-Oh-)).

Het kan u van dienst zijn: lithiumhydroxide (liOH)

Een reeks van deze octaëder vormt een laag van het glas, die kan interageren met een andere door waterstofbruggen die ze intermoleculair samenhangend houden; Deze interactie vervaagt echter bij een temperatuur van 580 ºC, wanneer de Ca (OH) wordt uitgedroogd2 naar Cao.

Aan de zijkant van hoge drukken is er niet veel informatie over, hoewel studies hebben geverifieerd dat bij een druk van 6 GPa het zeshoekige glas een overgang lijdt van de zeshoekige naar de monoklinische fase; En hiermee de vervorming van de octaedros Cao6 en zijn lagen.

Morfologie

De Ca (OH) kristallen2 Ze zijn zeshoekig, maar dat is geen belemmering voor hen om een ​​morfologie aan te nemen. Sommige van deze structuren (strengen, vlokken of rotsen) zijn poreuzer dan andere, robuust of plat, die direct hun laatste toepassingen beïnvloeden.

Het is dus niet hetzelfde om kristallen van het Portland -mineraal te gebruiken, dan om ze te synthetiseren zodat ze bestaan ​​uit nanodeeltjes waar een paar rigoureuze parameters worden gevolgd; zoals de mate van hydratatie, de gebruikte concentratie van de CAO en de tijd die mogelijk is om glas te laten groeien.

Eigenschappen

Fysiek uiterlijk

Vast wit, toilet en bittere smaak vaste smaak.

Molaire massa

74.093 g/mol

Smeltpunt

580 ºC. Bij deze temperatuur breekt het af met het vrijgeven van water, dus het reikt nooit tot verdamping:

CA (oh)2 => Cao + H2OF

Dikte

2.211 g/cm3

pH

Een waterige waterige oplossing ervan heeft een pH van 12,4 tot 25 ºC.

Oplosbaarheid in water

De oplosbaarheid van CA (OH)2 In water neemt af met een temperatuurstijging. Bij 0 ºC is de oplosbaarheid bijvoorbeeld 1,89 g/l; terwijl bij 20 ºC en 100 ºC, deze zijn respectievelijk 1,73 g/l en 0,66 g/l.

Dit duidt op een thermodynamisch feit: CA Hydratatie (OH)2 Het is exotherme, dus gehoorzamen aan het principe van Le Catelier dat de vergelijking zou zijn:

CA (oh)2 AC2+ + 2oH- + Q

Waar komt de warmte vrij. Hoe heter het water, de balans zal meer naar links neigen; dat wil zeggen, de CA (OH) zal minder oplossen2. Het is om die reden dat in koud water veel meer oplost dan in kokend water.

Aan de andere kant neemt deze oplosbaarheid toe als de pH zuur wordt, vanwege de neutralisatie van OH -ionen- en tot verplaatsing van de vorige balans aan rechts. Tijdens dit proces wordt nog meer warmte vrijgegeven dan in neutraal water. Naast zure waterige oplossingen, CA (OH)2 Het is ook oplosbaar in glycerol.

K$

5.5 · 10-6. Deze waarde wordt als klein beschouwd en komt overeen met de lage oplosbaarheid van CA (OH)2 In het water (dezelfde balans hierboven).

Kan u van dienst zijn: metalen

Brekingsindex

1.574

Stabiliteit

De CA (oh)2 Het blijft stabiel zolang het niet wordt blootgesteld aan CO2 van de lucht, omdat het het absorbeert en calciumcarbonaat vormt, caco3. Daarom begint het te worden aangetast in een vast mengsel van Ca (OH) kristallen2-Dief3, Waar er mede -anionen zijn32- concurreren met OH- Om te communiceren met CA2+:

CA (oh)2 + CO2 => Caco3 + H2OF

In feite is dit de reden waarom de geconcentreerde oplossingen van CA (OH)2 Ze draaien bedden, omdat een suspensie van caco -deeltjes verschijnt3.

Het verkrijgen van

De CA (oh)2 Het wordt commercieel verkregen door de limoen, Cao, te reageren, met een overmaat van twee tot drie keer water:

Cao + H2O => ca (oh)2

De carbonisatie van Ca (OH) kan echter in het proces optreden2, Net zoals hierboven uitgelegd.

Andere methoden om het te verkrijgen bestaat uit het gebruik van oplosbare calciumzouten, zoals de klik2 of ca (nee3))2, en baseer ze met NaOH, zodat de ca (oh) haast2. Het regelen van de parameters zoals volumes water, temperatuur, pH, oplosmiddel, mate van carbonisatie, rijpingstijd, enz., Nanodeeltjes met verschillende morfologie kunnen worden gesynthetiseerd.

Het kan ook worden voorbereid door natuurlijke en hernieuwbare grondstof te selecteren, of de verspilling van een industrie, die rijk zijn aan calcium, dat wanneer hun as wordt verwarmd en verwerkt, uit kalk zal bestaan; En vanaf hier kan Ca (OH) opnieuw worden voorbereid2 Door deze as te hydrateren zonder de noodzaak om kalksteen te verspillen, caco3.

De Bagazo del Agave is bijvoorbeeld voor dit doel gebruikt en heeft een toegevoegde waarde toegewezen aan de verspilling van de tequila -industrie.

Toepassingen

Voedselbehandeling

De augurken worden eerst doordrenkt in calciumhydroxide om knapperiger te zijn. Bron: Pixabay.

Calciumhydroxide is aanwezig in veel voedingsmiddelen in sommige van de voorbereidingsfasen. Bijvoorbeeld, in een waterige oplossing ervan worden augurken ondergedompeld, zoals komkommers, om ze knapperiger te maken bij het verpakken in azijn. Dit komt omdat de eiwitten van hun oppervlak calcium in het midden absorberen.

Evenzo komt het voor bij maïskorrels voordat ze in bloem worden omgezet, omdat het helpt om vitamine B af te geven3 (Niacina) en vergemakkelijkt zijn slijpen. Het calcium dat het biedt, wordt ook gebruikt om voedingswaarde toe te voegen aan bepaalde sappen.

De CA (oh)2 U kunt ook bakpoeder vervangen in sommige broodrecepten en de suikeroprasoplossingen van suikerriet en bieten verduidelijken.

Riolering desinfectiemiddel

Verduidelijkende actie van CA (OH)2 Het is omdat het fungeert als een flocculant middel; dat wil zeggen dat de grootte van de gesuspendeerde deeltjes toeneemt om flocculus te vormen, die vervolgens sediment of kan filteren.

Kan u van dienst zijn: Pauling Scale

Deze eigenschap is gebruikt om het afvalwater te desinfecteren, waardoor zijn onaangename colloïden de destabilisatie van de toeschouwers.

Papierindustrie

De CA (oh)2 Het wordt gebruikt in het kraft -proces om de NaOH te regenereren die wordt gebruikt om hout te behandelen.

Gasabsorberend

De CA (oh)2 Het wordt gebruikt om CO te elimineren2 van gesloten ruimtes of in omgevingen waar hun aanwezigheid contraproductief is.

Persoonlijke verzorging

In formuleringen voor depilerende crèmes de CA (OH)2 Het is stilzwijgend, omdat de basiciteit ervan helpt bij het verzwakken van de keratine van de haren, en dus is het gemakkelijker om ze te verwijderen.

Bouw

Calciumhydroxide maakt deel uit van de structuren van oude bouwwerken zoals de piramides van Egypte. Bron: Pexels.

De CA (oh)2 Hij is al sinds de tijd aanwezig geweest om de massa gips en mortel te integreren die wordt gebruikt bij de constructie van Egyptische architecturale werken zoals piramides; Ook gebouwen, mausoleums, muren, trappen, vloeren, steunen en zelfs om het tandheelkundige cement te herbouwen.

De versterkende actie is te wijten aan het feit dat door de CO te 'ademen'2, De kristallen die voortvloeien uit caco3 Het zand en andere componenten van dergelijke mengsels eindigen in een betere mate.

Risico's en bijwerkingen

De CA (oh)2 Het is geen sterk basale vaste stof in vergelijking met andere hydroxiden, hoewel meer dan de Mg (OH)2. Toch is, ondanks dat het niet reactief of brandbaar is, nog steeds agressief genoeg om lichte brandwonden te veroorzaken.

Daarom moet het met respect worden gemanipuleerd, omdat het in staat is om de ogen, tong en longen te irriteren, naast het activeren van andere kwalen zoals: verlies van gezichtsvermogen, ernstige alkalinisatie van bloed, huiduitslag, braken en keelpijn.

Referenties

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Hydroxide calcium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
  3. Chávez Guerrero et al. (2016). Synthese en karakterisering van calciumhydroxide verkregen uit agave bagasse en onderzoek naar zijn antibacteriële activiteit. Hersteld van: Scielo.borg.mx
  4. Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kristalstructuur van de hogedrukfase van calciumhydroxide, portlandiet: op situ poeder en single-crystal röntgenstralen difffraction-studie. Amerikaanse mineralogist; 98 (8-9): 1421-1428. Doi: doi.org/10.2138/Am.2013.4386
  5. Hans Lohninger. (5 juni 2019). Hydroxide calcium. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
  6. Aniruddha s. et al. (2015). Synthese van nano calciumhydroxide in afflictiemedium. De American Ceramic Society. doen.org/10.1111/Jace.14023
  7. Carly Vandergrindt. (12 april 2018). Hoe wordt calciumhydroxide in voedsel gebruikt en is het veilig? Hersteld van: Healthline.com
  8. Brian Clegg. (26 mei 2015). Hydroxide calcium. Hersteld van: chemieworld.com