Azotan wapnia (Ca (NO3) 2) struktura, właściwości, zastosowania i zastosowania

The azotan wapnia jest trzeciorzędową solą nieorganiczną, której wzór chemiczny to Ca (NO)₃)₂. Z jego wzoru wiadomo, że jego ciało stałe składa się z jonów Ca.²⁺ i NIE₃^- w stosunku 1: 2. Dlatego jest to związek o czysto jonowej naturze.

Jedną z jego właściwości jest charakter utleniający dzięki anionowi azotanowemu. Nie jest palny, to znaczy nie pali się w wysokich temperaturach. Ponieważ jest niepalny, stanowi solidny sejf do obsługi bez wielkiej staranności; może jednak przyspieszyć zapłon materiałów palnych.

Jego wygląd składa się z ziarnistego ciała stałego, które ma biały lub jasnoszary kolor (górny obraz). Może być bezwodny lub tetrahydratowany, Ca (NO₃)₂· 4H₂O. Jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, metanolu i acetonie.

Azotan wapnia jest szeroko stosowany jako nawóz, ponieważ porusza się łatwo w wilgotnej glebie i jest szybko wchłaniany przez korzenie roślin. Dostarcza dwóch ważnych elementów do odżywiania i wzrostu roślin: azotu i wapnia.

Azot jest jednym z trzech zasadniczych elementów dla rozwoju roślin (N, P i K), jest niezbędny w syntezie białek. Tymczasem wapń jest niezbędny do utrzymania struktury ściany komórkowej roślin. Z tego powodu Ca (NIE₃)₂ przeznaczony jest dużo do ogrodów.

Z drugiej strony sól ta ma działanie toksyczne, zwłaszcza przez bezpośredni kontakt ze skórą i oczami, a także przez wdychanie pyłu. Ponadto może się rozkładać przez ogrzewanie.

Indeks

• 1 Struktura azotanu wapnia
• 2 Właściwości fizyczne i chemiczne
  • 2.1 Nazwy chemiczne
  • 2.2 Formuła molekularna
  • 2.3 Masa cząsteczkowa
  • 2.4 Wygląd fizyczny
  • 2.5 Temperatura wrzenia
  • 2.6 Temperatura topnienia
  • 2.7 Rozpuszczalność w wodzie
  • 2.8 Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych
  • 2.9 Kwasowość (pKa)
  • 2.10 Gęstość
  • 2.11 Rozkład
  • 2.12 Profil reaktywny
• 3 zastosowania
  • 3.1 Rolnictwo
  • 3.2 Beton
  • 3.3 Oczyszczanie ścieków lub ścieków
  • 3.4 Przygotowanie zimnych okładów
  • 3.5 Koagulacja lateksowa
  • 3.6 Przekazywanie i przechowywanie ciepła
• 4 Formularze zgłoszeniowe
• 5 referencji

Struktura azotanu wapnia

Strukturę Ca (NO) pokazano na powyższym obrazku₃)₂ w modelu kulek i słupków. Tutaj jednak występuje defekt: zakłada się istnienie kowalencyjnych wiązań Ca-O, co przeczy jego jonowemu charakterowi. Wyjaśniając to, interakcje mają charakter elektrostatyczny.

Kation Ca²⁺ jest otoczony dwoma anionami NO₃^- zgodnie z jego proporcjami w krysztale. W strukturze krystalicznej przeważa azot w postaci azotanów.

Jony są pogrupowane w taki sposób, że ustanawiają konfigurację, której minimalnym wyrażeniem jest komórka elementarna; który dla bezwodnej soli jest sześcienny. To znaczy, że z kostek zawierających stosunek 1: 2 dla tych jonów, kryształ jest odtwarzany całkowicie.

Z drugiej strony, sól tetrahydratu Ca (NO)₃)₂· 4H₂Lub ma cztery cząsteczki wody na zestaw NO₃^- Ca²⁺ NIE₃^-. To modyfikuje strukturę krystaliczną, deformując ją w jednoskośną komórkę jednostkową.

Dlatego oczekuje się, że kryształy obu soli, bezwodnej i czterowodnej, będą różne; różnice, które można określić w ich właściwościach fizycznych, na przykład punktach topnienia.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Nazwy chemiczne

-Azotan wapnia

-Diazotan wapnia

-Nitrokalcyt

-Norweski azotan i limesaltpetro.

Formuła molekularna

Ca (NIE₃)₂ lub CaN₂O₆

Masa cząsteczkowa

Bezwodny 164 088 g / mol i tetrahydrat 236,15 g / mol. Zwróć uwagę na wpływ wody na masę cząsteczkową i nie można go pominąć podczas ważenia.

Wygląd fizyczny

Stałe lub granulki białe lub jasnoszare. Sześcienne białe kryształy lub rozpływające się granulki; to znaczy absorbują wilgoć do takiego stopnia, że ​​rozpuszczają się ze względu na ich wysoką rozpuszczalność.

Temperatura wrzenia

Postać bezwodna jest rozkładana przez ogrzewanie do temperatury, która uniemożliwia określenie jej temperatury wrzenia; podczas gdy tetrahydrowana forma soli ma temperaturę wrzenia 132 ° C (270 ° F, 405 K).

Temperatura topnienia

-Postać bezwodna: 561 ºC do 760 mmHg (1042 ºF, 834 K).

-Postać tetrahydratu: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).

Pokazuje to, w jaki sposób cząsteczki wody zakłócają oddziaływania elektrostatyczne między Ca²⁺ i NIE₃^- wewnątrz kryształów; i w konsekwencji ciało stałe topi się w znacznie niższej temperaturze.

Rozpuszczalność w wodzie

-Postać bezwodna: 1212 g / L w 20 ° C.

-Postać tetrahydratowana: 1290 g / L w 20 ° C.

Woda w kryształach prawie nie zwiększa rozpuszczalności soli.

Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych

-W etanolu 51,42 g / 100 g w temperaturze 20 ° C.

-W metanolu 134 g / 100 g w 10 ° C.

-W acetonie 168 g / 100 g w 20 ° C.

Kwasowość (pKa)

6.0

Gęstość

2,5 g / cm³ w 25 ° C (tetrahydrat).

Rozkład

Gdy azotan wapnia jest podgrzewany do żarzenia, rozkłada się na tlenek wapnia, tlenek azotu i tlen.

Reaktywny profil

Jest silnie utleniającym środkiem, ale nie jest palny. Przyspiesza zapłon materiałów palnych. Podział azotanu wapnia na drobne cząstki ułatwia jego eksplozję, gdy związek jest narażony na długotrwały pożar.

Mieszaniny z estrami alkilowymi stają się wybuchowe przy wytwarzaniu estrów azotanu alkilu. Połączenie azotanu wapnia z fosforem, chlorkiem cyny (II) lub innym środkiem redukującym może reagować wybuchowo.

Używa

Rolnictwo

Jest stosowany w uprawach jako źródło azotu i wapnia. Azotan wapnia jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie i łatwo wchłaniany przez korzenie roślin. Ponadto nie zakwasza gleb, ponieważ ich jony nie mogą znacząco hydrolizować.

Unikać mieszania z nawozami zawierającymi fosfor lub siarczan, aby uniknąć tworzenia się nierozpuszczalnych soli. Ze względu na jego higroskopijność, powinien być przechowywany w suchym i chłodnym środowisku.

Jego zastosowanie ma przewagę nad stosowaniem azotanu amonu jako nawozu. Chociaż ten ostatni związek zapewnia azot roślinom, zakłóca wchłanianie wapnia, co może powodować niedobór wapnia w roślinach.

Wapń przyczynia się do utrzymania struktury ściany komórkowej roślin. W obecności niedoboru wapnia tkanki tworzące rośliny, takie jak czubki korzeni, młode liście i czubki pąków, często wykazują zniekształcony wzrost.

Zmniejszenie ilości amonu

Azotan wapnia zmniejsza gromadzenie się lotnych kwasów tłuszczowych i związków fenotycznych fitotoksycznych, które gromadzą się w wyniku rozkładu pozostałości z upraw soi.

Ponadto azotan wapnia ma tendencję do zmniejszania stężenia amonu w glebie, co zwiększa pojemność buforową wodoru.

Beton

Azotan wapnia jest stosowany w celu skrócenia czasu wiązania betonu. Jest to wytwarzane przez wytwarzanie wodorotlenku wapnia, być może poprzez reakcję podwójnego przemieszczenia.

Ponadto azotan wapnia indukuje wytwarzanie związku wodorotlenku żelaza, którego ochronne działanie betonu zmniejsza jego korozję. Oznacza to, że obecne żelazo może reagować z podstawowymi składnikami betonu, takimi jak sam wodorotlenek wapnia.

Azotan wapnia zmniejsza czas wiązania, a także wytrzymałość betonu, do którego dodano popiół wulkaniczny. Aby zbadać wpływ dodatku azotanu wapnia do betonu, zastosowano rosnące stężenia azotanu wapnia, od 2% do 10%.

Zaobserwowano większy spadek czasu wiązania, a także wzrost wytrzymałości betonu, ponieważ stężenie azotanu wapnia wzrosło do 10%.

Oczyszczanie ścieków lub ścieków

Azotan wapnia jest stosowany w celu zmniejszenia nieprzyjemnych zapachów ze ścieków poprzez zmniejszenie wytwarzania siarkowodoru. Ponadto zużywana jest materia organiczna, która generuje warunki beztlenowe, co utrudnia przetrwanie wielu gatunków biologicznych.

Przygotowanie zimnych okładów

Tetrahydrat azotanu wapnia jest związkiem endotermicznym, to znaczy ma zdolność absorbowania ciepła z otaczającego środowiska. Powoduje to chłodzenie ciał, które wchodzą w kontakt z pojemnikami, które go zawierają.

Kompresy zwiększają temperaturę, a do ich regeneracji wystarczy umieścić je w zamrażarce

Koagulacja lateksowa

Azotan wapnia jest stosowany w fazie krzepnięcia lateksu. Jest częścią roztworu zanurzeniowego, a gdy wchodzi w kontakt z roztworem zawierającym lateks, przerywa jego stabilizację i powoduje jego krzepnięcie.

Przenoszenie ciepła i przechowywanie

Binarną mieszaninę stopionych soli azotanowych, w tym wapnia z innymi azotanami, stosuje się zamiast oleju termicznego w elektrowniach słonecznych do przesyłania i przechowywania ciepła.

Formularze zgłoszeniowe

-Stosuje się azotan wapnia zmieszany z glebą w stężeniu 1,59 kg na 30,48 m², z odpowiednim nawadnianiem. Azotan wapnia jest rozpuszczany w wodzie, co pozwala na jego wchłanianie przez korzenie rośliny. W uprawach hydroponicznych rozpuszcza się w wodzie hodowlanej.

-Azotan wapnia jest również stosowany w formie sprayu do rozpylania liści i kwiatów, będąc skutecznym środkiem zapobiegającym gniciu kwiatu pomidora, plam po korku i gorzkiej jamie jabłka.

-Do mieszanki do formowania betonu dodaje się pewną ilość azotanu wapnia (cement, piasek, kamienie i woda), a wpływ dodatku na określone właściwości betonu jest określony; takie jak ustawienie prędkości i oporu.

-Azotan wapnia jest dodawany w odpowiednim stężeniu, aby zmniejszyć nieprzyjemne zapachy ze ścieków lub ścieków, do poziomu, w którym zapachy są tolerowane przez ludzi.

Referencje

1. Bonnie L. Grant. (2019). Nawóz azotan wapnia - Co robi azotan wapnia do roślin. Źródło: ogrodnictwo.com
2. Farquharson, B.F., Vroney, R.P., Beauchamp, E.G. i Vyn, T.J. (1990). Zastosowanie azotanu wapnia w celu zmniejszenia akumulacji fitotoksyn podczas rozkładu pozostałości korpu- su. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, E. B. i Hassan, I.O. (2011). Wpływ dodatku azotanu wapnia na selektywne właściwości betonu zawierającego popiół wulkaniczny. Leonardo Electronic Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. Wikipedia. (2019). Azotan wapnia. Źródło: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong i kol. (2018). Hamowanie korozji stali przez azotan wapnia w środowiskach wypełnienia wzbogaconego halogenkiem. npj Materiały Degradacja objętość 2, Numer artykułu: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). Specyfikacje azotanu wapnia. Źródło: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). Azotan wapnia. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov