Właściwości fizyczne i zastosowania chlorku wapnia
Chlorek wapnia to sól utworzona z jonów chlorkowych i jonów wapnia. Bezwodny chlorek wapnia charakteryzuje się silną absorpcją wilgoci i jest stosowany jako środek osuszający różne substancje, a także jako środek do usuwania kurzu drogowego, polepszacz gleby, czynnik chłodniczy, środek do oczyszczania wody i środek do past. Jest szeroko stosowanym odczynnikiem chemicznym, surowcem farmaceutycznym, dodatkami do żywności, dodatkami do pasz oraz surowcem do produkcji wapnia metalicznego.
Właściwości fizyczne chlorku wapnia
Chlorek wapnia to bezbarwny kryształ sześcienny, biały lub białawy, granulowany, o strukturze plastra miodu, sferoidalny, nieregularnie granulowany, sproszkowany. Temperatura topnienia 782°C, gęstość 1,086 g/ml w temp. 20°C, temperatura wrzenia 1600°C, rozpuszczalność w wodzie 740 g/l. Lekko toksyczny, bezwonny, o lekko gorzkim smaku. Wyjątkowo higroskopijny i łatwo ulegający rozpuszczeniu w kontakcie z powietrzem.
Łatwo rozpuszcza się w wodzie, uwalniając jednocześnie dużą ilość ciepła (entalpia rozpuszczania chlorku wapnia wynosi -176,2 kcal/g). Jego wodny roztwór ma lekko kwaśny odczyn. Rozpuszcza się w alkoholu, acetonie i kwasie octowym. W reakcji z amoniakiem lub etanolem powstają odpowiednio kompleksy CaCl2·8NH3 i CaCl2·4C2H5OH. W niskiej temperaturze roztwór krystalizuje i wytrąca się jako heksahydrat, który stopniowo rozpuszcza się w wodzie krystalicznej po ogrzaniu do 30°C, a następnie stopniowo traci wodę po ogrzaniu do 200°C, a po ogrzaniu do 260°C przekształca się w dihydrat, który staje się białym, porowatym, bezwodnym chlorkiem wapnia.
Bezwodny chlorek wapnia
1. Właściwości fizyczne i chemiczne: bezbarwny kryształ sześcienny, biały lub białawy porowaty blok lub ziarniste ciało stałe. Gęstość względna wynosi 2,15, temperatura topnienia 782°C, temperatura wrzenia powyżej 1600°C, bardzo wysoka higroskopijność, łatwość dehydratacji, rozpuszczalność w wodzie, wydzielanie dużej ilości ciepła, bezwonny, o lekko gorzkim smaku, roztwór wodny jest lekko kwaśny, rozpuszczalny w alkoholu, occie akrylowym i kwasie octowym.
2. Zastosowanie produktu: Jest środkiem strącającym do produkcji pigmentów lakowych. Produkcja azotu, acetylenu, chlorowodoru, tlenu i innych pochłaniaczy wilgoci. Alkohole, etery, estry i żywice akrylowe są stosowane jako środki odwadniające, a ich roztwory wodne są ważnymi czynnikami chłodniczymi w lodówkach i urządzeniach chłodniczych. Może przyspieszać twardnienie betonu, zwiększać odporność zaprawy cementowej na zimno i jest doskonałym środkiem przeciwzamarzaniowym. Stosowany jako środek ochronny w hutnictwie aluminium i magnezu oraz jako środek rafinujący.
Płatki chlorku wapnia
1. Właściwości fizyczne i chemiczne: bezbarwny kryształ, produkt jest biały, białawo-kremowy. Gorzki smak, silnie rozpływający się w ustach.
Jego gęstość względna wynosi 0,835, jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, jego wodny roztwór jest obojętny lub lekko zasadowy, żrący, rozpuszczalny w alkoholu i nierozpuszczalny w eterze, a po podgrzaniu do 260°C odwadnia się do postaci bezwodnej. Pozostałe właściwości chemiczne są podobne do bezwodnego chlorku wapnia.
2. Funkcja i zastosowanie: płatki chlorku wapnia stosowane jako czynnik chłodniczy; środek zapobiegający zamarzaniu; stopiony lód lub śnieg; środki zmniejszające palność do wykańczania i wykańczania tkanin bawełnianych; środki konserwujące drewno; produkcja gumy jako środek ułatwiający składanie; mieszanka skrobi stosowana jako środek klejący.
Roztwór wodny chlorku wapnia
Roztwór chlorku wapnia charakteryzuje się przewodnością elektryczną, niższą temperaturą zamarzania niż woda, lepszym odprowadzaniem ciepła w kontakcie z wodą oraz lepszymi właściwościami adsorpcyjnymi. Dzięki niskiej temperaturze zamarzania może być stosowany w różnych gałęziach przemysłu i miejscach publicznych.
Rola roztworu chlorku wapnia:
1. Zasadowe: hydroliza jonów wapnia ma charakter zasadowy, a chlorowodór jest lotny po hydrolizie jonów chlorkowych.
2. Przewodzenie: w roztworze znajdują się jony, które mogą się swobodnie poruszać.
3. Temperatura zamarzania: temperatura zamarzania roztworu chlorku wapnia jest niższa niż wody.
4. Temperatura wrzenia: temperatura wrzenia wodnego roztworu chlorku wapnia jest wyższa niż temperatura wrzenia wody.
5. Krystalizacja przez parowanie: krystalizacja przez parowanie wodnego roztworu chlorku wapnia odbywa się w atmosferze pełnej chlorowodoru.
Środek pochłaniający wilgoć
Chlorek wapnia może być stosowany jako środek osuszający lub odwadniający gazy i ciecze organiczne. Nie można go jednak stosować do osuszania etanolu i amoniaku, ponieważ etanol i amoniak reagują z chlorkiem wapnia, tworząc odpowiednio kompleks alkoholowy CaCl2·4C2H5OH i kompleks amoniakowy CaCl2·8NH3. Bezwodny chlorek wapnia może być również wytwarzany w produktach gospodarstwa domowego jako środek higroskopijny. Bezwodny chlorek wapnia jako środek pochłaniający wodę został zatwierdzony przez FDA do stosowania w opatrunkach pierwszej pomocy. Jego rolą jest zapewnienie suchości rany.
Ponieważ chlorek wapnia jest neutralny, może osuszać kwaśne lub zasadowe gazy oraz ciecze organiczne, a także w laboratorium, gdzie służy do wytwarzania niewielkich ilości gazów, takich jak azot, tlen, wodór, chlorowodór, dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, dwutlenek azotu itp., podczas osuszania tych gazów. Granulowany bezwodny chlorek wapnia jest często stosowany jako środek osuszający do wypełniania rur suszących, a olbrzymie algi (lub popiół z wodorostów) suszone chlorkiem wapnia mogą być wykorzystywane do produkcji sody kalcynowanej. Niektóre domowe osuszacze powietrza wykorzystują chlorek wapnia do pochłaniania wilgoci z powietrza.
Bezwodny chlorek wapnia rozprowadzany jest na piaszczystej powierzchni drogi. Jego higroskopijne właściwości służą do skraplania wilgoci w powietrzu, gdy wilgotność powietrza jest niższa od punktu rosy. Dzięki temu nawierzchnia drogi pozostaje wilgotna, a tym samym kontrolowana jest ilość kurzu na drodze.
Środek odladzający i kąpiel chłodząca
Chlorek wapnia może obniżyć temperaturę zamarzania wody, a jego rozprowadzenie na drogach zapobiega zamarzaniu i odladzaniu śniegu, jednak słona woda pochodząca z topnienia śniegu i lodu może uszkodzić glebę i roślinność wzdłuż drogi oraz pogorszyć stan nawierzchni. Roztwór chlorku wapnia można również zmieszać z suchym lodem, aby przygotować kriogeniczną kąpiel chłodzącą. Suchy lód w kostkach dodaje się do roztworu solanki partiami, aż do pojawienia się lodu w układzie. Stabilną temperaturę kąpieli chłodzącej można utrzymać, stosując roztwory soli o różnych stężeniach i rodzajach. Chlorek wapnia jest powszechnie stosowany jako surowiec solny, a wymaganą stabilną temperaturę uzyskuje się poprzez regulację stężenia, nie tylko dlatego, że chlorek wapnia jest tani i łatwy do uzyskania, ale także dlatego, że temperatura eutektyczna roztworu chlorku wapnia (czyli temperatura, w której cały roztwór ulega skropleniu w celu utworzenia ziarnistych cząstek soli lodowej) jest dość niska i może osiągnąć -51,0 ° C, tak więc regulowany zakres temperatur wynosi od 0 ° C do -51 ° C. Tę metodę można zrealizować w butelkach Dewara z efektem izolacyjnym, a także można ją stosować w ogólnych plastikowych pojemnikach do przechowywania kąpieli chłodzących, gdy objętość butelek Dewara jest ograniczona i należy przygotować więcej roztworów soli, w takim przypadku temperatura jest również bardziej stabilna.
Jako źródło jonów wapnia
Dodanie chlorku wapnia do wody w basenie może uczynić ją buforem pH i zwiększyć jej twardość, co może ograniczyć erozję ścian betonowych. Zgodnie z zasadą Le Chateliera i efektem izojonowym, zwiększenie stężenia jonów wapnia w wodzie w basenie spowalnia rozpuszczanie związków wapnia, które są niezbędne dla konstrukcji betonowych.
Dodanie chlorku wapnia do wody w akwariach morskich zwiększa ilość biodostępnego wapnia w wodzie, a mięczaki i zwierzęta jelitowe hodowane w akwariach wykorzystują go do tworzenia muszli z węglanu wapnia. Chociaż wodorotlenek wapnia lub reaktor wapniowy mogą osiągnąć ten sam cel, dodanie chlorku wapnia jest najszybszą metodą i ma najmniejszy wpływ na pH wody.
Chlorek wapnia do innych zastosowań
Rozpuszczalne i egzotermiczne właściwości chlorku wapnia sprawiają, że stosuje się go w puszkach samonagrzewających się i poduszkach grzewczych.
Chlorek wapnia może przyspieszyć początkowe wiązanie betonu, ale jony chlorkowe mogą powodować korozję prętów stalowych, dlatego chlorek wapnia nie może być stosowany w betonie zbrojonym. Bezwodny chlorek wapnia może zapewnić pewien poziom wilgoci w betonie ze względu na swoje właściwości higroskopijne.
W przemyśle naftowym chlorek wapnia jest stosowany do zwiększania gęstości solanki bez ciał stałych, a także może być dodawany do fazy wodnej emulsyjnych płuczek wiertniczych w celu zahamowania ekspansji gliny. Jest stosowany jako topnik obniżający temperaturę topnienia w procesie produkcji sodu metalicznego poprzez elektrolityczne topienie chlorku sodu metodą Davy'ego. W produkcji wyrobów ceramicznych chlorek wapnia jest jednym ze składników, co pozwala na zawieszenie cząstek gliny w roztworze, ułatwiając ich użycie podczas iniekcji.
Chlorek wapnia jest również dodatkiem do tworzyw sztucznych i gaśnic, środkiem pomocniczym w filtrach przy oczyszczaniu ścieków, dodatkiem do wielkich pieców w celu kontrolowania agregacji i przylegania surowców, aby zapobiec osadzaniu się wsadu, a także rozcieńczalnikiem w płynach do zmiękczania tkanin.