نترات الكالسيوم (CA (NO3) 2): التركيب والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2026

و نترات الكالسيوم هو ملح غير عضوي العالي وجود ل صيغة الكيميائية الكالسيوم (NO ₃) ₂. من صيغته ، من المعروف أن صلبه يتكون من Ca ²⁺ و NO ₃ ^- أيونات بنسبة 1: 2. لذلك ، فهو مركب ذو طبيعة أيونية بحتة.

إحدى خصائصه هي طابعه المؤكسد ، بسبب أنيون النترات. إنه غير قابل للاحتراق ، أي أنه لا يحترق في درجات حرارة عالية. كونها غير قابلة للاحتراق ، فإنها تمثل مادة صلبة آمنة للتعامل معها دون عناية كبيرة ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تسرع من اشتعال المواد القابلة للاحتراق.

نترات الكالسيوم الصلبة. المصدر: Ondřej Mangl، from Wikimedia Commons

يتكون مظهره من مادة صلبة حبيبية ذات لون أبيض أو رمادي فاتح (الصورة العلوية). يمكن أن يكون لا مائي أو رباعي هيدرات ، Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O. وهو قابل للذوبان في الماء والميثانول والأسيتون.

تستخدم نترات الكالسيوم على نطاق واسع كسماد ، حيث تتحرك بسهولة في التربة الرطبة ، وتمتصها جذور النباتات بسرعة. يوفر عنصرين مهمين لتغذية النبات ونموه: النيتروجين والكالسيوم.

النيتروجين هو أحد العناصر الثلاثة الأساسية لنمو النباتات (N و P و K) ، فهو ضروري في تخليق البروتينات. وفي الوقت نفسه ، الكالسيوم ضروري للحفاظ على بنية جدار الخلية للنباتات. لهذا السبب ، يتم استخدام Ca (NO ₃) ₂ كثيرًا في الحدائق.

من ناحية أخرى ، هذا الملح له تأثيرات سامة ، خاصة عن طريق الاتصال المباشر بالجلد والعينين ، وكذلك عن طريق استنشاق غباره. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتحلل بالتسخين.

هيكل نترات الكالسيوم

أيونات نترات الكالسيوم. المصدر: Я.HarDNox في ru.wikipedia ، من ويكيميديا ​​كومنز

تُظهر الصورة العلوية بنية Ca (NO ₃) ₂ في نموذج المجالات والقضبان. ومع ذلك ، هناك عيب هنا: يفترض وجود روابط تساهمية Ca-O ، والتي تتعارض مع طابعها الأيوني. لتوضيح ذلك ، تكون التفاعلات من النوع الكهروستاتيكي.

الكاتيون Ca ²⁺ محاط ب ₂ أنيون NO ₃ ^- وفقًا لنسبها في البلورة. لذلك ، يسود النيتروجين على شكل نترات في التركيب البلوري.

يتم تجميع الأيونات بطريقة تؤسس تكوينًا يكون تعبيره الأدنى هو خلية الوحدة ؛ وهو مكعب بالنسبة للملح اللامائي. بمعنى آخر ، من المكعبات التي تحتوي على نسبة 1: 2 لهذه الأيونات ، يتم إنتاج البلورة بأكملها.

من ناحية أخرى ، يحتوي الملح رباعي الماء ، Ca (NO ₃) ₂ · 4H ₂ O ، على أربعة جزيئات ماء لكل مجموعة NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^-. هذا يعدل التركيب البلوري ، ويشوهه إلى خلية أحادية الميل.

لذلك ، من المتوقع أن تكون بلورات كل من الأملاح اللامائية ورباعية الهيدرات مختلفة ؛ الاختلافات التي يمكن تحديدها في خصائصها الفيزيائية ، على سبيل المثال ، نقاط الانصهار.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الأسماء الكيميائية

- نترات الكالسيوم

- ثنائي نترات الكالسيوم

-نيتروكالسيت

- الملح الصخري النرويجي والليميسالتبترو.

الصيغة الجزيئية

Ca (NO ₃) ₂ أو CaN ₂ O ₆

الوزن الجزيئي الغرامي

اللامائى 164.088 جم / مول ورباعي هيدرات 236.15 جم / مول. لاحظ تأثير الماء على الوزن الجزيئي ، ولا يمكن إهماله عند وزنه.

مظهر جسماني

أبيض أو رمادي فاتح أو حبيبات صلبة. بلورات بيضاء مكعبة أو حبيبات مائلة ؛ أي أنها تمتص الرطوبة لدرجة أنها تذوب نتيجة قابليتها للذوبان العالية.

نقطة الغليان

يتحلل الشكل اللامائي عند التسخين إلى درجة حرارة تمنع تحديد درجة غليانه ؛ في حين أن شكل رباعي هيدرات الملح له درجة غليان 132 درجة مئوية (270 درجة فهرنهايت ، 405 كلفن).

نقطة الانصهار

- الشكل اللامائي: 561 درجة مئوية إلى 760 ملم زئبق (1042 درجة فهرنهايت ، 834 كلفن).

-تتراهدرات شكل: 42.7 درجة مئوية (109 درجة فهرنهايت ، 316 كلفن).

يوضح هذا كيف تتداخل جزيئات الماء مع التفاعلات الكهروستاتيكية بين Ca ²⁺ و NO ₃ ^- داخل البلورات ؛ وبالتالي ، تذوب المادة الصلبة عند درجة حرارة أقل بكثير.

الذوبان في الماء

- الشكل اللامائي: 1212 جم / لتر عند 20 درجة مئوية.

- رباعي هيدرات: 1290 جم / لتر عند 20 درجة مئوية.

بالكاد يزيد الماء الموجود في البلورات من قابلية ذوبان الملح.

الذوبان في المذيبات العضوية

- في الإيثانول 51.42 جم / 100 جم عند 20 درجة مئوية.

- في الميثانول 134 جم / 100 جم عند 10 درجة مئوية.

- في الأسيتون 168 جم / 100 جم عند 20 درجة مئوية.

الحموضة (pKa)

6.0

كثافة

2.5 جم / سم ³ عند 25 درجة مئوية (رباعي هيدرات).

تقسيم

عندما يتم تسخين نترات الكالسيوم لتتوهج ، فإنها تتحلل إلى أكسيد الكالسيوم وأكسيد النيتروجين والأكسجين.

الملف الشخصي التفاعلي

إنه عامل مؤكسد بقوة ، لكنه غير قابل للاحتراق. يسرع اشتعال المواد القابلة للاحتراق. يسهل تقسيم نترات الكالسيوم إلى جزيئات دقيقة انفجارها عندما يتعرض المركب لنيران طويلة.

تصبح المخاليط مع استرات الألكيل قابلة للانفجار من خلال تكوين استرات نترات الألكيل. يمكن أن يتفاعل مزيج نترات الكالسيوم مع الفوسفور وكلوريد القصدير (II) أو أي عامل اختزال آخر بشكل متفجر.

التطبيقات

الزراعة

يتم استخدامه في المحاصيل كمصدر للنيتروجين والكالسيوم. نترات الكالسيوم قابلة للذوبان في الماء بسهولة وتمتصها جذور النباتات. علاوة على ذلك ، فإنه لا يحمض التربة لأنه لا يمكن تحلل أيوناتها بشكل كبير.

يجب تجنب خلطها مع الأسمدة المحتوية على الفوسفور أو الكبريتات لتجنب تكوين أملاح غير قابلة للذوبان. بسبب استرطابه ، يجب تخزينه في بيئة جافة وباردة.

يتميز استخدامه على استخدام نترات الأمونيوم كسماد. على الرغم من أن المركب الأخير يساهم في النيتروجين في النباتات ، إلا أنه يتداخل مع امتصاص الكالسيوم ، مما قد يؤدي إلى نقص الكالسيوم في النباتات.

يساهم الكالسيوم في الحفاظ على بنية جدار الخلية للنباتات. في حالة وجود نقص في الكالسيوم ، غالبًا ما تظهر أنسجة النباتات النامية ، مثل أطراف الجذور والأوراق الصغيرة وأطراف البراعم ، نموًا مشوهًا.

نقص الأمونيا

تقلل نترات الكالسيوم من تراكم الأحماض الدهنية المتطايرة والمركبات الفينولية السامة للنباتات التي تتراكم من تحلل بقايا محصول فول الصويا.

علاوة على ذلك ، هناك ميل لنترات الكالسيوم لتقليل تركيز الأمونيوم في التربة ، مما يزيد من قدرة تخزين الهيدروجين.

الخرسانة

يتم استخدام نترات الكالسيوم لتقليل وقت تثبيت الخرسانة. ينتج هذا عن طريق توليد هيدروكسيد الكالسيوم ، ربما من خلال تفاعل إزاحة مزدوجة.

بالإضافة إلى ذلك ، تحفز نترات الكالسيوم على توليد مركب هيدروكسيد الحديد ، الذي يقلل تأثيره الوقائي على الخرسانة من تآكلها. أي أن الحديد الموجود يمكن أن يتفاعل مع المكونات الأساسية للخرسانة ، مثل هيدروكسيد الكالسيوم نفسه.

تقلل نترات الكالسيوم من وقت التثبيت ، وكذلك تقلل من مقاومة الخرسانة التي تمت إضافة الرماد البركاني إليها. لدراسة تأثير إضافة نترات الكالسيوم إلى الخرسانة ، تم استخدام تركيزات متزايدة من نترات الكالسيوم تتراوح بين 2٪ و 10٪.

لوحظ انخفاض أكبر في وقت التثبيت ، بالإضافة إلى زيادة في قوة الخرسانة حيث زاد تركيز نترات الكالسيوم حتى 10٪.

معالجة مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الصحي

تستخدم نترات الكالسيوم لتقليل الروائح الكريهة من مياه الصرف الصحي عن طريق تقليل توليد كبريتيد الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استهلاك المادة العضوية التي تولد الظروف اللاهوائية ، مما يجعل من الصعب على العديد من الأنواع البيولوجية البقاء على قيد الحياة.

تحضير الكمادات الباردة

رباعي هيدرات نترات الكالسيوم هو مركب ماص للحرارة ، أي لديه القدرة على امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة. ينتج عن ذلك تبريد الأجسام التي تتلامس مع الحاويات التي تحتوي عليها.

تزيد الكمادات من درجة حرارتها ، ولتجديدها يكفي وضعها في الفريزر

تخثر اللاتكس

تُستخدم نترات الكالسيوم في مرحلة تخثر اللاتكس. إنه جزء من محلول الغمر ، وعندما يتلامس مع المحلول المحتوي على مادة اللاتكس ، فإنه يكسر استقراره ويؤدي إلى تخثره.

نقل الحرارة وتخزينها

يستخدم المزيج الثنائي من أملاح النترات المنصهرة ، بما في ذلك الكالسيوم مع النترات الأخرى ، بدلاً من الزيت الحراري في محطات الطاقة الشمسية لنقل الحرارة وتخزينها.

أشكال التطبيق

- يتم خلط نترات الكالسيوم مع التربة بتركيز 1.59 كجم لكل 30.48 م ² مع الري المناسب. يتم إذابة نترات الكالسيوم في الماء ، مما يسمح بامتصاصها من قبل جذور النبات. في المحاصيل المائية يذوب في مياه النمو.

- تستخدم نترات الكالسيوم أيضًا في شكل رذاذ لرش الأوراق والأزهار ، فهي علاج فعال في منع تعفن زهرة الطماطم ، وبقع الفلين وحفرة التفاح المرة.

- يتم إضافة كمية من نترات الكالسيوم إلى خليط تكوين الخرسانة (الأسمنت والرمل والحجر والماء) ، ويتم تحديد تأثير إضافتها على الخصائص المحددة للخرسانة ؛ مثل ضبط السرعة والقوة.

- يتم إضافة نترات الكالسيوم بتركيز مناسب لتقليل الروائح الكريهة لمياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الصحي ، إلى مستوى يمكن تحمله من الروائح.

المراجع

1. بوني إل جرانت. (2019). سماد نترات الكالسيوم - ماذا تفعل نترات الكالسيوم للنباتات. تم الاسترجاع من: gardeningknowhow.com
2. Farquharson ، BF ، Vroney ، RP ، Beauchamp ، EG and Vyn ، TJ (1990). استخدام نترات الكالسيوم لتقليل تراكم السموم النباتية أثناء تحلل بقايا الجسم. المجلة الكندية لعلوم التربة 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode، EB and Hassan، IO (2011). تأثير إضافة نترات الكالسيوم على الخواص الانتقائية للخرسانة المحتوية على الرماد البركاني. مجلة ليوناردو الإلكترونية لتقنيات الممارسات 19: 29-38.
4. ويكيبيديا. (2019). نترات الكالسيوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
5. شيكي دونغ وكول. (2018). تثبيط تآكل الصلب بواسطة نترات الكالسيوم في بيئات سائل التكميل المخصب بالهاليد. المواد npj حجم التحلل 2 ، رقم المادة: 32.
6. تقنيات Emaginationz. (2019). مواصفات نترات الكالسيوم. تم الاسترجاع من: direct2farmer.com
7. بوبكيم. (2019). نترات الكالسيوم. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov