Нитрит кальция — неорганическое соединение с химической формулой Ca(NO
2)
2. В этом соединении, как и во всех нитритах , азот находится в степени окисления +3. Он имеет множество применений, таких как антифриз , ингибитор ржавчины стали и промывочное тяжелое масло . [1]
При комнатной температуре и давлении соединение представляет собой белый или светло-желтый порошок без запаха. Он легко растворяется в воде с плотностью 2,26 г/см3 . Его температура плавления составляет 390 °C, и он стабилен при обычных условиях использования и хранения. Он также характеризуется своим сильным окислительным характером, [2], который возникает из-за нитрит- аниона.
Нитрит кальция может быть получен различными способами синтеза. Один из них — это реакция гашеной извести с газом NOX , который обычно поступает с завода по производству азотной кислоты . На заводе по производству кислоты аммиак сжигается для получения газа NOX для кислоты, а также нитрита кальция. [3]
Также его можно приготовить, как описано ниже, образовав раствор нитрита натрия и нитрата кальция ; охладив раствор для осаждения нитрата натрия ; образовав двойную соль нитрита кальция/гидроксида кальция; и в присутствии воды разложив двойную соль для образования раствора нитрита кальция и переводя гидроксид кальция в нерастворимую форму . По сути, функция гидроксида кальция заключается в переносе нитрита кальция; гидроксид кальция образует нерастворимую двойную соль, которую можно использовать для отделения от порций нитрита кальция из раствора. После этого двойная соль растворяется, высвобождая нитрит кальция и восстанавливая гидроксид кальция. [4]
1. Осаждение двойной соли
2. Выделение нитрита кальция
Нитрит кальция имеет широкий спектр применения. Он может использоваться в качестве антифриза из-за своей высокой растворимости, как в растворе, так и в порошке. Он может способствовать гидратации минералов в цементе, используя этот антифриз при температуре ниже нуля, рабочая температура может быть снижена до −20 °C. Он также работает как ингибитор коррозии металлов , поэтому он может защищать сталь в бетонных зданиях и конструкциях от ржавчины, чтобы продлить срок службы определенных зданий. [5] Успех нитрита в качестве ингибитора коррозии для защиты встроенной стали в железобетоне обусловлен «умным» поведением фазы AFm (AFm — это сокращение от семейства гидратированных фаз гидрата алюмината кальция: фазы алюминат-феррит-монозаместитель); обычно он сохраняет нитрит вместо сульфатных , карбонатных и гидроксильных ионов , так что концентрации нитрита в поровой жидкости низкие. Однако, если в процессе эксплуатации происходит проникновение хлорида (из морской воды или соли для размораживания), AFm подвергается ионному обмену, приобретая хлорид и образуя соль Фриделя (Cl-AFm), при этом выделяя растворимые ионы нитрита в поровую жидкость. В результате увеличивается водное соотношение [NO2 − ] /[Cl− ] , что обеспечивает ингибирование коррозии закладной стали. [6] Механизм ингибирования коррозии нитритом в бетоне двоякий: с одной стороны, концентрация очень едких анионов хлорида (ответственных за точечную коррозию стальной арматуры) в поровой воде бетона уменьшается после их поглощения фазами AFm, а с другой стороны, нитриты также окисляют ионы Fe2 +, присутствующие вокруг корродирующей арматуры, что приводит к осаждению плохо растворимых оксигидроксидов железа на стальной поверхности, способствуя ее пассивации .
Нитрит кальция широко используется в бетоне для высотного строительства, автомагистралей, мостов, железных дорог, аэропортов и крупномасштабной гидравлики . Он также может позволить прибрежным районам использовать хлоридсодержащий морской песок в бетоне. [7]
Нитрит кальция также используется в качестве тяжелого детергента для нефти , а также в фармацевтической , красильной и металлургической промышленности . Он может заменить нитрит натрия , продукт, часто используемый в качестве теплоносителя в тепловых накопителях энергии для больших систем кондиционирования воздуха или охлаждения технологических процессов.
Это ядовитый неорганический окислитель, который нельзя смешивать с органической солью аммония , кислотой или цианидом . Его необходимо хранить в теплонепроницаемом месте, так как при температуре выше 220 °C он восстанавливается и разлагается на закись азота . Во время транспортировки важно защитить его от дождя и солнечного света , а также защитить его упаковку от поломки. Кроме того, склад должен быть проветриваемым и сухим. [5]