- Kết cấu
- Tinh thể và các ion của nó
- Hình thái học
- Tính chất
- Ngoại hình
- Khối lượng phân tử
- Độ nóng chảy
- Tỉ trọng
- độ pH
- Khả năng hòa tan trong nước
- K
- Chỉ số khúc xạ
- Ổn định
- Thu được
- Các ứng dụng
- Chế biến thức ăn
- Chất khử trùng nước thải
- Công nghiệp giấy
- Chất hấp thụ khí
- Chăm sóc cá nhân
- Xây dựng
- Rủi ro và tác dụng phụ
- Người giới thiệu
Các calcium hydroxide là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là Ca (OH) 2 . Nó là một loại bột màu trắng đã được sử dụng hàng nghìn năm, trong thời gian đó nó đã có một số tên gọi hoặc biệt hiệu truyền thống; trong số đó có thể kể đến vôi tôi, vôi chết, hóa chất, ngậm nước hay vôi mịn.
Trong tự nhiên nó có sẵn một loại khoáng vật quý hiếm gọi là portlandite, có màu sắc tương tự. Do đó, Ca (OH) 2 không thu được trực tiếp từ khoáng chất này mà từ quá trình xử lý nhiệt, sau đó là quá trình thủy hóa đá vôi. Vôi, CaO, thu được từ điều này, sau đó được dập tắt hoặc ngậm nước để tạo ra Ca (OH) 2 .
Một mẫu canxi hydroxit rắn. Nguồn: Chemicalinterest
Ca (OH) 2 là một bazơ tương đối yếu trong nước, vì nó khó có thể hòa tan trong nước nóng; nhưng độ hòa tan của nó tăng lên trong nước lạnh, vì quá trình hydrat hóa của nó tỏa nhiệt. Tuy nhiên, tính cơ bản của nó tiếp tục là một lý do để bạn phải cẩn thận với nó khi xử lý nó, vì nó có thể gây bỏng cho bất kỳ bộ phận nào của cơ thể.
Nó đã được sử dụng như một chất điều chỉnh độ pH cho các nguyên liệu hoặc thực phẩm khác nhau, cũng như là một nguồn canxi tốt về khối lượng của nó. Nó có ứng dụng trong ngành công nghiệp giấy, khử trùng nước thải, trong các sản phẩm làm rụng lông, trong thực phẩm làm từ bột ngô.
Tuy nhiên, công dụng quan trọng nhất của nó là làm vật liệu xây dựng, vì vôi hydrat hóa khi trộn với các thành phần khác trong vữa hoặc vữa. Trong các hỗn hợp cứng này, Ca (OH) 2 hấp thụ cacbon đioxit từ không khí để hợp nhất các tinh thể cát với các tinh thể được hình thành từ canxi cacbonat.
Hiện tại, nghiên cứu vẫn đang được thực hiện với mục đích phát triển các vật liệu xây dựng tốt hơn có Ca (OH) 2 trực tiếp trong thành phần của chúng dưới dạng các hạt nano.
Kết cấu
Tinh thể và các ion của nó
Các ion canxi hiđroxit. Nguồn: Claudio Pistilli
Trong hình trên, chúng ta có các ion tạo nên canxi hydroxit. Công thức rất riêng của nó Ca (OH) 2 chỉ ra rằng đối với mỗi cation Ca 2+ có hai anion OH - tương tác với nó thông qua lực hút tĩnh điện. Kết quả là cả hai ion đều thiết lập một tinh thể có cấu trúc lục giác.
Trong các tinh thể lục giác của Ca (OH) 2 , các ion ở rất gần nhau, tạo ra hình dạng của một cấu trúc cao phân tử; mặc dù không có liên kết cộng hóa trị Ca-O chính thức, vẫn có sự khác biệt đáng chú ý về độ âm điện giữa hai nguyên tố.
Cấu trúc của canxi hydroxit
Cấu trúc tạo ra bát diện CaO 6 , tức là Ca 2+ tương tác với sáu OH - (Ca 2+ -OH - ).
Một loạt các khối bát diện này tạo nên một lớp của tinh thể, lớp này có thể tương tác với một lớp khác bằng các liên kết hydro giúp chúng liên kết giữa các phân tử; tuy nhiên, tương tác này biến mất ở nhiệt độ 580 ° C, khi Ca (OH) 2 bị khử nước thành CaO.
Về phía áp suất cao, không có nhiều thông tin về vấn đề này, mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở áp suất 6 GPa, tinh thể lục giác trải qua quá trình chuyển đổi từ pha lục giác sang pha đơn tà; và cùng với nó, sự biến dạng của khối bát diện CaO 6 và các lớp của chúng.
Hình thái học
Tinh thể Ca (OH) 2 có hình lục giác, nhưng đó không phải là trở ngại để chúng áp dụng bất kỳ hình thái nào. Một số cấu trúc này (chẳng hạn như sợi, mảnh hoặc đá) xốp hơn những cấu trúc khác, chắc chắn hoặc bằng phẳng, ảnh hưởng trực tiếp đến các ứng dụng cuối cùng của chúng.
Do đó, việc sử dụng các tinh thể từ khoáng portlandit không giống với việc tổng hợp chúng sao cho chúng bao gồm các hạt nano, nơi tuân theo một số thông số nghiêm ngặt; chẳng hạn như mức độ hydrat hóa, nồng độ CaO được sử dụng và thời gian tinh thể được phép phát triển.
Tính chất
Ngoại hình
Chất rắn dạng bột màu trắng, không mùi, có vị đắng.
Khối lượng phân tử
74,093 g / mol
Độ nóng chảy
580 ° C. Ở nhiệt độ này, nó phân hủy giải phóng nước, vì vậy nó không bao giờ đạt đến sự hóa hơi:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
Tỉ trọng
2,211 g / cm 3
độ pH
Dung dịch nước bão hòa của nó có độ pH là 12,4 ở 25 ° C.
Khả năng hòa tan trong nước
Độ tan của Ca (OH) 2 trong nước giảm khi nhiệt độ tăng. Ví dụ, ở 0 ° C độ hòa tan của nó là 1,89 g / L; trong khi ở 20ºC và 100ºC, tương ứng là 1,73 g / L và 0,66 g / L.
Điều này chỉ ra một thực tế nhiệt động lực học: quá trình hydrat hóa Ca (OH) 2 tỏa nhiệt, vì vậy tuân theo nguyên lý Le Chatelier, phương trình sẽ là:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
Trong đó Q là nhiệt lượng tỏa ra. Nước càng nóng, trạng thái cân bằng sẽ càng có xu hướng sang trái; tức là càng ít Ca (OH) 2 sẽ tan . Đó là lý do mà trong nước lạnh nó hòa tan nhiều hơn trong nước sôi.
Mặt khác, độ hòa tan tăng lên nếu pH trở nên axit, do sự trung hòa của các ion OH - và sự dịch chuyển của cân bằng trước đó sang phải. Trong quá trình này, nhiệt tỏa ra nhiều hơn so với trong nước trung tính. Bên cạnh các dung dịch nước có tính axit, Ca (OH) 2 cũng hòa tan trong glixerol.
K
5,5 · 10 -6 . Giá trị này được coi là nhỏ và phù hợp với độ tan thấp của Ca (OH) 2 trong nước (cân bằng tương tự như trên).
Chỉ số khúc xạ
1.574
Ổn định
Ca (OH) 2 vẫn ổn định miễn là nó không tiếp xúc với CO 2 từ không khí, vì nó hấp thụ và tạo thành canxi cacbonat, CaCO 3 . Do đó, nó bắt đầu trở nên tinh khiết trong hỗn hợp rắn của các tinh thể Ca (OH) 2 -CaCO 3 , nơi có các anion CO 3 2- cạnh tranh với OH - để tương tác với Ca 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
Trên thực tế, đây là lý do tại sao dung dịch Ca (OH) 2 đậm đặc chuyển sang màu trắng đục, khi xuất hiện huyền phù của các hạt CaCO 3 .
Thu được
Ca (OH) 2 thu được bằng cách cho vôi sống, CaO phản ứng với lượng dư nước gấp 2-3 lần:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Tuy nhiên, quá trình cacbon hóa Ca (OH) 2 có thể xảy ra , như đã giải thích ở trên.
Các phương pháp khác để thu được nó bao gồm sử dụng các muối canxi hòa tan, chẳng hạn như CaCl 2 hoặc Ca (NO 3 ) 2 , và bazơ chúng bằng NaOH, để Ca (OH) 2 kết tủa . Bằng cách kiểm soát các thông số như thể tích nước, nhiệt độ, pH, dung môi, mức độ cacbon hóa, thời gian trưởng thành, v.v., các hạt nano với các hình thái khác nhau có thể được tổng hợp.
Nó cũng có thể được điều chế bằng cách chọn các nguyên liệu thô tự nhiên và tái tạo, hoặc chất thải từ một ngành công nghiệp, giàu canxi, khi đun nóng và tro của nó sẽ bao gồm vôi; và từ đây, một lần nữa, Ca (OH) 2 có thể được điều chế bằng cách thủy hóa những tro này mà không cần phải thải đá vôi, CaCO 3 .
Ví dụ, bã mía agave đã được sử dụng cho mục đích này, tạo ra giá trị gia tăng cho chất thải từ ngành công nghiệp rượu tequila.
Các ứng dụng
Chế biến thức ăn
Đầu tiên, dưa chua được ngâm trong canxi hydroxit để làm cho chúng giòn hơn. Nguồn: Pixabay.
Canxi hydroxit có trong nhiều loại thực phẩm trong một số giai đoạn chuẩn bị của nó. Ví dụ, dưa chua, chẳng hạn như gherkins, được nhúng vào một dung dịch nước tương tự để làm cho chúng giòn hơn khi chúng được đóng gói trong giấm. Điều này là do các protein trên bề mặt của nó hấp thụ canxi từ môi trường.
Điều tương tự cũng xảy ra với hạt ngô trước khi chuyển thành bột, vì nó giúp chúng giải phóng vitamin B 3 (niacin) và tạo điều kiện cho quá trình xay của chúng. Canxi nó cung cấp cũng được sử dụng để tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho một số loại nước trái cây.
Ca (OH) 2 cũng có thể thay thế cho bột nở trong một số công thức bánh mì, và làm rõ các dung dịch đường thu được từ mía và củ cải đường.
Chất khử trùng nước thải
Tác dụng làm rõ của Ca (OH) 2 là do nó hoạt động như một chất keo tụ; nghĩa là, nó làm tăng kích thước của các hạt lơ lửng cho đến khi chúng tạo thành các bông cặn, sau đó lắng xuống hoặc có thể được lọc.
Tính chất này đã được sử dụng để khử trùng nước thải, làm mất ổn định chất keo khó chịu của nó đối với tầm nhìn (và mùi) của khán giả.
Công nghiệp giấy
Ca (OH) 2 được sử dụng trong quá trình Kraft để tái sinh NaOH được sử dụng để xử lý gỗ.
Chất hấp thụ khí
Ca (OH) 2 được sử dụng để loại bỏ CO 2 khỏi không gian kín hoặc trong môi trường mà sự hiện diện của nó là phản tác dụng.
Chăm sóc cá nhân
Ca (OH) 2 được tìm thấy một cách ngầm trong các công thức làm kem làm rụng lông , vì tính chất cơ bản của nó giúp làm suy yếu chất sừng của sợi lông, và do đó, dễ dàng loại bỏ chúng hơn.
Xây dựng
Canxi hydroxit được hình thành một phần cấu trúc của các địa điểm xây dựng cũ như kim tự tháp của Ai Cập. Nguồn: Pexels.
Ca (OH) 2 đã có mặt từ thời xa xưa, tích hợp khối lượng vữa và vữa được sử dụng trong xây dựng các công trình kiến trúc Ai Cập như kim tự tháp; cũng như các tòa nhà, lăng tẩm, tường, cầu thang, sàn nhà, cột chống, và thậm chí để xây lại xi măng nha khoa.
Hoạt động củng cố của nó là do thực tế là khi “hít thở” CO 2 , các tinh thể CaCO 3 tạo thành sẽ tích hợp cát và các thành phần khác của hỗn hợp này ở mức độ tốt hơn.
Rủi ro và tác dụng phụ
Ca (OH) 2 không phải là chất rắn có tính bazơ mạnh so với các hiđroxit khác, mặc dù nó nhiều hơn Mg (OH) 2 . Mặc dù vậy, mặc dù không phản ứng hay dễ cháy, nhưng tính cơ bản của nó vẫn đủ mạnh để gây bỏng nhẹ.
Do đó, nó phải được xử lý một cách cẩn trọng, vì nó có khả năng gây kích ứng mắt, lưỡi và phổi, cũng như gây ra các bệnh khác như: mất thị lực, kiềm hóa máu nghiêm trọng, phát ban da, nôn mửa và đau họng .
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (2019). Canxi hiđroxit. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Chávez Guerrero và cộng sự. (2016). Tổng hợp và mô tả đặc tính của canxi hydroxit thu được từ bã mía cây thùa và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của nó. Được khôi phục từ: scielo.org.mx
- Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Cấu trúc tinh thể pha cao áp của canxi hydroxit, portlandit: Nghiên cứu nhiễu xạ tia X đơn tinh thể và bột tại chỗ. Nhà khoáng vật học người Mỹ; 98 (8-9): 1421–1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- Hans Lohninger. (Ngày 05 tháng 6 năm 2019). Canxi Hydroxit. Hóa học LibreTexts. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
- Aniruddha S. và cộng sự. (2015). Tổng hợp Nano Canxi Hydroxit trong Môi trường Nước. Hiệp hội gốm sứ Hoa Kỳ. doi.org/10.1111/jace.14023
- Carly Vandergriendt. (Ngày 12 tháng 4 năm 2018). Canxi Hydroxit được sử dụng như thế nào trong thực phẩm, và nó có an toàn không? Phục hồi từ: healthline.com
- Brian Clegg. (Ngày 26 tháng 5 năm 2015). Canxi hiđroxit. Phục hồi từ: chemistryworld.com