KALCIUM-NITRÁT (CA (NO3) 2): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI ÉS FELHASZNÁLÁS - KÉMIA - 2025

A kalcium-nitrát tercier szervetlen só, amelynek a vegyi képlete Ca (NO ₃) ₂. Már a formula ismert, hogy a szilárd anyag áll Ca ²⁺ és NO ₃ ^- ionok egy 1: 2 arányban. Ezért tisztán ionos természetű vegyület.

Az egyik tulajdonsága oxidáló jellege a nitrát-anion miatt. Nem éghető, vagyis nem ég magas hőmérsékleten. Mivel nem éghető, biztonságos szilárd anyagot jelent, amelyet nagy gondosság nélkül lehet kezelni; felgyorsíthatja azonban az éghető anyagok gyulladását.

Szilárd kalcium-nitrát. Forrás: Ondřej Mangl, a Wikimedia Commonsból

Megjelenése szemcsés szilárd anyagból áll, amelynek fehér vagy halványszürke színű (felső képe). Lehet vízmentes vagy tetrahidrát, Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O. Nagyon jól oldódik vízben, metanolban és acetonban.

A kalcium-nitrátot széles körben használják műtrágyaként, mivel könnyen mozog a nedves talajban, és gyorsan felszívódik a növényi gyökerekben. Két fontos elemet szállít a növény táplálkozásához és növekedéséhez: a nitrogént és a kalciumot.

A nitrogén a növények (N, P és K) fejlődésének három alapvető elemének egyike, elengedhetetlen a fehérjék szintézisében. Eközben a kalciumra van szükség a növények sejtfalának szerkezetének fenntartásához. Ezért a Ca (NO ₃) _2- t sokszor használják a kertekben.

Másrészt ez a só mérgező hatású, különösen a bőrrel és a szemmel való közvetlen érintkezés, valamint a por belélegzése révén. Ezen felül melegítéssel bomlik.

A kalcium-nitrát szerkezete

Kalcium-nitrát ionok. Forrás: Я.HarDNox, a ru.wikipedia, a Wikimedia Commonsból

A felső kép a gömb- és rúdmodell Ca (NO ₃) ₂ szerkezetét mutatja. Itt azonban van egy hiba: feltételezzük, hogy a Ca-O kovalens kötések léteznek, ami ellentmond azok ionos jellegének. Ezt tisztázva, az interakciók valóban elektrosztatikus típusúak.

A Ca ²⁺ kationt két NO ₃ anion veszi körül ^- arányuk szerint a kristályban. Ezért a nitrogén nitrát formájában van jelen a kristályszerkezetben.

Az ionokat úgy csoportosítják, hogy olyan konfigurációt hozzanak létre, amelynek minimális kifejezése az egységcellája; amely a vízmentes só esetében köbös. Más szavakkal, az ilyen ionok 1: 2 arányát tartalmazó kockákból az egész kristály reprodukálódik.

Másrészről, a tetrahidrált sónak, a Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O-nak négy vízmolekulája van minden egyes NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^- készlethez. Ez módosítja a kristályszerkezetet, deformálva monoklinikus egységcellává.

Ezért a vízmentes és a tetrahidrát sók kristályai várhatóan különböznek; a fizikai tulajdonságaikban meghatározható különbségek, például az olvadáspont.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Kémiai nevek

-Kalcium-nitrát

-Kalcium-dinitrát

-Nitrocalcite

- Norvég saláta és limesaltpetro.

Molekuláris képlet

Ca (NO ₃) ₂ vagy CaN ₂ O ₆

Molekuláris tömeg

Vízmentes 164,088 g / mol és tetrahidrát 236,15 g / mol. Vegye figyelembe a víznek a molekulatömegre gyakorolt ​​hatását, és mérlegelésekor nem szabad elhanyagolni.

Fizikai megjelenés

Fehér vagy világosszürke szilárd anyag vagy szemcsék. Kockafehér kristályok vagy kifolyó granulátumok; vagyis elnyelik a nedvességet annyira, hogy nagy oldhatóságuk következtében feloldódnak.

Forráspont

A vízmentes forma olyan hőmérsékletre melegszik, amely megakadályozza forráspontjának meghatározását; míg a só tetrahidrát formájának forráspontja 132 ° C (270 ° F, 405 K).

Olvadáspont

-Vízmentes forma: 561-760 Hgmm (1042 ° F, 834 K).

-Tetrahidrát forma: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).

Ez azt mutatja, hogy hogyan vízmolekulák zavarja közötti elektrosztatikus kölcsönhatásokat Ca ²⁺ és NO ₃ ^- belsejében kristályok; és következésképpen a szilárd anyag sokkal alacsonyabb hőmérsékleten olvad.

Vízben való oldhatóság

-Vízmentes forma: 1212 g / L 20 ° C-on.

-Tetrahidrát forma: 1290 g / L 20 ° C-on.

A kristályokban lévő víz alig növeli a só oldhatóságát.

Oldhatóság szerves oldószerekben

-Etanolban, 51,42 g / 100 g 20 ° C-on.

- Metanolban, 134 g / 100 g 10 ° C-on.

-Acetonban, 168 g / 100 g 20 ° C-on.

Savasság (pKa)

6.0

Sűrűség

2,5 g / cm ³ 25 ° C-on (tetrahidrát).

bomlás

Ha a kalcium-nitrátot izzássá hevítik, akkor bomlik kalcium-oxiddá, nitrogén-oxiddá és oxigénné.

Reaktív profil

Erõsen oxidáló szer, de nem éghetõ. Felgyorsítja az éghető anyagok gyulladását. A kalcium-nitrát finom részecskékre osztása megkönnyíti annak robbanását, amikor a vegyületet hosszantartó tűznek teszik ki.

Az alkil-észterekkel alkotott keverékek robbanásszerűvé válnak a származó alkil-nitrát-észterek által. A kalcium-nitrát és foszfor, ón (II) -klorid vagy más redukálószer kombinációja robbanásveszélyes reakcióba léphet.

Alkalmazások

mezőgazdasági

A növényekben nitrogén- és kalciumforrásként használják. A kalcium-nitrát nagyon jól oldódik vízben, és könnyen felszívódik a növények gyökereiben. Ezenkívül nem savanyítja a talajt, mert ionjai nem képesek szignifikánsan hidrolizálni.

Kerülni kell a foszfor- vagy szulfáttartalmú műtrágyákkal történő keverést, hogy elkerüljük az oldhatatlan sók képződését. Higroszkopikussága miatt száraz és hűvös környezetben kell tárolni.

Használatának előnye van az ammónium-nitrát műtrágyaként történő felhasználásával szemben. Bár ez utóbbi vegyület hozzájárul a növények nitrogéntartalmához, zavarja a kalcium felszívódását, ami kalciumhiányhoz vezethet a növényekben.

A kalcium hozzájárul a növények sejtfalszerkezetének fenntartásához. Kalciumhiány esetén a növények növekvő szöveteiben, mint például a gyökércsúcsok, a fiatal levelek és a hajtáscsúcsok, gyakran torz növekedés tapasztalható.

Csökkent ammónia

A kalcium-nitrát csökkenti az illékony zsírsavak és a fenolos vegyületek felhalmozódását, fitotoxikus, amelyek felhalmozódnak a szójabab növényi maradványainak bomlásakor.

Ezenkívül hajlamos a kalcium-nitrát csökkenteni a talajban az ammónium-koncentrációt, ami növeli a hidrogén pufferképességét.

Konkrét

A kalcium-nitrátot a beton megkötési idejének csökkentésére használják. Ezt a kalcium-hidroxid előállításával állítják elő, talán kettős kiszorítási reakció útján.

Ezenkívül a kalcium-nitrát indukálja a vas-hidroxid-vegyület képződését, amelynek a betonra kifejtett védőhatása csökkenti annak korrózióját. Vagyis a jelen lévő vas reagálhat a beton alapvető alkotóelemeivel, például maga a kalcium-hidroxiddal.

A kalcium-nitrát csökkenti a kötési időt, valamint a beton ellenállását, amelyhez vulkanikus hamu került. A kalcium-nitrát betonhoz való hozzáadásának hatásának tanulmányozására növekvő kalcium-nitrát koncentrációkat alkalmaztak, 2% és 10% között.

Megfigyelték a beállítási idő nagyobb csökkenését, valamint a beton szilárdságának növekedését, amikor a kalcium-nitrát koncentráció 10% -ra nőtt.

Szennyvíz vagy szennyvíz kezelése

A kalcium-nitrátot a szennyvíz rossz szagának csökkentésére használják a hidrogén-szulfid képződés csökkentésével. Ezen túlmenően az anaerob körülményeket generáló szerves anyag elfogyasztásra kerül, ami sok biológiai faj számára megnehezíti a túlélést.

Hideg kompressziók készítése

A kalcium-nitrát-tetrahidrát endoterm vegyület, azaz képes elnyelni a környező környezet hőjét. Ez olyan testek hűtését eredményezi, amelyek érintkezésbe kerülnek az azt tartalmazó tartályokkal.

A kompresszorok növelik a hőmérsékletet, és a regenerálásukhoz elegendő fagyasztóba helyezni

Latex koaguláció

A kalcium-nitrátot a latex koagulációs szakaszban használják. Ez a merítési oldat része, és amikor érintkezésbe kerül a latexet tartalmazó oldattal, megtöri stabilizációját és koagulálódik.

Hőátadás és tárolás

Az olvadt nitrátsók bináris keverékét, beleértve a kalciumot és más nitrátokat, a hőenergia-erőművekben a hőátadás és tárolás céljából a hőolaj helyett használják.

Alkalmazási formák

-A kalcium-nitrátot a talajjal keverve 1,59 kg / 30,48 m ² koncentrációban alkalmazzák, megfelelő öntözéssel. A kalcium-nitrát vízben oldódik, lehetővé téve a növény gyökerei általi felszívódását. Hidroponikus növényekben feloldódik a növekvő vízben.

-A kalcium-nitrátot spray formájában is használják a levelek és virágok permetezésére, hatékony kezelésként szolgálva a paradicsomvirág, a parafafolt és az alma keserű gödörének megelőzésére.

-A betonképző keverékhez bizonyos mennyiségű kalcium-nitrátot (cement, homok, kövek és víz) adunk, és meghatározzuk annak hozzáadódásának a beton fajlagos tulajdonságaira gyakorolt ​​hatását; mint például a beállítási sebesség és erő.

-A kalcium-nitrátot megfelelő koncentrációban adagolják a szennyvíz vagy a szennyvíz rossz szagának csökkentésére olyan szintre, hogy a szagok az emberek számára elfogadhatók legyenek.

Irodalom

1. Bonnie L. Grant. (2019). Kalcium-nitrát műtrágya - Mit jelent a kalcium-nitrát a növényekhez? Helyreállítva: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG és Vyn, TJ (1990). Kalcium-nitrát felhasználása a fitotoxin felhalmozódásának csökkentésére a corp maradék bomlása során. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB és Hassan, IO (2011). A kalcium-nitrát hozzáadásának hatása a vulkáni hamutartalmú beton szelektív tulajdonságaira. Leonardo elektronikus gyakorlati gyakorlati folyóirat 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Kalcium-nitrát. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong és col. (2018). A kalcium-nitrát acélkorrózió-gátlása halogénnel dúsított komplett folyadékkörnyezetben. npj Anyagok bomlási mennyisége 2, cikk száma: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Kalcium-nitrát specifikációk. Helyreállítva: direct2farmer.com
7. Pubchem. (2019). Kalcium-nitrát. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov