目錄:
- 化學式
- 結構
- 分子幾何構型和含水鈣化合物
- 應用
- 如何製備
- 屬性
- 物理特性
- 溶解度
- 熱溶解
- 電解分解
氯化鈣(CaCl2)是由鈣、鹼土金屬和氯滷組成的一種無機鹽。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，它總是伴隨著水分子，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。在低溼度的條件下，可以保持無水鹽不沾水，儘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。元素週期表中第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，綠色球體的丰度就越高:Cl離子。
另一方面，Ca離子的離子半徑小於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。其中四個位於一個方形平面上，另外兩個垂直放置(綠色的球離白色的球最遠)。
由於這些離子的排列，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，分子現在可以透過氫鍵(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。這意味著CaCl26H2Or可以採用其它複雜的結構，以至於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。氯化鈣溶解時會產生大量熱量，然後隨著溫度的升高，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乾燥速度。
- CaCl2提高了從地下礦床開採天然氣和石油的鑽探效率。
- 它被新增到水池中，以減少混凝土牆的侵蝕。沉積的鈣具有這種功能。
- 由於氯化鈣是一種吸溼鹽，它可以用作乾燥劑，能夠降低周圍空氣的溼度，從而降低與空氣接觸的物質的溼度。
- 它在一些食品中用作防腐劑，以及在一些食品中用作新增劑，如運動員使用的能量飲料、乳酪、啤酒等。
- 在醫療實踐中，它還有助於治療過量服用硫酸鎂引起的抑鬱症，以及鉛中毒。
如何製備?
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)經歷一系列的轉變，直到產生副產物氯化鈣:
2NaCl (aq) + CaCO3(s) <=> Na2CO3(s) + CaCl2(ac)
這個過程的產物實際上是碳酸鈉，Na2CO3。
屬性
物理特性
它是一種白色、無味、吸溼的固體。這種從環境中吸收溼度的傾向是由於鈣離子的鹼性。
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，直至其溶解在溼潤它的水中。這種性質稱為潮解性。
它的密度為2.15 g / mL，當它將水納入其結構時，晶體會“膨脹”，增加其體積，從而降低其密度。只有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非常溶於水和一些極性溶劑，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。
這是由於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。由於產物更穩定，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。這種鹽的產品是金屬鈣和氣態氯:
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。
