DUSIČNAN VÁPENATÝ (CA (Č. 3) 2): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2025

Dusičnan vápenatý je terciárne anorganická soľ, ktorá má na chemický vzorec Ca (NO ₃ ) ₂ . Od jeho vzorci je známe, že jej pevná látka sa skladá z Ca ²⁺ a NO ₃ ^- ióny v pomere 1: 2. Preto je to zlúčenina čisto iónovej povahy.

Jednou z jeho vlastností je oxidačný charakter dusičnanového aniónu. Nie je horľavý, to znamená, že pri vysokých teplotách nehorí. Keďže je nehorľavý, predstavuje bezpečnú pevnú látku, s ktorou sa dá zaobchádzať bez veľkej starostlivosti; môže však urýchliť zapálenie horľavých materiálov.

Pevný dusičnan vápenatý. Zdroj: Ondřej Mangl, z Wikimedia Commons

Jeho vzhľad pozostáva z granulovanej pevnej látky, ktorá má bielu alebo svetlo šedú farbu (horný obrázok). To môže byť bezvodá alebo tetrahydrát, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O. To je veľmi rozpustný vo vode, metanole a acetónu.

Dusičnan vápenatý sa bežne používa ako hnojivo, pretože sa ľahko pohybuje vo vlhkej pôde a rýchlo sa vstrebáva koreňmi rastlín. Dodáva dva dôležité prvky pre výživu a rast rastlín: dusík a vápnik.

Dusík je jedným z troch základných prvkov pre vývoj rastlín (N, P a K), je nevyhnutný pri syntéze proteínov. Medzitým je vápnik nevyhnutný na udržanie štruktúry bunkovej steny rastlín. Z tohto dôvodu sa Ca (NO ₃ ) ₂ používa v záhradách veľa.

Na druhej strane má táto soľ toxické účinky, najmä priamym kontaktom s pokožkou a očami, ako aj inhaláciou jej prachu. Okrem toho sa môže rozkladať zahrievaním.

Štruktúra dusičnanu vápenatého

Ióny dusičnanu vápenatého. Zdroj: DN.HarDNox na ru.wikipedia, z Wikimedia Commons

Horný obrázok ukazuje štruktúru Ca (NO ₃ ) ₂ v modeli gule a tyče. Tu je však chyba: predpokladá sa existencia Ca-O kovalentných väzieb, čo je v rozpore s ich iónovým charakterom. Aby sme to objasnili, interakcie sú skutočne elektrostatického typu.

Katión Ca2 ⁺ je obklopený dvoma aniónmi NO ₃ ^- podľa ich pomerov v kryštáli. Preto v kryštalickej štruktúre prevláda dusík vo forme dusičnanov.

Ióny sú zoskupené takým spôsobom, že vytvárajú konfiguráciu, ktorej minimálny výraz je jednotková bunka; ktorý je pre bezvodú soľ kubický. Inými slovami, z kociek obsahujúcich pomer 1: 2 pre tieto ióny sa reprodukuje celý kryštál.

Na druhej strane, tetrahydrát soľ, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O, má štyri molekuly vody pre každú sadu NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^- . To modifikuje kryštálovú štruktúru a deformuje ju na monoklinickú bunkovú jednotku.

Preto sa očakáva, že kryštály pre bezvodú aj tetrahydrátovú soľ budú rôzne; rozdiely, ktoré môžu byť stanovené vo svojich fyzikálnych vlastnostiach, napr. teploty topenia.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Chemické názvy

- dusičnan vápenatý

- dinitrát vápenatý

-Nitrocalcite

- nórsky soľan a limesaltpetro.

Molekulárny vzorec

Ca (NO ₃ ) ₂ , alebo môže ₂ O ₆

Molekulová hmotnosť

Bezvodý 164,088 g / mol a tetrahydrát 236,15 g / mol. Všimnite si vplyv vody na molekulovú hmotnosť a pri vážení ju nemožno zanedbať.

Fyzický vzhľad

Biela alebo svetlo šedá tuhá látka alebo granuly. Kubické biele kryštály alebo delikvenčné granule; to znamená, že absorbujú vlhkosť do tej miery, že sa rozpúšťajú v dôsledku svojej vysokej rozpustnosti.

Bod varu

Bezvodá forma sa zahrieva pri zahrievaní na teplotu, ktorá znemožňuje stanovenie teploty varu; zatiaľ čo tetrahydrátová forma soli má teplotu varu 132 oC (270 oF, 405 K).

Bod topenia

- bezvodá forma: 561 ° C až 760 mmHg (1042 ° F, 834 K).

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

Toto ukazuje, ako molekuly vody interferujú s elektrostatickými interakciami medzi Ca2 ⁺ a NO ₃ ^- vo vnútri kryštálov; a následne tuhá látka topí pri oveľa nižšej teplote.

Rozpustnosť vo vode

- bezvodá forma: 1212 g / l pri 20 ° C.

-Tetrahydrátová forma: 1290 g / l pri 20 ° C.

Voda v kryštáloch ťažko zvyšuje rozpustnosť soli.

Rozpustnosť v organických rozpúšťadlách

- v etanole 51,42 g / 100 g pri 20 ° C.

- v metanole, 134 g / 100 g pri 10 ° C.

- v acetóne 168 g / 100 g pri 20 ° C.

Kyslosť (pKa)

6.0

Hustota

2,5 g / cm ³ pri 25 ° C (tetrahydrát).

rozklad

Keď sa dusičnan vápenatý zahreje na žiarovku, rozloží sa na oxid vápenatý, oxid dusičitý a kyslík.

Reaktívny profil

Je to silne oxidačné činidlo, ale nie je horľavé. Urýchľuje zapaľovanie horľavých materiálov. Rozdelenie dusičnanu vápenatého na jemné častice uľahčuje jeho výbuch, keď je zlúčenina vystavená dlhodobému ohňu.

Zmesi s alkylestermi sa stanú výbušnými pôvodnými alkylnitrátovými estermi. Kombinácia dusičnanu vápenatého s fosforom, chloridom cínatým alebo iným redukčným činidlom môže explozívne reagovať.

aplikácia

poľnohospodárstva

Používa sa v plodinách ako zdroj dusíka a vápnika. Dusičnan vápenatý je veľmi dobre rozpustný vo vode a ľahko sa absorbuje koreňmi rastlín. Ďalej nekyslí pôdu, pretože jej ióny nemôžu byť významne hydrolyzované.

Nemali by ste sa miešať s hnojivami obsahujúcimi fosfor alebo síran, aby sa zabránilo tvorbe nerozpustných solí. Kvôli svojej hygroskopickosti sa musí skladovať v suchom a chladnom prostredí.

Jeho použitie má výhodu oproti použitiu dusičnanu amónneho ako hnojiva. Aj keď táto posledná zlúčenina prispieva k rastlinám dusík, interferuje s absorpciou vápnika, čo by mohlo viesť k nedostatku vápnika v rastlinách.

Vápnik prispieva k udržiavaniu štruktúry bunkových stien rastlín. V prípade nedostatku vápnika rastúce tkanivá rastlín, ako sú končeky koreňov, mladé listy a výhonky, často vykazujú zdeformovaný rast.

Znížený amoniak

Dusičnan vápenatý znižuje hromadenie prchavých mastných kyselín a fenolových zlúčenín, fytotoxických, ktoré sa akumulujú v dôsledku rozkladu zvyškov kultúr sóje.

Ďalej existuje tendencia dusičnanu vápenatého znižovať koncentráciu amónia v pôde, čo zvyšuje kapacitu pufrovania vodíka.

Betón

Dusičnan vápenatý sa používa na skrátenie doby tuhnutia betónu. To sa vytvára tvorbou hydroxidu vápenatého, pravdepodobne dvojitou reakciou vytesnenia.

Dusičnan vápenatý naviac vyvoláva tvorbu zlúčeniny hydroxidu železa, ktorej ochranný účinok na betón znižuje jeho koróziu. To znamená, že prítomné železo môže reagovať so základnými zložkami betónu, ako je samotný hydroxid vápenatý.

Dusičnan vápenatý znižuje čas tuhnutia, ako aj odpor betónu, ku ktorému sa pridal sopečný popol. Na štúdium účinku pridania dusičnanu vápenatého do betónu sa použili zvyšujúce sa koncentrácie dusičnanu vápenatého medzi 2% a 10%.

Bolo pozorované väčšie zníženie času tuhnutia, ako aj zvýšenie betónovej pevnosti, keď sa koncentrácia dusičnanu vápenatého zvýšila až na 10%.

Čistenie odpadových vôd alebo čistenie odpadových vôd

Dusičnan vápenatý sa používa na zníženie zápachu v odpadových vodách znížením tvorby sírovodíka. Okrem toho sa konzumuje organická hmota, ktorá vytvára anaeróbne podmienky, čo mnohým biologickým druhom sťažuje prežitie.

Príprava studených obkladov

Tetrahydrát dusičnanu vápenatého je endotermická zlúčenina, to znamená, že má schopnosť absorbovať teplo z okolitého prostredia. To vedie k ochladzovaniu telies, ktoré prichádzajú do styku s nádobami, ktoré ich obsahujú.

Obklady zvyšujú teplotu a na ich regeneráciu stačí umiestniť ich do mrazničky

Latexová koagulácia

Dusičnan vápenatý sa používa vo fáze latexovej koagulácie. Je súčasťou roztoku ponorenia a keď príde do styku s roztokom obsahujúcim latex, narušuje jeho stabilizáciu a spôsobuje jeho zrážanie.

Prenos a skladovanie tepla

Binárna zmes roztavených dusičnanových solí vrátane vápnika s inými dusičnanmi sa používa namiesto tepelného oleja v solárnych elektrárňach na prenos a skladovanie tepla.

Formy použitia

-Calcium dusičnan sa aplikuje zmieša s pôdou s koncentráciou 1,59 kg na 30,48 m ² , s dostatočnou zavlažovanie. Dusičnan vápenatý je solubilizovaný vo vode, čo umožňuje jeho absorpciu v koreňoch rastliny. V hydroponických plodinách sa rozpúšťa v rastúcej vode.

- Dusičnan vápenatý sa používa aj vo forme spreja na striekanie listov a kvetov, čo predstavuje účinné ošetrenie pri prevencii hniloby paradajkového kvetu, korkovej škvrny a horkej diery jablka.

- do zmesi tvoriacej betón (cement, piesok, kamene a voda) sa pridá množstvo dusičnanu vápenatého a stanoví sa účinok, ktorý má jeho pridanie na špecifické vlastnosti betónu; ako je nastavenie rýchlosti a sily.

- Dusičnan vápenatý sa pridáva v primeranej koncentrácii, aby sa znížil nepríjemný zápach odpadových vôd alebo odpadovej vody na úroveň, ktorú sú pre ľudí tolerovateľné.

Referencie

1. Bonnie L. Grant. (2019). Hnojivo na báze dusičnanu vápenatého - Čo robí dusičnan vápenatý pre rastliny. Obnovené z: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG a Vyn, TJ (1990). Použitie dusičnanu vápenatého na zníženie akumulácie fytotoxínu počas rozkladu zvyškov tela. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB a Hassan, IO (2011). Vplyv pridania dusičnanu vápenatého na selektívne vlastnosti betónu obsahujúceho sopečný popol. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Dusičnan vápenatý. Obnovené z: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Inhibícia korózie ocele dusičnanom vápenatým v tekutých prostrediach obohatených halogenidmi. npj Zväzok degradácie materiálov 2, číslo článku: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Špecifikácie dusičnanu vápenatého. Obnovené z: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Dusičnan vápenatý. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov