Clorura de calciu

Clorură de calciu (II)
Foto și structura clorurii de calciu
Identificare
Numele IUPAC	clorură de calciu ( II )
Sinonime	diclorură de calciu
N o CAS	10043-52-4 (anhidru) 10035-04-8 (Dihidrat) 25094-02-4 (Tetrahidrat) 7774-34-7 (Hexahidrat)
N o ECHA	100.030.115
N o EC	233-140-8
Codul ATC	A12 AA07 B05 XA07 G04 BA03
N o E	E509
Aspect	cristale foarte higroscopice, incolore, inodor.
Proprietăți chimice
Formula brută	Ca Cl 2   [Izomeri]
Masă molară	110,984 ± 0,008  g / mol Ca 36,11%, Cl 63,89%,
Proprietăți fizice
T ° fuziune	772  ° C (anhidru); 260  ° C (monohidrat); 176  ° C (dihidrat); 45  ° C (tetrahidrat); 30  ° C (hexahidrat)
T ° fierbere	1.935  ° C
Solubilitate	în apă la 20  ° C  : 745  g · l -1 ; măcinat liber. în etanol (95%); insol. în dietil eter
Masa volumică	2,15 × 10³ kg / m ³ anhidru 1,84 × 10³ kg / m ³ dihidrat 1,71 × 10³ kg / m ³ hexahidrat
Cristalografie
Sistem de cristal	Ortorombic
Simbolul Pearson	oP6{\ displaystyle oP6 \,}
Clasa de cristal sau grup spațial	Pnnm (nr. 58)
Strukturbericht	C35
Structura tipică	Structura TiO 2 deformată
Precauții
SGH
Avertizare H319, H319  : Provoacă iritații oculare grave
WHMIS
Clorură de calciu: D2B, D2B  : Material toxic care provoacă alte efecte toxice Iritarea ochilor la animale Divulgarea la 1,0% conform criteriilor de clasificare Clorură de calciu dihidrat: D2B, D2B  : Material toxic care provoacă alte efecte toxice Dezvăluirea la 1,0% conform criteriilor de clasificare
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Clorura de calciu este o sare de calciu . Este un produs anhidru căutat pentru calitățile sale exoterme .

Formula sa chimică este CaCl 2 , este deliquescent și foarte solubil în apă . Este o sare , care este solid la o cameră de temperatură, care se comportă ca un tipic halogenură de sare , în special cu o bună conductivitate electrică în lichid stare și ionice legături chimice . Este utilizat în special în unitățile frigorifice , pentru sărarea drumurilor pe timp foarte rece sau în cimenturi . Poate fi obținut direct din cretă , dar este produs și în cantități mari ca produs secundar al reacțiilor efectuate în procesul Solvay . Este un material foarte higroscopic care, prin urmare, trebuie depozitat în recipiente bine închise.

Clorura de calciu anhidră nu formează un mineral cunoscut, dar există două forme hidratate în natură:

• sinjarit CaCl 2 2 H 2 O, care cristalizează în sistemul tetragonal  ;
• antarcticite CaCl 2 · 6 H 2 O, care cristalizează în sistemul trigonal .

Proprietăți chimice

Clorura de calciu poate servi ca rezervor de ioni de calciu în soluție, de exemplu pentru a separa un alt ion prin precipitare, folosind faptul că multe săruri de calciu sunt insolubile. Următoarea reacție face posibilă, de exemplu, separarea ionilor fosfat în soluție:

3 CaCl 2 (aq) + 2 K 3 PO 4 (aq) → Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6 KCl (aq)

Clorura de calciu topită poate fi electrolizată pentru a obține calciu metalic  :

CaCl 2 (l) → Ca (s) + Cl 2 (g)

Poate fi găsit direct în cretă.

Are gust amar.

Pregătirea

Clorura de calciu este un produs secundar al producției de carbonat de sodiu prin procesul Solvay . Poate fi preparat și prin reacția acidului clorhidric și a carbonatului de calciu  :

CaCO 3 (s) + 2 HCI (aq) → CaCl 2 (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Indiferent de tehnica de producție utilizată, clorura de calciu este sub formă lichidă prea diluată (aproximativ 15%) pentru a fi transportată economic. Pentru a face produsul mai economic în transportul său, acesta poate suferi diferite faze de concentrare.

Aceste operații sunt efectuate prin încălzire la 180  ° C sub vid prin intermediul evaporatoarelor cu mai multe efecte pentru a atinge concentrații apropiate de 75%.

Ajungem la concentrații comerciale apropiate de:

1. 33% (CaCl 2 6H 2 0 diluat - densitate 1,33 - temperatura de cristalizare - 30  ° C )
2. 42% (CaCl 2 6H 2 0 diluat - densitate 1,41 - temperatura de cristalizare + 18  ° C )
3. 77 - 82% (CaCl 2 2H 2 0 sub formă de fulgi, pelete sau pulberi - temperatura de cristalizare + 180  ° C )
4. > 96% (CaCl 2 0H 2 0 sub formă de fulgi, pelete sau pulberi - temperatură de cristalizare> 180  ° C )

În majoritatea cazurilor, raportul preț transport / preț produs va determina forma utilizată.

În marea majoritate a cazurilor, clorura de calciu este utilizată sub formă lichidă.

Utilizări

Doar Statele Unite produc anual milioane de tone de clorură de calciu. În 1990 , prețul său era de 182  dolari pe tonă. Este un compus care are multe aplicații. Datorită caracterului său foarte higroscopic, poate fi utilizat pentru uscarea aerului, a altor gaze sau a lichidelor organice sau a semințelor. Când absoarbe apa sau vaporii de apă din substanța care trebuie uscată, se transformă în saramură  : CaCl 2 + 2 H 2 O → CaCl 2 · 2H 2 O. Procesul de dizolvare a clorurii de calciu este foarte exoterm și temperaturile peste 60  ° C pot să fie atins rapid. Prin urmare, ingestia de pelete de clorură de calciu poate provoca arsuri severe .

• Datorită căldurii emise în timpul procesului de dizolvare, clorura de calciu poate fi utilizată pentru a topi gheața . Poate acționa și la temperaturi mai scăzute decât clorura de sodiu . Pentru această utilizare, se prezintă sub formă de bile mici de câțiva milimetri în diametru (ca în fotografia de la începutul paginii).
• Este considerat mai puțin toxic decât clorura de sodiu pentru sol și plante , dar poate afecta viața bacteriană din sol și a fost un erbicid înregistrat până la mijlocul anilor 1950 ( „Cel mai eficient în stadiul vegetativ și când vegetația începe, utilizarea sării ca erbicid post-emergență este descrisă cu precizie în lucrările vremii (Rabaté, 1933). Poate fi utilizată singură sau în combinație (de la 33 la 60% sare în funcție de produs), de exemplu cu sodiu clorat pentru plivirea muștarului sălbatic și ravenelelor sau pentru deshidratare. Sarea nu mai este menționată ca produs aprobat în primul index Acta în 1961 " și crește viteza de acțiune a simazinei .
• Se utilizează la amestecarea betonului pentru a accelera setarea. Nu crește rezistența finală. Are dezavantajul de a coroda armăturile betonului armat.
• Se folosește pe anumite autostrăzi pentru fixarea prafului  : reacționând cu umiditatea din aer, menține un strat subțire de lichid pe suprafața drumului, care păstrează praful.
• Este utilizat în produsele alimentare, nr. E509, în special pentru a solidifica alginate , agent de gelificare. Mai mult decât atât, se adaugă la alimentele preparate industrial pentru a crește duritatea celulelor alimentelor (întăritoare, stabilizantă și îngroșătoare), ca la murături (crocante), măsline , mere înăbușite , borcane de fasole-fasole .
• Este, de asemenea, utilizat în biologia moleculară, ceea ce face posibilă producerea bacteriilor competente prin degradarea lipopolizaharidelor de suprafață. Astfel, le face potrivite pentru transformarea cu un vector. Poate servi și ca agent pentru transfecția celulară cu celule animale.
• CaCl 2 soluții au proprietatea de a face peretii celulelor anumitor bacterii mai poroase (în particular E. coli ). Acest lucru îl face un produs utilizat în laborator în cercetarea genetică.
• Clorura de calciu este utilizată pentru uscarea algelor (amestec de alge marine ) utilizat la producerea carbonatului de sodiu .
• Este, de asemenea, utilizat în dezumidificatoarele de sare pentru a absorbi umezeala din aer în mediile domestice și în alte medii.
• Clorura de calciu este utilizată pentru a crește duritatea apei în piscine. Acest lucru reduce eroziunea betonului din piscină. Prin principiul Le Chatelier și efectul ionic comun , creșterea concentrației de calciu în apă va reduce dizolvarea compușilor pe bază de calciu prezenți în beton.
• În acvariile marine , clorura de calciu este adăugată pentru a oferi calciu biodisponibil animalelor decojite, cum ar fi moluștele și unii cnidari . Apa de var sau un reactor de calciu pot fi, de asemenea, utilizate pentru a introduce calciu în apă. Cu toate acestea, adăugarea clorurii de calciu este cea mai rapidă metodă și are cel mai mic efect asupra pH-ului .
• În alimente și alimente:
  • Ca agent de întărire, clorura de calciu este utilizată pentru conservele de legume, pentru laptele de soia coagulat în tofu și pentru producerea unui substitut de caviar din suc de legume sau fructe.
  • Este utilizat în mod obișnuit ca electrolit în băuturile sportive și altele, inclusiv în apa îmbuteliată.
  • Proprietatea clorurii de calciu de a reduce punctele de topire este utilizată pentru a încetini solidificarea caramelului în dulciurile.
  • Pentru fabricarea berii de bere , clorură de calciu este folosit uneori pentru lacune de umplere în fabricarea berii minerale de apă. Afectează gustul și reacțiile chimice în timpul procesului de fabricare a berii și poate afecta, de asemenea, acțiunea drojdiei în timpul fermentării.
  • Clorura de calciu este uneori adăugată la laptele tratat sau procesat pentru a restabili echilibrul natural dintre calciu și proteine ​​în cazeină atunci când se face brânză.
  • Se adaugă frecvent la feliile de măr pentru a-și păstra textura.
• Utilizări medicale:
  • Se injectează pentru tratarea arsurilor interne cu acid fluorhidric.
  • Poate fi folosit pentru tratarea otrăvirii cu magneziu.
  • Poate ajuta la protejarea miocardului de nivelurile periculoase de potasiu din sânge în hiperkaliemie.

Securitate

Clorura de calciu este iritantă deoarece va usca pielea. De aceea trebuie manipulat cu mănuși. Prin urmare, manipularea sa nu este foarte periculoasă, dar nu trebuie ingerată deoarece este un solid (în general pelete) care se dizolvă în apă. Deoarece reacționează exoterm cu apa, poate provoca arsuri la nivelul gurii sau esofagului .

Ingerarea soluției concentrate sau a produsului solid poate provoca iritații sau ulcerații gastro-intestinale.

Alte reacții adverse posibile ale administrării de clorură de calciu sunt:

• un gust cremos (praf, cret) în gură,
• bufeuri

• o scădere a tensiunii arteriale,
• pierderea poftei de mâncare
• dureri de stomac
• greaţă,
• vărsături,

• tulburări mentale,
• sete extremă,
• dureri osoase
• pietre la rinichi
• aritmie cardiaca
• o comă.

Oricare dintre aceste simptome poate fi un semn de prea mult calciu în sânge ( hipercalcemie ).

În plus, sărurile de clorură de calciu tind să conțină o cantitate mică de metale, în special aluminiu. Astfel, în timp aceste metale se pot acumula în organism și pot avea un efect toxic asupra acestuia.

Note și referințe

1. CLORURĂ DE CALCIU (ANIDRO) , fișă (e) de siguranță a Programului internațional de siguranță chimică , consultată la 9 mai 2009
2. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
3. (en) Raymond C Rowe, Paul J Sheskey, Marian E Quinn, Handbook of Pharmaceutical Excipients , Londra, Pharmaceutical Press și American Pharmacists Association,2009, Ed. A 6- a  . , 888  p. ( ISBN  978-0-85369-792-3 ) , p.  89
4. "  Structura CaCl2 (C35)  " , la http://cst-www.nrl.navy.mil/ (accesat la 17 decembrie 2009 )
5. Număr index 017-013-00-2 în tabelul 3.1 din apendicele VI la Regulamentul CE nr. 1272/2008 (16 decembrie 2008)
6. „  Clorură de calciu  ” în baza de date cu produse chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 25 aprilie 2009
7. „  Clorură de calciu dihidrat  ” în baza de date cu substanțe chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 25 aprilie 2009
8. Charles Louis Barreswil și Aimé Girard , Dicționar de chimie industrială , Dezobry, E. Magdeleine et Cie,1861( citiți online ) , p.  160
9. Bilon R & al (2016), Tratamentul ambroziei cu frunze de mugwort cu sare în soluție, o metodă alternativă pentru zonele non-agricole? A 4-a conferință privind întreținerea grădinilor, spațiilor verzi și infrastructurilor; Toulouse - 19 și 20 octombrie 2016.
10. Bouchet F (1967) Studiul influenței naturii solului asupra acțiunii erbicide a simazinei. Weed Research, 7 (2), 102-116.
11. E509 Clorură de calciu aditivi-alimentaires.net consultată în iulie 2013
12. CLORURĂ DE CALCIU (E509) meszepices.com accesat în iulie 2013
13. „  Apple Caviar Technique  ” , StarChefs Studio , StarChefs.com,Aprilie 2004(accesat la 9 august 2006 )
14. Traducerea paragrafului 5. Pericole ale articolului în limba engleză
15. „  Evaluarea siguranței produsului (PSA): clorură de calciu  ” , Dow Chemical Company ,2 mai 2006

Bibliografie

1. NN Greenwood, A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Butterworth-Heinemann, Oxford, Marea Britanie, 1997.
2. Manual de chimie și fizică , ediția a 71-a, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
3. Manual de clorură de calciu de la Dow Chemical