KALCIUMNITRAT (CA (NR3) 2): STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den kalciumnitrat är en tertiär oorganiskt salt med den kemiska formeln Ca (NO ₃ ) ₂ . Från dess formel är det känt, att dess fasta består av Ca ²⁺ och NO ₃ ^- joner i ett 1: 2 förhållande. Därför är det en förening av rent jonisk natur.

En av dess egenskaper är dess oxiderande karaktär på grund av nitratanjonen. Det är inte brännbart, det vill säga det bränner inte vid höga temperaturer. Eftersom det inte är brännbart representerar det ett säkert fasta material att hantera utan mycket skötsel; det kan emellertid påskynda antändningen av brännbara material.

Fast kalciumnitrat. Källa: Ondřej Mangl, från Wikimedia Commons

Dess utseende består av ett granulärt fast ämne som har en vit eller ljusgrå färg (övre bild). Det kan vara vattenfri eller tetrahydrat, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O. Det är mycket lösligt i vatten, metanol och aceton.

Kalciumnitrat har använts allmänt som gödningsmedel, eftersom det rör sig lätt i fuktig jord och absorberas snabbt av växtrötterna. Det levererar två viktiga element för växtnäring och tillväxt: kväve och kalcium.

Kväve är en av de tre väsentliga elementen för utveckling av växter (N, P och K), det är viktigt i syntesen av proteiner. Under tiden är kalcium nödvändigt för att upprätthålla strukturen på väggens cellvägg. Av denna anledning används Ca (NO ₃ ) ₂ mycket i trädgårdar.

Å andra sidan har detta salt toxiska verkningar, särskilt genom direkt kontakt med huden och ögonen, samt genom inandning av dess damm. Dessutom kan den sönderdelas genom uppvärmning.

Struktur av kalciumnitrat

Joner av kalciumnitrat. Källa: Я.HarDNox på ru.wikipedia, från Wikimedia Commons

Den övre bilden visar strukturen för Ca (NO ₃ ) ₂ i en sfär- och stångmodell. Här finns emellertid en defekt: förekomsten av Ca-O-kovalenta bindningar antas, vilket strider mot deras joniska karaktär. För att klargöra detta är verkligen interaktioner av den elektrostatiska typen.

Ca ²⁺ katjon är omgiven av två NR ₃ anjoner ^- enligt deras proportioner i kristallen. Därför dominerar kväve i form av nitrat i den kristallina strukturen.

Jonerna är grupperade på ett sådant sätt att de upprättar en konfiguration vars minsta uttryck är enhetscellen; som för vattenfri salt är kubik. Med andra ord, från kuber som innehåller förhållandet 1: 2 för dessa joner, reproduceras hela kristallen.

Å andra sidan, den tetrahydratiserade saltet, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O, har fyra vattenmolekyler för varje uppsättning av NO ₃ ^- Ca ²⁺ NR ₃ ^- . Detta modifierar kristallstrukturen och deformerar den till en monoklinisk enhetscell.

Därför förväntas kristallerna för både de vattenfria och tetrahydrat-salterna vara olika; skillnader som kan bestämmas i deras fysiska egenskaper, t.ex. smältpunkter.

Fysiska och kemiska egenskaper

Kemiska namn

-Kalciumnitrat

-Kalciumdinitrat

-Nitrocalcite

-Norsk saltpeter och limesaltpetro.

Molekylär formel

Ca (NO ₃ ) ₂ eller CaN ₂ O ₆

Molekylvikt

Vattenfritt 164,088 g / mol och tetrahydrat 236,15 g / mol. Observera effekten av vatten på molekylvikten, och det kan inte försummas när man väger det.

Fysiskt utseende

Vitt eller ljusgrått fast ämne eller granulat. Kubiska vita kristaller eller deliquescent granulat; det vill säga, de absorberar fukt till den punkt de upplöses på grund av deras höga löslighet.

Kokpunkt

Den vattenfria formen sönderdelas vid upphettning till en temperatur som förhindrar bestämning av dess kokpunkt; Medan saltets tetrahydratform har en kokpunkt på 132 ° C (270 ° F, 405K).

Smältpunkt

-Vattfri form: 561 ° C till 760 mmHg (1042 ° F, 834 K).

-Tetrahydratform: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).

Detta visar hur vattenmolekyler interfererar med elektrostatiska interaktioner mellan Ca ²⁺ och NO ₃ ^- inuti kristaller; och följaktligen smälter det fasta ämnet vid en mycket lägre temperatur.

Vattenlöslighet

-Vattfri form: 1212 g / L vid 20 ºC.

-Tetrahydratform: 1290 g / L vid 20 ºC.

Vattnet i kristallerna ökar knappast saltets löslighet.

Löslighet i organiska lösningsmedel

-I etanol, 51,42 g / 100 g vid 20 ° C.

-I metanol, 134 g / 100 g vid 10 ° C.

-I aceton, 168 g / 100 g vid 20 ° C.

Aciditet (pKa)

6,0

Densitet

2,5 g / cm ^{^} vid 25 ° C (tetrahydrat).

Sönderfall

När kalciumnitrat upphettas till glödande, sönderdelas det till kalciumoxid, kväveoxid och syre.

Reaktiv profil

Det är ett starkt oxidationsmedel, men det är inte brännbart. Accelererar antändningen av brännbara material. Uppdelningen av kalciumnitrat i fina partiklar underlättar dess explosion när föreningen utsätts för långvarig eld.

Blandningar med alkylestrar blir explosiva genom ursprung av alkylnitratestrar. Kombinationen av kalciumnitrat med fosfor, tenn (II) klorid eller annat reduktionsmedel kan reagera explosivt.

tillämpningar

jordbruk

Det används i grödor som källa till kväve och kalcium. Kalciumnitrat är mycket lösligt i vatten och absorberas lätt av växternas rötter. Dessutom surgör den inte jord eftersom dess joner inte kan hydrolyseras signifikant.

Blandning med gödselmedel som innehåller fosfor eller sulfat bör undvikas för att undvika bildning av olösliga salter. På grund av hygroskopiciteten måste den förvaras i en torr och sval miljö.

Användningen har en fördel jämfört med användningen av ammoniumnitrat som gödselmedel. Även om den senare föreningen bidrar med kväve till växter stör den kalciumabsorptionen, vilket kan leda till kalciumbrist hos växter.

Kalcium bidrar till att upprätthålla cellväggstrukturen hos växter. I närvaro av kalciumbrist uppvisar de växande vävnaderna, till exempel rotspetsar, unga blad och skjutspetsar, ofta snedvriden tillväxt.

Minskad ammoniak

Kalciumnitrat minskar ansamlingen av flyktiga fettsyror och fenolföreningar, fytotoxiska som ackumuleras på grund av sönderdelning av sojabönorester.

Dessutom finns det en tendens att kalciumnitrat minskar ammoniumkoncentrationen i jorden, vilket ökar vätbuffertkapaciteten.

Betong

Kalciumnitrat används för att reducera inställningstiden för betong. Detta produceras genom alstring av kalciumhydroxid, kanske genom en dubbel förträngningsreaktion.

Dessutom inducerar kalciumnitrat alstringen av järnhydroxidföreningen, vars skyddande verkan på betong minskar dess korrosion. Det vill säga, det närvarande järnet kan reagera med de grundläggande komponenterna i betong, såsom kalciumhydroxid själv.

Kalciumnitrat minskar inställningstiden, såväl som betongens motstånd, till vilken vulkansk aska har lagts till. För att studera effekten av att tillsätta kalciumnitrat till betong har ökande koncentrationer av kalciumnitrat använts, mellan 2% och 10%.

En större minskning av inställningstiden har observerats, liksom en ökning av betongstyrkan när kalciumnitratkoncentrationen ökade upp till 10%.

Avloppsrening eller avloppsvattenrening

Kalciumnitrat används för att minska dålig lukt från avloppsvatten genom att minska uppkomsten av vätesulfid. Dessutom konsumeras det organiska materialet som genererar anaeroba förhållanden, vilket gör det svårt för många biologiska arter att överleva.

Beredning av kalla kompresser

Kalciumnitrattetrahydrat är en endotermisk förening, det vill säga det har förmågan att absorbera värme från omgivningen. Detta ger en kylning av kropparna som kommer i kontakt med behållarna som innehåller den.

Kompresserna ökar temperaturen, och för att regenerera dem räcker det att placera dem i en frys

Latexkoagulation

Kalciumnitrat används i latexkoagulationsfasen. Det är en del av nedsänkningslösningen och när den kommer i kontakt med lösningen som innehåller latexen bryter den stabiliseringen och får den att koagulera.

Värmeöverföring och lagring

Den binära blandningen av smälta nitratsalter, inklusive kalcium med andra nitrater, används i stället för termisk olja i solkraftverk för värmeöverföring och lagring.

Ansökningsformer

-Kalciumnitrat appliceras blandat med jorden i en koncentration av 1,59 kg per 30,48 m ² , med adekvat bevattning. Kalciumnitrat solubiliseras i vatten, vilket möjliggör absorption av växternas rötter. I hydroponiska grödor löses det upp i det växande vattnet.

-Kalciumnitrat används också i form av en spray för att spraya löv och blommor, vilket är en effektiv behandling för att förhindra ruttning av tomatblomman, korkfläcken och äpplets bittera grop.

-En mängd kalciumnitrat tillsätts till den betongbildande blandningen (cement, sand, stenar och vatten) och effekten som dess tillsats har på betongens specifika egenskaper bestäms; som inställning av hastighet och styrka.

-Kalciumnitrat tillsätts i en tillräcklig koncentration för att minska den dåliga lukten av avloppsvatten eller avloppsvatten, till en nivå som luktarna är tålliga för människor.

referenser

1. Bonnie L. Grant. (2019). Kalciumnitratgödselmedel - Vad gör kalciumnitrat för växter. Återställs från: gardeneningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG och Vyn, TJ (1990). Användning av kalciumnitrat för att minska fytotoxinansamlingen under nedbrytning av korprester. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB och Hassan, IO (2011). Effekt av tillsats av kalciumnitrat på selektiva egenskaper hos betong som innehåller vulkansk aska. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Kalciumnitrat. Återställd från: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Stålkorrosionshämning med kalciumnitrat i halogenberikade kompletteringsvätskemiljöer. npj Material Nedbrytningsvolym 2, Artikelnummer: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Specifikationer för kalciumnitrat. Återställd från: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Kalciumnitrat. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov