Calciumchloride (CaCl2) structuur, gebruik en eigenschappen

de calciumchloride (CaCl₂₎ Het is een anorganisch zout dat bestaat uit calcium, aardalkalimetaal en chloorhalogeen. In die verbinding zijn er verschillende elektrostatische interacties die het uiterlijk van de kristallen en de rest van hun fysische eigenschappen bepalen.

Ook gaat het altijd gepaard met watermoleculen, die hydraten vormen met de algemene formules CaCl₂· XH₂Of, met x = 0, 1, 2, 4 en 6. Wanneer x = 0, mist het zout water en is het watervrij, zoals blijkt uit de hierboven genoemde chemische formule.

In de bovenste afbeelding zijn vaste delen van CaCl geïllustreerd₂. In omstandigheden met een lage luchtvochtigheid, is het mogelijk het watervrije zout watervrij te houden, hoewel het de natuurlijke neiging ervan is om het te absorberen totdat het oplost (deliquescence).

index

• 1 formule
• 2 Structuur
  • 2.1 Moleculaire geometrie en waterige calciumcomplexen
• 3 Gebruik
• 4 Hoe is het gedaan??
• 5 Eigenschappen
  • 5.1 Fysieke eigenschappen en deliquescentie  
  • 5.2 Oplosbaarheid
  • 5.3 Oplossingswarmte
  • 5.4 Elektrolytontleding
• 6 Referenties

formule

De chemische formule is CaCl₂: Druk dat uit voor elke Ca ion²⁺ er zijn twee Cl-ionen^- die de positieve lading neutraliseren. Het metaalcalcium - uit groep 2 van het periodiek systeem (Mr. Becambara) - levert zijn twee elektronen op voor elk chlooratoom, element van groep 17.

structuur

De structuur van CaCl wordt geïllustreerd in het bovenste beeld₂ anhydride. De groene bollen komen overeen met Cl-ionen^-, terwijl wit tot Ca-ionen²⁺. Deze bollen zijn gerangschikt in een parallellepipedum, dat niet meer is dan de orthorombische unitaire cel van de kristallen.

De structuur kan het verkeerde idee geven dat calcium de boventoon voert; als er echter meer herhalingen van de eenheidscel werden gereproduceerd, zou de grotere hoeveelheid groene bollen duidelijk zijn: Cl-ionen^-.

Aan de andere kant, de Ca-ionen²⁺ ze hebben kleinere ionenradii dan Cl-ionen^-. Dit komt omdat, wanneer ze elektronen verliezen, de kernen van de atomen een grotere aantrekkingskracht uitoefenen op de buitenste elektronische lagen, wat de ionische straal vermindert.

In het geval van Cl^-, het heeft een extra elektron dat niet met dezelfde kracht kan worden aangetrokken, waardoor de ionische straal wordt vergroot.

Moleculaire geometrie en waterige calciumcomplexen

In het midden van de parallellepipedum de Ca²⁺ is omringd door zes Cl^-. Vier hiervan liggen in een vierkant vlak en de andere twee bevinden zich loodrecht (de groene bollen verder weg van de witte bol).

Als gevolg van de rangschikking van deze ionen, rond de Ca²⁺ een octaëder is "gewapend", waardoor een octaëdrische moleculaire geometrie wordt toegekend.

Als je bedenkt hoe de groene bollen zijn gerangschikt, kan een watermolecuul een van deze vervangen, wat gebeurt met CaCl₂· H₂Of, mogelijk in het vierkante vlak. Dit feit wijzigt de kristallijne structuur en, als het water de groene bollen vervangt, verandert de rangschikking van de ionen.

Wanneer alle Cl-ionen^- worden vervangen door watermoleculen, het CaCl-hydraat wordt gevormd₂· 6H₂O. Op dit moment is de octaëder "waterig" en zijn de moleculen nu in staat om met elkaar in wisselwerking te treden door waterstofbruggen (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Achtereenvolgens kan calcium zelfs meer watermoleculen accepteren zonder de gevestigde verhouding te veranderen. Dit betekent dat CaCl₂· 6H₂Of het kan andere complexe structuren aannemen, tot het punt dat het wordt beschouwd als kristallijne polymeren van calcium en water.

Deze structuren zijn echter minder stabiel dan die worden opgebouwd door elektrostatische interacties (Ca²⁺ en Cl^-) van watervrij zout.

toepassingen

- Vermijd bevriezing van het water tijdens de winter. Calciumchloride genereert veel warmte wanneer het oplost en vervolgens smelt het ijs wanneer de temperatuur stijgt. Om deze reden wordt het gebruikt om het risico van circulatie van personen en voertuigen tijdens het koude seizoen te verminderen.

- Helpt bij het beheersen van stof op onverharde wegen.

- Versnelt de droogsnelheid van beton nadat het is gegoten.

- CaCl-vloeistoffen₂ verhoging van de efficiëntie van het boren voor de winning van gas uit zijn ondergrondse afzettingen, evenals die van aardolie.

- Het wordt toegevoegd aan de zwembaden om de erosie te verminderen die wordt veroorzaakt door het beton van de muren. Het gesedimenteerde calcium vervult deze functie.

- Omdat het een hygroscopisch zout is, kan calciumchloride als een droogmiddel worden gebruikt, waardoor de luchtvochtigheid van de lucht eromheen en dus van de stoffen in contact met die lucht kan worden verlaagd.

- Het wordt gebruikt als conserveermiddel in sommige voedingsmiddelen, evenals als additief in verschillende van deze, zoals energiedranken die worden gebruikt door atleten, kazen, bieren, enz..

- In de medische praktijk heeft het ook nut bij de behandeling van depressie veroorzaakt door een overdosis magnesiumsulfaat, evenals in loodvergiftiging.

Hoe is het gedaan??

De natuurlijke bronnen van deze verbinding zijn de zoutoplossingen die gewonnen worden uit de zeeën of meren.

De belangrijkste bron is echter afkomstig van het Solvay-proces, waarin kalksteen (CaCO)₃) ondergaat een reeks transformaties totdat het wordt afgeleid uit het bijproduct van calciumchloride:

2NaCl (aq) + CaCO₃(S) <=> na₂CO₃(s) + CaCl₂(Aq)

Het product van interesse in dit proces is eigenlijk natriumcarbonaat, Na₂CO₃.

eigenschappen

Fysieke eigenschappen en deliquescence

Het is een witte vaste stof, geurloos en hygroscopisch. Deze neiging om vocht uit de omgeving te absorberen is te wijten aan de basiciteit van de Ca-ionen.²⁺.

Basiskennis van wat voor soort: Lewis of Bronsted? Van Lewis, vanwege het feit dat de positieve soort in staat is om elektronen te accepteren. Deze elektronen worden bijvoorbeeld gedoneerd door de zuurstofatomen van watermoleculen.

De vaste stof absorbeert vocht tot het niveau van oplossen in hetzelfde water dat zijn kristallen bevochtigt. Deze eigenschap staat bekend als deliquescence.

De dichtheid is 2,15 g / ml. Omdat het kristal water in zijn structuur incorporeert, "dilateert" het kristal, waardoor het volume toeneemt en bijgevolg de dichtheid afneemt. Alleen CaCl₂· H₂Of breken met deze trend, met een hogere dichtheid (2,24 g / ml).

Het molecuulgewicht van het anhydridezout is ongeveer 111 g / mol, en voor elk molecuul water in zijn structuur neemt dit gewicht toe met 18 eenheden.

oplosbaarheid

De CaCl₂ Het is zeer oplosbaar in water en in sommige polaire oplosmiddelen, zoals ethanol, azijnzuur, methanol en andere alcoholen.

Oplossingswarmte

Wanneer het in water is opgelost, is het proces exotherm en verwarmt het de oplossing en de omgeving.

Dit komt omdat het waterige complex de Ca-ionen beter stabiliseert²⁺ in oplossing die elektrostatische interacties met Cl-ionen^-. Omdat het product stabieler is, geeft de vaste stof energie af in de vorm van warmte.

Elektrolytontleding

De CaCl₂ Gesmolten kan worden onderworpen aan elektrolyse, fysisch proces dat bestaat uit de scheiding van een verbinding in zijn elementen van de werking van een elektrische stroom. In het geval van dit zout zijn de producten metaalcalcium en gasvormig chloor:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(G)

De Ca-ionen²⁺ worden gereduceerd aan de kathode, terwijl Cl-ionen^- ze zijn geoxideerd aan de anode.

referenties

1. Lisa Williams (20 december 2009). Icy Road. [Afbeelding]. Opgeruimd op 9 april 2018, vanaf: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Calciumchloride. Opgehaald op 9 april 2018, vanaf: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart en S. Curtarolo, The AFLOW Library of Crystallographic Prototypes: Part 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische chemie In De elementen van groep 2. (Vierde editie., Pagina 278). Mc Graw Hill.
5. PubChem. (2018). Calciumchloride. Opgeruimd op 9 april 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Calciumchloride: een gids voor fysieke eigenschappen. Opgehaald op 9 april 2018, vanaf: oxy.com
7. Carole Ann. Algemeen gebruik van calciumchloride. Opgehaald op 9 april 2018, vanaf: hunker.com