هيكل كلوريد الكالسيوم (CaCl2) ، والاستخدامات والخصائص

ال كلوريد الكالسيوم (CaCl₂₎ إنه ملح غير عضوي يتكون من الكالسيوم والمعادن القلوية الأرضية وهالوجين الكلور. يوجد في هذا المركب العديد من التفاعلات الإلكتروستاتيكية التي تحدد المظهر الخارجي لبلوراتها وبقية خصائصها الفيزيائية.

أيضًا ، يكون دائمًا مصحوبًا بجزيئات الماء ، مكونًا هيدرات الصيغ العامة CaCl₂XH₂أو ، مع x = 0 ، 1 ، 2 ، 4 و 6. عندما يكون x = 0 ، فإن الملح يفتقر إلى الماء وهو لا مائي ، كما هو مبين في الصيغة الكيميائية المذكورة أعلاه.

في الصورة العليا ، يتم توضيح أجزاء صلبة من CaCl₂. في ظروف الرطوبة المنخفضة ، يمكن الحفاظ على الملح اللامائي خاليًا من الماء ، على الرغم من ميله الطبيعي إلى امتصاصه حتى يذوب (الذوبان).

مؤشر

• 1 الصيغة
• 2 هيكل
  • 2.1 الهندسة الجزيئية ومجمعات الكالسيوم المائية
• 3 الاستخدامات
• 4 كيف يتم ذلك؟?
• 5 خصائص
  • 5.1 الخواص الفيزيائية والذوق  
  • 5.2 الذوبان
  • 5.3 تذويب الحرارة
  • 5.4 المنحل بالكهرباء
• 6 المراجع

صيغة

الصيغة الكيميائية هي CaCl₂: التعبير عن ذلك لكل كا²⁺ هناك نوعان من أيونات الكلور^- أن تحييد الشحنة الموجبة. ينتج عن الكالسيوم المعدني - من المجموعة 2 من الجدول الدوري (السيد بيكامبارا) - إلكترونين لكل ذرة كلور ، عنصر من المجموعة 17.

هيكل

ويتضح هيكل CaCl في الصورة العليا₂ أنهيدريد. المجالات الخضراء تتوافق مع أيونات الكلور^-, بينما الأبيض إلى أيونات الكالسيوم²⁺. يتم ترتيب هذه الكرات في خط موازٍ ، وهو ليس أكثر من الخلية الوحدوية التقويمية للبلورات.

قد يعطي الهيكل فكرة خاطئة بأن الكالسيوم هو الغالب ؛ ومع ذلك ، إذا تم استنساخ المزيد من التكرارات لخلية الوحدة ، فستكون الزيادة الكبيرة في المجالات الخضراء واضحة: أيونات الكلور^-.

من ناحية أخرى ، فإن أيونات الكالسيوم²⁺ لديهم نصف قطر أيون أصغر من أيونات الكلور^-. هذا لأنه عندما تفقد الإلكترونات ، فإن نوى الذرات تمارس قوة جذابة أكبر على الطبقات الإلكترونية الخارجية ، مما يقلل من نصف القطر الأيوني.

في حالة Cl^-, أنه يحتوي على إلكترون إضافي لا يمكن جذبه بنفس القوة ، وبالتالي زيادة نصف قطرها الأيوني.

الهندسة الجزيئية ومجمعات الكالسيوم المائية

في وسط الموازي كا²⁺ يحيط به ستة Cl^-. أربعة من هذه الأكاذيب تقع في طائرة مربعة ، والثانيان يقعان بشكل عمودي (المجالات الخضراء بعيدة عن الكرة البيضاء).

نتيجة لترتيب هذه الأيونات ، حول كاليفورنيا²⁺ يكون "المثمن" "مسلحًا" ، وبالتالي يعين هندسة جزيئية من ثماني السطوح.

النظر في كيفية ترتيب المجالات الخضراء ، يمكن لجزيء الماء أن يحل محل واحد من هذه ، والذي يحدث مع CaCl₂· ح₂أو ، ربما في الطائرة مربع. هذه الحقيقة تعدل التركيب البلوري ، وبما أن الماء يحل محل الكرات الخضراء ، يتغير ترتيب الأيونات.

عندما كل الأيونات Cl^- يتم استبدال جزيئات الماء ، يتم تشكيل هيدرات CaCl₂· 6 ساعات₂O. في هذه المرحلة ، يكون الأوكتاهيدرون "مائيًا" والجزيئات الآن قادرة على التفاعل مع بعضها البعض بواسطة روابط الهيدروجين (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

على التوالي ، يمكن للكالسيوم قبول المزيد من جزيئات الماء دون تغيير النسبة المحددة. هذا يعني أن CaCl₂· 6 ساعات₂أو يمكن أن تتبنى هياكل معقدة أخرى ، إلى درجة اعتبارها بوليمرات بلورية من الكالسيوم والماء.

ومع ذلك ، فإن هذه الهياكل أقل استقرارًا من تلك التركيبات التي تحدثها التفاعلات الإلكتروستاتيكية (Ca²⁺ و Cl^-) من الملح اللامائي.

تطبيقات

- تجنب تجميد الماء خلال فصل الشتاء. يولد كلوريد الكالسيوم الكثير من الحرارة عندما يذوب ، ثم عندما تزداد درجة الحرارة ، يذوب الجليد. لهذا السبب يتم استخدامه للحد من مخاطر تداول الأشخاص والمركبات خلال موسم البرد.

- يساعد في التحكم في الغبار على الطرق غير المعبدة.

- يسرع سرعة تجفيف الخرسانة بمجرد سكبها.

- سوائل CaCl₂ زيادة كفاءة الحفر لاستخراج الغاز من رواسبه تحت الأرض ، وكذلك من النفط.

- يضاف إلى حمامات السباحة للحد من التآكل الذي تعاني منه الخرسانة من جدرانه. الكالسيوم الرسوبي يحقق هذه الوظيفة.

- نظرًا لأنه عبارة عن ملح رطب ، يمكن استخدام كلوريد الكالسيوم كمجفف ، بحيث يكون قادرًا على تقليل رطوبة الهواء الذي يحيط به ، وبالتالي ، من المواد الملامسة لذلك الهواء.

- يتم استخدامه كمادة حافظة في بعض الأطعمة ، وكذلك مادة مضافة في العديد من هذه ، مثل مشروبات الطاقة التي يستخدمها الرياضيون والجبن والبيرة ، إلخ..

- في الممارسة الطبية ، له أيضًا فائدة في علاج الاكتئاب الناجم عن جرعة زائدة من كبريتات المغنيسيوم ، وكذلك في التسمم بالرصاص.

كيف يتم ذلك؟?

المصادر الطبيعية لهذا المركب هي المحاليل الملحية المستخرجة من البحار أو البحيرات.

ومع ذلك ، مصدرها الرئيسي يأتي من عملية سولفاي ، حيث الحجر الجيري (CaCO)₃) يخضع لسلسلة من التحولات حتى يستمدها من ناتج كلوريد الكالسيوم:

2NaCl (aq) + CaCO₃(S) <=> نا₂CO₃(ق) + CaCl₂(آق)

نتاج الاهتمام في هذه العملية هو في الواقع كربونات الصوديوم ، نا₂CO₃.

خصائص

الخصائص الفيزيائية و delquescence

وهي صلبة بيضاء ، عديم الرائحة واسترطابي. هذا الميل إلى امتصاص الرطوبة من البيئة يرجع إلى قاعدية أيونات الكالسيوم.²⁺.

من أي نوع أساسي: لويس أم برونستيد؟ من لويس ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأنواع الإيجابية قادرة على قبول الإلكترونات. يتم التبرع بهذه الإلكترونات ، على سبيل المثال ، بواسطة ذرات الأكسجين في جزيئات الماء.

تمتص المادة الصلبة الرطوبة إلى درجة الذوبان في نفس الماء الذي يبلل بلوراتها. تُعرف هذه الخاصية باسم delquescence.

كثافته هي 2.15 جم / مل. بما أنه يدمج الماء في بنيته ، فإن البلورات "تتسع" ، مما يزيد من حجمها ، وبالتالي يقلل من الكثافة. فقط CaCl₂· ح₂أو اخترق هذا الاتجاه ، مما يدل على كثافة أعلى (2.24 جم / مل).

يبلغ الوزن الجزيئي لملح أنهيدريد حوالي 111 جم / مول ، ولكل جزيء من الماء في بنيته يزيد هذا الوزن 18 وحدة.

الذوبانية

و CaCl₂ وهو قابل للذوبان في الماء للغاية وفي بعض المذيبات القطبية ، مثل الإيثانول وحمض الخليك والميثانول والكحوليات الأخرى.

تذويب الحرارة

عندما تذوب في الماء ، تكون العملية طاردة للحرارة ، وبالتالي تدفئ الحل والمناطق المحيطة به.

وذلك لأن المجمع المائي يستقر أيونات الكالسيوم بشكل أفضل²⁺ في حل التفاعلات الإلكتروستاتيكية مع أيونات الكلور^-. نظرًا لأن المنتج أكثر استقرارًا ، تطلق الطاقة الصلبة الطاقة في شكل حرارة.

المنحل بالكهرباء

و CaCl₂ يمكن أن يتعرض المصهور لعملية التحليل الكهربائي ، وهي عملية فيزيائية تتكون من فصل مركب في عناصره عن عمل تيار كهربائي. في حالة هذا الملح ، فإن المنتجات هي الكالسيوم المعدني والكلور الغازي:

CaCl₂(ل) → Ca (s) + Cl₂(G)

أيونات الكالسيوم²⁺ يتم تخفيض في الكاثود ، في حين أن أيونات Cl^- تتأكسد في الأنود.

مراجع

1. ليزا ويليامز (20 ديسمبر 2009). طريق الجليدية. [الشكل]. تم الاسترجاع في 9 أبريل 2018 من: flickr.com
2. ويكيبيديا. (2018). كلوريد الكالسيوم. تم الاسترجاع في 9 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org
3. J. Mehl، D. Hicks، C. Toher، O. Levy، R. M. Hanson، G. L.W. Hart، and S. Curtarolo، The AFLOW Library of Crystallographic Prototype: Part 1، Comp. حصيرة. Sci. 136 ، S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية في عناصر المجموعة 2. (الطبعة الرابعة. ، صفحة 278). مولودية جراو هيل.
5. بوب كيم. (2018). كلوريد الكالسيوم. تم الاسترجاع في 9 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. كلوريد الكالسيوم: دليل الخواص الفيزيائية. تم الاسترجاع في 9 أبريل 2018 من: oxy.com
7. كارول آن. الاستخدامات الشائعة لكلوريد الكالسيوم. تم الاسترجاع في 9 أبريل ، 2018 ، من: hunker.com