- Strukturera
- Crystal och dess joner
- Morfologi
- Egenskaper
- Fysiskt utseende
- Molmassa
- Smältpunkt
- Densitet
- pH
- Vattenlöslighet
- K
- Brytningsindex
- Stabilitet
- Erhållande
- tillämpningar
- Livsmedelsbearbetning
- Desinficeringsmedel för avlopp
- Pappersindustri
- Gasabsorbent
- Personlig vård
- Konstruktion
- Risker och biverkningar
- referenser
Den kalciumhydroxid är en oorganisk förening, vars kemiska formel är Ca (OH) 2 . Det är ett vitt pulver som har använts i tusentals år, under vilken tid det har tjänat flera traditionella namn eller smeknamn; bland dem kan vi nämna slaked, död, kemisk, hydratiserad eller fin kalk.
I naturen finns det i ett sällsynt mineral som kallas portlandit, i samma färg. På grund av detta erhålls inte Ca (OH) 2 direkt från detta mineral, utan från en värmebehandling följt av hydrering av kalkstenen. Kalk, CaO, erhålls från detta, som därefter släckes eller hydreras för att producera Ca (OH) 2 .
Ett fast prov av kalciumhydroxid. Källa: Chemical interesse
Ca (OH) 2 är en relativt svag bas i vatten eftersom den knappast kan upplösas i varmt vatten; men dess löslighet ökar i kallt vatten, eftersom dess hydratisering är exoterm. Emellertid fortsätter dess grundlighet att vara en anledning att vara försiktig med det när du hanterar det, eftersom det kan orsaka brännskador på någon del av kroppen.
Det har använts som en pH-regulator för olika material eller livsmedel, samt är en bra källa till kalcium när det gäller dess massa. Det har tillämpningar inom pappersindustrin, i desinfektion av avloppsvatten, i hårborttagande produkter, i livsmedel tillverkade av majsmjöl.
Den viktigaste användningen har emellertid varit som konstruktionsmaterial, eftersom kalk hydraterades när det blandas med de andra ingredienserna i gips eller murbruk. I dessa härdade blandningar absorberar Ca (OH) 2 koldioxid från luften för att konsolidera sandkristallerna tillsammans med de som bildas av kalciumkarbonat.
För närvarande bedrivs fortfarande forskning i syfte att utveckla bättre konstruktionsmaterial som har Ca (OH) 2 direkt i sin sammansättning som nanopartiklar.
Strukturera
Crystal och dess joner
Joner av kalciumhydroxid. Källa: Claudio Pistilli
I den övre bilden har vi joner som utgör kalciumhydroxid. Dess mycket formel Ca (OH) 2 indikerar att för varje Ca 2+ -kation finns det två OH-anjoner - som interagerar med den genom elektrostatisk attraktion. Resultatet är att båda jonerna upprättar en kristall med en hexagonal struktur.
I sådana hexagonala kristaller av Ca (OH) 2 är jonerna mycket nära varandra, vilket ger utseendet att vara en polymer struktur; även om det inte finns någon formell Ca-O-kovalent bindning, fortfarande med tanke på den märkbara skillnaden i elektronegativitet mellan de två elementen.
Struktur av kalciumhydroxid
Strukturen genererar oktaedra CaO 6 , det vill säga Ca 2+ interagerar med sex OH - (Ca 2+ -OH - ).
En serie av dessa oktaedrar utgör ett lager av kristallen, som kan interagera med en annan med hjälp av vätebindningar som håller dem intermolekylärt sammanhängande; emellertid försvinner denna interaktion vid en temperatur av 580 ° C, när Ca (OH) 2 dehydratiseras till CaO.
På sidan av högt tryck finns det inte mycket information i detta avseende, även om studier har visat att vid ett tryck av 6 GPa genomgår den hexagonala kristallen en övergång från hexagonal till monoklinisk fas; och med den deformationen av CaO 6 oktaedra och deras lager.
Morfologi
Ca (OH) 2- kristaller är hexagonala, men det är inte ett hinder för dem att anta någon morfologi. Vissa av dessa strukturer (som strängar, flingor eller stenar) är mer porösa än andra, robusta eller platta, vilket direkt påverkar deras slutliga tillämpningar.
Således är det inte samma sak att använda kristaller från mineralportlanditen än att syntetisera dem så att de består av nanopartiklar där några strikta parametrar följs; såsom hydratiseringsgraden, koncentrationen av CaO som används och tiden kristallen får växa.
Egenskaper
Fysiskt utseende
Vitt, luktfritt, pulverformigt fast ämne med en bitter smak.
Molmassa
74,093 g / mol
Smältpunkt
580 ° C Vid denna temperatur sönderdelas det frisläppande vatten, så det når aldrig förångning:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Densitet
2211 g / cm 3
pH
En mättad vattenlösning därav har ett pH av 12,4 vid 25 ° C.
Vattenlöslighet
Lösligheten av Ca (OH) 2 i vatten minskar med en temperaturökning. Till exempel vid 0 ° C är dess löslighet 1,89 g / L; medan de är 20 ° C och 100 ° C är de 1,73 g / L respektive 0,66 g / L.
Detta indikerar ett termodynamiskt faktum: hydratiseringen av Ca (OH) 2 är exotermisk, så att följa Le Chateliers princip skulle ekvationen vara:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Där Q frigör värmen. Ju varmare vattnet, desto mer jämvikt tenderar till vänster; det vill säga mindre Ca (OH) 2 kommer att upplösas . Det är av detta skäl att det i kallt vatten upplöses mycket mer än i kokande vatten.
Å andra sidan, nämnda lösligheten ökar om pH blir sur på grund av neutraliseringen av OH - joner och förskjutningen av den föregående jämvikts till höger. Ännu mer värme frigörs under denna process än i neutralt vatten. Förutom sura vattenhaltiga lösningar är Ca (OH) 2 också löslig i glycerol.
K
5,5 · 10 -6 . Detta värde anses vara litet och överensstämmer med den låga lösligheten av Ca (OH) 2 i vatten (samma balans som ovan).
Brytningsindex
1574
Stabilitet
Ca (OH) 2 förblir stabil så länge den inte utsätts för CO 2 från luften, eftersom den absorberar den och bildar kalciumkarbonat, CaCO 3 . Därför börjar den att bli förorenade i en fast blandning av Ca (OH) 2 -CaCO 3 kristaller , där det finns CO 3 2- anjoner som konkurrerar med OH - att interagera med Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
I själva verket är detta orsaken till att koncentrerade Ca (OH) 2- lösningar blir mjölkiga, eftersom en suspension av CaCO 3- partiklar dyker upp .
Erhållande
Ca (OH) 2 erhålls kommersiellt genom att reagera kalk, CaO, med ett två till tre gånger överskott av vatten:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Emellertid kan karbonisering av Ca (OH) 2 ske i processen , precis som förklarats ovan.
Andra metoder för att erhålla den bestå av användning av lösliga kalciumsalter, såsom CaCl 2 eller Ca (NO 3 ) 2 , och alkalisering dem med NaOH, så att Ca (OH) 2 fällningar . Genom att kontrollera parametrar såsom vattenvolymer, temperatur, pH, lösningsmedel, grad av karbonisering, mognadstid etc. kan nanopartiklar med olika morfologier syntetiseras.
Det kan också beredas genom att välja naturliga och förnybara råvaror, eller avfall från en industri som är rik på kalcium, som vid uppvärmning och dess aska kommer att bestå av kalk; och härifrån, igen, Ca (OH) 2 kan framställas genom att hydratisera dessa aska utan behov av att avfalls kalksten, CaCO 3 .
Till exempel har agave bagasse använts för detta ändamål och tillfört mervärde till avfall från tequila industrier.
tillämpningar
Livsmedelsbearbetning
Picklesna blöts först i kalciumhydroxid för att göra dem krispigare. Källa: Pixabay.
Kalciumhydroxid finns i många livsmedel i några av sina beredningssteg. Till exempel doppas pickles, såsom gurkor, i en vattenlösning av samma för att göra dem skarpare när de packas i vinäger. Detta beror på att proteinerna på ytan absorberar kalcium från miljön.
Detsamma inträffar med majskorn innan de omvandlas till mjöl, eftersom det hjälper dem att frisätta vitamin B 3 (niacin) och underlättar deras slipning. Kalcium det tillhandahåller används också för att lägga till näringsvärde till vissa juice.
Ca (OH) 2 kan också ersätta bakpulver i vissa brödrecept och klargöra de sockerhaltiga lösningarna som erhållits från sockerrör och rödbetor.
Desinficeringsmedel för avlopp
Ca (OH) 2: s klargörande verkan beror på det faktum att det fungerar som ett flockningsmedel; det vill säga det ökar storleken på de suspenderade partiklarna tills de bildar flockar, som senare sedimenterar eller kan filtreras.
Den här egenskapen har använts för att desinficera avlopp, destabilisera dess obehagliga kolloider till åskådarnas utsikt (och lukt).
Pappersindustri
Ca (OH) 2 används i Kraft-processen för att regenera NaOH som används för att behandla trä.
Gasabsorbent
Ca (OH) 2 används för att ta bort CO 2 från stängda utrymmen eller i miljöer där dess närvaro är kontraproduktiv.
Personlig vård
I formuleringar för depilatoriska krämer hittas Ca (OH) 2 stillsamt, eftersom dess basalitet hjälper till att försvaga hårets keratin, och således är det lättare att ta bort dem.
Konstruktion
Kalciumhydroxid bildas som en del av strukturerna på gamla byggplatser som Egypten. Källa: Pexels.
Ca (OH) 2 har funnits sedan urminnes tider och integrerat massorna av gips och murbruk som användes vid konstruktionen av egyptiska arkitektoniska verk som pyramiderna; också byggnader, mausoleums, väggar, trappor, golv, stöd och till och med för att bygga om tandcement.
Dess förstärkande verkan beror på att när "andas" CO 2 , resulterar de resulterande kristallerna av CaCO 3 i att bättre integrera sand och andra komponenter i sådana blandningar.
Risker och biverkningar
Ca (OH) 2 är inte ett starkt basiskt fast material jämfört med andra hydroxider, även om det är mer än Mg (OH) 2 . Trots att den inte är reaktiv eller brandfarlig, är dess grundlighet fortfarande aggressiv nog för att orsaka mindre brännskador.
Därför måste det hanteras med respekt, eftersom det kan irritera ögonen, tungan och lungorna, samt utlösa andra sjukdomar som: synförlust, svår alkalisering av blodet, hudutslag, kräkningar och ont i halsen .
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Kalcium hydroxid. Återställd från: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero et al. (2016). Syntes och karakterisering av kalciumhydroxid erhållen från agave bagasse och undersökning av dess antibakteriella aktivitet. Återställd från: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kristallstruktur för högtrycksfasen av kalciumhydroxid, portlandit: pulver in situ och enkelkristall röntgendiffraktion. American Mineralogist; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (05 juni 2019). Kalcium hydroxid. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. et al. (2015). Syntes av nanokalciumhydroxid i vattenhaltigt medium. American Ceramic Society. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12 april 2018). Hur används kalciumhydroxid i livsmedel och är det säkert? Återställd från: healthline.com
- Brian Clegg. (26 maj 2015). Kalcium hydroxid. Återställd från: chemistryworld.com