- Struktur
- Crystal og dets ioner
- Morfologi
- Ejendomme
- Fysisk fremtoning
- Molar masse
- Smeltepunkt
- Massefylde
- pH
- Vandopløselighed
- K
- Brydningsindeks
- Stabilitet
- Indhentning
- Applikationer
- Fødevareforarbejdning
- Desinficeringsmiddel til kloak
- Papirindustri
- Gasabsorber
- Personlig pleje
- Konstruktion
- Risici og bivirkninger
- Referencer
Den calciumhydroxid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Ca (OH) 2. Det er et hvidt pulver, der har været i brug i tusinder af år, i hvilket tidsrum det har tjent flere traditionelle navne eller kaldenavne; blandt dem kan vi nævne slak, død, kemisk, hydreret eller fin kalk.
I naturen fås det i et sjældent mineral kaldet portlandit, i samme farve. På grund af dette opnås Ca (OH) 2 ikke direkte fra dette mineral, men fra en varmebehandling efterfulgt af hydrering af kalkstenen. Kalk, CaO, opnås herfra, som derefter standses eller hydreres for at producere Ca (OH) 2.
En fast prøve af calciumhydroxid. Kilde: Kemisk interesse
Ca (OH) 2 er en relativt svag base i vand, da den næppe kan opløses i varmt vand; men dets opløselighed øges i koldt vand, fordi dets hydratisering er eksotermisk. Imidlertid er dens grundlæggende fortsat en grund til at være forsigtig med det, når du håndterer det, da det kan forårsage forbrændinger til enhver del af kroppen.
Det er blevet brugt som en pH-regulator til forskellige materialer eller fødevarer, ligesom den er en god kilde til kalk med hensyn til dens masse. Det har anvendelser inden for papirindustrien, til desinfektion af spildevand, i depilatoriske produkter, i fødevarer fremstillet af majsmel.
Imidlertid har dets vigtigste anvendelse været som konstruktionsmateriale, da kalk hydrateres, når det blandes med de andre ingredienser i gips eller mørtel. I disse hærdede blandinger absorberer Ca (OH) 2 kuldioxid fra luften for at konsolidere sandkrystallerne sammen med dem, der er dannet af calciumcarbonat.
I øjeblikket forskes der stadig med det formål at udvikle bedre byggematerialer, der har Ca (OH) 2 direkte i deres sammensætning som nanopartikler.
Struktur
Crystal og dets ioner
Ioner af calciumhydroxid. Kilde: Claudio Pistilli
I det øverste billede har vi ioner, der udgør calciumhydroxid. Dets meget formel Ca (OH) 2 indikerer, at der for hver Ca 2+ -kation er to OH-anioner - som interagerer med det gennem elektrostatisk tiltrækning. Resultatet er, at begge ioner ender med at etablere en krystal med en hexagonal struktur.
I sådanne hexagonale krystaller af Ca (OH) 2 er ioner meget tæt på hinanden, hvilket giver udseendet som at være en polymerstruktur; selvom der ikke er nogen formel Ca-O-kovalent binding, er der stadig den markante forskel i elektronegativitet mellem de to elementer.
Struktur af calciumhydroxid
Strukturen genererer octahedra CaO 6, det vil sige, Ca 2+ interagerer med seks OH - (Ca 2+ -OH -).
En række af disse octahedra udgør et lag af krystallen, som kan interagere med en anden ved hjælp af brintbindinger, der holder dem intermolekylært sammenhængende; denne interaktion forsvinder imidlertid ved en temperatur på 580 ° C, når Ca (OH) 2 dehydratiseres til CaO.
På siden af højt tryk er der ikke meget information i denne henseende, skønt studier har vist, at ved et tryk på 6 GPa gennemgår den sekskantede krystal en overgang fra den sekskantede til den monokliniske fase; og med det deformation af CaO 6 octahedra og deres lag.
Morfologi
Krystallerne af Ca (OH) 2 er hexagonale, men det er ikke et hinder for dem at anvende nogen morfologi. Nogle af disse strukturer (såsom strenge, flager eller klipper) er mere porøse end andre, robuste eller flade, hvilket direkte påvirker deres endelige anvendelser.
Det er således ikke det samme at bruge krystaller fra mineralportlanditen end at syntetisere dem, så de består af nanopartikler, hvor nogle få strenge parametre følges; såsom hydratiseringsgraden, koncentrationen af den anvendte CaO og tiden, hvor krystallen får lov til at vokse.
Ejendomme
Fysisk fremtoning
Hvidt, lugtfrit, pulverformigt fast stof med en bitter smag.
Molar masse
74,093 g / mol
Smeltepunkt
580 ° C Ved denne temperatur sønderdeles det frigivelse af vand, så det når aldrig fordampning:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Massefylde
2.211 g / cm 3
pH
En mættet vandig opløsning deraf har en pH på 12,4 ved 25 ° C.
Vandopløselighed
Opløseligheden af Ca (OH) 2 i vand falder med en stigning i temperaturen. For eksempel er dens opløselighed ved 0 ° C 1,89 g / L; mens ved 20 ° C og 100 ° C, er disse henholdsvis 1,73 g / l og 0,66 g / l.
Dette indikerer en termodynamisk kendsgerning: hydratiseringen af Ca (OH) 2 er eksotermisk, så under hensyntagen til Le Chateliers princip ville ligningen være:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Hvor Q frigøres varmen. Jo varmere vandet er, desto mere ligevægt vil have en tendens til venstre; det vil sige, mindre Ca (OH) 2 vil opløses. Det er af denne grund, at det i koldt vand opløses meget mere end i kogende vand.
På den anden side øges opløseligheden, hvis pH bliver sur på grund af neutraliseringen af OH - ioner og skiftet fra den forrige ligevægt til højre. Der frigøres endnu mere varme under denne proces end i neutralt vand. Udover sure vandige opløsninger er Ca (OH) 2 også opløselig i glycerol.
K
5,5 · 10-6. Denne værdi betragtes som lille og er i overensstemmelse med den lave opløselighed af Ca (OH) 2 i vand (samme balance som ovenfor).
Brydningsindeks
1574
Stabilitet
Ca (OH) 2 forbliver stabil, så længe det ikke udsættes for CO 2 fra luften, da det absorberer det og danner calciumcarbonat, CaCO 3. Derfor, begynder det at blive forurenet i en fast blanding af Ca (OH) 2 -CaCO 3 krystaller, hvor der er CO 3 2- anioner konkurrerer med OH - at interagere med Ca 2+:
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
I virkeligheden er dette grunden til, koncentreret Ca (OH) 2 opløsninger slå mælkeagtig, som en suspension af CaCO 3 partikler vises.
Indhentning
Ca (OH) 2 opnås kommercielt ved omsætning af kalk, CaO, med et to til tre gange overskud af vand:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Carbonisering af Ca (OH) 2 kan imidlertid forekomme i processen, ligesom forklaret ovenfor.
Andre metoder til opnåelse af den bestå af anvendelse af opløselige calciumsalte, såsom CaCl 2 eller Ca (NO 3) 2, og alkaliniserende dem med NaOH, således at Ca (OH) 2 bundfald. Ved at kontrollere parametre, såsom vandmængder, temperatur, pH, opløsningsmiddel, grad af carbonisering, modningstid osv., Kan nanopartikler med forskellige morfologier syntetiseres.
Det kan også tilberedes ved at vælge naturlige og vedvarende råmaterialer eller affald fra en industri, der er rig på calcium, som når det opvarmes og dets aske vil bestå af kalk; og herfra igen, Ca (OH) 2, kan fremstilles ved hydratisering af disse asken uden behov for at affald kalksten, CaCO 3.
For eksempel er agave bagasse blevet brugt til dette formål, idet merværdien til affald fra tequila-industrier tildeles.
Applikationer
Fødevareforarbejdning
Pickles blødlægges først i calciumhydroxid for at gøre dem sprødere. Kilde: Pixabay.
Calciumhydroxid findes i mange fødevarer i nogle af dets forberedelsestrin. For eksempel dyppes pickles, såsom kalksten, i en vandig opløsning af det for at gøre dem mere sprøde, når de pakkes i eddike. Dette skyldes, at proteinerne på dens overflade absorberer calcium fra miljøet.
Det samme sker med majskorn, før de omdannes til mel, da det hjælper dem med at frigive vitamin B 3 (niacin) og letter deres slibning. Calcium, det leverer, bruges også til at tilføje ernæringsmæssig værdi til visse juice.
Ca (OH) 2 kan også erstatte bagepulver i nogle brødopskrifter og tydeliggøre de sukkerholdige opløsninger, der er opnået fra sukkerrør og roer.
Desinficeringsmiddel til kloak
Den afklarende virkning af Ca (OH) 2 skyldes det faktum, at det fungerer som et flokkuleringsmiddel; det vil sige, det øger størrelsen af de suspenderede partikler, indtil de danner flokker, som senere sætter sig eller kan filtreres.
Denne egenskab er blevet brugt til at desinficere spildevand, destabilisere dens ubehagelige kolloider til udsigten (og lugten) af tilskuerne.
Papirindustri
Ca (OH) 2 anvendes i Kraft-processen til at regenerere den NaOH, der bruges til behandling af træ.
Gasabsorber
Ca (OH) 2 bruges til at fjerne CO 2 fra lukkede rum eller i miljøer, hvor dens tilstedeværelse er kontraproduktiv.
Personlig pleje
Ca (OH) 2 findes stiltiende i formuleringer til depilatoriske cremer, da dets basalitet hjælper med at svække hårets keratin, og det er derfor lettere at fjerne dem.
Konstruktion
Calciumhydroxid er en del af strukturer på gamle byggepladser såsom pyramiderne i Egypten. Kilde: Pexels.
Ca (OH) 2 har været til stede siden umindelige tider og integreret masserne af gips og mørtel, der blev brugt til konstruktion af egyptiske arkitektoniske værker såsom pyramiderne; også bygninger, mausoleums, vægge, trapper, gulve, understøtter og endda til genopbygning af tandcement.
Dens befæstende virkning skyldes det faktum, at når de "indånder" CO 2, ender de resulterende krystaller af CaCO 3 med at integrere sandet og de andre komponenter i sådanne blandinger i bedre grad.
Risici og bivirkninger
Ca (OH) 2 er ikke et stærkt basisk fast stof sammenlignet med andre hydroxider, skønt det er mere end Mg (OH) 2. På trods af at den ikke er reaktiv eller antændelig, er dens grundlæggelse stadig aggressiv nok til at forårsage mindre forbrændinger.
Derfor skal det håndteres med respekt, da det er i stand til at irritere øjne, tunge og lunger samt udløse andre sygdomme som: synstab, svær alkalisering af blodet, hududslæt, opkast og ondt i halsen.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Calciumhydroxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero et al. (2016). Syntese og karakterisering af calciumhydroxid opnået fra agave bagasse og undersøgelse af dets antibakterielle aktivitet. Gendannes fra: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Krystallstruktur af højtryksfasen af calciumhydroxid, portlandit: In situ-pulver og enkeltkrystallisk røntgenstrålediffraktion. American Mineralogist; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (05. juni 2019). Calciumhydroxid. Kemi LibreTexts. Gendannes fra: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. et al. (2015). Syntese af nano-calciumhydroxid i vandigt medium. The American Ceramic Society. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12. april 2018). Hvordan bruges kalciumhydroxid i mad og er det sikkert? Gendannes fra: healthline.com
- Brian Clegg. (26. maj 2015). Calciumhydroxid. Gendannes fra: chemistryworld.com