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氯化鈣的化學性質

科技 更新时间:2024-11-11 02:17:30

氯化鈣的化學性質?氯化鈣(CaCl2)是由鈣、堿土金屬和氯鹵組成的一種無機鹽在這種化合物中,有幾種靜電相互作用,它們決定了晶體的外觀和其他物理性質,下面我們就來說一說關于氯化鈣的化學性質?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

氯化鈣的化學性質(氯化鈣的性質結構和應用)1

氯化鈣的化學性質

目錄:
  • 化學式

  • 結構

  • 分子幾何構型和含水鈣化合物

  • 應用

  • 如何制備

  • 屬性

  • 物理特性

  • 溶解度

  • 熱溶解

  • 電解分解

    氯化鈣(CaCl2)是由鈣、堿土金屬和氯鹵組成的一種無機鹽。在這種化合物中,有幾種靜電相互作用,它們決定了晶體的外觀和其他物理性質。

    同樣,它總是伴随着水分子,形成通用公式CaCl2XH2Or的水合物,x = 0, 1, 2, 4和6。當x = 0時,鹽為無水,由上面的化學式表示。

    CaCl的實線部分如圖2所示。在低濕度的條件下,可以保持無水鹽不沾水,盡管它的自然趨勢是吸收它,直到它溶解(潮解)。

    化學式

    它的化學式是CaCl2:表示每一個Ca2 對應兩個Cl離子,Cl離子中和了正電荷。元素周期表中第2族的金屬鈣把它的兩個電子給了第17族元素氯原子。

    結構

    在上圖中,CaCl的結構是由酸酐構成的。綠色的球對應Cl離子,而白色的球對應Ca離子。這些球體排列成平行六面體,也就是晶體的正交單元。

    這種結構可能會給人以鈣為主的錯誤觀念;然而,如果單位細胞的重複次數越多,綠色球體的豐度就越高:Cl離子。

    另一方面,Ca離子的離子半徑小于Cl離子。這是因為,當它們失去電子時,原子核對外層電子殼層施加更大的吸引力,從而減小了離子半徑。

    在Cl - 的情況下,它有一個額外的電子,不能被同樣的力吸引,因此增加了它的離子半徑。

    分子幾何構型和含水鈣化合物

    在平行六面體的中心,Ca2 被6個Cl -包圍。其中四個位于一個方形平面上,另外兩個垂直放置(綠色的球離白色的球最遠)。

    由于這些離子的排列,在Ca2 周圍“組裝”了一個八面體,因此它被分配為一個八面體分子幾何結構。

    考慮到綠色球體的排列方式,一個水分子可以取代其中的一個,這發生在cacl2或者在正方形平面上。這一事實改變了晶體結構,當水取代綠色球體時,離子的排列就會發生更多的變化。

    當所有Cl離子-被水分子取代時,形成水合CaCl26H2O。在這一點上,八面體是“水”的,分子現在可以通過氫鍵(Ca2 OH-H-OH2)相互作用。

    因此,鈣可以在不改變既定比例的情況下接受更多的水分子。這意味着CaCl26H2Or可以采用其它複雜的結構,以至于被認為是鈣和水的結晶聚合物。

    然而,這些結構比無水鹽的靜電作用(Ca2 和Cl -)所建立的結構更不穩定。

    應用
  • 冬季避免水結冰。氯化鈣溶解時會産生大量熱量,然後随着溫度的升高,冰也會融化。因此,它被用來減少寒冷季節人員和車輛移動的風險。

  • 幫助控制未鋪砌道路上的灰塵。

  • 提高混凝土澆築後的幹燥速度。

  • CaCl2提高了從地下礦床開采天然氣和石油的鑽探效率。

  • 它被添加到水池中,以減少混凝土牆的侵蝕。沉積的鈣具有這種功能。

  • 由于氯化鈣是一種吸濕鹽,它可以用作幹燥劑,能夠降低周圍空氣的濕度,從而降低與空氣接觸的物質的濕度。

  • 它在一些食品中用作防腐劑,以及在一些食品中用作添加劑,如運動員使用的能量飲料、奶酪、啤酒等。

  • 在醫療實踐中,它還有助于治療過量服用硫酸鎂引起的抑郁症,以及鉛中毒。

    如何制備?

    這種化合物的天然來源是從海洋或湖泊中的鹽水。

    然而,它的主要來源是索爾維過程,在這個過程中石灰石(CaCO3)經曆一系列的轉變,直到産生副産物氯化鈣:

    2NaCl (aq) CaCO3(s) <=> Na2CO3(s) CaCl2(ac)

    這個過程的産物實際上是碳酸鈉,Na2CO3。

    屬性物理特性

    它是一種白色、無味、吸濕的固體。這種從環境中吸收濕度的傾向是由于鈣離子的堿性。

    因為帶正電的物質能夠接受電子,這些電子是由水分子中的氧原子提供的。

    這種固體吸收水分,直至其溶解在濕潤它的水中。這種性質稱為潮解性。

    它的密度為2.15 g / mL,當它将水納入其結構時,晶體會“膨脹”,增加其體積,從而降低其密度。隻有CaCl2H2Or打破了這一趨勢,呈現較高的密度(2.24 g / mL)。

    無水鹽的分子量約為111 g / mol,其結構中每增加一個水分子,其分子量就增加18個單位。

    溶解度

    它的CaCl2非常溶于水和一些極性溶劑,如乙醇、乙酸、甲醇和其它醇。

    熱溶解

    當溶解在水中時,這個過程是放熱的,因此,加熱溶液和它的周圍環境。

    這是由于水絡合物使鈣離子穩定到一個更好的程度。溶液中的2 比與Cl離子的靜電相互作用要好。由于産物更穩定,固體以熱的形式釋放能量。

    電解分解

    熔融的CaCl2可以被電解,這是一個物理過程,它包括一個化合物在電流的作用下分離成它的元素。這種鹽的産品是金屬鈣和氣态氯:

    CaCl2(l)→Ca (s) Cl2(g)

    Ca離子在陰極被還原,而Cl離子在陽極被氧化。

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