- Struktura
- Kristal i njegovi ioni
- Morfologija
- Svojstva
- Fizički izgled
- Molekulska masa
- Talište
- Gustoća
- pH
- Topnost u vodi
- K
- Indeks loma
- Stabilnost
- dobivanje
- Prijave
- Prerada hrane
- Dezinfekcijsko sredstvo za kanalizaciju
- Papirna industrija
- Apsorber plina
- Osobna higijena
- izgradnja
- Rizici i nuspojave
- Reference
Kalcijev hidroksid je anorganski spoj čija je kemijska formula je Ca (OH) 2. To je bijeli prah koji se koristi tisućama godina, a za to vrijeme stekao je nekoliko tradicionalnih imena ili nadimaka; među njima možemo spomenuti slanu, mrtvu, kemijsku, hidriranu ili sitnu vapno.
U prirodi je dostupan u rijetkom mineralu zvanom portlandit, iste boje. Zbog toga se Ca (OH) 2 ne dobiva izravno iz ovog minerala, već termičkom obradom, koja slijedi hidratacijom vapnenca. Iz toga se dobiva vapno, CaO, koji se nakon toga ugasi ili hidrira, čime se dobije Ca (OH) 2.
Čvrsti uzorak kalcijevog hidroksida. Izvor: Chemicalinterest
Ca (OH) 2 je relativno slaba baza u vodi, jer se teško može otopiti u vrućoj vodi; ali se topivost povećava u hladnoj vodi, jer je njena hidratacija egzotermna. Međutim, njegova osnovnost i dalje ostaje razlog za oprez s njom pri rukovanju jer može izazvati opekotine na bilo kojem dijelu tijela.
Koristi se kao regulator pH za različite materijale ili hranu, kao i dobar izvor kalcija s obzirom na njegovu masu. Primjenjuje se u industriji papira, u dezinfekciji kanalizacije, u depilacijskim proizvodima, u prehrambenim proizvodima od kukuruznog brašna.
Međutim, njegova se najvažnija upotreba koristila kao građevinski materijal, jer vapno hidrira, kada se miješa s ostalim sastojcima u gipsu ili žbuci. U tim očvrslim mješavinama Ca (OH) 2 apsorbira ugljični dioksid iz zraka za konsolidaciju kristala pijeska zajedno s onima formiranim iz kalcijevog karbonata.
Trenutno se još uvijek provode istraživanja s ciljem razvoja boljih građevinskih materijala koji u svom sastavu imaju Ca (OH) 2 kao nanočestice.
Struktura
Kristal i njegovi ioni
Ioni kalcijevog hidroksida. Izvor: Claudio Pistilli
Na gornjoj slici imamo ione koji čine kalcijev hidroksid. Sama njegova formula Ca (OH) 2 upućuje na to da za svaki Ca2 + kation postoje dva OH aniona - koji stupaju u interakciju s njim kroz elektrostatičku privlačnost. Rezultat toga je da oba iona završavaju formiranjem kristala s šesterokutnom strukturom.
U takvim šesterokutnim kristalima Ca (OH) 2 ioni su vrlo blizu jedan drugom, što daje izgled da su polimerna struktura; iako ne postoji formalna Ca-O kovalentna veza, još uvijek se ima u vidu primjetna razlika u elektronegativnosti dvaju elemenata.
Struktura kalcijevog hidroksida
Struktura stvara oktaedru CaO 6, to jest Ca2 + u interakciji sa šest OH - (Ca2 + -OH -).
Niz ovih oktaedra čini sloj kristala, koji može komunicirati s drugim pomoću vodikovih veza koje ih održavaju međusobno molekularno kohezivnima; međutim, ta interakcija izmiče na temperaturi od 580 ° C, kad je Ca (OH) 2 dehidriran u CaO.
Sa strane visokih pritisaka nema mnogo podataka u vezi s tim, iako su istraživanja pokazala da pri tlaku od 6 GPa šesterokutni kristal prolazi prijelaz iz šesterokutne u monokliničku fazu; a s njom i deformacija CaO 6 oktaedra i njihovih slojeva.
Morfologija
Kristali Ca (OH) 2 su šesterokutni, ali to im ne predstavlja prepreku da usvoje bilo kakvu morfologiju. Neke od tih struktura (poput niti, pahuljica ili stijena) poroznije su od drugih, robusne ili ravne, što izravno utječe na njihovu konačnu primjenu.
Stoga nije isto koristiti kristale iz mineralnog portlandita, nego ih sintetizirati tako da se sastoje od nanočestica u kojima se slijedi nekoliko rigoroznih parametara; kao što je stupanj hidratacije, koncentracija upotrijebljenog CaO i vrijeme kad je kristal ostavljen da raste.
Svojstva
Fizički izgled
Bijela, praškasta kruta tvar gorkog okusa.
Molekulska masa
74.093 g / mol
Talište
580 ° C. Na toj se temperaturi raspada oslobađajući vodu, tako da nikad ne dolazi do isparavanja:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Gustoća
2,211 g / cm 3
pH
Njegova zasićena vodena otopina ima pH od 12,4 pri 25 ° C.
Topnost u vodi
Topljivost Ca (OH) 2 u vodi smanjuje se s porastom temperature. Na primjer, pri 0 ° C njegova topljivost je 1,89 g / L; dok su pri 20 ° C i 100 ° C to je 1,73 g / L, odnosno 0,66 g / L.
To ukazuje na termodinamičku činjenicu: hidratacija Ca (OH) 2 je egzotermna, tako da poštujući Le Chatelierov princip jednadžba bi bila:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Gdje je Q oslobođena toplina. Što je voda toplija, to će ravnoteža težiti lijevoj strani; to jest, manje Ca (OH) 2 će se otopiti. Iz tog razloga se u hladnoj vodi otapa mnogo više nego u kipućoj vodi.
S druge strane, navedena topljivost raste ako pH postane kiseo, uslijed neutralizacije OH - iona i pomaka prethodne ravnoteže u desno. Tijekom ovog procesa oslobađa se čak i više topline nego u neutralnoj vodi. Pored kiselih vodenih otopina, Ca (OH) 2 je topiv i u glicerolu.
K
5,5 · 10 -6. Ova se vrijednost smatra malom i u skladu je s niskom rastvorljivošću Ca (OH) 2 u vodi (isti balans kao i gore).
Indeks loma
1574
Stabilnost
Ca (OH) 2 ostaje stabilan sve dok nije izložen CO 2 u zraku, jer ga apsorbira i formira kalcijev karbonat, CaCO 3. Stoga počinje kontaminirati u čvrstoj smjesi kristala Ca (OH) 2- CaCO 3, gdje postoje CO 3 2- anioni koji se natječu s OH - za interakciju s Ca 2+:
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
U stvari, to je razlog zašto se koncentrirane otopine Ca (OH) 2 okreću mliječno jer se pojavljuje suspenzija CaCO 3 čestica.
dobivanje
Ca (OH) 2 se dobiva komercijalno reakcijom vapna, CaO, s dva do trostrukog viška vode:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Međutim, karbonizacija Ca (OH) 2 može se dogoditi u procesu, baš kao što je gore objašnjeno.
Druge metode za dobivanje sastoji se od korištenja topljivih kalcijevih soli, kao što su CaClz 2 ili Ca (NO 3) 2, i zaluživanja ih s NaOH, tako da Ca (OH) 2 taloži. Kontrolom parametara kao što su količina vode, temperatura, pH, otapalo, stupanj karbonizacije, vrijeme sazrijevanja itd., Mogu se sintetizirati nanočestice različitih morfologija.
Može se pripremiti i odabirom prirodnih i obnovljivih sirovina ili otpada iz industrije koji su bogati kalcijem, a koji se pri zagrijavanju sastoji od pepela; i odavde se Ca (OH) 2 može pripremiti hidratacijom ovog pepela bez potrebe za trošenjem vapnenca, CaCO 3.
Na primjer, u tu se svrhu koristi agava bagasse, koja dodijeljuje dodanu vrijednost otpadu iz industrije tekile.
Prijave
Prerada hrane
Krastavčići se najprije natapaju u kalcijevom hidroksidu kako bi postali hrskaviji. Izvor: Pixabay.
Kalcijev hidroksid prisutan je u mnogim namirnicama u nekim fazama njegove pripreme. Na primjer, kiseli krastavci, poput kornišona, umoče se u istu vodenu otopinu kako bi postali hrskaviji kada se pakiraju u ocat. To je zato što bjelančevine na njegovoj površini apsorbiraju kalcij iz okoline.
Isto se događa i s kukuruznim zrnima prije nego što ih pretvori u brašno, jer im pomaže da oslobode vitamin B 3 (niacin) i olakša njihovo mljevenje. Kalcij koji on osigurava koristi se i za dodavanje hranjive vrijednosti određenim sokovima.
Ca (OH) 2 također može zamijeniti prašak za pecivo u nekim receptima za kruh i razjasniti slatke otopine dobivene iz šećerne trske i repe.
Dezinfekcijsko sredstvo za kanalizaciju
Pročišćavajuće djelovanje Ca (OH) 2 nastaje zbog činjenice da djeluje kao sredstvo za flokulaciju; to jest, povećava veličinu suspendiranih čestica sve dok ne formiraju floskule, koje se kasnije talože ili mogu filtrirati.
Ovo svojstvo koristilo se za dezinfekciju kanalizacije, destabilizirajući svoje neugodne koloide na vid (i miris) gledatelja.
Papirna industrija
Ca (OH) 2 koristi se u procesu Kraft za regeneraciju NaOH koji se koristi za obradu drva.
Apsorber plina
Ca (OH) 2 koristi se za uklanjanje CO 2 iz zatvorenih prostora ili u okruženjima u kojima je njegova prisutnost kontraproduktivna.
Osobna higijena
Ca (OH) 2 prešutno se nalazi u formulacijama za depilacijske kreme, jer njegova osnovnost pomaže slabljenju keratina iz vlasi, a time ih je i lakše ukloniti.
izgradnja
Kalcijev hidroksid sastavljen je od struktura starih gradilišta poput egipatskih piramida. Izvor: Pexels.
Ca (OH) 2 prisutan je od davnina, integrirajući mase žbuke i maltera koji se koriste u izgradnji egipatskih arhitektonskih djela poput piramida; također zgrade, mauzoleji, zidovi, stepenice, podovi, nosači, pa čak i za obnovu zubnog cementa.
Njegovo učvršćujuće djelovanje je posljedica činjenice da "disanjem" CO 2, rezultirajući kristali CaCO 3 završavaju u većoj mjeri integrirajući pijesak i ostale komponente takve smjese.
Rizici i nuspojave
Ca (OH) 2 nije jako bazična krutina u usporedbi s drugim hidroksidima, iako je više nego Mg (OH) 2. Unatoč tome, iako nije reaktivan ili zapaljiv, njegova je osnovnost i dalje dovoljno agresivna da uzrokuje manje opekotine.
Stoga se s njim treba postupati s poštovanjem, jer može nadražiti oči, jezik i pluća, kao i izazvati druge bolesti poput: gubitka vida, teške alkalizacije krvi, kožnih osipa, povraćanja i upale grla,
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Kalcijev hidroksid. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero i sur. (2016). Sinteza i karakterizacija kalcijevog hidroksida dobivenog iz agave bagasse i istraživanje njegovog antibakterijskog djelovanja. Oporavilo sa: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kristalna struktura visokotlačne faze kalcijevog hidroksida, portlandita: in situ prah i jednokristalna rendgenska difrakcija. Američki mineralog; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (05. lipnja 2019.). Kalcijev hidroksid. Kemija LibreTexts. Oporavak od: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. i sur. (2015). Sinteza nano kalcijevog hidroksida u vodenom mediju. Američko društvo za keramiku. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12. travnja 2018.). Kako se kalcijev hidroksid koristi u hrani i je li siguran? Oporavilo od: healthline.com
- Brian Clegg. (26. svibnja 2015.). Kalcijev hidroksid. Oporavilo od: chemistryworld.com