- štruktúra
- Kryštál a jeho ióny
- morfológia
- vlastnosti
- Fyzický vzhľad
- Molárna hmota
- Bod topenia
- Hustota
- pH
- Rozpustnosť vo vode
- K
- Index lomu
- stabilita
- získanie
- aplikácia
- Spracovanie potravín
- Dezinfekčný prostriedok na čistenie odpadových vôd
- Papierenský priemysel
- Absorbér plynu
- Osobná starostlivosť
- stavba
- Riziká a vedľajšie účinky
- Referencie
Hydroxid vápenatý je anorganická zlúčenina, ktorej chemický vzorec je Ca (OH) 2 . Je to biely prášok, ktorý sa používa už tisíce rokov, počas ktorého získal niekoľko tradičných mien alebo prezývok; Medzi nimi môžeme uviesť hasené, mŕtve, chemické, hydratované alebo jemné vápno.
V prírode je dostupný v zriedkavých mineráloch nazývaných portlandit, rovnakej farby. Z tohto dôvodu sa Ca (OH) 2 nezískava priamo z tohto minerálu, ale z tepelného spracovania vápenca, po ktorom nasleduje hydratácia. Z toho sa získava vápno, CaO, ktoré sa následne rozloží alebo hydratuje za vzniku Ca (OH) 2 .
Tuhá vzorka hydroxidu vápenatého. Zdroj: Chemický záujem
Ca (OH) 2 je relatívne slabá báza vo vode, pretože sa v horúcej vode ťažko rozpúšťa; ale jeho rozpustnosť sa zvyšuje v studenej vode, pretože jeho hydratácia je exotermická. Jej zásaditosť je však aj naďalej dôvodom opatrnosti pri manipulácii s ním, pretože môže spôsobiť popáleniny v ktorejkoľvek časti tela.
Používa sa ako regulátor pH pre rôzne materiály alebo potraviny a je dobrým zdrojom vápnika z hľadiska svojej hmotnosti. Má uplatnenie v papierenskom priemysle, pri dezinfekcii odpadových vôd, v depilačných výrobkoch, v potravinách vyrobených z kukuričnej múky.
Najdôležitejšie je však použitie ako stavebný materiál, pretože vápno hydratuje, keď sa zmieša s ostatnými zložkami v omietke alebo malte. V týchto stužených zmesiach Ca (OH) 2 absorbuje oxid uhličitý zo vzduchu, aby spevnil piesočné kryštály spolu s kryštálmi vytvorenými z uhličitanu vápenatého.
V súčasnosti sa výskum stále uskutočňuje s cieľom vyvinúť lepšie stavebné materiály, ktoré majú Ca (OH) 2 priamo vo svojom zložení ako nanočastice.
štruktúra
Kryštál a jeho ióny
Ióny hydroxidu vápenatého. Zdroj: Claudio Pistilli
Na hornom obrázku sú ióny, ktoré tvoria hydroxid vápenatý. Jeho samotný vzorec Ca (OH) 2 naznačuje, že pre každý katión Ca2 + existujú dva OH anióny - ktoré s ním interagujú prostredníctvom elektrostatickej príťažlivosti. Výsledkom je, že oba ióny nakoniec vytvárajú kryštál so šesťuholníkovou štruktúrou.
V takýchto hexagonálnych kryštáloch Ca (OH) 2 sú ióny veľmi blízko seba, čo vytvára dojem, že ide o polymérnu štruktúru; Aj keď neexistuje žiadna formálna Ca-O kovalentná väzba, stále je daný významný rozdiel v elektronegativite medzi týmito dvoma prvkami.
Štruktúra hydroxidu vápenatého
Štruktúra generuje octahedra CaO 6 , to je, Ca 2+ interaguje s šesť OH - (Ca 2+ -OH - ).
Séria týchto oktaedier tvorí vrstvu kryštálu, ktorá môže interagovať s iným pomocou vodíkových väzieb, ktoré ich udržiavajú intermolekulovo súdržné; táto interakcia však mizne pri teplote 580 ° C, keď je Ca (OH) 2 dehydratovaný na CaO.
Pokiaľ ide o vysoké tlaky, v tomto ohľade nie je veľa informácií, hoci štúdie ukázali, že pri tlaku 6 GPa prechádza hexagonálny kryštál z hexagonálnej na monoklinickú fázu; a s tým deformácia oktaedry CaO 6 a ich vrstiev.
morfológia
Kryštály Ca (OH) 2 sú šesťuholníkové, to však pre nich nie je prekážkou pri prijímaní morfológie. Niektoré z týchto štruktúr (napríklad pramene, vločky alebo horniny) sú pórovitejšie ako iné, robustné alebo ploché, čo priamo ovplyvňuje ich konečné použitie.
Nie je teda rovnaké používať kryštály z minerálového portlanditu, ako ich syntetizovať tak, že pozostávajú z nanočastíc, v ktorých sa dodržiava niekoľko prísnych parametrov; ako je stupeň hydratácie, použitá koncentrácia CaO a čas, kedy sa nechá kryštál rásť.
vlastnosti
Fyzický vzhľad
Biela prášková pevná látka bez zápachu s horkou chuťou.
Molárna hmota
74,093 g / mol
Bod topenia
580 ° C Pri tejto teplote rozkladá uvoľňovanú vodu, takže nikdy nedosiahne odparovanie:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Hustota
2211 g / cm 3
pH
Nasýtený vodný roztok má pH 12,4 pri 25 ° C.
Rozpustnosť vo vode
Rozpustnosť Ca (OH) 2 vo vode klesá so zvyšovaním teploty. Napríklad pri 0 ° C je jeho rozpustnosť 1,89 g / l; zatiaľ čo pri 20 ° C a 100 ° C sú tieto hodnoty 1,73 g / la 0,66 g / l.
To naznačuje termodynamický fakt: hydratácia Ca (OH) 2 je exotermická, takže pri dodržaní Le Chatelierovho princípu by rovnica bola:
Ca (OH) 2 == Ca2 + + 2OH - + Q
Kde Q je uvoľnené teplo. Čím je voda teplejšia, tým viac rovnováhy bude mať tendenciu doľava; to znamená, že sa menej Ca (OH) 2 rozpustí . Z tohto dôvodu sa v studenej vode rozpúšťa oveľa viac ako vo vriacej vode.
Na druhej strane, pričom sa zvyšuje rozpustnosť v prípade, že hodnota pH sa stáva kyslé vzhľadom k neutralizácii OH - ióny a posunutie predchádzajúceho rovnováhy na pravej strane. Počas tohto procesu sa uvoľňuje ešte viac tepla ako v neutrálnej vode. Okrem kyslých vodných roztokov je Ca (OH) 2 rozpustný aj v glycerole.
K
5,5 · 10 -6 . Táto hodnota sa považuje za nízku a je v súlade s nízkou rozpustnosťou Ca (OH) 2 vo vode (rovnaká rovnováha ako vyššie).
Index lomu
1574
stabilita
Ca (OH) 2 stabilné tak dlho, kým nie je vystavený CO 2 zo vzduchu, lebo absorbuje ju a tvorí uhličitan vápenatý, CaCO 3 . Preto sa začína, aby sa stal impurified v pevnej zmesi Ca (OH) 2 -CaCO 3 kryštálov , kde je CO 3 2 anióny súťažiaci s OH - interakcie s Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
V skutočnosti to je dôvod, prečo sa koncentrovaný Ca (OH) 2 riešenie zase mliečna, ako suspenzia CaCO 3 neobjaví častíc .
získanie
Ca (OH) 2 sa získava komerčne reakciou vápna CaO s dvoj- až trojnásobným prebytkom vody:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Pri tomto spôsobe však môže dôjsť k karbonizácii Ca (OH) 2 , ako už bolo vysvetlené vyššie.
Iné metódy na získanie pozostávať z použitia rozpustných vápenatých solí, ako je chlorid vápenatý 2 alebo Ca (NO 3 ) 2 , a upraví na zásaditú je s hydroxidom sodným, aby sa Ca (OH) 2 zrazeniny . Reguláciou parametrov, ako sú objemy vody, teplota, pH, rozpúšťadlo, stupeň karbonizácie, čas zrenia atď., Je možné syntetizovať nanočastice s rôznymi morfológiami.
Môže sa tiež pripraviť výberom prírodných a obnoviteľných surovín alebo odpadu z priemyslu bohatého na vápnik, ktorý po zahriatí a jeho popol bude pozostávať z vápna; a odtiaľ znovu, Ca (OH) 2 môžu byť pripravené hydratáciou týchto popol aby bolo nutné do odpadu vápenec, CaCO 3 .
Na tento účel sa napríklad použila agávová bagasa, ktorá priraďuje pridanú hodnotu odpadu z odvetvia tequily.
aplikácia
Spracovanie potravín
Uhorky sa najprv namočia do hydroxidu vápenatého, aby sa stali chrumkavejšími. Zdroj: Pixabay.
Hydroxid vápenatý je prítomný v mnohých potravinách v niektorých fázach jeho prípravy. Napríklad, nakladané uhorky, ako sú uhorky nakladačky, sa ponoria do rovnakého vodného roztoku, aby sa stali zreteľnejšími, keď sa balia do octu. Proteíny na svojom povrchu absorbujú vápnik z prostredia.
To isté sa vyskytuje u kukuričných zŕn pred ich transformáciou na múku, pretože im pomáha uvoľňovať vitamín B 3 (niacín) a uľahčuje ich mletie. Vápnik, ktorý poskytuje, sa tiež používa na zvýšenie výživovej hodnoty niektorých štiav.
Ca (OH) 2 môže tiež nahradiť prášok do pečiva v niektorých receptoch chleba a vyčíriť sladké roztoky získané z cukrovej trstiny a repy.
Dezinfekčný prostriedok na čistenie odpadových vôd
Číriaci účinok Ca (OH) 2 je spôsobený skutočnosťou, že pôsobí ako flokulačné činidlo; to znamená, že zväčšuje veľkosť suspendovaných častíc, až kým nevytvoria vločky, ktoré sa neskôr usadia alebo môžu byť filtrované.
Táto vlastnosť sa používa na dezinfekciu splaškov, destabilizáciu nepríjemných koloidov z hľadiska (a zápachu) divákov.
Papierenský priemysel
Ca (OH) 2 sa používa v Kraftovom procese na regeneráciu NaOH použitého na ošetrenie dreva.
Absorbér plynu
Ca (OH) 2 sa používa na odstránenie CO 2 z uzavretých priestoroch alebo v prostredí, kde je jeho prítomnosť je kontraproduktívne.
Osobná starostlivosť
Vo formuláciách pre depilačné krémy sa Ca (OH) 2 nachádza ticho, pretože jeho zásaditosť pomáha oslabiť keratín vlasov, a preto je ľahšie ich odstrániť.
stavba
Hydroxid vápenatý je súčasťou štruktúr starých stavieb, ako sú pyramídy Egypta. Zdroj: Pexels.
Ca (OH) 2 je prítomný od nepamäti a spája masy sadry a malty používané pri stavbe egyptských architektonických diel, ako sú pyramídy; tiež budovy, mauzóleá, steny, schody, podlahy, podpery a dokonca aj na prestavbu zubného cementu.
Jeho posilňujúci akcie je vzhľadom na to, že pri "dýchanie" CO 2 , výsledné kryštály CaCO 3 skončí integráciu piesok a ďalšie zložky týchto zmesí k lepšiemu stupni.
Riziká a vedľajšie účinky
Ca (OH) 2 nie je silne zásaditá pevná látka v porovnaní s inými hydroxidmi, hoci je to skôr ako Mg (OH) 2 . Aj napriek tomu, že nie je reaktívna alebo horľavá, jej zásaditosť je stále dosť agresívna na to, aby spôsobila menšie popáleniny.
Preto sa s ním musí zaobchádzať s rešpektom, keďže môže dráždiť oči, jazyk a pľúca, ako aj vyvolávať ďalšie choroby, ako sú: strata zraku, silná alkalizácia krvi, kožné vyrážky, zvracanie a bolesť hrdla. ,
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Hydroxid vápenatý. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero a kol. (2016). Syntéza a charakterizácia hydroxidu vápenatého získaného z agávovej bagázy a skúmanie jeho antibakteriálnej aktivity. Získané z: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Kryštálová štruktúra vysokotlakovej fázy hydroxidu vápenatého, portlanditu: in situ prášok a monokryštalická rôntgenová difrakčná štúdia. Americký mineralog; 98 (8-9): 1421 - 1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (5. júna 2019). Hydroxid vápenatý. Chémia LibreTexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. a kol. (2015). Syntéza hydroxidu vápenatého vo vodnom prostredí. Americká keramická spoločnosť. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (12. apríla 2018). Ako sa používa hydroxid vápenatý v potravinách a je bezpečný? Získané z: healthline.com
- Brian Clegg. (26. mája 2015). Hydroxid vápenatý. Získané z: chemistryworld.com