- بناء
- الكريستال وأيوناته
- علم التشكل المورفولوجيا
- الخصائص
- مظهر جسماني
- الكتلة المولية
- نقطة الانصهار
- كثافة
- الرقم الهيدروجيني
- الذوبان في الماء
- ك
- معامل الانكسار
- المزيد
- الحصول
- التطبيقات
- معالجة الغذاء
- مطهر لمياه الصرف الصحي
- صناعة الورق
- ممتص الغاز
- رعاية شخصية
- اعمال بناء
- المخاطر والآثار الجانبية
- المراجع
و هيدروكسيد الكالسيوم هو مركب غير العضوي الذي هو الكالسيوم (OH) الصيغة الكيميائية 2. إنه مسحوق أبيض تم استخدامه منذ آلاف السنين ، اكتسب خلالها العديد من الأسماء التقليدية أو الألقاب ؛ من بينها ، يمكن أن نذكر الجير المطفأ ، الميت ، الكيميائي ، الرطب أو الناعم.
في الطبيعة ، يتوفر في معدن نادر يسمى بورتلانديت ، من نفس اللون. نتيجة لذلك ، لا يتم الحصول على Ca (OH) 2 مباشرة من هذا المعدن ، ولكن من المعالجة الحرارية ، تليها الترطيب ، من الحجر الجيري. يتم الحصول على الجير ، CaO ، من هذا ، والذي يتم إخماده لاحقًا أو ترطيبه لإنتاج Ca (OH) 2.
عينة صلبة من هيدروكسيد الكالسيوم. المصدر: Chemicalinterest
Ca (OH) 2 هي قاعدة ضعيفة نسبيًا في الماء ، لأنها بالكاد تذوب في الماء الساخن ؛ لكن قابليته للذوبان تزداد في الماء البارد ، لأن ترطيبه طارد للحرارة. ومع ذلك ، تظل قاعدته سببًا في توخي الحذر عند التعامل معه ، حيث يمكن أن يسبب حروقًا في أي جزء من الجسم.
تم استخدامه كمنظم للأس الهيدروجيني للمواد أو الأطعمة المختلفة ، فضلاً عن كونه مصدرًا جيدًا للكالسيوم فيما يتعلق بكتلته. لها تطبيقات في صناعة الورق ، في تطهير مياه الصرف الصحي ، في منتجات إزالة الشعر ، في المواد الغذائية المصنوعة من دقيق الذرة.
ومع ذلك ، فقد كان أهم استخدام لها كمادة بناء ، حيث أن هيدرات الجير عند مزجها مع المكونات الأخرى في الجص أو الملاط. في هذه الخلائط المتصلبة ، يمتص Ca (OH) 2 ثاني أكسيد الكربون من الهواء لدمج بلورات الرمل مع تلك المتكونة من كربونات الكالسيوم.
في الوقت الحالي ، لا يزال البحث جاريًا بهدف تطوير مواد بناء أفضل تحتوي على Ca (OH) 2 مباشرة في تكوينها كجسيمات نانوية.
بناء
الكريستال وأيوناته
أيونات هيدروكسيد الكالسيوم. المصدر: كلاوديو بيستيلي
في الصورة العليا لدينا الأيونات التي تشكل هيدروكسيد الكالسيوم. تشير صيغتها ذاتها Ca (OH) 2 إلى أنه لكل كاتيون Ca 2+ هناك نوعان من أنيونات OH - التي تتفاعل معها من خلال الجذب الكهروستاتيكي. والنتيجة هي أن كلا الأيونات ينتهي بهما الأمر بتكوين بلورة ذات هيكل سداسي.
في مثل هذه البلورات السداسية من Ca (OH) 2 ، تكون الأيونات قريبة جدًا من بعضها البعض ، مما يعطي مظهرًا كهيكل بوليمري ؛ على الرغم من عدم وجود رابطة تساهمية Ca-O رسمية ، إلا أنه لا يزال بالنظر إلى الاختلاف الملحوظ في الكهربية بين العنصرين.
هيكل هيدروكسيد الكالسيوم
يولد الهيكل ثماني الأوجه CaO 6 ، أي Ca 2+ يتفاعل مع ستة OH - (Ca 2+ -OH -).
تشكل سلسلة من هذه الثماني الأوجه طبقة من البلورة ، والتي يمكن أن تتفاعل مع أخرى عن طريق روابط هيدروجينية تجعلها متماسكة بين الجزيئات ؛ ومع ذلك ، يختفي هذا التفاعل عند درجة حرارة 580 درجة مئوية ، عندما يتم تجفيف Ca (OH) 2 إلى CaO.
على جانب الضغوط العالية ، لا يوجد الكثير من المعلومات في هذا الصدد ، على الرغم من أن الدراسات أظهرت أنه عند ضغط 6 جيجا باسكال ، تخضع البلورة السداسية للانتقال من المرحلة السداسية إلى الطور الأحادي ؛ ومعها ، تشوه CaO 6 octahedra وطبقاتها.
علم التشكل المورفولوجيا
بلورات Ca (OH) 2 سداسية ، لكن هذا لا يمثل عائقًا أمامها لتبني أي شكل. بعض هذه الهياكل (مثل الخيوط أو الرقائق أو الصخور) مسامية أكثر من غيرها ، قوية أو مسطحة ، مما يؤثر بشكل مباشر على تطبيقاتها النهائية.
وبالتالي ، فإن استخدام بلورات من البورتلانديت المعدني يختلف عن تركيبها بحيث تتكون من جسيمات نانوية حيث يتم اتباع بعض المعايير الصارمة ؛ مثل درجة الترطيب ، وتركيز أكسيد الكالسيوم المستخدم ، والوقت الذي يُسمح فيه للبلورة بالنمو.
الخصائص
مظهر جسماني
أبيض ، عديم الرائحة ، مسحوق صلب بطعم مرير.
الكتلة المولية
74.093 جم / مول
نقطة الانصهار
580 درجة مئوية. عند هذه الدرجة يتحلل ويطلق الماء ، لذلك لا يصل إلى التبخر:
Ca (OH) 2 => CaO + H 2 O
كثافة
2،211 جم / سم 3
الرقم الهيدروجيني
محلول مائي مشبع له أس هيدروجيني 12.4 عند 25 درجة مئوية.
الذوبان في الماء
تتناقص قابلية ذوبان Ca (OH) 2 في الماء مع زيادة درجة الحرارة. على سبيل المثال ، عند 0 درجة مئوية ، تكون قابليته للذوبان 1.89 جم / لتر ؛ بينما عند 20 درجة مئوية و 100 درجة مئوية ، تكون هذه 1.73 جم / لتر و 0.66 جم / لتر على التوالي.
يشير هذا إلى حقيقة ديناميكية حرارية: ترطيب Ca (OH) 2 طارد للحرارة ، لذا فإن الامتثال لمبدأ Le Chatelier ستكون المعادلة:
Ca (OH) 2 <=> Ca 2+ + 2OH - + Q
حيث Q هي الحرارة المنبعثة. كلما زادت سخونة الماء ، كلما زاد التوازن إلى اليسار ؛ وهذا يعني أن أقل Ca (OH) 2 سوف يذوب. ولهذا السبب يذوب في الماء البارد أكثر بكثير من الماء المغلي.
من ناحية أخرى، قال زيادات الذوبان إذا أصبحت درجة الحموضة الحمضية، ويرجع ذلك إلى تحييد OH - الأيونات والتحول من التوازن السابق إلى اليمين. يتم إطلاق المزيد من الحرارة أثناء هذه العملية أكثر من الماء المحايد. إلى جانب المحاليل المائية الحمضية ، فإن Ca (OH) 2 قابل للذوبان أيضًا في الجلسرين.
ك
5.5 · 10 -6. تعتبر هذه القيمة صغيرة وتتوافق مع قابلية الذوبان المنخفضة لـ Ca (OH) 2 في الماء (نفس التوازن على النحو الوارد أعلاه).
معامل الانكسار
1،574
المزيد
كاليفورنيا (OH) 2 لا تزال مستقرة طالما أنها لم تتعرض لCO 2 في الهواء، كما أنها تمتص ذلك وأشكال كربونات الكالسيوم، وكربونات الكالسيوم 3. لذلك ، يبدأ في أن يصبح غير نقي في خليط صلب من بلورات Ca (OH) 2 -CaCO 3 ، حيث يوجد أنيونات CO 3 2- تتنافس مع OH - للتفاعل مع Ca 2+:
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O
في الواقع ، هذا هو السبب في تحول محاليل Ca (OH) 2 المركزة إلى حليبي ، حيث يظهر تعليق لجزيئات CaCO 3.
الحصول
يتم الحصول على Ca (OH) 2 تجاريًا عن طريق تفاعل الجير CaO مع زيادة مضاعفة بمقدار ضعفين إلى ثلاثة أضعاف من الماء:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
ومع ذلك ، يمكن أن تحدث كربنة Ca (OH) 2 في العملية ، تمامًا كما هو موضح أعلاه.
تتكون الطرق الأخرى للحصول عليها من استخدام أملاح الكالسيوم القابلة للذوبان ، مثل CaCl 2 أو Ca (NO 3) 2 ، وتأسيسها مع NaOH ، بحيث تترسب Ca (OH) 2. من خلال التحكم في المعلمات مثل أحجام الماء ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة والمذيب ودرجة الكربنة ووقت النضج وما إلى ذلك ، يمكن تصنيع الجسيمات النانوية ذات الأشكال المختلفة.
كما يمكن تحضيرها عن طريق اختيار مواد خام طبيعية ومتجددة ، أو نفايات من صناعة غنية بالكالسيوم ، والتي ستتكون من الجير عند تسخينها ورمادها ؛ ومن هنا ، مرة أخرى ، يمكن تحضير Ca (OH) 2 عن طريق ترطيب هذا الرماد دون الحاجة إلى إهدار الحجر الجيري ، CaCO 3.
على سبيل المثال ، تم استخدام تفل الأغاف لهذا الغرض ، مع إعطاء قيمة مضافة للنفايات من صناعات التكيلا.
التطبيقات
معالجة الغذاء
تنقع المخللات أولاً في هيدروكسيد الكالسيوم لجعلها مقرمشة. المصدر: Pixabay.
يوجد هيدروكسيد الكالسيوم في العديد من الأطعمة في بعض مراحل تحضيره. على سبيل المثال ، يتم غمس المخللات ، مثل الخيار ، في محلول مائي من نفس النوع لجعلها أكثر هشاشة عندما يتم تعبئتها في الخل. وذلك لأن البروتينات الموجودة على سطحه تمتص الكالسيوم من البيئة.
يحدث الشيء نفسه مع حبوب الذرة قبل تحويلها إلى دقيق ، حيث يساعدها على إفراز فيتامين ب 3 (النياسين) وتسهيل طحنها. يستخدم الكالسيوم الذي يوفره أيضًا لإضافة قيمة غذائية لبعض العصائر.
يمكن أيضًا أن تحل Ca (OH) 2 محل مسحوق الخبز في بعض وصفات الخبز ، وتوضيح المحاليل السكرية التي يتم الحصول عليها من قصب السكر والبنجر.
مطهر لمياه الصرف الصحي
يرجع التأثير التوضيحي لـ Ca (OH) 2 إلى حقيقة أنه يعمل كعامل التلبد ؛ أي أنه يزيد من حجم الجسيمات المعلقة حتى تشكل كتلًا ، والتي تستقر فيما بعد أو يمكن ترشيحها.
تم استخدام هذه الخاصية لتطهير مياه الصرف الصحي ، وزعزعة استقرار الغرويات غير السارة لمنظر (ورائحة) المتفرجين.
صناعة الورق
يستخدم Ca (OH) 2 في عملية كرافت لتجديد هيدروكسيد الصوديوم المستخدم في معالجة الخشب.
ممتص الغاز
كاليفورنيا (OH) 2 يستخدم لإزالة CO 2 من المساحات المغلقة أو في بيئات حيث وجودها يأتي بنتائج عكسية.
رعاية شخصية
في تركيبات كريمات إزالة الشعر ، تم العثور ضمنيًا على Ca (OH) 2 ، حيث تساعد قاعدته على إضعاف كيراتين الشعر ، وبالتالي يسهل إزالته.
اعمال بناء
يشكل هيدروكسيد الكالسيوم جزءًا من هياكل مواقع البناء القديمة مثل أهرامات مصر. المصدر: Pexels.
كان Ca (OH) 2 موجودًا منذ زمن سحيق ، حيث تم دمج كتل الجص والملاط المستخدمة في تشييد الأعمال المعمارية المصرية مثل الأهرامات ؛ وكذلك المباني والأضرحة والجدران والسلالم والأرضيات والدعامات وحتى إعادة بناء الأسمنت السني.
العمل بتحصين لها ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه عندما "يتنفس" من CO 2 ، البلورات الناتجة من كربونات الكالسيوم 3 في نهاية المطاف دمج الرمال وغيرها من مكونات هذه المخاليط إلى درجة أفضل.
المخاطر والآثار الجانبية
Ca (OH) 2 ليس مادة صلبة قاعدية قوية مقارنة بالهيدروكسيدات الأخرى ، على الرغم من أنه أكثر من Mg (OH) 2. ومع ذلك ، على الرغم من أنها ليست تفاعلية أو قابلة للاشتعال ، إلا أن قاعدتها لا تزال عدوانية بما يكفي للتسبب في حروق طفيفة.
لذلك يجب التعامل معها باحترام ، فهي قادرة على تهيج العينين واللسان والرئتين ، بالإضافة إلى التسبب في أمراض أخرى مثل: فقدان البصر ، قلونة الدم الشديدة ، الطفح الجلدي ، القيء والتهاب الحلق..
المراجع
- رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
- ويكيبيديا. (2019). هيدروكسيد الكالسيوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- شافيز غيريرو وآخرون. (2016). تخليق وتوصيف هيدروكسيد الكالسيوم المستخرج من تفل الصبار ودراسة نشاطه المضاد للبكتيريا. تم الاسترجاع من: scielo.org.mx
- ريكو إيزوكا ، تاكيهيكو ياغي ، كازوكي كوماتسو ، هيروتادا غوتو ، تاكو تسوتشيا ، كيجي كوسابا ، هيرويوكي كاجي. (2013). التركيب البلوري لمرحلة الضغط العالي لهيدروكسيد الكالسيوم ، البورتلانديت: المسحوق في الموقع ودراسة حيود الأشعة السينية أحادية البلورة. عالم المعادن الأمريكي 98 (8-9): 1421-1428. دوى: doi.org/10.2138/am.2013.4386
- هانز لونينجر. (05 يونيو 2019). هيدروكسيد الكالسيوم. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
- أنيرودا إس وآخرون. (2015). تركيب نانو هيدروكسيد الكالسيوم في وسط مائي. جمعية الخزف الأمريكية. doi.org/10.1111/jace.14023
- كارلي فاندرجريندت. (12 أبريل 2018). كيف يتم استخدام هيدروكسيد الكالسيوم في الغذاء وهل هو آمن؟ تم الاسترجاع من: healthline.com
- بريان كليج. (26 مايو 2015). هيدروكسيد الكالسيوم. تم الاسترجاع من: chemistryworld.com