Struttura, usi e proprietà del cloruro di calcio (CaCl2)

il cloruro di calcio (CaCl₂₎ È un sale inorganico composto da calcio, metallo alcalino-terroso e alogeno al cloro. In quel composto ci sono diverse interazioni elettrostatiche che definiscono l'aspetto esteriore dei suoi cristalli e il resto delle loro proprietà fisiche.

Inoltre, è sempre accompagnato da molecole d'acqua, formando idrati di formula generale CaCl₂· XH₂Oppure, con x = 0, 1, 2, 4 e 6. Quando x = 0, il sale manca di acqua ed è anidro, come indicato dalla sua formula chimica sopra menzionata.

Nell'immagine superiore sono illustrate porzioni solide di CaCl₂. In condizioni di bassa umidità, è possibile mantenere il sale anidro privo di acqua, anche se la sua naturale tendenza è di assorbirlo fino a quando non si dissolve (deliquescenza).

indice

• 1 formula
• 2 Struttura
  • 2.1 Geometria molecolare e complessi acquosi di calcio
• 3 usi
• 4 Come è fatto?
• 5 proprietà
  • 5.1 Proprietà fisiche e deliquescenza
  • 5.2 Solubilità
  • 5.3 Calore di dissoluzione
  • 5.4 Scomposizione dell'elettrolito
• 6 riferimenti

formula

La sua formula chimica è CaCl₂: Esprimilo per ogni ione²⁺ ci sono due ioni Cl^- che neutralizza la carica positiva. Il calcio metallico - dal gruppo 2 della tavola periodica (Mr. Becambara) - produce i suoi due elettroni per ciascun atomo di cloro, elemento del gruppo 17.

struttura

La struttura di CaCl è illustrata nell'immagine in alto₂ anidride. Le sfere verdi corrispondono agli ioni Cl^-, mentre bianco agli ioni Ca²⁺. Queste sfere sono disposte in un parallelepipedo, che non è altro che la cellula unitaria ortorombica dei cristalli.

La struttura può dare la falsa idea del predominio del calcio; Tuttavia, se fossero riprodotte più ripetizioni della cellula unitaria, la maggiore abbondanza di sfere verdi sarebbe chiara: ioni Cl^-.

D'altra parte, gli ioni di Ca²⁺ Hanno raggi ionici più piccoli degli ioni Cl^-. Questo perché, quando perdono elettroni, i nuclei degli atomi esercitano una forza attrattiva maggiore sugli strati elettronici esterni, riducendo il raggio ionico.

Nel caso di Cl^-, questo ha un elettrone aggiuntivo che non può essere attratto con la stessa forza, aumentando di conseguenza il suo raggio ionico.

Geometria molecolare e complessi acquosi di calcio

Al centro del parallelepipedo il Ca²⁺ è circondato da sei Cl^-. Quattro di questi si trovano in un piano quadrato e gli altri due si trovano perpendicolarmente (le sfere verdi più distanti dalla sfera bianca).

Come risultato della disposizione di questi ioni, attorno al Ca²⁺ un ottaedro è "armato", assegnandogli una geometria molecolare ottaedrica.

Considerando come sono disposte le sfere verdi, una molecola d'acqua può sostituire una di queste, che si verifica con CaCl₂· H₂O forse nel piano quadrato. Questo fatto modifica la struttura cristallina e, poiché l'acqua sostituisce le sfere verdi, la disposizione degli ioni cambia di più.

Quando tutti gli ioni Cl^- sono sostituiti da molecole d'acqua, si forma l'idrato di CaCl₂· 6 ore₂O. A questo punto l'ottaedro è "acquoso" e le molecole sono ora in grado di interagire l'una con l'altra con legami idrogeno (Ca²⁺ OH-H-OH₂).

Consecutivamente, il calcio può accettare ancora più molecole d'acqua senza alterare il rapporto stabilito. Questo significa che CaCl₂· 6 ore₂Oppure può adottare altre strutture complesse, al punto da essere considerato polimeri cristallini di calcio e acqua.

Tuttavia, queste strutture sono meno stabili di quelle erette dalle interazioni elettrostatiche (Ca²⁺ e Cl^-) del sale anidro.

applicazioni

- Previene il congelamento dell'acqua durante l'inverno. Il cloruro di calcio genera molto calore quando si dissolve e quindi, all'aumentare della temperatura, il ghiaccio si scioglie. Per questo motivo viene utilizzato per ridurre il rischio di circolazione di persone e veicoli durante la stagione fredda.

- Aiuta a controllare la polvere su strade non asfaltate.

- Accelera la velocità di asciugatura del calcestruzzo una volta versato.

- Liquidi di CaCl₂ aumentare l'efficienza della perforazione per l'estrazione di gas dai suoi depositi sotterranei, così come quella del petrolio.

- Viene aggiunto alle piscine per ridurre l'erosione subita dal calcestruzzo delle sue pareti. Il calcio sedimentato svolge questa funzione.

- Poiché è un sale igroscopico, il cloruro di calcio può essere usato come essiccante, essendo in grado di abbassare l'umidità dell'aria che lo circonda e, quindi, delle sostanze a contatto con quell'aria.

- È usato come conservante in alcuni alimenti, oltre che come additivo in molti di questi, come le bevande energetiche utilizzate da atleti, formaggi, birre, ecc.

- Nella pratica medica ha anche utilità nel trattamento della depressione causata da un sovradosaggio di solfato di magnesio, nonché in avvelenamento da piombo.

Come è fatto?

Le fonti naturali di questo composto sono le salamoie estratte dai mari o dai laghi.

Tuttavia, la sua fonte principale proviene dal processo Solvay, in cui calcare (CaCO)₃) subisce una serie di trasformazioni fino a quando non deriva dal sottoprodotto del cloruro di calcio:

2NaCl (aq) + CaCO₃(s) <=> Na₂CO₃(s) + CaCl₂(Aq)

Il prodotto di interesse in questo processo è in realtà carbonato di sodio, Na₂CO₃.

proprietà

Proprietà fisiche e deliquescenza  

È un solido bianco, inodore e igroscopico. Questa tendenza ad assorbire l'umidità dall'ambiente è dovuta alla basicità degli ioni Ca.²⁺.

Fondatezza di che tipo: Lewis o Bronsted? Da Lewis, a causa del fatto che la specie positiva è in grado di accettare elettroni. Questi elettroni sono donati, ad esempio, dagli atomi di ossigeno delle molecole d'acqua.

Il solido assorbe l'umidità fino al grado di dissoluzione nella stessa acqua che bagna i suoi cristalli. Questa proprietà è nota come deliquescenza.

La sua densità è 2,15 g / ml. Poiché incorpora l'acqua nella sua struttura, il cristallo "si dilata", aumentando il suo volume e, di conseguenza, diminuendo la densità. Solo CaCl₂· H₂Oppure rompere con questa tendenza, mostrando una densità più elevata (2,24 g / ml).

Il peso molecolare del sale di anidride è di circa 111 g / mol, e per ogni molecola di acqua nella sua struttura questo peso aumenta di 18 unità.

solubilità

Il CaCl₂ È molto solubile in acqua e in alcuni solventi polari, come l'etanolo, l'acido acetico, il metanolo e altri alcoli.

Dissoluzione del calore

Quando viene dissolto in acqua, il processo è esotermico e, quindi, riscalda la soluzione e l'ambiente circostante.

Questo perché il complesso acquoso stabilizza meglio gli ioni Ca²⁺ in soluzione che le interazioni elettrostatiche con ioni Cl^-. Poiché il prodotto è più stabile, il solido rilascia energia come calore.

Decomposizione elettrolita

Il CaCl₂ Il fuso può essere sottoposto all'elettrolisi, processo fisico che consiste nella separazione di un composto nei suoi elementi dall'azione di una corrente elettrica. Nel caso di questo sale, i prodotti sono calcio metallico e cloro gassoso:

CaCl₂(l) → Ca (s) + Cl₂(G)

Gli ioni di Ca²⁺ sono ridotti al catodo, mentre gli ioni Cl^- sono ossidati all'anodo.

riferimenti

1. Lisa Williams (20 dicembre 2009). Strada ghiacciata. [Figura]. Estratto il 9 aprile 2018 da: flickr.com
2. Wikipedia. (2018). Cloruro di calcio Estratto il 9 aprile 2018 da: en.wikipedia.org
3. J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R. M. Hanson, G. L.W. Hart, e S. Curtarolo, La Biblioteca AFLOW dei Prototipi Cristallografici: Parte 1, Comp. Mat. Sci. 136, S1-S828 (2017). (doi = 10.1016 / j.commatsci.2017.01.017)
4. Shiver e Atkins. (2008). Chimica inorganica In Gli elementi del gruppo 2. (Quarta edizione, pagina 278). Mc Graw Hill.
5. PubChem. (2018). Cloruro di calcio Estratto il 9 aprile 2018 da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. OxyChem. Cloruro di calcio: una guida alle proprietà fisiche. Estratto il 9 aprile 2018 da: oxy.com
7. Carole Ann. Usi comuni di cloruro di calcio. Estratto il 9 aprile 2018 da: hunker.com