КАЛЦИЕВ НИТРАТ (CA (NO3) 2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На калциев нитрат е третичен неорганична сол като на химична формула Ca (NO ₃) ₂. От неговата формула е известно, че нейното твърдо вещество е съставено от Са ²⁺ и NO ₃ ^- йони в съотношение 1: 2. Следователно, това е съединение с чисто йонно естество.

Едно от свойствата му е окислителният му характер поради нитратния анион. Не е запалим, тоест не гори при високи температури. Като негорим, той представлява безопасно твърдо вещество за работа без много грижи; въпреки това, той може да ускори запалването на горими материали.

Твърд калциев нитрат. Източник: Ondřej Mangl, от Wikimedia Commons

Външният му вид се състои от гранулирано твърдо вещество, което има бял или светлосив цвят (горно изображение). Той може да бъде безводен или тетрахидрат, Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O. Той е много разтворим във вода, метанол и ацетон.

Калциевият нитрат се използва широко като тор, тъй като се движи лесно във влажна почва и бързо се абсорбира от корените на растенията. Той доставя два важни елемента за храненето и растежа на растенията: азот и калций.

Азотът е един от трите основни елемента за развитието на растенията (N, P и K), той е от съществено значение за синтеза на протеини. Междувременно калцият е необходим за поддържане структурата на клетъчната стена на растенията. Поради тази причина Ca (NO ₃) ₂ се използва много в градини.

От друга страна, тази сол има токсични действия, особено чрез директен контакт с кожата и очите, както и чрез вдишване на праха си. В допълнение, той може да се разложи чрез нагряване.

Структура на калциев нитрат

Йони калциев нитрат. Източник: Я.HarDNox от ru.wikipedia, от Wikimedia Commons

Горното изображение показва структурата на Ca (NO ₃) ₂ в модел на сфери и пръти. Тук обаче има дефект: предполага се наличието на ковалентни връзки на Ca-O, което противоречи на техния йонски характер. Изяснявайки това, наистина взаимодействията са от електростатичен тип.

На Са ²⁺ катион е заобиколен от два NO ₃ аниони ^- според техните размери в кристала. Следователно азотът преобладава под формата на нитрати в кристалната структура.

Йоните са групирани по такъв начин, че създават конфигурация, чийто минимален израз е единичната клетка; което за безводната сол е кубично. С други думи, от кубчета, съдържащи съотношение 1: 2 за тези йони, се възпроизвежда целият кристал.

От друга страна, тетрахидрат сол, Ca (NO ₃) ₂ · 4Н ₂ О, има четири водни молекули за всеки набор от NO ₃ ^- Са ²⁺ NO ₃ ^-. Това променя кристалната структура, като я деформира в моноклинна единична клетка.

Следователно се очаква кристалите както за безводните, така и за тетрахидратните соли да са различни; разлики, които могат да бъдат определени във физическите им свойства, например точки на топене.

Физични и химични свойства

Химически имена

-Калциев нитрат

-Калциев динитрат

-Nitrocalcite

-Норвежска селитра и лимесалтпетро.

Молекулярна формула

Ca (NO ₃) ₂, или могат _два О ₆

Молекулно тегло

Безводен 164.088 g / mol и тетрахидрат 236.15 g / mol. Обърнете внимание на ефекта на водата върху молекулното тегло и не може да се пренебрегне, когато я претегляте.

Външен вид

Бяло или светло сиво твърдо вещество или гранули. Кубични бели кристали или бляскави гранули; тоест, те абсорбират влагата до степен, че се разтварят в резултат на високата си разтворимост.

Точка на кипене

Безводната форма се разлага при нагряване до температура, която не позволява определянето на неговата точка на кипене; като има предвид, че тетрахидратната форма на солта има точка на кипене 132 ° С (270 ° F, 405 К).

Точка на топене

Безводна форма: 561 ° C до 760 mmHg (1042 ° F, 834 K).

-Тетрахидратна форма: 42.7 ° C (109 ° F, 316 K).

Това показва как водните молекули пречат на електростатичните взаимодействия между Са ²⁺ и NO ₃ ^- вътре в кристалите; и следователно твърдото вещество се топи при много по-ниска температура.

Разтворимост във вода

-Безводна форма: 1212 g / L при 20 ° C.

-Тетрахидратна форма: 1290 g / L при 20 ° C.

Водата в кристалите почти не увеличава разтворимостта на солта.

Разтворимост в органични разтворители

-В етанол, 51.42 g / 100 g при 20 ° С.

-В метанол, 134 g / 100 g при 10 ° С.

-В ацетон, 168 g / 100 g при 20 ° C.

Киселинност (pKa)

6.0

плътност

2,5 g / cm ³ при 25 ° C (тетрахидрат).

разлагане

Когато калциевият нитрат се нагрява до нажежаване, той се разлага на калциев оксид, азотен оксид и кислород.

Реактивен профил

Той е силно окисляващ агент, но не е запалим. Ускорява запалването на горими материали. Разделянето на калциев нитрат на фини частици улеснява неговата експлозия, когато съединението е изложено на продължителен огън.

Смесите с алкилови естери стават експлозивни чрез произход на алкилови нитратни естери. Комбинацията от калциев нитрат с фосфор, калаен (II) хлорид или друг редуциращ агент може да реагира експлозивно.

Приложения

Земеделие

Използва се в културите като източник на азот и калций. Калциевият нитрат е много разтворим във вода и лесно се абсорбира от корените на растенията. Освен това, той не подкислява почвите, тъй като нейните йони не могат да бъдат значително хидролизирани.

Смесването му с торове, съдържащи фосфор или сулфат, трябва да се избягва, за да се избегне образуването на неразтворими соли. Поради своята хигроскопичност, той трябва да се съхранява в суха и прохладна среда.

Използването му има предимство пред използването на амониев нитрат като тор. Въпреки че последното съединение допринася за азота за растенията, то пречи на абсорбцията на калций, което може да доведе до недостиг на калций в растенията.

Калцият допринася за поддържането на структурата на клетъчната стена на растенията. При наличие на калциев дефицит, растящите тъкани на растенията, като коренови връхчета, млади листа и връхчета на издънки, често показват изкривен растеж.

Намален амоняк

Калциевият нитрат намалява натрупването на летливи мастни киселини и фенолни съединения, фитотоксични, които се натрупват при разлагането на соевите остатъци от културите.

Освен това има тенденция калциевият нитрат да намалява концентрацията на амоний в почвата, което увеличава водородния буферен капацитет.

бетон

Калциевият нитрат се използва за намаляване на времето за закрепване на бетона. Това се получава от образуването на калциев хидроксид, може би чрез реакция на двойно изместване.

В допълнение, калциевият нитрат индуцира образуването на съединението на железния хидроксид, чието защитно действие върху бетона намалява корозията му. Тоест, присъстващото желязо може да реагира с основните компоненти на бетона, като самия калциев хидроксид.

Калциевият нитрат намалява времето за настройване, както и устойчивостта на бетона, към който е добавена вулканична пепел. За изследване на ефекта от добавянето на калциев нитрат към бетон са използвани повишаващи се концентрации на калциев нитрат, между 2% и 10%.

Наблюдава се по-голямо намаляване на времето за настройка, както и увеличаване на якостта на бетона, тъй като концентрацията на калциев нитрат се увеличава до 10%.

Пречистване на отпадни води

Калциевият нитрат се използва за намаляване на лошите миризми от канализацията чрез намаляване на образуването на сероводород. Освен това се консумира органичната материя, която генерира анаеробни условия, което затруднява оцеляването на много биологични видове.

Приготвяне на студени компреси

Тетрахидратът на калциев нитрат е ендотермично съединение, тоест има способността да абсорбира топлина от заобикалящата среда. Това води до охлаждане на телата, които влизат в контакт с контейнерите, които го съдържат.

Компресите повишават температурата им, а за да ги регенерирате е достатъчно да ги поставите във фризер

Латексна коагулация

Калциевият нитрат се използва във фазата на коагулация на латекса. Той е част от потапящия разтвор и когато влезе в контакт с разтвора, съдържащ латекса, той нарушава неговата стабилизация и го кара да се коагулира.

Пренос и съхранение на топлина

Бинарната смес от разтопени нитратни соли, включително калций с други нитрати, се използва вместо термично масло в слънчеви електроцентрали за пренос и съхранение на топлина.

Форми на приложение

-Калциевият нитрат се прилага смесен с почвата в концентрация 1,59 kg на 30,48 m ², при подходящо напояване. Калциевият нитрат се разтваря във вода, което позволява усвояването му от корените на растението. В хидропонските култури се разтваря в растящата вода.

-Калциевият нитрат се използва и под формата на спрей за пръскане на листата и цветята, като е ефективно лечение за предотвратяване на гниенето на доматеното цвете, петна от корк и горчивата яма на ябълката.

-Бело калциев нитрат се добавя към бетонообразуващата смес (цимент, пясък, камъни и вода) и се определя ефектът от добавянето му върху специфичните свойства на бетона; като настройка на скорост и сила.

-Калциевият нитрат се добавя в достатъчна концентрация, за да намали лошите миризми на канализацията или отпадните води, до ниво, че миризмите да бъдат поносими за хората.

Препратки

1. Бони Л. Грант. (2019). Калциев нитратен тор - какво прави калциевият нитрат за растенията. Възстановени от: gardeningknowhow.com
2. Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG и Vyn, TJ (1990). Използването на калциев нитрат за намаляване на натрупването на фитотоксин по време на разлагането на остатъци от корп. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB и Hassan, IO (2011). Ефект от добавянето на калциев нитрат върху селективните свойства на бетона, съдържащ вулканична пепел. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Калциев нитрат. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). Инхибиране на корозията на стоманата от калциев нитрат в среда, обогатена с халид, течност. npj Деградация на материали том 2, артикулен номер: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Спецификации на калциев нитрат. Възстановена от: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Калциев нитрат. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov