Хлорид кальция — неорганическое соединение , соль с химической формулой CaCl 2 . Это белое кристаллическое твердое вещество при комнатной температуре, хорошо растворимое в воде. Его можно создать путем нейтрализации соляной кислоты гидроксидом кальция .
Хлорид кальция обычно встречается в виде гидратированного твердого вещества с общей формулой CaCl 2 · n H 2 O , где n = 0, 1, 2, 4 и 6. Эти соединения в основном используются для борьбы с обледенением и пылью. Поскольку безводная соль гигроскопична и не разжижается , ее используют в качестве влагопоглотителя . [10]
Хлорид кальция, по-видимому, был открыт в 15 веке, но не изучался должным образом до 18 века. [11] Его исторически называли «фиксированным аммиачным раствором » ( лат . sal ammoniacum fixum [12] ), потому что он был синтезирован во время перегонки хлорида аммония с известью и был нелетучим (в то время как первый, по-видимому, сублимировался); в более новое время (18-19 вв.) его называли «соляной известью» ( лат . murias Calcis, Calcaria muriatica [12] ). [13]
Понижая температуру замерзания воды, хлорид кальция используется для предотвращения образования льда и используется для борьбы со льдом . Это приложение потребляет наибольшее количество хлорида кальция. Хлорид кальция относительно безвреден для растений и почвы. Как противогололедный агент он гораздо более эффективен при более низких температурах, чем хлорид натрия . При распределении для этого использования он обычно принимает форму маленьких белых сфер диаметром несколько миллиметров, называемых гранулами . Растворы хлорида кальция могут предотвратить замерзание при температурах до -52 °C (-62 °F), что делает его идеальным для заполнения шин сельскохозяйственных орудий в качестве жидкого балласта, улучшая тягу в холодном климате. [14]
Он также используется в бытовых и промышленных химических осушителях воздуха . [15]
Второе по величине применение хлорида кальция связано с его гигроскопичностью и липкостью его гидратов; Хлорид кальция очень гигроскопичен, и его гидратация — экзотермический процесс . Концентрированный раствор удерживает слой жидкости на поверхности грунтовых дорог , что подавляет образование пыли. Он удерживает мелкие частицы пыли на дороге, создавая амортизирующий слой. Если им дать сдуться ветром, большой заполнитель начнет смещаться, и дорога сломается. Использование хлорида кальция снижает потребность в сортировке на целых 50 %, а потребность в заполняющих материалах — на 80 %. [16]
Среднее потребление хлорида кальция в качестве пищевых добавок оценивается в 160–345 мг/день. [17] Хлорид кальция разрешен в качестве пищевой добавки в Европейском Союзе для использования в качестве секвестранта и укрепляющего агента под номером E E509 . Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США считает его безопасным (GRAS) . [18] Его использование в органическом растениеводстве обычно запрещено Национальной органической программой США . [19]
В качестве укрепляющего агента хлорид кальция используется в овощных консервах, при уплотнении соевого творога в тофу и при производстве заменителя икры из овощных или фруктовых соков . [20] Он обычно используется в качестве электролита в спортивных напитках и других напитках, включая воду в бутылках. Чрезвычайно соленый вкус хлорида кальция используется для придания аромата соленьям без увеличения содержания натрия в пище . Свойства хлорида кальция по снижению температуры замерзания используются для замедления замерзания карамели в шоколадных батончиках с карамельной начинкой. Кроме того, его часто добавляют в нарезанные яблоки для сохранения текстуры.
При пивоварении хлорид кальция иногда используется для устранения недостатка минералов в пивоваренной воде. Он влияет на вкус и химические реакции в процессе пивоварения, а также может влиять на функцию дрожжей во время брожения.
При производстве сыра хлорид кальция иногда добавляют в обработанное (пастеризованное/гомогенизированное) молоко, чтобы восстановить естественный баланс между кальцием и белком в казеине . Его добавляют перед коагулянтом.
Хлорид кальция используется для предотвращения появления пробковых пятен и горьких косточек на яблоках путем опрыскивания деревьев в конце вегетационного периода. [21]
Сушильные трубки часто заполняются хлоридом кальция. Келп сушат хлоридом кальция для использования в производстве карбоната натрия . Безводный хлорид кальция был одобрен FDA в качестве упаковочного средства, обеспечивающего сухость (CPG 7117.02). [22]
Гидратированную соль можно высушить для повторного использования, но она растворится в собственной гидратной воде при быстром нагревании и образует твердое амальгамированное твердое вещество при охлаждении.
Хлорид кальция используется в бетонных смесях для ускорения первоначального схватывания, но ионы хлорида приводят к коррозии стальной арматуры , поэтому его не следует применять в железобетоне . [23] Для этой цели также можно использовать безводную форму хлорида кальция, которая может служить показателем влажности бетона. [24]
Хлорид кальция включают в качестве добавки в пластмассы и огнетушители , в доменные печи как добавку для контроля лесов (слипания и слипания материалов, препятствующих опусканию шихты), в кондиционеры для белья в качестве разбавителя.
Экзотермическое растворение хлорида кальция используется в самонагревающихся банках и грелках .
В нефтяной промышленности хлорид кальция применяется для повышения плотности рассолов , не содержащих твердых веществ . Он также используется для ингибирования набухания глин в водной фазе инвертно- эмульсионных буровых растворов.
CaCl 2 действует как флюс , снижая температуру плавления в процессе Дэви для промышленного производства металлического натрия посредством электролиза расплавленного NaCl.
Хлорид кальция также используется при производстве активированного угля .
Хлорид кальция можно использовать для осаждения ионов фтора из воды в виде нерастворимого CaF 2 .
Хлорид кальция также входит в состав керамической посуды . Он суспендирует частицы глины так, что они плавают в растворе, что облегчает использование в различных методах шликерного литья.
Дигидрат хлорида кальция (20 процентов по весу), растворенный в этаноле (95 процентов крепости), использовался в качестве стерилизатора для самцов животных. Раствор вводят в семенники животного. В течение одного месяца некроз ткани яичка приводит к стерилизации. [25] [26]
Производители кокаина в Колумбии импортируют тонны хлорида кальция для восстановления растворителей, которые занесены в Красный список МККН и находятся под более строгим контролем. [27]
Аналогичным образом, CaCl 2 используется в качестве флюса и электролита в процессе электролиза FFC Cambridge при производстве титана , где он обеспечивает правильный обмен ионов кальция и кислорода между электродами.
Инфузии хлорида кальция могут использоваться в качестве внутривенной терапии для предотвращения гипокальциемии .
Хотя негидратированная соль нетоксична в небольших количествах во влажном состоянии, ее сильно гигроскопичные свойства представляют некоторую опасность. Хлорид кальция может действовать как раздражитель , высушивая влажную кожу. Твердый хлорид кальция растворяется экзотермически , и при проглатывании могут возникнуть ожоги полости рта и пищевода . Проглатывание концентрированных растворов или твердых продуктов может вызвать раздражение или изъязвление желудочно-кишечного тракта . [28]
Потребление хлорида кальция может привести к гиперкальциемии . [29]
Хлорид кальция растворяется в воде с образованием хлорида и аквакомплекса [ Ca(H 2 O) 6 ] 2+ . Таким образом, эти растворы являются источниками «свободных» ионов кальция и свободного хлорида. Это описание иллюстрируется тем фактом, что эти растворы реагируют с источниками фосфата с образованием твердого осадка фосфата кальция :
Хлорид кальция имеет очень высокое изменение энтальпии раствора , о чем свидетельствует значительное повышение температуры, сопровождающее растворение безводной соли в воде. Это свойство является основой для его широкомасштабного применения.
Расплавленный хлорид кальция можно подвергнуть электролизу с получением металлического кальция и газообразного хлора :
В большей части мира хлорид кальция получают из известняка как побочный продукт процесса Сольвея , который следует за приведенной ниже чистой реакцией: [10]
Потребление в Северной Америке в 2002 году составило 1 529 000 тонн (3,37 миллиарда фунтов). [30] В США большую часть хлорида кальция получают путем очистки рассола . Как и в большинстве сыпучих солевых продуктов, обычно присутствуют следовые количества других катионов щелочных и щелочноземельных металлов ( группы 1 и 2), а также других анионов галогенов ( группа 17 ) . [10]
Хлорид кальция встречается в виде редких эвапоритовых минералов синьярита (дигидрата) и антарктицита (гексагидрата). [31] [32] [33] Еще одним известным природным гидратом является гиараит – тетрагидрат. [34] [33] Родственные минералы хлоркальцит (хлорид калия-кальция, KCaCl 3 ) и тахигидрит (хлорид кальция-магния, Ca Mg 2 Cl 6 ·12 H 2 O ) также очень редки. [35] [36] [33] То же самое относится и к роризиту CaClF (фторид хлорида кальция). [37] [33]
Его токсичность при проглатывании подтверждается испытаниями на крысах: пероральная LD50 (крыса) составляет 1,0–1,4 г/кг (смертельная доза для половины подопытных животных, в данном случае крыс...)
{{cite web}}
: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)