แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2): โครงสร้างการใช้และคุณสมบัติ
แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl 2) เป็นเกลืออนินทรีย์ที่ประกอบด้วยแคลเซียมโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ และฮาโลเจนคลอรีน ในสารประกอบนั้นมีปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่กำหนดลักษณะภายนอกของผลึกและคุณสมบัติทางกายภาพที่เหลืออยู่
นอกจากนี้ยังมีโมเลกุลของน้ำอยู่เสมอทำให้เกิดไฮเดรตของสูตรทั่วไป CaCl 2 · xH 2 O โดยมี x = 0, 1, 2, 4 และ 6 เมื่อ x = 0 เกลือจะขาดน้ำ ระบุสูตรทางเคมีดังกล่าวข้างต้น
ส่วนที่เป็นของแข็งของ CaCl 2 แสดงในภาพด้านบน ในสภาวะที่มีความชื้นต่ำมีความเป็นไปได้ที่จะทำให้เกลือปราศจากน้ำถึงแม้ว่าแนวโน้มตามธรรมชาติของมันคือการดูดซับจนกว่ามันจะละลาย (deliquescence)
สูตร
สูตรทางเคมีของมันคือ CaCl 2 : เป็นการแสดงออกว่าสำหรับแต่ละ Ca2 + ไอออนมีสองส่วนที่ต่อต้านประจุบวก แคลเซียมโลหะ - จากกลุ่ม 2 ของตารางธาตุ (นาย Becambara) - ให้อิเล็กตรอนสองตัวในแต่ละอะตอมของคลอรีนซึ่งเป็นองค์ประกอบของกลุ่ม 17
โครงสร้าง
โครงสร้างของ CaCl 2 แอนไฮไดรด์แสดงไว้ในภาพด้านบน ทรงกลมสีเขียวตรงกับ Clion และทรงกลมสีขาวตรงกับ Ca2 + ไอออน ทรงกลมเหล่านี้ถูกจัดเรียงในแนวขนานซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าเซลล์หน่วยออร์โธฮอมบิกของผลึก
โครงสร้างอาจให้ความคิดที่ผิด ๆ ว่าแคลเซียมมีอิทธิพล อย่างไรก็ตามหากการทำซ้ำของเซลล์หน่วยได้รับการทำซ้ำมากขึ้นทรงกลมสีเขียวที่มากขึ้นจะชัดเจน: Clions
ในอีกทางหนึ่ง Ca2 + ไอออนมีรัศมีของไอออนที่เล็กกว่า Clion นี่เป็นเพราะเมื่อพวกเขาสูญเสียอิเล็กตรอนนิวเคลียสของอะตอมจะมีแรงดึงดูดมากขึ้นในชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกซึ่งจะลดรัศมีไอออนิก
ในกรณีของ Cl- มันมีอิเล็กตรอนเพิ่มเติมที่ไม่สามารถดึงดูดด้วยแรงเดียวกันทำให้รัศมีไอออนิกเพิ่มขึ้น
เรขาคณิตโมเลกุลและสารประกอบเชิงซ้อนของแคลเซียมในน้ำ
ในจุดกึ่งกลางของขนานที่ Ca2 + ล้อมรอบด้วยหก Cl- สี่ของการโกหกเหล่านี้ในระนาบสี่เหลี่ยมและอีกสองคนตั้งอยู่ในแนวตั้งฉาก (ทรงกลมสีเขียวที่ห่างไกลที่สุดของทรงกลมสีขาว)
อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงของไอออนเหล่านี้รูปแปดด้านคือ "ประกอบ" รอบ ๆ Ca2 + กำหนดรูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลแปดด้าน
เมื่อพิจารณาว่าทรงกลมสีเขียวจัดเรียงอย่างไรโมเลกุลของน้ำสามารถแทนที่หนึ่งในสิ่งเหล่านี้ซึ่งเกิดขึ้นกับ CaCl 2 · H 2 O อาจเป็นไปได้ในระนาบสี่เหลี่ยม ความจริงเรื่องนี้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างผลึกและเมื่อน้ำมาแทนที่ทรงกลมสีเขียวการจัดเรียงของไอออนจะเปลี่ยนไปมากขึ้น
เมื่อ Clion ทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลของน้ำ CaCl 2 · 6H 2 O จะเกิดขึ้น ณ จุดนี้ Octahedron จะเป็น "aqueous" และโมเลกุลจะสามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันโดยพันธะไฮโดรเจนได้ H-OH 2 )
แคลเซียมสามารถรับโมเลกุลของน้ำได้มากขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนอัตราส่วนที่กำหนด ซึ่งหมายความว่า CaCl 2 · 6H 2 O สามารถนำโครงสร้างที่ซับซ้อนอื่น ๆ มาใช้จนถึงการพิจารณาว่าเป็นผลึกโพลีเมอร์ของแคลเซียมและน้ำ
อย่างไรก็ตามโครงสร้างเหล่านี้มีความเสถียรน้อยกว่าที่สร้างขึ้นโดยการโต้ตอบไฟฟ้าสถิต (Ca2 + และ Cl-) ของเกลือปราศจาก
การใช้งาน
- ป้องกันการแช่แข็งของน้ำในช่วงฤดูหนาว แคลเซียมคลอไรด์จะสร้างความร้อนจำนวนมากเมื่อละลายแล้วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นน้ำแข็งจะละลาย ด้วยเหตุนี้มันถูกใช้เพื่อลดความเสี่ยงของการไหลเวียนของคนและยานพาหนะในช่วงฤดูหนาว
- ช่วยควบคุมฝุ่นบนถนนที่ไม่ปูพื้น
- เร่งความเร็วในการทำให้แห้งของคอนกรีตเมื่อมีการเท
- ของเหลว CaCl 2 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการขุดเจาะเพื่อสกัดก๊าซจากแหล่งสะสมใต้ดินรวมถึงน้ำมัน
- มันถูกเพิ่มเข้าไปในสระน้ำเพื่อลดการกัดเซาะของผนังคอนกรีต แคลเซียมที่เยินยอจะทำหน้าที่นี้ให้สมบูรณ์
- เนื่องจากเป็นเกลือดูดความชื้นแคลเซียมคลอไรด์จึงสามารถนำมาใช้เป็นสารดูดความชื้นสามารถลดความชื้นของอากาศที่ล้อมรอบมันและดังนั้นของสารที่สัมผัสกับอากาศนั้น
- มันถูกใช้เป็นสารกันบูดในอาหารบางชนิดเช่นเดียวกับสารเติมแต่งในหลาย ๆ อย่างเช่นเครื่องดื่มชูกำลังที่นักกีฬานักกีฬาชีสเบียร์ ฯลฯ
- ในทางการแพทย์ยังมีประโยชน์ในการรักษาโรคซึมเศร้าที่เกิดจากการได้รับแมกนีเซียมซัลเฟตเกินขนาดเช่นเดียวกับในการเป็นพิษจากสารตะกั่ว
เป็นอย่างไรบ้าง?
แหล่งที่มาตามธรรมชาติของสารนี้คือน้ำเกลือที่สกัดจากทะเลหรือทะเลสาบ
อย่างไรก็ตามแหล่งที่มาหลักของมันมาจากกระบวนการ Solvay ซึ่งหินปูน (CaCO 3 ) ผ่านการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างจนกระทั่งมันเกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์แคลเซียมคลอไรด์:
2NaCl (aq) + CaCO 3 Na 2 CO 3 (s) + CaCl 2 (ac)
ผลิตภัณฑ์ที่น่าสนใจในกระบวนการนี้จริง ๆ แล้วคือโซเดียมคาร์บอเนต Na 2 CO 3
สรรพคุณ
คุณสมบัติทางกายภาพ และของเก่า
มันเป็นของแข็งสีขาวไม่มีกลิ่นและดูดความชื้น แนวโน้มในการดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อมนี้เกิดจากพื้นฐานของ Ca2 + ไอออน
พื้นฐานของชนิดใด: Lewis หรือ Bronsted จากลูอิสเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าสปีซีส์บวกนั้นสามารถรับอิเล็กตรอนได้ ยกตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกบริจาคโดยอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำ
ของแข็งดูดซับความชื้นจนถึงระดับของการละลายในน้ำเดียวกันกับผลึกของมัน คุณสมบัตินี้เรียกว่า deliquescence
ความหนาแน่นของมันคือ 2.15 g / mL เมื่อรวมน้ำเข้ากับโครงสร้างผลึกจะขยายตัวเพิ่มปริมาตรและทำให้ความหนาแน่นลดลง มีเพียง CaCl 2 · H 2 O เท่านั้นที่ทำลายแนวโน้มนี้แสดงความหนาแน่นที่สูงขึ้น (2.24 g / mL)
น้ำหนักโมเลกุลของเกลือแอนไฮไดด์จะอยู่ที่ประมาณ 111 กรัม / โมลและสำหรับแต่ละโมเลกุลของน้ำในโครงสร้างน้ำหนักนี้จะเพิ่มขึ้น 18 หน่วย
สามารถในการละลาย
CaCl 2 นั้นละลายได้ในน้ำและในตัวทำละลายขั้วโลกเช่นเอทานอลกรดอะซิติกเมทานอลและแอลกอฮอล์อื่น ๆ
สลายตัวด้วยความร้อน
เมื่อละลายในน้ำกระบวนการจะคายความร้อนดังนั้นจึงทำให้เกิดความร้อนแก่สารละลายและสภาพแวดล้อม
นี่เป็นเพราะคอมเพล็กซ์ที่เป็นน้ำนั้นทำให้ Ca2 + ไอออนมีความเสถียรในระดับที่มากกว่าการโต้ตอบด้วยไฟฟ้าสถิตกับ Clion เนื่องจากผลิตภัณฑ์มีความเสถียรมากกว่าของแข็งจึงปล่อยพลังงานในรูปของความร้อน
การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์
Molten CaCl 2 สามารถผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสซึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ประกอบด้วยการแยกสารประกอบในองค์ประกอบจากการกระทำของกระแสไฟฟ้า ในกรณีของเกลือนี้ผลิตภัณฑ์ที่มีแคลเซียมโลหะและก๊าซคลอรีน:
CaCl 2 (l) → Ca (s) + Cl 2 (g)
Ca2 + ไอออนจะลดลงที่ขั้วลบในขณะที่ไอออนจะถูกออกซิไดซ์ที่ขั้วบวก
