- Kết cấu
- Dung dịch nước
- Giả thuyết rắn
- Độ ổn định: NaHCO
- Ca (HCO
- Các tính chất vật lý và hóa học
- Công thức hóa học
- Trọng lượng phân tử
- Tình trạng thể chất
- Khả năng hòa tan trong nước
- Điểm nóng chảy và sôi
- Điểm cháy
- Rủi ro
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các canxi bicacbonat là một muối vô cơ với công thức hóa học Ca (HCO 3 ) 2 . Nó có nguồn gốc tự nhiên từ canxi cacbonat có trong đá vôi và các khoáng chất như canxit.
Canxi bicacbonat hòa tan trong nước nhiều hơn canxi cacbonat. Đặc điểm này đã cho phép hình thành các hệ thống karst trong đá vôi và trong cấu trúc của các hang động.
Nguồn: Pixabay
Nước ngầm đi qua các vết nứt trở nên bão hòa trong sự dịch chuyển của nó là carbon dioxide (CO 2 ). Những vùng nước này làm xói mòn đá vôi giải phóng canxi cacbonat (CaCO 3 ) sẽ tạo thành canxi bicacbonat, theo phản ứng sau:
CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l) => Ca (HCO 3 ) 2 (aq)
Phản ứng này xảy ra trong các hang động nơi có nguồn nước rất cứng. Canxi bicacbonat không ở trạng thái rắn mà ở trong dung dịch nước, cùng với Ca 2+ , bicacbonat (HCO 3 - ) và ion cacbonat (CO 3 2- ).
Sau đó, bằng cách giảm độ bão hòa của carbon dioxide trong nước, phản ứng ngược xảy ra, tức là sự chuyển hóa canxi bicacbonat thành canxi cacbonat:
Ca (HCO 3 ) 2 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaCO 3 (s)
Canxi cacbonat hòa tan kém trong nước, điều này làm cho kết tủa của nó xảy ra ở dạng rắn. Phản ứng trên rất quan trọng trong việc hình thành thạch nhũ, măng đá và các loại thạch nhũ khác trong hang động.
Những cấu trúc đá này được hình thành từ những giọt nước rơi từ trần hang động (ảnh trên). CaCO 3 có trong các giọt nước kết tinh để tạo thành các cấu trúc đã đề cập.
Thực tế là canxi bicacbonat không được tìm thấy ở trạng thái rắn đã làm cho việc sử dụng nó trở nên khó khăn, với rất ít ví dụ được tìm thấy. Ngoài ra, rất khó để tìm thông tin về tác dụng độc hại của nó. Có một báo cáo về một loạt các tác dụng phụ từ việc sử dụng nó như một phương pháp điều trị để ngăn ngừa loãng xương.
Kết cấu
Nguồn: Bởi Epop, từ Wikimedia Commons
Trong hình trên, hai anion HCO 3 - và một cation Ca 2+ được thể hiện tương tác tĩnh điện. Theo hình ảnh, Ca 2+ nên được đặt ở giữa, vì theo cách này, HCO 3 - sẽ không đẩy nhau do điện tích âm của chúng.
Điện tích âm trong HCO 3 - được phân chia giữa hai nguyên tử oxy, thông qua sự cộng hưởng giữa nhóm cacbonyl C = O và liên kết C - O - ; trong khi ở CO 3 2– , nó được phân định giữa ba nguyên tử oxy, vì liên kết C - OH bị khử ion và do đó có thể nhận điện tích âm do cộng hưởng.
Hình dạng hình học của các ion này có thể được coi là hình cầu canxi được bao quanh bởi các muối cacbonat hình tam giác phẳng với một đầu được hydro hóa. Xét về tỷ lệ kích thước, canxi là đáng chú ý là nhỏ hơn so với HCO 3 - ion .
Dung dịch nước
Ca (HCO 3 ) 2 không thể tạo thành chất rắn kết tinh và thực tế bao gồm các dung dịch nước của muối này. Trong chúng, các ion không đơn độc như trong hình mà được bao quanh bởi các phân tử H 2 O.
Chúng tương tác với nhau như thế nào? Mỗi ion được bao quanh bởi một quả cầu hydrat hóa, sẽ phụ thuộc vào kim loại, độ phân cực và cấu trúc của các loại hòa tan.
Ca 2+ phối hợp với các nguyên tử oxy trong nước tạo thành phức chất trong nước, Ca (OH 2 ) n 2+ , trong đó n thường được coi là sáu; tức là, một "khối bát diện chứa nước" xung quanh canxi.
Trong khi HCO 3 - anion tương tác với nhau hoặc với các liên kết hydro (O 2 CO - H-OH 2 ) hoặc với các nguyên tử hydro của nước trong sự chỉ đạo của delocalizes điện tích âm (HOCO 2 - H - OH, lưỡng cực interaction- ion).
Những tương tác này giữa Ca 2+ , HCO 3 - và nước hiệu quả đến mức chúng làm cho canxi bicacbonat rất dễ hòa tan trong dung môi đó; Không giống như CaCO 3 , trong đó lực hút tĩnh điện giữa Ca 2+ và CO 3 2– rất mạnh, tạo kết tủa từ dung dịch nước.
Ngoài nước, có các phân tử CO 2 xung quanh, chúng phản ứng chậm để cung cấp thêm HCO 3 - (tùy thuộc vào giá trị pH).
Giả thuyết rắn
Cho đến nay, kích thước và điện tích của các ion trong Ca (HCO 3 ) 2 , cũng như sự hiện diện của nước, giải thích tại sao hợp chất rắn không tồn tại; có nghĩa là, các tinh thể nguyên chất có thể được đặc trưng bởi tinh thể học tia X. Ca (HCO 3 ) 2 không hơn gì các ion có trong nước mà từ đó các thể hang tiếp tục phát triển.
Nếu Ca 2+ và HCO 3 - có thể được cô lập khỏi nước, tránh xảy ra phản ứng hóa học sau:
Ca (HCO 3 ) 2 (aq) → CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l)
Sau đó, chúng có thể được nhóm lại thành một chất rắn kết tinh màu trắng với tỷ lệ đo góc 2: 1 (2HCO 3 / 1Ca). Không có nghiên cứu nào về cấu trúc của nó, nhưng nó có thể được so sánh với cấu trúc của NaHCO 3 (vì magie bicacbonat, Mg (HCO 3 ) 2 , không tồn tại ở dạng rắn) hoặc với CaCO 3 .
Độ ổn định: NaHCO
NaHCO 3 kết tinh trong hệ đơn tà, và CaCO 3 trong hệ tam giác (canxit) và trực thoi (aragonit). Nếu Na + được thay thế bằng Ca 2+ , mạng tinh thể sẽ mất ổn định do sự khác biệt lớn hơn về kích thước; Nói cách khác, Na +, vì nó nhỏ hơn, tạo tinh thể bền hơn với HCO 3 - so với Ca 2+ .
Trên thực tế, Ca (HCO 3 ) 2 (aq) cần nước bay hơi để các ion của nó có thể nhóm lại với nhau trong một tinh thể; nhưng mạng tinh thể của nó không đủ mạnh để làm như vậy ở nhiệt độ phòng. Bằng cách đun nóng nước, phản ứng phân hủy xảy ra (phương trình trên).
Với ion Na + trong dung dịch, nó sẽ hình thành tinh thể với HCO 3 - trước khi phân hủy nhiệt.
Lý do tại sao Ca (HCO 3 ) 2 không kết tinh (về mặt lý thuyết) là do sự khác biệt về bán kính ion hoặc kích thước của các ion của nó, không thể tạo thành tinh thể bền vững trước khi phân hủy.
Ca (HCO
Mặt khác, nếu H + được thêm vào cấu trúc tinh thể CaCO 3 , thì tính chất vật lý của chúng sẽ thay đổi đáng kể. Có lẽ, điểm nóng chảy của chúng giảm đáng kể, và thậm chí hình thái của các tinh thể cũng bị thay đổi.
Nó có đáng để thử tổng hợp rắn Ca (HCO 3 ) 2 ? Khó khăn có thể vượt quá mong đợi và một loại muối có độ ổn định cấu trúc thấp có thể không mang lại lợi ích bổ sung đáng kể trong bất kỳ ứng dụng nào mà các loại muối khác đã được sử dụng.
Các tính chất vật lý và hóa học
Công thức hóa học
Ca (HCO 3 ) 2
Trọng lượng phân tử
162,11 g / mol
Tình trạng thể chất
Nó không xuất hiện ở trạng thái rắn. Nó được tìm thấy trong dung dịch nước và nỗ lực biến nó thành chất rắn bằng cách làm bay hơi nước đã không thành công vì nó biến thành canxi cacbonat.
Khả năng hòa tan trong nước
16,1 g / 100 ml ở 0 ° C; 16,6 g / 100 ml ở 20º C và 18,4 g / 100 ml ở 100º C. Những giá trị này biểu thị ái lực cao của các phân tử nước đối với ion Ca (HCO 3 ) 2 , như đã giải thích trong phần trước. Trong khi đó, chỉ có 15 mg CaCO 3 hòa tan trong một lít nước, phản ánh tương tác tĩnh điện mạnh mẽ của nó.
Vì Ca (HCO 3 ) 2 không thể tạo thành chất rắn nên không thể xác định độ tan của nó bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, với điều kiện tạo ra bởi CO 2 hòa tan trong nước xung quanh đá vôi, khối lượng canxi hòa tan ở nhiệt độ T có thể được tính; khối lượng, sẽ bằng nồng độ của Ca (HCO 3 ) 2 .
Ở các nhiệt độ khác nhau, khối lượng hòa tan tăng lên như thể hiện ở các giá trị 0, 20 và 100 ° C. Sau đó, theo các thí nghiệm này, người ta xác định được bao nhiêu Ca (HCO 3 ) 2 tan trong vùng lân cận của CaCO 3 trong môi trường nước khí hóa bằng CO 2 . Khi khí CO 2 thoát ra , CaCO 3 sẽ kết tủa, nhưng không phải Ca (HCO 3 ) 2 .
Điểm nóng chảy và sôi
Mạng tinh thể của Ca (HCO 3 ) 2 yếu hơn nhiều so với của CaCO 3 . Nếu có thể thu được nó ở trạng thái rắn, và nhiệt độ tại đó nó nóng chảy được đo trong fusiometer, thì giá trị chắc chắn sẽ đạt được dưới 899ºC. Tương tự, điều tương tự cũng được mong đợi trong việc xác định điểm sôi.
Điểm cháy
Nó không dễ bắt lửa.
Rủi ro
Vì hợp chất này không tồn tại ở thể rắn nên không có khả năng gây rủi ro khi xử lý các dung dịch nước của nó, vì cả ion Ca 2+ và HCO 3 - đều không gây hại ở nồng độ thấp; và do đó, nguy cơ lớn hơn nếu ăn phải những dung dịch này, chỉ có thể là do uống một lượng canxi nguy hiểm.
Nếu hợp chất tạo thành chất rắn, mặc dù nó có thể khác với CaCO 3 về mặt vật lý , nhưng tác dụng độc hại của nó có thể không vượt ra ngoài sự khó chịu và khô da đơn giản sau khi tiếp xúc vật lý hoặc do hít phải.
Các ứng dụng
- Dung dịch canxi bicacbonat từ lâu đã được sử dụng để rửa giấy tờ cũ, đặc biệt là các tác phẩm nghệ thuật hoặc các tài liệu lịch sử quan trọng.
-Việc sử dụng các dung dịch bicacbonat là rất hữu ích, không chỉ vì chúng trung hòa axit trong giấy mà còn cung cấp một nguồn dự trữ kiềm của canxi cacbonat. Hợp chất thứ hai giúp bảo vệ giấy trong tương lai.
- Giống như các bicarbonat khác, nó được sử dụng trong men hóa học và ở dạng viên sủi hoặc dạng bột. Ngoài ra, canxi bicacbonat được sử dụng như một chất phụ gia thực phẩm (dung dịch nước của muối này).
Các giải pháp -Bicacbonat đã được sử dụng trong việc phòng chống loãng xương. Tuy nhiên, các tác dụng phụ như tăng calci huyết, nhiễm kiềm chuyển hóa, và suy thận đã được quan sát thấy trong một trường hợp.
-Calcium bicarbonate đôi khi được tiêm tĩnh mạch để điều chỉnh tác dụng trầm cảm của hạ kali máu trên chức năng tim.
-Và cuối cùng, nó cung cấp canxi cho cơ thể, là chất trung gian của sự co cơ, đồng thời nó điều chỉnh tình trạng nhiễm toan có thể xảy ra trong tình trạng hạ kali máu.
Người giới thiệu
- Wikipedia. (2018). Canxi bicacbonat. Lấy từ: en.wikipedia.org
- Sirah Dubois. (03 tháng 10 năm 2017). Canxi Bicarbonate là gì? Được khôi phục từ :live.com
- Trung tâm Học tập Khoa học. (2018). Hóa học cacbonat. Được khôi phục từ: sciencelearn.org.nz
- PubChem. (2018). Canxi Bicacbonat. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Amy E. Gerbracht và Irene Brückle. (1997). Việc sử dụng các giải pháp Bicarbonate Canxi và Magie Bicarbonate trong các Hội thảo Bảo tồn Nhỏ: Kết quả Khảo sát. Khôi phục từ: cool.conservation-us.org