目錄:
化學(xué)式
結(jié)構(gòu)
分子幾何構(gòu)型和含水鈣化合物
應(yīng)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(wú)機(jī)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(zhì)。
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(dāng)x=0時(shí)，鹽為無(wú)水，由上面的化學(xué)式表示。
在低濕度的條件下，可以保持無(wú)水鹽不沾水，盡管它的自然趨勢(shì)是吸收它，直到它溶解(潮解)。
化學(xué)式
它的化學(xué)式是CaCl2:表示每一個(gè)Ca2+對(duì)應(yīng)兩個(gè)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(gè)電子給了第17族元素氯原子。
結(jié)構(gòu)
在上圖中，CaCl的結(jié)構(gòu)是由酸酐構(gòu)成的。綠色的球?qū)?yīng)Cl離子，而白色的球?qū)?yīng)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(jié)構(gòu)可能會(huì)給人以鈣為主的錯(cuò)誤觀念;然而，如果單位細(xì)胞的重復(fù)次數(shù)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?yàn)椋?dāng)它們失去電子時(shí)，原子核對(duì)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(gè)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(gòu)型和含水鈣化合物
在平行六面體的中心，Ca2+被6個(gè)Cl-包圍。其中四個(gè)位于一個(gè)方形平面上，另外兩個(gè)垂直放置(綠色的球離白色的球最遠(yuǎn))。
由于這些離子的排列，在Ca2+周圍“組裝”了一個(gè)八面體，因此它被分配為一個(gè)八面體分子幾何結(jié)構(gòu)。
考慮到綠色球體的排列方式，一個(gè)水分子可以取代其中的一個(gè)，這發(fā)生在cacl2或者在正方形平面上。這一事實(shí)改變了晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)水取代綠色球體時(shí)，離子的排列就會(huì)發(fā)生更多的變化。
當(dāng)所有Cl離子-被水分子取代時(shí)，形成水合CaCl26H2O。在這一點(diǎn)上，八面體是“水”的，分子現(xiàn)在可以通過(guò)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可以采用其它復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以至于被認(rèn)為是鈣和水的結(jié)晶聚合物。
然而，這些結(jié)構(gòu)比無(wú)水鹽的靜電作用(Ca2+和Cl-)所建立的結(jié)構(gòu)更不穩(wěn)定。
應(yīng)用
冬季避免水結(jié)冰。氯化鈣溶解時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，然后隨著溫度的升高，冰也會(huì)融化。因此，它被用來(lái)減少寒冷季節(jié)人員和車輛移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
幫助控制未鋪砌道路上的灰塵。
提高混凝土澆筑后的干燥速度。
CaCl2提高了從地下礦床開(kāi)采天然氣和石油的鉆探效率。
它被添加到水池中，以減少混凝土墻的侵蝕。沉積的鈣具有這種功能。
由于氯化鈣是一種吸濕鹽，它可以用作干燥劑，能夠降低周圍空氣的濕度，從而降低與空氣接觸的物質(zhì)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(yùn)動(dòng)員使用的能量飲料、奶酪、啤酒等。
在醫(yī)療實(shí)踐中，它還有助于治療過(guò)量服用硫酸鎂引起的抑郁癥，以及鉛中毒。
如何制備?
這種化合物的天然來(lái)源是從海洋或湖泊中的鹽水。
然而，它的主要來(lái)源是索爾維過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中石灰石(CaCO3)經(jīng)歷一系列的轉(zhuǎn)變，直到產(chǎn)生副產(chǎn)物氯化鈣:
2NaCl(aq)+CaCO3(s)<=>Na2CO3(s)+CaCl2(ac)
這個(gè)過(guò)程的產(chǎn)物實(shí)際上是碳酸鈉，Na2CO3。
屬性
物理特性
它是一種白色、無(wú)味、吸濕的固體。這種從環(huán)境中吸收濕度的傾向是由于鈣離子的堿性。
因?yàn)閹д姷奈镔|(zhì)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(rùn)它的水中。這種性質(zhì)稱為潮解性。
它的密度為2.15 g/mL，當(dāng)它將水納入其結(jié)構(gòu)時(shí)，晶體會(huì)“膨脹”，增加其體積，從而降低其密度。只有CaCl2H2Or打破了這一趨勢(shì)，呈現(xiàn)較高的密度(2.24 g/mL)。
無(wú)水鹽的分子量約為111 g/mol，其結(jié)構(gòu)中每增加一個(gè)水分子，其分子量就增加18個(gè)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(dāng)溶解在水中時(shí)，這個(gè)過(guò)程是放熱的，因此，加熱溶液和它的周圍環(huán)境。
這是由于水絡(luò)合物使鈣離子穩(wěn)定到一個(gè)更好的程度。溶液中的2+比與Cl離子的靜電相互作用要好。由于產(chǎn)物更穩(wěn)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(gè)物理過(guò)程，它包括一個(gè)化合物在電流的作用下分離成它的元素。這種鹽的產(chǎn)品是金屬鈣和氣態(tài)氯:
CaCl2(l)→Ca(s)+Cl2(g)
Ca離子在陰極被還原，而Cl離子在陽(yáng)極被氧化。
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