stringtranslate.com

Хлорид кальция

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]

История

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]

Использование

Противообледенительная депрессия и температура замерзания

Массовый CaCl 2 для борьбы с обледенением в Японии

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]

Дорожное покрытие

Эту дорогу распыляли хлоридом кальция, чтобы предотвратить атмосферные воздействия , придавая ей мокрый вид даже в сухую погоду.

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]

Еда

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]

Лабораторные и сопутствующие операции по сушке

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.

Другие приложения

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]

Флюс восстановления металла

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.

Медицинское использование

Инфузии хлорида кальция могут использоваться в качестве внутривенной терапии для предотвращения гипокальциемии .

Опасности

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]

Характеристики

Испытание пламенем CaCl 2

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 :

3 CaCl 2 + 2 ПО3-4→ Са 3 (PO 4 ) 2 + 6 Cl -

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 :

CaCl 2 → Са + Cl 2

Подготовка

Структура полимерного центра [Ca(H 2 O) 6 ] 2+ в кристаллическом гексагидрате хлорида кальция, иллюстрирующая высокое координационное число, характерное для кальциевых комплексов.

В большей части мира хлорид кальция получают из известняка как побочный продукт процесса Сольвея , который следует за приведенной ниже чистой реакцией: [10]

2 NaCl + CaCO 3 → Na 2 CO 3 + CaCl 2

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]

Вхождение

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]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdefghi Лиде, Дэвид Р., изд. (2009). Справочник CRC по химии и физике (90-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.
  2. ^ «Хлорид кальция (безводный)» . КМГС . Международная программа по химической безопасности и Европейская комиссия.
  3. ^ Зейделл, Атертон; Линке, Уильям Ф. (1919). Растворимость неорганических и органических соединений (2-е изд.). Нью-Йорк: Компания Д. Ван Ностранда. п. 196.
  4. ^ abcdef Анатольевич, Кипер Руслан. «Свойства вещества: хлорид кальция». chemister.ru . Проверено 7 июля 2014 г.
  5. ^ abcdef Прадьот, Патнаик (2019). Справочник неорганических химикатов . Компания McGraw-Hill, Inc., с. 162. ИСБН  978-0-07-049439-8.
  6. ^ abcd Мюллер, Ульрих (2006). Неорганическая структурная химия (2-е изд.). Англия: John Wiley & Sons Ltd., с. 33. ISBN  978-0-470-01864-4.
  7. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Хлорид кальция.
  8. ^ Дональд Э. Гарретт (2004). Справочник по литию и природному хлориду кальция. Эльзевир. п. 379. ИСБН 978-0080472904. Проверено 29 августа 2018 г. . 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...)
  9. ^ "Паспорт безопасности хлорида кальция" . fishersci.ca . Фишер Сайентифик . Проверено 7 июля 2014 г.
  10. ^ abc Роберт Кемп, Сюзанна Э. Киган «Хлорид кальция» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2000, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a04_547
  11. ^ Пек, Юджин Л.; Гамильтон, Дж. Хью; Льюис, Джон Робертс; Хоган, Мервин Б.; Кусиан, Росс Норти; Коуп, Уильям Дж. (1954). Материалы первой ежегодной конференции по отоплению и кондиционированию воздуха: 1953–1955 гг. Университет Юты, факультет металлургии.
  12. ^ аб Хартманн, Филипп Карл (1816). Pharmacologia Dynamica: Usui Academico Adcommodata (на латыни). Купфер и Виммер.
  13. ^ Оттли, Уильям Кэмпбелл (1826). Словарь по химии и минералогии, связанный с ней. Мюррей.
  14. ^ «Бинарная фазовая диаграмма: хлорид кальция – водная система» . Водные растворы Aps. Октябрь 2016. Архивировано из оригинала 26 июня 2019 года . Проверено 20 апреля 2017 г.
  15. ^ «Сохранение вещей сухими». humantouchofchemistry.com . Архивировано из оригинала 26 октября 2014 года . Проверено 23 октября 2014 г.
  16. ^ «Пыль: не ешьте ее! Контролируйте ее!». Журнал «Дорожное управление и инженерия» . Дороги США (TranSafety Inc.). 1 июня 1998 года. Архивировано из оригинала 29 октября 2007 года . Проверено 9 августа 2006 г.
  17. ^ Профиль начальной оценки хлорида кальция СИДС, Публикации ЮНЕП, SIAM 15, Бостон, 22–25 октября 2002 г., стр. 13–14.
  18. ^ 21 CFR § 184.1193
  19. ^ 7 CFR § 205.602
  20. ^ «Техника яблочной икры». Студия СтарШефс . StarChefs.com. Апрель 2004 года . Проверено 9 августа 2006 г.
  21. ^ «Пробковое пятно и горькая косточка яблок», Ричард К. Фант и Майкл А. Эллис, Ohioline.osu.edu/factsheet/plpath-fru-01
  22. ^ "ЦПГ 7117.02" . Статьи о соответствии FDA . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. Март 1995 года . Проверено 3 декабря 2007 г.
  23. ^ «Ускорение времени схватывания бетона» . Федеральное управление автомобильных дорог . 1 июня 1999 года. Архивировано из оригинала 17 января 2007 года . Проверено 16 января 2007 г.
  24. ^ Национальный исследовательский совет (США). Строительный научно-исследовательский институт (1962). Клеи в строительстве: выбор и применение; Ленты, чувствительные к давлению . Национальная академия наук – Национальный исследовательский совет. стр. 24–5.
  25. ^ Когер, ноябрь 1977 г., «Хлорид кальция, практическое некротизирующее средство», Журнал Американской ассоциации практикующих специалистов по крупному рогатому скоту (США) , (ноябрь 1977 г.), т. 12, стр. 118–119
  26. ^ Яна, К.; Саманта, ПК (2011). «Клиническая оценка нехирургической стерилизации котов однократной интратестикулярной инъекцией хлорида кальция». БМК Ветеринар. Рез . 7:39 . дои : 10.1186/1746-6148-7-39 . ПМЦ 3152893 . ПМИД  21774835. 
  27. ^ Смит, Майкл; Симпсон, Кэм (26 октября 2020 г.). «Наркотики ведут новую войну с наркотиками из-за основного химического вещества техасской компании». Блумберг . Архивировано из оригинала 26 октября 2020 года . Проверено 26 октября 2020 г.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  28. ^ «Оценка безопасности продукта (PSA): хлорид кальция» . Химическая компания Доу . 2 мая 2006 г. Архивировано из оригинала 17 сентября 2009 г. . Проверено 22 июля 2008 г.
  29. ^ «Возможные побочные эффекты хлорида кальция» . www.drugs.com .
  30. ^ Профиль начальной оценки хлорида кальция SIDS, Публикации ЮНЕП, SIAM 15, Бостон, 22–25 октября 2002 г., стр. 11.
  31. ^ "Синджарит". www.mindat.org .
  32. ^ "Антарктицит". www.mindat.org .
  33. ^ abcd «Список минералов». www.ima-mineralogy.org . 21 марта 2011 г.
  34. ^ "Гиараите". www.mindat.org .
  35. ^ «Хлорокальцит». www.mindat.org .
  36. ^ «Тахигидрит». www.mindat.org .
  37. ^ "Рорисит". www.mindat.org .

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме хлорида кальция .