DUSIČNAN VÁPENATÝ (CA (Č. 3) 2): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Dusičnan vápenatý je terciární anorganická sůl, která má na chemický vzorec Ca (NO ₃) ₂. Od jeho vzorci je známo, že její pevná látka se skládá z Ca ²⁺ a NO ₃ ^- ionty v poměru 1: 2. Jedná se tedy o sloučeninu čistě iontové povahy.

Jednou z jeho vlastností je oxidační charakter díky dusičnanovému aniontu. Není hořlavý, to znamená, že při vysokých teplotách nehoří. Vzhledem k tomu, že je nehořlavý, představuje bezpečnou pevnou látku, se kterou lze manipulovat bez velké péče; může však urychlit vznícení hořlavých materiálů.

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

Jeho vzhled sestává z granulované pevné látky, která má bílou nebo světle šedou barvu (horní obrázek). Může to být bezvodý nebo tetrahydrát, Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O. Je velmi rozpustný ve vodě, methanolu a acetonu.

Dusičnan vápenatý se široce používá jako hnojivo, protože se snadno pohybuje ve vlhké půdě a rychle se vstřebává kořeny rostlin. Dodává dva důležité prvky pro výživu a růst rostlin: dusík a vápník.

Dusík je jedním ze tří základních prvků pro vývoj rostlin (N, P a K), je nezbytný při syntéze proteinů. Mezitím je vápník nezbytný pro udržení struktury buněčné stěny rostlin. Z tohoto důvodu se Ca (NO ₃) ₂ hodně používá v zahradách.

Na druhé straně má tato sůl toxické účinky, zejména přímým kontaktem s pokožkou a očima, jakož i inhalací prachu. Kromě toho se může rozkládat zahříváním.

Struktura dusičnanu vápenatého

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

Horní obrázek ukazuje strukturu Ca (NO ₃) ₂ v modelu koule a pruty. Zde je však vada: předpokládá se existence kovalentních vazeb Ca-O, což je v rozporu s jejich iontovým charakterem. Abychom to objasnili, interakce jsou skutečně elektrostatického typu.

Kationt Ca2 ⁺ je obklopen dvěma anionty NO ₃ ^- podle jejich proporcí v krystalu. Proto v krystalické struktuře převládá dusík ve formě dusičnanů.

Ionty jsou seskupeny tak, že vytvářejí konfiguraci, jejíž minimální vyjádření je jednotková buňka; který je pro bezvodou sůl krychlový. To znamená, že z krychlí obsahujících poměr 1: 2 pro tyto ionty je reprodukován celý krystal.

Na druhé straně, tetrahydratovaná sůl, Ca (NO ₃) ₂ · 4 H ₂ O, má čtyři molekuly vody pro každou sadu NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^-. To modifikuje krystalovou strukturu a deformuje ji na monoklinickou jednotkovou buňku.

Proto se očekává, že krystaly jak pro bezvodou, tak pro tetrahydrátovou sůl budou odlišné; rozdíly, které lze určit ve fyzikálních vlastnostech, např. teploty tání.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Chemická jména

- Dusičnan vápenatý

-Dusitan vápenatý

-Nitrocalcit

- norský ledek a limesaltpetro.

Molekulární vzorec

Ca (NO ₃) ₂, nebo může ₂ O ₆

Molekulární váha

Bezvodý 164,088 g / mol a tetrahydrát 236,15 g / mol. Všimněte si vliv vody na molekulovou hmotnost a při vážení ji nelze zanedbat.

Fyzický vzhled

Bílá nebo světle šedá pevná látka nebo granule. Krychlové bílé krystaly nebo delikvenční granule; to znamená, že absorbují vlhkost do té míry, že se rozpustí v důsledku své vysoké rozpustnosti.

Bod varu

Bezvodá forma se při zahřívání rozkládá na teplotu, která zabraňuje stanovení bodu varu; zatímco tetrahydrátová forma soli má teplotu varu 132 ° C (270 ° F, 405 K).

Bod tání

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

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

To ukazuje, jak molekuly vody interferují s elektrostatickými interakcemi mezi Ca ²⁺ a NO ₃ ^- uvnitř krystalů; a následně pevná látka taje při mnohem nižší teplotě.

Rozpustnost ve vodě

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

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

Voda v krystalech stěží zvyšuje rozpustnost soli.

Rozpustnost v organických rozpouštědlech

- v ethanolu 51,42 g / 100 g při 20 ° C.

- v methanolu, 134 g / 100 g při 10 ° C.

- v acetonu 168 g / 100 g při 20 ° C.

Kyselina (pKa)

6.0

Hustota

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

Rozklad

Když se dusičnan vápenatý zahřeje na žhavení, rozloží se na oxid vápenatý, oxid dusičitý a kyslík.

Reaktivní profil

Je to silně oxidační činidlo, ale není hořlavé. Urychluje vznícení hořlavých materiálů. Rozdělení dusičnanu vápenatého na jemné částice usnadňuje jeho explozi, když je sloučenina vystavena dlouhodobému ohni.

Směsi s alkylestery se stávají výbušnými původními alkylnitrátovými estery. Kombinace dusičnanu vápenatého s fosforem, chloridem cínatým nebo jiným redukčním činidlem může explozivně reagovat.

Aplikace

zemědělství

Používá se v plodinách jako zdroj dusíku a vápníku. Dusičnan vápenatý je velmi rozpustný ve vodě a snadno se vstřebává kořeny rostlin. Dále nekyseluje půdu, protože její ionty nemohou být významně hydrolyzovány.

Je třeba se vyhnout jeho míchání s hnojivy obsahujícími fosfor nebo síran, aby se zabránilo tvorbě nerozpustných solí. Vzhledem ke své hygroskopičnosti musí být skladován v suchém a chladném prostředí.

Jeho použití má výhodu oproti použití dusičnanu amonného jako hnojiva. Ačkoli tato sloučenina přispívá k rostlinám dusík, narušuje absorpci vápníku, což by mohlo vést k nedostatku vápníku v rostlinách.

Vápník přispívá k udržování struktury buněčných stěn rostlin. V přítomnosti nedostatku vápníku, rostoucí tkáně rostlin, jako jsou kořenové špičky, mladé listy a výhonky, často vykazují zkreslený růst.

Snížený amoniak

Dusičnan vápenatý snižuje hromadění těkavých mastných kyselin a fenolových sloučenin, fytotoxických, které se hromadí při rozkladu zbytků sójových bobů.

Kromě toho existuje tendence dusičnanu vápenatého snižovat koncentraci amonia v půdě, což zvyšuje kapacitu pufrování vodíku.

Beton

Dusičnan vápenatý se používá ke zkrácení doby tuhnutí betonu. To je produkováno tvorbou hydroxidu vápenatého, možná dvojitou přemístěnou reakcí.

Kromě toho dusičnan vápenatý vyvolává tvorbu sloučeniny hydroxidu železa, jehož ochranný účinek na beton snižuje jeho korozi. To znamená, že přítomné železo může reagovat se základními složkami betonu, jako je samotný hydroxid vápenatý.

Dusičnan vápenatý snižuje dobu tuhnutí a odolnost betonu, ke kterému byl přidán vulkanický popel. Ke studiu účinku přidání dusičnanu vápenatého do betonu byly použity zvýšené koncentrace dusičnanu vápenatého, mezi 2% a 10%.

Bylo pozorováno větší snížení doby tuhnutí, jakož i zvýšení pevnosti betonu, protože koncentrace dusičnanu vápenatého vzrostla až na 10%.

Čištění nebo čištění odpadních vod

Dusičnan vápenatý se používá ke snížení zápachu z odpadních vod snížením tvorby sirovodíku. Navíc se spotřebovává organická hmota, která vytváří anaerobní podmínky, což mnoha biologickým druhům ztěžuje přežití.

Příprava studených obkladů

Tetrahydrát dusičnanu vápenatého je endotermická sloučenina, tj. Má schopnost absorbovat teplo z okolního prostředí. To vede k ochlazování těl, která přicházejí do styku s nádobami, které je obsahují.

Obklady zvyšují jejich teplotu a pro jejich regeneraci stačí umístit je do mrazničky

Latexová koagulace

Dusičnan vápenatý se používá ve fázi latexové koagulace. Je součástí ponořovacího roztoku a když přichází do styku s roztokem obsahujícím latex, narušuje jeho stabilizaci a způsobuje koagulaci.

Přenos a skladování tepla

Binární směs roztavených dusičnanových solí, včetně vápníku s jinými dusičnany, se používá místo tepelného oleje v solárních elektrárnách pro přenos a skladování tepla.

Formy použití

-Calcium dusičnan se aplikuje smísí s půdou o koncentraci 1,59 kg na 30,48 m ², s dostatečnou zavlažování. Dusičnan vápenatý je rozpuštěn ve vodě, což umožňuje jeho absorpci kořeny rostliny. V hydroponických plodinách se rozpustí v rostoucí vodě.

- Dusičnan vápenatý se také používá ve formě spreje k postřiku listů a květů, což je účinná léčba při prevenci hniloby rajčete, květu korku a hořké díry jablek.

- Do směsi vytvářející beton (cement, písek, kameny a voda) se přidá množství dusičnanu vápenatého a stanoví se účinek, který má jeho přidání na specifické vlastnosti betonu; jako je nastavení rychlosti a síly.

- Dusičnan vápenatý se přidává v dostatečné koncentraci, aby se snížily škodlivé pachy odpadních vod nebo odpadních vod, a to na úroveň, kterou jsou pro lidi tolerovatelné.

Reference

1. Bonnie L. Grant. (2019). Hnojivo na bázi dusičnanu vápenatého - co dělá dusičnan vápenatý pro rostliny. Obnoveno z: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG a Vyn, TJ (1990). Použití dusičnanu vápenatého ke snížení akumulace fytotoxinu během rozkladu zbytků těla. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB a Hassan, IO (2011). Vliv přidání dusičnanu vápenatého na selektivní vlastnosti betonu obsahujícího sopečný popel. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Dusičnan vápenatý. Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Inhibice koroze oceli dusičnanem vápenatým v kapalných prostředích obohacených halogenidy. npj Materiál Degradation volume 2, Article number: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Specifikace dusičnanu vápenatého. Obnoveno z: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Dusičnan vápenatý. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov