- Struktur
- Kristall und seine Ionen
- Morphologie
- Eigenschaften
- Aussehen
- Molmasse
- Schmelzpunkt
- Dichte
- pH
- Wasserlöslichkeit
- K.
- Brechungsindex
- Stabilität
- Erhalten
- Anwendungen
- Nahrungsmittelverarbeitung
- Abwasserdesinfektionsmittel
- Papierindustrie
- Gasabsorber
- Körperpflege
- Konstruktion
- Risiken und Nebenwirkungen
- Verweise
Das Calciumhydroxid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel Ca (OH) 2 lautet . Es ist ein weißes Pulver, das seit Tausenden von Jahren verwendet wird. In dieser Zeit hat es mehrere traditionelle Namen oder Spitznamen erhalten. Unter ihnen können wir gelöschten, toten, chemischen, hydratisierten oder feinen Kalk erwähnen.
In der Natur ist es in einem seltenen Mineral namens Portlandit der gleichen Farbe erhältlich. Aufgrund dessen wird Ca (OH) 2 nicht direkt aus diesem Mineral gewonnen, sondern aus einer Wärmebehandlung, gefolgt von einer Hydratation des Kalksteins. Daraus wird Kalk, CaO, erhalten, der anschließend gequencht oder hydratisiert wird, um Ca (OH) 2 zu erzeugen .
Eine feste Probe von Calciumhydroxid. Quelle: Chemisches Interesse
Ca (OH) 2 ist eine relativ schwache Base in Wasser, da es sich in heißem Wasser kaum lösen kann; aber seine Löslichkeit nimmt in kaltem Wasser zu, weil seine Hydratation exotherm ist. Seine Basizität ist jedoch weiterhin ein Grund, bei der Handhabung vorsichtig damit umzugehen, da es zu Verbrennungen an jedem Körperteil kommen kann.
Es wurde als pH-Regler für verschiedene Materialien oder Lebensmittel verwendet und ist eine gute Quelle für Kalzium in Bezug auf seine Masse. Es findet Anwendung in der Papierindustrie, bei der Desinfektion von Abwasser, bei Enthaarungsprodukten und bei Lebensmitteln aus Maismehl.
Die wichtigste Verwendung war jedoch das Baumaterial, da Kalk beim Mischen mit den anderen Bestandteilen in Gips oder Mörtel hydratisiert. In diesen gehärteten Gemischen absorbiert das Ca (OH) 2 Kohlendioxid aus der Luft, um die Sandkristalle zusammen mit denen aus Calciumcarbonat zu verfestigen.
Derzeit wird noch geforscht, um bessere Baumaterialien zu entwickeln, deren Zusammensetzung Ca (OH) 2 direkt als Nanopartikel enthält.
Struktur
Kristall und seine Ionen
Ionen Calciumhydroxid. Quelle: Claudio Pistilli
Im oberen Bild haben wir die Ionen, aus denen Calciumhydroxid besteht. Seine sehr Formel Ca (OH) 2 zeigt an, dass für jede Ca 2+ Kation gibt es zwei OH - Anionen - die mit ihm interagieren , durch elektrostatische Anziehung. Das Ergebnis ist, dass beide Ionen einen Kristall mit einer hexagonalen Struktur bilden.
In solchen hexagonalen Kristallen von Ca (OH) 2 sind die Ionen sehr nahe beieinander, was den Anschein einer Polymerstruktur erweckt; Obwohl es keine formale kovalente Ca-O-Bindung gibt, ist der Unterschied in der Elektronegativität zwischen den beiden Elementen dennoch bemerkenswert.
Struktur von Calciumhydroxid
Die Struktur erzeugt Oktaeder CaO 6 , dh Ca 2+ interagiert mit sechs OH - (Ca 2+ -OH - ).
Eine Reihe dieser Oktaeder bildet eine Schicht des Kristalls, die über Wasserstoffbrückenbindungen, die sie intermolekular kohäsiv halten, mit anderen interagieren kann. Diese Wechselwirkung verschwindet jedoch bei einer Temperatur von 580 ° C, wenn Ca (OH) 2 zu CaO dehydratisiert wird .
Auf der Hochdruckseite gibt es diesbezüglich nicht viele Informationen, obwohl Studien gezeigt haben, dass der hexagonale Kristall bei einem Druck von 6 GPa einen Übergang von der hexagonalen zur monoklinen Phase durchläuft; und damit die Verformung der CaO 6 -Oktaeder und ihrer Schichten.
Morphologie
Ca (OH) 2 -Kristalle sind hexagonal, aber das ist kein Hindernis für sie, irgendeine Morphologie anzunehmen. Einige dieser Strukturen (wie Stränge, Flocken oder Steine) sind poröser als andere, robust oder flach, was ihre endgültige Anwendung direkt beeinflusst.
Daher ist es nicht dasselbe, Kristalle aus dem Mineral Portlandit zu verwenden, als sie so zu synthetisieren, dass sie aus Nanopartikeln bestehen, bei denen einige strenge Parameter eingehalten werden. wie der Hydratationsgrad, die verwendete CaO-Konzentration und die Zeit, in der der Kristall wachsen kann.
Eigenschaften
Aussehen
Weißer, geruchloser, pudriger Feststoff mit bitterem Geschmack.
Molmasse
74,093 g / mol
Schmelzpunkt
580 ° C. Bei dieser Temperatur zersetzt es sich und setzt Wasser frei, so dass es niemals verdampft:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O.
Dichte
2,211 g / cm 3
pH
Eine gesättigte wässrige Lösung davon hat einen pH-Wert von 12,4 bei 25 ° C.
Wasserlöslichkeit
Die Löslichkeit von Ca (OH) 2 in Wasser nimmt mit steigender Temperatur ab. Beispielsweise beträgt seine Löslichkeit bei 0 ° C 1,89 g / l; Bei 20 ° C und 100 ° C sind dies 1,73 g / l bzw. 0,66 g / l.
Dies weist auf eine thermodynamische Tatsache hin: Die Hydratation von Ca (OH) 2 ist exotherm, so dass nach dem Prinzip von Le Chatelier die Gleichung lautet:
Ca (OH) 2 = Ca 2+ + 2OH - + Q.
Wobei Q die freigesetzte Wärme ist. Je heißer das Wasser, desto mehr Gleichgewicht tendiert nach links; das heißt, weniger Ca (OH) 2 löst sich auf . Aus diesem Grund löst es sich in kaltem Wasser viel stärker auf als in kochendem Wasser.
Andererseits nimmt die Löslichkeit zu, wenn der pH-Wert aufgrund der Neutralisation der OH - -Ionen und der Verschiebung des vorherigen Gleichgewichts nach rechts sauer wird . Dabei wird noch mehr Wärme freigesetzt als in neutralem Wasser. Neben sauren wässrigen Lösungen ist Ca (OH) 2 auch in Glycerin löslich.
K.
5,5 · 10 -6 . Dieser Wert wird als klein angesehen und steht im Einklang mit der geringen Löslichkeit von Ca (OH) 2 in Wasser (gleiches Gleichgewicht wie oben).
Brechungsindex
1,574
Stabilität
Ca (OH) 2 bleibt stabil, solange es nicht CO 2 aus der Luft ausgesetzt ist , da es es absorbiert und Calciumcarbonat, CaCO 3, bildet . Daher beginnt in einem festen Gemisch aus Ca (OH) verunreinigt werden 2 -CaCO 3 - Kristalle , in denen es CO 3 2- Anionen mit OH konkurrierenden - mit Ca zusammenzuwirken 2+ :
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O.
Tatsächlich ist dies der Grund, warum konzentrierte Ca (OH) 2 -Lösungen milchig werden, wenn eine Suspension von CaCO 3 -Partikeln auftritt .
Erhalten
Ca (OH) 2 wird kommerziell durch Umsetzen von Kalk, CaO, mit einem zwei- bis dreifachen Überschuss an Wasser erhalten:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Wie oben erläutert, kann dabei jedoch eine Carbonisierung von Ca (OH) 2 auftreten .
Andere Verfahren, um es zu erhalten, bestehen darin, lösliche Calciumsalze wie CaCl 2 oder Ca (NO 3 ) 2 zu verwenden und sie mit NaOH zu basischen, so dass Ca (OH) 2 ausfällt . Durch Steuern von Parametern wie Wasservolumen, Temperatur, pH-Wert, Lösungsmittel, Karbonisierungsgrad, Reifungszeit usw. können Nanopartikel mit unterschiedlichen Morphologien synthetisiert werden.
Es kann auch hergestellt werden, indem natürliche und nachwachsende Rohstoffe oder Abfälle aus einer Industrie ausgewählt werden, die reich an Kalzium sind, das beim Erhitzen und seiner Asche aus Kalk besteht. und von hier aus kann wiederum Ca (OH) 2 hergestellt werden, indem diese Asche hydratisiert wird, ohne dass Kalkstein, CaCO 3 , verschwendet werden muss .
Zu diesem Zweck wurde beispielsweise Agaventasche verwendet, um Abfällen aus der Tequila-Industrie einen Mehrwert zu verleihen.
Anwendungen
Nahrungsmittelverarbeitung
Essiggurken werden zuerst in Kalziumhydroxid eingeweicht, um sie knuspriger zu machen. Quelle: Pixabay.
Calciumhydroxid ist in einigen Lebensmitteln in einigen seiner Zubereitungsstufen enthalten. Zum Beispiel werden Gurken wie Essiggurken in eine wässrige Lösung derselben getaucht, um sie knuspriger zu machen, wenn sie in Essig verpackt werden. Dies liegt daran, dass die Proteine auf seiner Oberfläche Kalzium aus der Umwelt absorbieren.
Das gleiche gilt für Maiskörner, bevor sie in Mehl umgewandelt werden, da es ihnen hilft, Vitamin B 3 (Niacin) freizusetzen und das Mahlen erleichtert. Das darin enthaltene Kalzium wird auch verwendet, um bestimmten Säften einen Nährwert zu verleihen.
Ca (OH) 2 kann in einigen Brotrezepten auch Backpulver ersetzen und die aus Zuckerrohr und Rüben gewonnenen zuckerhaltigen Lösungen klären.
Abwasserdesinfektionsmittel
Die klärende Wirkung von Ca (OH) 2 beruht auf der Tatsache, dass es als Flockungsmittel wirkt; das heißt, es erhöht die Größe der suspendierten Partikel, bis sie Flocken bilden, die sich später absetzen oder filtriert werden können.
Diese Eigenschaft wurde verwendet, um Abwasser zu desinfizieren und seine unangenehmen Kolloide für die Sicht (und den Geruch) der Zuschauer zu destabilisieren.
Papierindustrie
Ca (OH) 2 wird im Kraft-Verfahren verwendet, um das zur Behandlung von Holz verwendete NaOH zu regenerieren.
Gasabsorber
Ca (OH) 2 wird verwendet, um CO 2 aus geschlossenen Räumen oder in Umgebungen zu entfernen, in denen seine Anwesenheit kontraproduktiv ist.
Körperpflege
In Formulierungen für Enthaarungscremes wird Ca (OH) 2 stillschweigend gefunden, da seine Basizität dazu beiträgt, das Keratin des Haares zu schwächen, und es daher einfacher ist, sie zu entfernen.
Konstruktion
Calciumhydroxid ist Teil der Strukturen alter Baustellen wie der Pyramiden Ägyptens. Quelle: Pexels.
Ca (OH) 2 ist seit jeher vorhanden und integriert die Gips- und Mörtelmassen, die beim Bau ägyptischer Architekturarbeiten wie der Pyramiden verwendet werden. auch Gebäude, Mausoleen, Wände, Treppen, Böden, Stützen und sogar zum Wiederaufbau von Zahnzement.
Seine verstärkende Wirkung beruht auf der Tatsache, dass die resultierenden CaCO 3 -Kristalle beim „Einatmen“ des CO 2 die Sande und die anderen Komponenten solcher Gemische besser integrieren.
Risiken und Nebenwirkungen
Ca (OH) 2 ist im Vergleich zu anderen Hydroxiden kein stark basischer Feststoff, obwohl es stärker als Mg (OH) 2 ist . Obwohl es nicht reaktiv oder brennbar ist, ist seine Basizität dennoch aggressiv genug, um leichte Verbrennungen zu verursachen.
Daher muss mit Respekt umgegangen werden, da es Augen, Zunge und Lunge reizen und andere Krankheiten auslösen kann, wie z. B. Sehverlust, starke Alkalisierung des Blutes, Hautausschläge, Erbrechen und Halsschmerzen .
Verweise
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