- Rakenne
- Kristalli ja sen ionit
- Morfologia
- ominaisuudet
- Fyysinen ulkonäkö
- Moolimassa
- Sulamispiste
- Tiheys
- pH
- Vesiliukoisuus
- K
- Taitekerroin
- pysyvyys
- Saada
- Sovellukset
- Ruuan prosessointi
- Viemärien desinfiointiaine
- Paperiteollisuus
- Kaasunvaimennin
- Henkilökohtainen hygienia
- rakentaminen
- Riskit ja sivuvaikutukset
- Viitteet
Kalsiumhydroksidi on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Ca (OH) 2. Se on valkoinen jauhe, jota on käytetty tuhansia vuosia, ja aikanaan se on ansainnut useita perinteisiä nimiä tai lempinimiä; joukossa voimme mainita hiukkaset, kuolleet, kemialliset, hydratoituneet tai hienot kalkit.
Luonnossa sitä on saatavana harvinaisessa mineraalissa, nimeltään portlandiitti, samanvärinen. Tämän vuoksi Ca (OH) 2: ta ei saada suoraan tästä mineraalista, vaan kalkkikiven lämpökäsittelystä, jota seuraa hydraatio. Tästä saadaan kalkkia, CaO, joka sammutetaan tai hydratoidaan myöhemmin Ca (OH) 2: n tuottamiseksi.
Kiinteä näyte kalsiumhydroksidia. Lähde: Chemicalinterest
Ca (OH) 2 on suhteellisen heikko emäs vedessä, koska se tuskin liukenee kuumaan veteen; mutta sen liukoisuus kasvaa kylmässä vedessä, koska sen nesteytys on eksoterminen. Sen perusteellisuus on kuitenkin edelleen syy olla varovainen sen käsittelyssä, koska se voi aiheuttaa palovammoja mistä tahansa kehon osasta.
Sitä on käytetty erilaisten materiaalien tai elintarvikkeiden pH: n säätelijänä, samoin kuin hyvän massan lähteenä kalsiumille. Sillä on sovelluksia paperiteollisuudessa, jäteveden desinfioinnissa, karvanpoistoaineissa ja maissijauhoista valmistetuissa elintarvikkeissa.
Sen tärkein käyttö on kuitenkin ollut rakennusmateriaalina, koska kalkki hydratoituu sekoitettuna muiden ainesosien kanssa kipsiin tai laastiin. Näissä kovetetuissa seoksissa Ca (OH) 2 imee hiilidioksidia ilmasta konsolidoimaan hiekkakiteet yhdessä kalsiumkarbonaatista muodostettujen kanssa.
Tällä hetkellä tutkimusta tehdään edelleen tavoitteena kehittää parempia rakennusmateriaaleja, joilla on Ca (OH) 2 suoraan koostumuksessa nanohiukkasina.
Rakenne
Kristalli ja sen ionit
Kalsiumhydroksidin ionit. Lähde: Claudio Pistilli
Yläkuvassa on ionit, jotka muodostavat kalsiumhydroksidin. Sen aivan kaava Ca (OH) 2 osoittaa, että jokaisessa Ca 2+ -kationissa on kaksi OH-anionia - jotka ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa staattisen vetovoiman avulla. Tuloksena on, että molemmat ionit lopulta muodostavat kiteen, jolla on kuusikulmainen rakenne.
Tällaisissa Ca (OH) 2: n kuusikulmaisissa kiteissä ionit ovat hyvin lähellä toisiaan, mikä antaa vaikuttaa olevan polymeerinen rakenne; vaikka ei ole muodollista Ca-O-kovalenttisidosta, silti ottaen huomioon huomattava ero elektronegatiivisuudessa kahden elementin välillä.
Kalsiumhydroksidin rakenne
Rakenne tuottaa oktaedriä CaO 6, joka on Ca 2+ vuorovaikutuksessa kuusi OH - (Ca 2+ -OH -).
Sarja näistä oktaedreistä muodostaa kerroksen kidestä, joka voi olla vuorovaikutuksessa toisen kanssa vety sidoksilla, jotka pitävät ne molekyylien välillä koheesioina; tämä vuorovaikutus häviää kuitenkin 580 ° C: n lämpötilassa, kun Ca (OH) 2 dehydratoidaan CaO: ksi.
Suurien paineiden puolella ei ole paljon tietoa tältä osin, vaikka tutkimukset ovat osoittaneet, että 6 GPa: n paineessa kuusikulmainen kide siirtyy heksagonaalisesta monokliiniseen vaiheeseen; ja sen mukana CaO 6- oktaedran ja niiden kerrosten muodonmuutos.
Morfologia
Ca (OH) 2 -kiteet ovat kuusikulmaisia, mutta se ei ole este heille minkäänlaisen morfologian omaksumiselle. Jotkut näistä rakenteista (kuten säikeet, hiutaleet tai kivet) ovat huokoisempia kuin toiset, kestäviä tai litteitä, mikä vaikuttaa suoraan niiden lopulliseen käyttöön.
Siksi ei ole sama käyttää mineraaliportlandiitista saatuja kiteitä kuin syntetisoida ne siten, että ne koostuvat nanohiukkasista, joissa noudatetaan muutamaa tiukkaa parametria; kuten hydraatiotaso, käytetyn CaO: n konsentraatio ja aika, jonka kide saa antaa kasvaa.
ominaisuudet
Fyysinen ulkonäkö
Valkoinen, hajuton, jauhemainen kiinteä aine, jolla on karvas maku.
Moolimassa
74,093 g / mol
Sulamispiste
580 ° C. Tässä lämpötilassa se hajoaa vapauttaen vettä, joten se ei koskaan saavuta höyrystymistä:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Tiheys
2211 g / cm 3
pH
Sen kyllästetyn vesiliuoksen pH on 12,4 lämpötilassa 25 ° C.
Vesiliukoisuus
Ca (OH) 2: n liukoisuus veteen vähenee lämpötilan noustessa. Esimerkiksi 0 ° C: ssa sen liukoisuus on 1,89 g / l; kun nämä lämpötilat ovat 20 ºC ja 100 ºC, ne ovat vastaavasti 1,73 g / l ja 0,66 g / l.
Tämä osoittaa termodynaamisen tosiasian: Ca (OH) 2: n hydraatio on eksoterminen, joten noudattaen Le Chatelierin periaatetta yhtälö olisi seuraava:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Missä Q on vapautuva lämpö. Mitä kuumempi vesi, sitä tasapainoisempi yleensä vasemmalle; ts. vähemmän Ca (OH) 2 liukenee. Tästä syystä se liukenee kylmässä vedessä paljon enemmän kuin kiehuvassa vedessä.
Toisaalta mainittu liukoisuus kasvaa, jos pH tulee happamaksi, johtuen OH - ionien neutraloitumisesta ja siirtymisestä edellisestä tasapainosta oikealle. Tämän prosessin aikana vapautuu jopa enemmän lämpöä kuin neutraalissa vedessä. Happamien vesiliuoksien lisäksi Ca (OH) 2 liukenee myös glyseroliin.
K
5,5 · 10 -6. Tätä arvoa pidetään pienenä ja yhdenmukaisena Ca (OH) 2: n alhaisen vesiliukoisuuden kanssa (sama tasapaino kuin yllä).
Taitekerroin
1574
pysyvyys
Ca (OH) 2 pysyy vakaana niin kauan kuin se ei ole alttiina CO 2 ilmasta, koska se imee sitä, ja muotoja kalsiumkarbonaattia, CaCO 3. Näin ollen, se alkaa tulla impurified kiinteässä seoksessa Ca (OH) 2 -CaCO 3 kiteitä, jossa on CO 3 2- anionit kilpailevat OH - vuorovaikutuksessa Ca 2+:
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Itse asiassa tämä on syy siihen, miksi väkevöity Ca (OH) 2- liuos muuttuu maitomaiseksi, kun CaCO 3 -hiukkasten suspensio ilmestyy.
Saada
Ca (OH) 2 saadaan kaupallisesti saattamalla kalkki, CaO, reagoimaan 2 - 3-kertaisen ylimäärän veden kanssa:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Ca (OH) 2: n karbonisoituminen voi kuitenkin tapahtua prosessissa, kuten edellä selitettiin.
Muita menetelmiä saada se koostuu liukoisten kalsiumsuolojen, kuten CaCl 2: n tai Ca (NO 3) 2, ja pH säädettiin emäksiseksi ne NaOH: lla, niin että Ca (OH) 2 saostuu. Kontrolloimalla parametrejä, kuten vesimäärät, lämpötila, pH, liuotin, hiiliytymisaste, kypsymisaika jne., Voidaan syntetisoida erilaisilla morfologioilla varustetut nanohiukkaset.
Sitä voidaan myös valmistaa valitsemalla luonnollisia ja uusiutuvia raaka-aineita tai teollisuuden jätteitä, joissa on runsaasti kalsiumia, jotka kuumennettaessa ja sen tuhkat koostuvat kalkista; ja tästä jälleen, Ca (OH) 2, voidaan valmistaa hydraamalla tuhkasta ilman tarvetta jätteen kalkkikivi, CaCO 3.
Esimerkiksi agave-bagassea on käytetty tähän tarkoitukseen, ja se antaa lisäarvon tequila-teollisuuden jätteille.
Sovellukset
Ruuan prosessointi
Suolakurkkuja liotetaan ensin kalsiumhydroksidissa, jotta ne muuttuisivat kirkkaammiksi. Lähde: Pixabay.
Kalsiumhydroksidia on läsnä monissa elintarvikkeissa joissakin sen valmistusvaiheissa. Esimerkiksi suolakurkkua, kuten kurpitsaa, upotetaan samanlaiseen vesiliuokseen, jotta ne muuttuisivat rapeaksi, kun ne pakataan etikkaan. Tämä johtuu siitä, että sen pinnalla olevat proteiinit imevät kalsiumia ympäristöstä.
Sama tapahtuu maissijyvien kanssa ennen niiden muuttamista jauhoiksi, koska se auttaa niitä vapauttamaan B 3- vitamiinia (niasiinia) ja helpottaa niiden jauhamista. Sen tarjoamaa kalsiumia käytetään myös lisäämään ravintoarvoa tiettyihin mehuihin.
Ca (OH) 2 voi myös korvata leivinjauheen joissain leipäreseptissä ja selkeyttää sokeriruo'osta ja punajuurista saatavat sokeripitoiset liuokset.
Viemärien desinfiointiaine
Ca (OH) 2: n selkeyttävä vaikutus johtuu siitä, että se toimii flokkuloivana aineena; ts. se lisää suspendoituneiden hiukkasten kokoa, kunnes ne muodostavat levykkeitä, jotka myöhemmin laskeutuvat tai voidaan suodattaa.
Tätä ominaisuutta on käytetty puhdistamaan jätevesi destabiloimalla sen epämiellyttävät kolloidit katsojien näkemykseen (ja hajuun).
Paperiteollisuus
Ca (OH) 2: ta käytetään Kraft-prosessissa puun käsittelemiseen käytetyn NaOH: n uudistamiseksi.
Kaasunvaimennin
Ca (OH) 2 käytetään poistamaan CO 2 päässä suljetuissa tiloissa tai ympäristöissä, joissa sen läsnäolo on haitallista.
Henkilökohtainen hygienia
Karvanpoistovoiteiden formulaatioissa Ca (OH) 2 löytyy hiljaisesti, koska sen emäksisyys auttaa heikentämään hiusten keratiiniä, ja siten niiden poistaminen on helpompaa.
rakentaminen
Kalsiumhydroksidi on osa vanhojen rakennuskohteiden, kuten Egyptin pyramidien, rakenteita. Lähde: Pexels.
Ca (OH) 2: ta on ollut läsnä muistokaudesta lähtien, ja se integroi kipsi- ja laastimassat, joita käytettiin Egyptin arkkitehtonisten töiden, kuten pyramidien, rakentamisessa; myös rakennukset, mausoleumit, seinät, portaat, lattiat, tuet ja jopa hammassementin uudelleenrakentamiseksi.
Sen vahventavan vaikutus johtuu siitä, että kun ”hengitys” CO 2, tuloksena saadut kiteet CaCO 3 päätyä integroimalla hiekka ja muut komponentit, kuten seosten parempi määrin.
Riskit ja sivuvaikutukset
Ca (OH) 2 ei ole voimakkaasti emäksinen kiinteä aine muihin hydroksideihin verrattuna, vaikkakin enemmän kuin Mg (OH) 2. Siitä huolimatta, että sen emäksisyys ei ole reaktiivista tai syttyvää, se on silti riittävän aggressiivinen aiheuttamaan pieniä palovammoja.
Siksi sitä on käsiteltävä kunnioittavasti, koska se voi ärsyttää silmiä, kieltä ja keuhkoja sekä aiheuttaa muita sairauksia, kuten: näkökyvyn heikkenemisen, veren voimakkaan alkaloitumisen, ihottumat, oksentelun ja kurkkukipun..
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Kalsiumhydroksidi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero et ai. (2016). Agave-bagassista saadun kalsiumhydroksidin synteesi ja karakterisointi ja sen antibakteerisen vaikutuksen tutkiminen. Palautettu osoitteesta: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kalsiumhydroksidin, portlandiitin korkeapainefaasin kiderakenne: In situ jauhe ja yksikristalli-röntgendiffraktiotutkimus. Amerikkalainen mineralogist; 98 (8-9): 1421 - 1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (5. kesäkuuta 2019). Kalsiumhydroksidi. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. et ai. (2015). Nanokalsiumhydroksidin synteesi vesipitoisessa väliaineessa. Amerikkalainen keramiikkayhdistys. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12. huhtikuuta 2018). Kuinka kalsiumhydroksidia käytetään elintarvikkeissa ja onko se turvallista? Palautettu sivustolta: healthline.com
- Brian Clegg. (26. toukokuuta 2015). Kalsiumhydroksidi. Palautettu osoitteesta: chemistryworld.com