Kalciumhydroxid (CA (OH) 2) Struktur, egenskaper, erhållning, användning

han kalcium hydroxid Det är en oorganisk förening vars kemiska formel är CA (OH)₂. Det är ett vitt pulver som har använts i tusentals år, under vilket det har vunnit flera traditionella namn eller smeknamn; Bland dem kan vi nämna de tråkiga, döda, kemiska, hydratiserade eller fina.

I naturen finns det i ett litet rikligt mineral som heter Portlandita, i samma färg. På grund av detta CA (OH)₂ Det erhålls inte direkt från detta mineral, utan från en värmebehandling, följt av hydrering, kalksten. Detta erhålls av Lime, Cao, som därefter stängs av eller fuktar för att producera CA (OH)₂.

Ett fast prov av kalciumhydroxid. Källa: Chemicalinterest [Public Domain]

CA (OH)₂ Det är en relativt svag bas i vatten, eftersom den knappt kan upplösas i varmt vatten; Men dess löslighet ökar i kallt vatten, eftersom dess hydrering är exoterm. Emellertid fortsätter dess basicitet att vara en anledning att vara försiktig med den under dess manipulation, eftersom det kan orsaka brännskador var som helst i kroppen.

Det har använts som pH -regulator för olika material eller mat, förutom att vara en bra källa till kalcium när det gäller dess massa. Den har applikationer i pappersindustrin, i desinfektionen av avloppsvatten, i depilerande produkter, i matvaror gjorda av majsmjöl.

Den viktigaste användningen har emellertid varit som konstruktionsmaterial, eftersom kalk är hydratiserad vid blandning med de andra ingredienserna i gips eller murbruk. I dessa härdade blandningar, CA (OH)₂ Absorbera koldioxiden i luften för att konsolidera sandkristaller tillsammans med kalciumkarbonat bildas.

För närvarande bedrivs forskning fortfarande i syfte att utveckla bättre byggmaterial som har CA (OH)₂ direkt i sin sammansättning som nanopartiklar.

[TOC]

Strukturera

Crystal och dess joner

Kalciumhydroxidjoner. Källa: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

I den övre bilden har vi jonerna som integrerar kalciumhydroxid. Samma CA -formel (OH)₂ påpekar att för varje katjon CA²⁺ Det finns två OH -anjoner^- som interagerar med honom genom elektrostatisk attraktion. Resultatet är att båda jonerna slutar etablera en hexagonal strukturkristall.

I sådana hexagonala kristaller av CA (OH)₂ Jonerna är mycket nära varandra, vilket ger utseendet att vara en polymerstruktur; Även om det inte finns någon formellt en kovalent bindning CA-O fortfarande med tanke på den anmärkningsvärda skillnaden mellan elektronegativitet mellan de två elementen.

Kalciumhydroxidstruktur

Strukturen genererar Octaedros Cao₆, det vill säga CA²⁺ interagera med sex OH^- (AC²⁺-Åh^-).

Det kan tjäna dig: litiumhydroxid (LIOH)

En serie av dessa oktaedra utgör ett lager av glaset, som kan interagera med en annan med vätebroar som upprätthåller dem intermolekylärt sammanhängande; Emellertid försvinner denna interaktion vid en temperatur av 580 ºC, när Ca (OH) är uttorkad₂ till Cao.

På sidan av högt tryck finns det inte mycket information om det, även om studier verifierade att vid ett tryck av 6 GPa lider det hexagonala glaset en övergång från den hexagonala till den monokliniska fasen; Och med detta, deformationen av octaedros cao₆ och dess lager.

Morfologi

CA (OH) -kristallerna₂ De är hexagonala, men det är inte ett hinder för dem att anta någon morfologi. Vissa av dessa strukturer (trådar, flingor eller stenar) är mer porösa än andra, robusta eller platta, vilket direkt påverkar deras slutliga tillämpningar.

Således är det inte detsamma att använda kristaller från Portland Mineral än att syntetisera dem så att de består av nanopartiklar där några strikta parametrar följs; såsom graden av hydrering, koncentrationen av CAO som används och tiden som tillåts växa glas.

Egenskaper

Fysiskt utseende

Fast vit, toalett och bitter smak fast.

Molmassa

74,093 g/mol

Smältpunkt

580 ºC. Vid denna temperatur bryts det ned och släpper vatten, så det når aldrig för att förånga:

Ca (oh)₂ => Cao + h₂ANTINGEN

Densitet

2,211 g/cm³

pH

En vattnig vattnig lösning av den har ett pH på 12,4 till 25 ºC.

Vattenlöslighet

Lösligheten hos CA (OH)₂ I vatten minskar med en temperaturökning. Till exempel, vid 0 ºC är dess löslighet 1,89 g/l; Medan 20 ºC och 100 ºC är dessa 1,73 g/l respektive 0,66 g/l.

Detta indikerar ett termodynamiskt faktum: CA Hydration (OH)₂ Det är exotermiskt, så att lyda principen om Le Catelier skulle ekvationen vara:

Ca (oh)₂ Växelström²⁺ + 2OH^- + Q

Var släpps värmen. Ju varmare vattnet, balansen tenderar mer till vänster; det vill säga CA (OH) kommer att lösa upp mindre₂. Det är av den anledningen som i kallt vatten upplöses mycket mer än i kokande vatten.

Å andra sidan ökar denna löslighet om pH blir syra på grund av neutralisering av OH -joner^- och till förskjutningen av den föregående balansen till höger. Under denna process släpps ännu mer värme än i neutralt vatten. Förutom sura vattenlösningar, CA (OH)₂ Det är också lösligt i glycerol.

K_$

5,5 · 10^-6. Detta värde betraktas som litet och överensstämmer med den låga lösligheten hos CA (OH)₂ I vattnet (samma balans ovan).

Kan tjäna dig: metaller

Brytningsindex

1,574

Stabilitet

CA (OH)₂ Det förblir stabilt så länge det inte utsätts för co₂ av luften, eftersom den absorberar den och bildar kalciumkarbonat, caco₃. Därför börjar det bli fördrivet i en solid blandning av Ca (OH) -kristaller₂-Tjuv₃, Där det finns co -anjoner₃^2- Tävlar med OH^- Att interagera med CA²⁺:

Ca (oh)₂ + Co₂ => Caco₃ + H₂ANTINGEN

I själva verket är detta anledningen till att de koncentrerade lösningarna från CA (OH)₂ De vänder sängar, när en suspension av Caco -partiklar dyker upp₃.

Erhållande

CA (OH)₂ Det erhålls kommersiellt genom att reagera kalk, Cao, med ett överskott av två till tre gånger vatten:

Cao + h₂O => ca (OH)₂

Karboniseringen av CA (OH) kan dock ske i processen₂, Precis som förklarat ovan.

Andra metoder för att få det består i att använda lösliga kalciumsalter, till exempel klicket₂ eller CA (nej₃)₂, och basera dem med NaOH, så att CA (OH) rusar₂. Kontroll av parametrarna såsom volymer av vatten, temperatur, pH, lösningsmedel, karboniseringsgrad, mognadstid etc., Nanopartiklar med olika morfologier kan syntetiseras.

Det kan också framställas genom att välja naturligt och förnybart råmaterial, eller slöseri med en bransch, som är rika på kalcium, som när deras aska värms upp och bearbetas kommer att bestå av kalk; Och härifrån kan CA (OH) förberedas₂ Genom att hydrera dessa aska utan att behöva slösa kalksten, kako₃.

Till exempel har Bagazo del Agave använts för detta ändamål och tilldelat ett mervärde till avfallet från Tequila Industries.

Ansökningar

Matbehandling

Picklarna blötläggs först i kalciumhydroxid för att vara mer krispiga. Källa: Pixabay.

Kalciumhydroxid finns i många livsmedel i några av dess beredningssteg. Till exempel, i en vattenhaltig lösning av den, är pickles nedsänkta, som gurkor, för att göra dem mer krispiga när de förpackar dem i vinäger. Detta beror på att proteinerna från deras yta absorberar kalcium i mitten.

På liknande sätt förekommer det med majskorn innan du förvandlas till mjöl, eftersom det hjälper till att frigöra vitamin B₃ (Niacina) och underlättar sin slipning. Kalcium som den tillhandahåller används också för att lägga till näringsvärde till vissa juicer.

CA (OH)₂ Du kan också byta ut bakpulver i vissa brödrecept och klargöra socker -kan -lösningar från sockerrör och rödbetor.

Desinfektionsmedel

Förklarande åtgärder av CA (OH)₂ Det beror på att det fungerar som ett flockningsmedel; Det vill säga storleken på de suspenderade partiklarna ökar för att bilda flockulus, som därefter sediment eller kan filtrera.

Kan tjäna dig: Pauling Scale

Den här egenskapen har använts för att desinficera avloppsvatten och destabilisera dess obehagliga kolloider i synen (och lukten) av åskådarna.

Pappersindustri

CA (OH)₂ Det används i Kraft -processen för att regenerera NaOH som används för att behandla trä.

Gasabsorberande

CA (OH)₂ Det används för att eliminera CO₂ av stängda utrymmen eller i miljöer där deras närvaro är kontraproduktiv.

Personlig vård

I formuleringar för depilerande krämer CA (OH)₂ Det är tyst, eftersom dess basicitet hjälper till att försvaga hårets keratin, och därmed är det lättare att ta bort dem.

Konstruktion

Kalciumhydroxid är en del av strukturerna i gamla konstruktionsarbeten som Pyramiderna i Egypten. Källa: Pexels.

CA (OH)₂ Han har varit närvarande sedan tiderna som integrerar massorna av gips och murbruk som användes i konstruktionen av egyptiska arkitektoniska verk som pyramider; Även byggnader, mausoleums, väggar, trappor, golv, stöd och till och med för att bygga om tandcementet.

Dess befästande handling beror på att genom att "andas" CO₂, Kristallerna till följd av Caco₃ Sandarna och andra komponenter i sådana blandningar hamnar i bättre grad.

Risker och biverkningar

CA (OH)₂ Det är inte ett starkt grundläggande fasta jämfört med andra hydroxider, även om mer än MG (OH)₂. Trots det, trots att han inte är reaktiv eller brandfarlig, är dess basicitet fortfarande tillräckligt aggressiv för att orsaka små brännskador.

Därför måste den manipuleras med respekt, eftersom den kan irritera ögonen, tunga och lungor, förutom att utlösa andra sjukdomar som: förlust av syn, svår alkalinisering av blod, hudutslag, kräkningar och halssmärta.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Hydroxidkalcium. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Chávez Guerrero et al. (2016). Syntes och karakterisering av kalciumhydroxid erhållen från agave bagasse och forskning av dess antibakteriella aktivitet. Återhämtat sig från: Scielo.org.mx
4. Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kristallstruktur i högtrycksfasen för kalciumhydroxid, Portlandite: På situpulver och enkelkristall röntgendiffraktionsstudie. Amerikansk mineralogist; 98 (8-9): 1421-1428. Doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
5. Hans Lohninger. (5 juni 2019). Hydroxidkalcium. Kemi librettexts. Återhämtad från: kem.Librettexts.org
6. Aniruddha s. et al. (2015). Syntes av nano kalciumhydroxid i lidande medium. Det amerikanska keramiska samhället. doi.org/10.1111/jace.14023
7. Carly Vandergrindt. (12 april 2018). Hur används kalciumhydroxid i mat och är det säkert? Återhämtat sig från: Healthline.com
8. Brian Clegg. (26 maj 2015). Hydroxidkalcium. Återhämtat sig från: Chemistryworld.com