- Szerkezet
- Kristály és ionjai
- Morfológia
- Tulajdonságok
- Fizikai megjelenés
- Moláris tömeg
- Olvadáspont
- Sűrűség
- pH
- Vízben való oldhatóság
- K
- Törésmutató
- Stabilitás
- beszerzése
- Alkalmazások
- Élelmiszer feldolgozás
- Szennyvíz fertőtlenítő
- Papíripar
- Gázelnyelő
- Testápolási
- Építkezés
- Kockázatok és mellékhatások
- Irodalom
A kalcium-hidroxid egy szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete Ca (OH) 2. Ez egy fehér por, amelyet már évezredek óta használnak, és ennek során több hagyományos nevet vagy becenevet szerzett; Ezek közül említhetünk elsüllyedt, halott, vegyi, hidratált vagy finom mészt.
A természetben portlanditnek nevezett ritka ásványi anyagból kapható, azonos színű. Emiatt a Ca (OH) 2-t nem közvetlenül ebből az ásványból nyerik, hanem a mészkő hőkezelésével, majd hidratálásával. Ebből nyerik a mész, CaO-t, amelyet később leállítanak vagy hidratálnak, hogy Ca (OH) 2-t kapjanak.
Szilárd kalcium-hidroxid-minta. Forrás: Kémiai érdek
A Ca (OH) 2 viszonylag gyenge bázis a vízben, mivel forró vízben alig oldódik; de oldhatósága növekszik a hideg vízben, mert hidratációja exoterm. Alapvető fontosságú azonban továbbra is annak, hogy kezelésekor vigyázzon, mivel a test bármely részén égési sérüléseket okozhat.
Különböző anyagok vagy élelmiszerek pH-szabályozóként használták, és tömegüknél jó kalciumforrásként szolgál. Alkalmazható a papíriparban, a szennyvíz fertőtlenítésében, szőrtelenítő termékekben, a kukoricalisztből készült élelmiszerekben.
Ennek legfontosabb felhasználása építőanyagként volt, mivel a mész hidratálódik, amikor a többi összetevővel vakolatban vagy habarcsban keverednek. Ezekben a megszilárdult keverékekben a Ca (OH) 2 felszívja a széndioxidot a levegőből, hogy megszilárdítsa a homokkristályokat a kalcium-karbonátból képződött kristályokkal.
Jelenleg még folynak kutatások azzal a céllal, hogy jobb építőanyagokat fejlesszenek ki, amelyek Ca (OH) 2-vel közvetlenül nanorészecskékben vannak jelen.
Szerkezet
Kristály és ionjai
Kalcium-hidroxid-ionok. Forrás: Claudio Pistilli
A felső képen olyan ionok vannak, amelyek kalcium-hidroxidot alkotnak. A Ca (OH) 2 képlete azt jelzi, hogy minden Ca 2+ kationban két OH-anion van - ezek kölcsönhatásba lépnek vele elektrosztatikus vonzerőn keresztül. Ennek eredményeként mindkét ion végül hatszögletű kristályt hoz létre.
A Ca (OH) 2 ilyen hatszögletű kristályaiban az ionok nagyon közel vannak egymáshoz, ami úgy tűnik, hogy polimer szerkezetű; bár nincs formális Ca-O-kovalens kötés, a két elem közötti elektronegativitás jelentős különbségére tekintettel.
A kalcium-hidroxid szerkezete
A szerkezet generál octahedra CaO 6, azaz a Ca 2+ kölcsönhat hat OH - (Ca 2+ -OH -).
Ezen oktaéderek sorozata alkotja a kristályréteget, amely kölcsönhatásba léphet egy másik hidrogénkötéssel, amely molekulárisan összetartó képességet tart; ez a kölcsönhatás azonban 580 ° C hőmérsékleten eltűnik, amikor a Ca (OH) 2- t CaO-ra dehidrálják.
A nagynyomású oldalról ebben a tekintetben nincs sok információ, bár a tanulmányok kimutatták, hogy 6 GPa nyomáson a hatszögletű kristály a hexagonálisról a monoklinikus fázisra megy át; és ezzel a CaO 6 oktaéder és rétegeinek deformációja.
Morfológia
A Ca (OH) 2 kristályok hatszögletűek, de ez nem akadályozza őket a morfológia elfogadásában. Ezeknek a szerkezeteknek egy része (például szál, pehely vagy kőzet) porózusabb, mint mások, robosztus vagy lapos, ami közvetlenül befolyásolja végső alkalmazásukat.
Tehát nem ugyanaz az ásványi portlanditból származó kristályok használata, mint azok szintetizálása, hogy nanorészecskékből álljanak, ahol néhány szigorú paramétert követnek; például a hidratáció mértéke, a felhasznált CaO koncentrációja és a kristály növekedésének ideje.
Tulajdonságok
Fizikai megjelenés
Fehér, szagtalan, por alakú, keserű ízű szilárd anyag.
Moláris tömeg
74,093 g / mol
Olvadáspont
580 ° C Ezen a hőmérsékleten bomlik, hogy felszabadítson vizet, így soha nem éri el a párolgást:
A Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Sűrűség
2,211 g / cm 3
pH
Ennek telített vizes oldatának pH-ja 25,4 ° C-on 12,4.
Vízben való oldhatóság
A Ca (OH) 2 vízben való oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken. Például 0 ° C-on oldhatósága 1,89 g / L; míg 20 ° C-on és 100 ° C-on ezek 1,73 g / L, illetve 0,66 g / L.
Ez termodinamikai tényt jelez: a Ca (OH) 2 hidratálása exoterm, tehát a Le Chatelier elvének betartásával az egyenlet a következő lenne:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Ahol Q a kibocsátott hő. Minél melegebb a víz, annál inkább az egyensúly balra fordul; vagyis kevesebb Ca (OH) 2 oldódik fel. Ez az oka annak, hogy hideg vízben sokkal jobban oldódik, mint forrásban lévő vízben.
Másrészt, az említett oldhatósága megnő, ha a pH savas lesz, mivel a semlegesítés az OH - ionok és az elmozdulás a korábbi egyensúlyi jobbra. A folyamat során még több hő szabadul fel, mint semleges vízben. A savas vizes oldatok mellett a Ca (OH) 2 oldódik a glicerinben is.
K
5,5 · 10 -6. Ezt az értéket kicsinek tekintik, és összhangban van a Ca (OH) 2 alacsony vízoldhatóságával (ugyanaz az egyensúly, mint a fenti).
Törésmutató
1574
Stabilitás
A Ca (OH) 2 stabil marad, amíg nincs kitéve a levegőben lévő CO 2 -nek, mivel felszívja azt, és kalcium-karbonátot, CaCO 3-t képez. Ezért kezd válni a szennyezett szilárd keverék Ca (OH) 2 -CaCO 3 kristályok, ahol a CO 3 2- anionok versengő OH -, hogy befolyásolja a Ca 2+:
A Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Valójában ez az oka annak, hogy a koncentrált Ca (OH) 2 oldatok tejessé váljanak, mivel megjelenik a CaCO 3 részecskék szuszpenziója.
beszerzése
A Ca (OH) 2 kereskedelemben kapható, ha mész, CaO, két-háromszoros feleslegben lévő vízzel reagáltatják:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Ugyanakkor a Ca (OH) 2 karbonizációja megtörténhet a folyamatban, amint azt a fentiekben kifejtettük.
Más módszerek, így ez áll segítségével oldható kalcium-sók, például kalcium-klorid 2 vagy Ca (NO 3) 2, és lúgosítjuk majd NaOH-val, úgy, hogy a Ca (OH) 2 csapadékot. A paraméterek, például a vízmennyiség, a hőmérséklet, a pH, az oldószer, a karbonizációs fok, az érési idő stb. Szabályozásával különböző morfológiájú nanorészecskék állíthatók elő.
Készíthető úgy is, hogy olyan kalciumban gazdag természetes és megújuló nyersanyagokat, vagy ipari hulladékokat választ meg, amelyek hevítéskor és hamujuk mészből állnak; és innen ismét a Ca (OH) 2 előállítható e hamu hidratálásával, anélkül, hogy mészkő, CaCO 3-t kellene pazarolni.
Erre a célra például az agave bagasse készül, amely hozzáadott értéket tulajdonít a tequilaipar hulladékainak.
Alkalmazások
Élelmiszer feldolgozás
A savanyúságot először kalcium-hidroxidban áztatják, hogy ropogóbbá váljanak. Forrás: Pixabay.
A kalcium-hidroxid számos élelmiszerben jelen van annak előkészítésének néhány szakaszában. Például a savanyúságok, például az uborka, ugyanolyan vizes oldatba merülnek, hogy ecetbe csomagolva ropogóbbá váljanak. Ennek oka az, hogy a felületén levő fehérjék felszívják a kalciumot a környezetből.
Ugyanez történik a kukoricaszemek, mielőtt átalakítása lisztet, mivel ez segít engedje B-vitamin 3 (niacin), és megkönnyíti azok csiszolás. Az általa biztosított kalcium bizonyos gyümölcslevek tápértékének növelésére is felhasználásra kerül.
A Ca (OH) 2 helyettesítheti a sütőport is néhány kenyérreceptben, és tisztázhatja a cukornádból és a répaból előállított cukros oldatokat.
Szennyvíz fertőtlenítő
A Ca (OH) 2 tisztító hatása annak a ténynek köszönhető, hogy flokkuláló szerként hat; vagyis növeli a szuszpendált részecskék méretét mindaddig, amíg pelyheket képeznek, amelyek később leülepednek vagy kiszűrhetők.
Ezt a tulajdonságot a szennyvíz fertőtlenítésére használják, és kellemetlen kolloidjait destabilizálják a nézők látására (és szagára).
Papíripar
A Ca (OH) 2- t a Kraft-eljárásban használják a fa kezelésére használt NaOH regenerálására.
Gázelnyelő
A Ca (OH) 2 eltávolítására használt CO 2 a zárt térben, vagy környezetben, ahol jelenléte nem célravezető.
Testápolási
A szőrtelenítő krémek készítésében hallgatólagosan megtalálják a Ca (OH) 2- t, mivel az alapossága segíti a haj keratinjának gyengítését, és így könnyebb eltávolítani őket.
Építkezés
A kalcium-hidroxid a régi építkezések, például Egyiptom piramisai szerkezetének részét képezi. Forrás: Pexels.
A Ca (OH) 2 az ókori idők óta jelen van, integrálva az egyiptomi építészeti munkák, például a piramisok építéséhez használt vakolat és habarcs tömegeit; épületek, mauzóleumok, falak, lépcsők, padlók, tartók és még a fogászati cement újjáépítése is.
A megerősítő hatás annak a ténynek köszönhető, hogy amikor „lélegző” a CO 2, a kapott kristályokat a CaCO 3 végével felfelé integrálja a homok és a többi összetevő az ilyen keverékek, hogy egy jobb mértékben.
Kockázatok és mellékhatások
A Ca (OH) 2 nem erősen bázikus szilárd anyag, összehasonlítva más hidroxidokkal, bár sokkal inkább, mint az Mg (OH) 2. Annak ellenére, hogy nem reagáló vagy tűzveszélyes, alapja még mindig elég agresszív ahhoz, hogy kisebb égési sérüléseket okozzon.
Ezért tisztelettel kell kezelni, mivel képes irritálni a szemet, a nyelvet és a tüdőt, és egyéb olyan betegségeket kiválthat, mint például: látásvesztés, a vér súlyos lúgossága, bőrkiütés, hányás és torokfájás..
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Kálcium hidroxid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero et al. (2016). Az agavebányából nyert kalcium-hidroxid szintézise és jellemzése, valamint antibakteriális aktivitásának vizsgálata. Helyreállítva: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). A kalcium-hidroxid, portlandit nagynyomású fázisának kristályszerkezete: In situ por és egykristályos röntgendiffrakciós vizsgálat. Amerikai ásványtan 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (2019. június 05.). Kálcium hidroxid. Kémia LibreTexts. Helyreállítva: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. és mtsai. (2015). Nano-kalcium-hidroxid szintézise vizes közegben. Az Amerikai Kerámia Társaság. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (2018. április 12.). Hogyan használják a kalcium-hidroxidot az élelmiszerekben, és biztonságos? Helyreállítva: healthline.com
- Brian Clegg. (2015. május 26.). Kálcium hidroxid. Helyreállítva: chemistryworld.com