- Struktura
- Krystal a jeho ionty
- Morfologie
- Vlastnosti
- Fyzický vzhled
- Molární hmotnost
- Bod tání
- Hustota
- pH
- Rozpustnost ve vodě
- K
- Index lomu
- Stabilita
- Získání
- Aplikace
- Zpracování potravin
- Dezinfekční prostředek na čištění odpadních vod
- Papírenský průmysl
- Absorbér plynu
- Osobní péče
- Konstrukce
- Rizika a vedlejší účinky
- Reference
Hydroxid vápenatý je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je Ca (OH) 2. Je to bílý prášek, který se používá po tisíce let, během této doby získal několik tradičních jmen nebo přezdívek; mezi nimi můžeme uvést hasené, mrtvé, chemické, hydratované nebo jemné vápno.
V přírodě je k dispozici ve vzácném minerálu zvaném portlandit, stejné barvy. Z tohoto důvodu se Ca (OH) 2 nezískává přímo z tohoto minerálu, ale z tepelného zpracování vápence následovaného hydratací. Z toho se získává vápno, CaO, které se následně zchladí nebo hydratuje za vzniku Ca (OH) 2.
Pevný vzorek hydroxidu vápenatého. Zdroj: Chemický zájem
Ca (OH) 2 je relativně slabou bází ve vodě, protože se v horké vodě stěží rozpustí; ale jeho rozpustnost se zvyšuje ve studené vodě, protože její hydratace je exotermická. Jeho zásaditost je však i nadále důvodem k opatrnosti při manipulaci s ním, protože může způsobit popálení kterékoli části těla.
Používá se jako regulátor pH pro různé materiály nebo potraviny a je dobrým zdrojem vápníku, pokud jde o jeho hmotnost. Má uplatnění v papírenském průmyslu, při dezinfekci odpadních vod, v depilačních produktech, v potravinách vyrobených z kukuřičné mouky.
Jeho nejdůležitější použití však bylo jako stavební materiál, protože vápno hydratuje, když je smícháno s dalšími přísadami v omítce nebo maltě. V těchto tvrzených směsích Ca (OH) 2 absorbuje oxid uhličitý ze vzduchu, aby konsolidoval krystaly písku společně s těmi, které byly vytvořeny z uhličitanu vápenatého.
V současné době se stále provádí výzkum s cílem vyvinout lepší konstrukční materiály, které mají Ca (OH) 2 přímo ve svém složení jako nanočástice.
Struktura
Krystal a jeho ionty
Ionty hydroxidu vápenatého. Zdroj: Claudio Pistilli
Na horním obrázku máme ionty, které tvoří hydroxid vápenatý. Samotný vzorec Ca (OH) 2 naznačuje, že pro každý kation Ca2 + existují dva OH anionty - které s ním interagují elektrostatickou přitažlivostí. Výsledkem je, že oba ionty nakonec vytvoří krystal s hexagonální strukturou.
V takových hexagonálních krystalech Ca (OH) 2 jsou ionty velmi blízko u sebe, což dává vzhled polymerní struktury; ačkoli neexistuje žádná formální Ca-O kovalentní vazba, stále je dán významný rozdíl v elektronegativitě mezi těmito dvěma prvky.
Struktura hydroxidu vápenatého
Struktura generuje octahedra CaO 6, to je, Ca 2+ interaguje s šest OH - (Ca 2+ -OH -).
Řada těchto oktaedrů tvoří vrstvu krystalu, která může interagovat s jiným pomocí vodíkových vazeb, které je udržují intermolekulárně soudržné; tato interakce však zmizí při teplotě 580 ° C, když je Ca (OH) 2 dehydratován na CaO.
Na straně vysokých tlaků v tomto ohledu není mnoho informací, ačkoli studie ukázaly, že při tlaku 6 GPa hexagonální krystal přechází z hexagonální na monoklinickou fázi; a tím deformace oktaedry CaO 6 a jejich vrstev.
Morfologie
Krystaly Ca (OH) 2 jsou hexagonální, ale to pro ně není překážkou v přijetí jakékoli morfologie. Některé z těchto struktur (například prameny, vločky nebo horniny) jsou poréznější než jiné, robustní nebo ploché, což přímo ovlivňuje jejich konečné použití.
Použití krystalů z minerálního portlanditu tedy není stejné jako jejich syntéza, takže se skládají z nanočástic, kde se dodržuje několik přísných parametrů; jako je stupeň hydratace, použitá koncentrace CaO a doba, po kterou se krystal nechá růst.
Vlastnosti
Fyzický vzhled
Bílá prášková pevná látka bez zápachu s hořkou chutí.
Molární hmotnost
74,093 g / mol
Bod tání
580 ° C Při této teplotě rozkládá uvolňující vodu, takže nikdy nedosáhne odpařování:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Hustota
2211 g / cm 3
pH
Nasycený vodný roztok má pH 12,4 při 25 ° C.
Rozpustnost ve vodě
Rozpustnost Ca (OH) 2 ve vodě klesá se zvyšováním teploty. Například při 0 ° C je jeho rozpustnost 1,89 g / l; zatímco při 20 ° C a 100 ° C jsou to 1,73 g / la 0,66 g / l.
To naznačuje termodynamický fakt: hydratace Ca (OH) 2 je exotermická, takže při dodržení Le Chatelierova principu by rovnice byla:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Kde Q je uvolněné teplo. Čím je voda teplejší, tím více rovnováhy bude mít tendenci doleva; to znamená, že se méně Ca (OH) 2 rozpustí. Z tohoto důvodu se ve studené vodě rozpustí mnohem více než ve vroucí vodě.
Na druhé straně, přičemž se zvyšuje rozpustnost v případě, že hodnota pH se stává kyselé vzhledem k neutralizaci OH - ionty a přechod z předchozího rovnováhy na pravé straně. Během tohoto procesu se uvolňuje ještě více tepla než v neutrální vodě. Kromě kyselých vodných roztoků je Ca (OH) 2 také rozpustný v glycerolu.
K
5,5 · 10 -6. Tato hodnota je považována za malou a je v souladu s nízkou rozpustností Ca (OH) 2 ve vodě (stejná rovnováha jako výše).
Index lomu
1,574
Stabilita
Ca (OH) 2 stabilní tak dlouho, dokud není vystaven CO 2 ze vzduchu, neboť absorbuje ji a tvoří uhličitan vápenatý, CaCO 3. Z tohoto důvodu, začíná být kontaminovány v pevné směsi Ca (OH) 2 -CaCO 3 krystalů, kde je CO 3 2 anionty soutěžící s OH - interakce s Ca 2+:
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Ve skutečnosti to je důvod, proč se koncentrovaný Ca (OH) 2 řešení zase mléčná, jako suspenze CaCO 3 neobjeví částic.
Získání
Ca (OH) 2 se získává komerčně reakcí vápna CaO s dvojnásobným až trojnásobným přebytkem vody:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
V procesu však může dojít ke karbonizaci Ca (OH) 2, jak je vysvětleno výše.
Jiné metody pro získání sestávat z použití rozpustných vápenatých solí, jako je chlorid vápenatý 2 nebo Ca (NO 3) 2, a zalkalizuje je s hydroxidem sodným, aby se Ca (OH) 2 sraženiny. Řídením parametrů, jako jsou objemy vody, teplota, pH, rozpouštědlo, stupeň karbonizace, doba zrání atd., Lze syntetizovat nanočástice s různými morfologiemi.
Může být také připraven výběrem přírodních a obnovitelných surovin nebo odpadu z průmyslu, který je bohatý na vápník, který po zahřátí a jeho popel bude obsahovat vápno; a odtud znovu, Ca (OH) 2 mohou být připraveny hydratací těchto popel aniž by bylo nutné do odpadu vápenec, CaCO 3.
Pro tento účel byla například použita agáve bagasa, která přidává přidanou hodnotu odpadu z odvětví tequily.
Aplikace
Zpracování potravin
Okurky jsou nejprve namočeny v hydroxidu vápenatém, aby byly křupavější. Zdroj: Pixabay.
Hydroxid vápenatý je přítomen v mnoha potravinách v některých jeho fázích přípravy. Například, okurky, jako jsou okurky, jsou ponořeny do vodného roztoku, který je činí ostřejší, když jsou baleny v octě. Je to proto, že proteiny na svém povrchu absorbují vápník z okolního prostředí.
Totéž se vyskytuje u kukuřičných zrn před jejich přeměnou na mouku, protože jim pomáhá uvolňovat vitamín B 3 (niacin) a usnadňuje jejich mletí. Vápník, který poskytuje, se také používá pro zvýšení nutriční hodnoty určitých šťáv.
Ca (OH) 2 může také nahradit prášek do pečiva v některých receptech chleba a vyčeřit sladké roztoky získané z cukrové třtiny a řepy.
Dezinfekční prostředek na čištění odpadních vod
Vyjasňující účinek Ca (OH) 2 je způsoben skutečností, že působí jako flokulační činidlo; to znamená, že zvyšuje velikost suspendovaných částic, dokud nevytvoří vločky, které se později usadí nebo mohou být filtrovány.
Tato vlastnost byla použita k dezinfekci odpadních vod, destabilizaci nepříjemných koloidů vzhledem k pohledu (a zápachu) diváků.
Papírenský průmysl
Ca (OH) 2 se používá v Kraftově procesu k regeneraci NaOH použitého k ošetření dřeva.
Absorbér plynu
Ca (OH) 2 se používá k odstranění CO 2 z uzavřených prostorech nebo v prostředí, kde je jeho přítomnost je kontraproduktivní.
Osobní péče
Ca (OH) 2 se mlčky nachází v přípravcích pro depilační krémy, protože jeho zásaditost pomáhá oslabit keratin vlasů, a proto je snazší je odstranit.
Konstrukce
Hydroxid vápenatý je součástí struktur starých staveb, jako jsou egyptské pyramidy. Zdroj: Pexels.
Ca (OH) 2 je přítomen od nepaměti a integruje masy sádry a malty používané při stavbě egyptských architektonických děl, jako jsou pyramidy; také budovy, mauzoleum, stěny, schody, podlahy, podpěry a dokonce i přestavba zubního cementu.
Jeho obohacující účinek je způsoben skutečností, že při „dýchání“ CO 2, výsledné krystaly CaCO 3 nakonec lépe integrují písky a další složky takových směsí.
Rizika a vedlejší účinky
Ca (OH) 2 není silně zásaditá pevná látka ve srovnání s jinými hydroxidy, i když je to více než Mg (OH) 2. I přesto, že není reaktivní nebo hořlavý, je jeho zásaditost stále dostatečně agresivní, aby způsobila drobné popáleniny.
Proto je třeba s ním zacházet s úctou, protože je schopen dráždit oči, jazyk a plíce a vyvolat další nemoci, jako jsou: ztráta zraku, silná alkalizace krve, kožní vyrážky, zvracení a bolest v krku..
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Hydroxid vápenatý. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero a kol. (2016). Syntéza a charakterizace hydroxidu vápenatého získaného z agávové bagasy a zkoumání jeho antibakteriální aktivity. Obnoveno z: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Krystalová struktura vysokotlaké fáze hydroxidu vápenatého, portlanditu: prášek in situ a rentgenová difrakční studie monokrystalu. Americký mineralog; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (5. června 2019). Hydroxid vápenatý. Chemistry LibreTexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. a kol. (2015). Syntéza hydroxidu vápenatého ve vodném prostředí. Americká keramická společnost. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendtová. (12. dubna 2018). Jak se hydroxid sodný používá v potravinách a je bezpečný? Obnoveno z: healthline.com
- Brian Clegg. (26. května 2015). Hydroxid vápenatý. Obnoveno z: chemistryworld.com