Kalsiumchloried: Chemiese verbinding

Dit is 'n kleurlose kristallyne vaste stof by kamertemperatuur, en is hoogs oplosbaar in water.

Eienskappe

Algemeen
Naam	Kalsiumchloried
Chemiese formule	CaCl2
Molêre massa	110,99 g/mol
CAS-nommer	10043-52-4
Voorkoms	Wit tot bruinerige vaste stof
Reuk	Reukloos
Fasegedrag
Selkonstantes	a:418 pm, b:631 pm, c:647 pm
Ruimtegroep	Pnnm
Nommer	58
Strukturbericht	C35
Smeltpunt	782 °C
Kookpunt	>1600 °C
Digtheid	3,63 [g/cm3]
Oplosbaarheid	oplosbaar in water
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	onbrandbaar
LD50	2301 [mg/kg] (Rot; oraal)
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Kalsiumchloried kom algemeen voor as 'n gehidrateerde sout met generiese formule CaCl₂(H₂O)_x, waar x = 0, 1, 2, 4, en 6. Hierdie verbindings word hoofsaaklik gebruik vir ys verwydering en die beheer van stof. Omdat die watervrye sout higroskopies is, word dit as 'n droogmiddel gebruik.

Die watervrye stof is 'n diamagnetiese isolator met 'n direkte bandgaping van 5,4 eV Sy kristalstruktuur het ortorombiese simmetrie en is die argetipe van die strukturbericht-klassifikasie C35. Die struktuur is amper identies aan die markasiet-struktuur C18, maar in die markasietstruktuur vorm die anione (S₂)²⁻-disulfiedpare. Hier is die chloriedione apart. Die kalsiumione het 'n oktaëdriese omringing.

 

Kalsiumchloried los op in water, en stel chloried en die aquo kompleks [Ca(H₂O)₆]²⁺ vry. Dit kan gedemonstreer word deur die feit dat hierdie oplossings reageer met fosfaat om 'n neerslag van kalsium fosfaat te lewer:

${\displaystyle 3CaCl_{2}+2PO_{4}^{3-}\rightarrow Ca_{3}(PO_{4})_{2}+6Cl^{-}}$ 

Kalsiumchloried het 'n baie hoë oplossingsentalpie, soos aangedui deur die aansienlike temperatuurstyging wanneer die watervrye sout in water oplos. Hierdie eienskap is die rede vir sy grootste toepassings.

Gesmelte kalsiumchloried kan deur elektrolise in kalsiummetaal en chloorgas geskei word:

CaCl₂ → Ca + Cl₂

 

In groot gedeeltes van die wêreld word kalsiumchloried uit kalksteen gewin as 'n neweproduk van die Solvay proses: die Noord-Amerikaanse verbruik in 2002 was 1,5 miljoen ton.

2 NaCl + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaCl₂

In die VSA, word kalsiumchloried meestal verkry deur die suiwering van pekel. 'n Dow Chemical Company vervaardigings fasiliteit in Michigan het sowat 35% van die land se totale produksiekapasiteit vir kalsiumchloried.

Soos met die meeste grootmaat kommoditeit soutprodukte, bevat kommersiële kalsiumchloried spoorhoeveelhede van ander alkalimetaal- en aardalkalimetaal-katione (groepe 1 en 2) benewens kalsium, en anione van ander halogene (groep 17) benewens chloor, maar die konsentrasies is onbeduidend.

Voorkoms

Kalsiumchloried kom as die seldsame evaporietminerale sinjariet (dihidraat) en antarctiseit (heksahidraat) voor. Die verwante minerale chlorokalsiet (kalium kalsiumchloried, KCaCl₃) en tachyhidriet (kalsium magnesium chloried, CaMg₂Cl₆·12H₂O) is ook baie skaars.

Ysverwydering en vriespuntverlaging

 

Deur die vriespunt van water te verlaag, word kalsiumchloried gebruik om te verhoed dat ys vorm, en om ys van oppervlakke te verwyder. Hierdie toepassing verteenwoordig die grootste gros van kalsiumchloriedverbruik. Kalsiumchloried is relatief skadeloos vir plante en grond. As 'n ysverwyderaar, is dit meer effektief as natriumchloried by laer temperature. Vir hierdie toepassing, word dit gewoonlik verskaf in die vorm van klein, wit sfere, 'n paar millimeter in deursnee, sogenaamde prills. Oplossings van kalsiumchloried kan tot by temperature so laag as -52 °C vloeibaar bly, en word dus ook in bande van landboumasjienerie as 'n vloeistof ballas gebruik, om traksie in koue klimate te verbeter.

Dit word ook in huishoudelike en industriële chemiese lugontvogtigers gebruik.

Pad oppervlak behandeling

 

Die tweede grootste toepassing van kalsiumchloried berus op sy higroskopiese eienskappe en die klewerigheid van sy hidrate. 'n Gekonsentreerde oplossing handhaaf 'n vloeistoflaag op die oppervlak van grondpaaie, wat die vorming van stof onderdruk. Dit hou die fyner stofdeeltjies op die pad, wat 'n polsterlaag verskaf. As die stof toegelaat word om weg te blaas, begin die groter gruispartikels om rond te skuif, en die pad breek op. Die gebruik van kalsiumchloried verminder die behoefte vir gradering met soveel as 50%, en verminder die gebruik van invulmateriaal met soveel as 80%

Waterbehandeling

Kalsiumchloried word gebruik om die hardheid van water in swembaddens te verhoog. Dit verminder beton-erosie in die swembadwand. Deur Le Chatelier se beginsel en die gemene ioon effek, lei 'n verhoogde konsentrasie van kalsium in die water tot verminderde oplossing van kalsiumverbindings in die betonstruktuur.

Voedsel

Die gemiddelde inname van kalsiumchloried in voedselbymiddels word geskat op 160-345 mg/dag. Kalsiumchloried is 'n toegelate voedselbymiddel in die Europese Unie vir gebruik as 'n sekwestrant en verstewigingsagent met die E nommer E509. Dit word deur die Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) beskou as "oor die algemeen erken as veilig" (GRAS). Sy gebruik in organiese landbou word egter nie in die VSA toegelaat nie. In seeakwaria is kalsiumchloried een moontlike kalsiumbron wat bygevoeg kan word om die ontwikkeling van die kalsiumkarbonaat-doppe van diere soos weekdiere en sommige neteldiere te ondersteun. Kalsiumhidroksied of 'n kalsium reaktor kan ook gebruik word.

Kalsiumchloried word in verskeie toepassings as 'n verstewigingsagent gebruik, byvoordbeeld in ingelegte groente, in die verstewiging van sojamelk in tofuvervaardiging, en in die vervaardiging van kaviaar plaasvervangers uit groente of vrugte sap. Dit vind toepassing as 'n elektroliet in sport drankies. Die sterk sout smaak van kalsiumchloried word gebruik om piekels met beperkte natriuminhoud te vervaardig. Kalsiumchloried word ook gebruik om karamelvulsels in karamel-gevulde sjokolade vloeibaar te hou. Dit kan ook by gesnyde appels gevoeg word om hulle tekstuur in stand te hou.

In bierbrouery word kalsiumchloried soms gebruik om mineraaltekorte in die brouwater aan te vul. Dit affekteer geur en chemiese reaksies tydens die brouproses, en kan ook gisaktiwiteit tydens fermentasie beïnvloed.

In kaasproduksie word kalsiumchloried soms by gepasteuriseerde en/of gehomogeniseerde melk gevoeg om die natuurlike balans tussen kalsium en proteïen in kaseïen te herstel. Die kalsiumchloried word voor die stollingsagent bygevoeg. 

Kalsiumchloried word teen die einde van die groeiseisoen op appelbome gespuit om bitter pit te voorkom.

Laboratorium- en verwante droogoperasies

Droogbuise word dikwels met kalsiumchloried gepak. Seebamboes word met kalsiumchloried gedroog vir gebruik in kalsiumkarbonaatvervaardiging. Watervrye kalsiumchloried word deur die FDA as 'n verpakkingsbymiddel toegelaat om droogheid te handhaaf (CPG 7117.02).

Medisyne

Kalsiumchloried word ingespuit om interne fluoorsuur brand te behandel. Dit kan gebruik word om magnesiumvergiftiging te behandel. Kalsiumchloried inspuitings kan hart toksisiteit, soos gemeet deur 'n elektrokardiogram, verminder. Dit kan help om die hartspier teen gevaarlike hoë vlakke van serum kalium te beskerm. Kalsiumchloried kan gebruik word om kalsiumkanaal blokker toksisiteit, byvoorbeeld as gevolg van die newe-effekte van middels soos diltiazem, vinnig te behandel.

Hartstilstand

Terwyl binneaarse kalsium gebruik kan word om hartstilstand te behandel, word sy algemene gebruik nie aanbeveel nie. Gevalle van hartstilstand in wat dit nog steeds aanbeveel word, sluit in hoë bloed kalium, lae bloed kalsium byvoorbeeld na aanleiding van bloedoortappings, en kalsium-kanaal blokker oordosis. Algemene gebruik kan egter uitkomste vererger. Waar kalsium toegedien moet word, is kalsiumchloried oor die algemeen die aanbevole vorm.

Wetenskap

Waterige kalsiumchloriedoplossings word gebruik in genetiese transformasie van selle deur die verhoging van selmembraan deurlaatbaarheid om selle kompetent te maak vir DNS-opname.

Diverse toepassings

Kalsiumchloried word in betonmengsels gebruik om die aanvanklike stolling te versnel, maar chloriedione lei tot korrosie van staal, so dit moet nie in gewapende beton gebruik word nie. Die watervrye vorm kan ook hiervoor gebruik word en kan 'n aanduiding van die vog in die beton gee.

Kalsiumchloried word as 'n bymiddel gebruik in plastiek en in brandblussers, in afvalwater behandeling as 'n dreineringshulpmiddel, in hoogoonde as 'n toevoeging om poeiervloei te verbeter, en as 'n verdunner in wasgoed-versagtingsmiddels.

Die eksotermiese oplossing van kalsiumchloried word gebruik in self-verhittende blikkieskos en verwarmingskussings.

In die oliebedryf word kalsiumchloried gebruik om die digtheid van helder vloeistof pekels (sonder vaste stof) te verhoog.

CaCl₂ dien as smeltmiddel in die Davy proses vir die industriële produksie van natrium metaal deur die elektrolise van gesmelte NaCl, deurdat dit die smeltpunt verlaag.

Dit word soortgelyk gebruik as 'n smeltmiddel en elektroliet in die FFC Cambridge proses vir titaanproduksie, waar dit behoorlike uitruil van kalsium- en suurstofione tussen die elektrodes verseker.

Kalsiumchloried word ook in die vervaardiging van geaktiveerde koolstof gebruik.

Dit vind ook aanwending in die produksie van keramiek slipware (keramiek wat gemaak word deur 'n vloeibare klei in 'n vorm te giet en dan te laat uitloop sodat slegs 'n dun laag oorbly) aangesien dit help om die kleideeltjies te suspendeer.

Sterilisasie van diere

'n 20% (m/m) kalsiumchloried dihidraat oplossing in etanol (95 volume %) word gebruik om manlike diere te steriliseer. Die oplossing word in die testes van die dier ingespuit. Binne 1 maand, lei weefselnekrose tot sterilisasie.

Kalsiumchloried irritasie veroorsaak deur klam vel uit te droog. Vaste kalsiumchloried los eksotermies in water op, en kan brandwonde in die mond en slukderm veroorsaak as dit ingeneem word. As vaste kalsiumchloried of gekonsentreerde oplossings ingeneem word, kan dit irritasie of ulserasie van die maag veroorsaak.

Oormatige inname van kalsiumchloried hiperkalsemie veroorsaak.