Cloreto de cálcio

Cloreto de cálcio (II)
Foto e estrutura do cloreto de cálcio
Identificação
Nome IUPAC	cloreto de cálcio ( II )
Sinônimos	dicloreto de cálcio
N o CAS	10043-52-4 (anidro) 10035-04-8 ( Dihidrato ) 25094-02-4 (Tetrahidrato) 7774-34-7 (Hexahidrato)
N o ECHA	100.030.115
N o EC	233-140-8
Código ATC	A12 AA07 B05 XA07 G04 BA03
N o E	E509
Aparência	cristais muito higroscópicos, incolores e inodoros.
Propriedades quimicas
Fórmula bruta	Ca Cl 2   [Isômeros]
Massa molar	110,984 ± 0,008  g / mol Ca 36,11%, Cl 63,89%,
Propriedades físicas
Fusão T °	772  ° C (anidro); 260  ° C (monohidrato); 176  ° C (di-hidrato); 45  ° C (tetra-hidrato); 30  ° C (hexahidrato)
T ° fervendo	1.935  ° C
Solubilidade	em água a 20  ° C  : 745  g · l -1 ; aterrado livremente. em etanol (95%); insol. em éter dietílico
Massa volumica	2,15 × 10³ kg / m ³ anidro 1,84 × 10³ kg / m ³ di-hidratado 1,71 × 10³ kg / m ³ hexa-hidratado
Cristalografia
Sistema de cristal	Ortorrômbico
Símbolo Pearson	oP6{\ displaystyle oP6 \,}
Classe de cristal ou grupo espacial	Pnnm (n ° 58)
Strukturbericht	C35
Estrutura típica	Estrutura deformada de TiO 2
Precauções
SGH
Aviso H319, H319  : Causa irritação ocular grave
WHMIS
Cloreto de cálcio: D2B, D2B  : Material tóxico causando outros efeitos tóxicos Irritação nos olhos em animais Divulgação a 1,0% por critérios de classificação Cloreto de cálcio di-hidratado: D2B, D2B  : Material tóxico causando outros efeitos tóxicos Divulgação a 1,0% de acordo com os critérios de classificação
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário.

O cloreto de cálcio é um sal de cálcio . É um produto anidro procurado por suas qualidades exotérmicas .

Sua fórmula química é CaCl 2 , é deliquescente e muito solúvel em água . É um sal sólido à temperatura ambiente, que se comporta como um sal halogenado típico, notadamente com boa condutividade elétrica no estado líquido e ligações químicas iônicas . É usado principalmente em unidades de refrigeração , para salgar estradas em climas muito frios ou em cimentos . Pode ser obtido diretamente do giz , mas também é produzido em grandes quantidades como subproduto das reações realizadas no processo Solvay . É um material muito higroscópico que deve, portanto, ser armazenado em recipientes bem fechados.

O cloreto de cálcio anidro não forma um mineral conhecido, mas existem duas formas hidratadas na natureza:

• sinjarita CaCl 2 2 H 2 O, que se cristaliza no sistema tetragonal  ;
• o antarcticita CaCl 2 · 6 H 2 O, que se cristaliza no sistema trigonal .

Propriedades quimicas

O cloreto de cálcio pode servir como um reservatório de íons de cálcio em solução, por exemplo, para separar outro íon por precipitação, usando o fato de que muitos sais de cálcio são insolúveis. A seguinte reação torna possível, por exemplo, separar os íons fosfato em solução:

3 CaCl 2 (aq) + 2 K 3 PO 4 (aq) → Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6 KCl (aq)

O cloreto de cálcio fundido pode ser eletrolisado para obter o cálcio metálico  :

CaCl 2 (l) → Ca (s) + Cl 2 (g)

Ele pode ser encontrado diretamente em giz.

Tem um gosto amargo.

Preparação

O cloreto de cálcio é um subproduto da produção de carbonato de sódio pelo processo Solvay . Também pode ser preparado pela reação de ácido clorídrico e carbonato de cálcio  :

CaCO 3 (s) + 2 HCl (aq) → CaCl 2 (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g)

Independentemente da técnica de produção utilizada, o cloreto de cálcio está na forma líquida muito diluída (cerca de 15%) para ser transportado de forma econômica. Para tornar o produto mais econômico no transporte, ele pode passar por diferentes fases de concentração.

Essas operações são realizadas por aquecimento a 180  ° C sob vácuo via evaporadores com diversos efeitos para atingir concentrações próximas a 75%.

Alcançamos concentrações comerciais próximas a:

1. 33% (CaCl 2 6H 2 0 diluído - densidade 1,33 - temperatura de cristalização - 30  ° C )
2. 42% (CaCl 2 6H 2 0 diluído - densidade 1,41 - temperatura de cristalização + 18  ° C )
3. 77 - 82% (CaCl 2 2H 2 0 na forma de flocos, pellets ou pós - temperatura de cristalização + 180  ° C )
4. > 96% (CaCl 2 0H 2 0 na forma de flocos, pellets ou pós - temperatura de cristalização> 180  ° C )

Na maioria dos casos, a relação preço de transporte / preço do produto determinará a forma utilizada.

Na grande maioria dos casos, o cloreto de cálcio é usado em sua forma líquida.

Usos

O Estados Unidos sozinho produz milhões de toneladas de cloreto de cálcio anualmente. Em 1990 , seu preço era de US $ 182  por tonelada. É um composto com muitas aplicações. Devido ao seu caráter muito higroscópico, pode ser utilizado para secar o ar, outros gases ou líquidos orgânicos ou sementes. Quando absorve água ou vapor de água da substância a secar, transforma-se em salmoura  : CaCl 2 + 2 H 2 O → CaCl 2 · 2H 2 O. O processo de dissolução do cloreto de cálcio é muito exotérmico e temperaturas superiores a 60  ° C podem ser alcançado rapidamente. A ingestão de grânulos de cloreto de cálcio pode, portanto, causar queimaduras graves .

• Devido ao calor emitido durante o processo de dissolução, o cloreto de cálcio pode ser usado para derreter o gelo . Ele também pode atuar em temperaturas mais baixas do que o cloreto de sódio . Para esse uso, vem na forma de bolinhas de alguns milímetros de diâmetro (como na foto no início da página).
• É considerado menos tóxico que o cloreto de sódio para o solo e as plantas , mas pode afetar a vida bacteriana no solo e foi um herbicida registrado até meados dos anos 1950 ( "Principalmente eficaz na fase vegetativa e quando a vegetação se inicia, o o uso do sal como herbicida pós-emergência é descrito com precisão nos trabalhos da época (Rabaté, 1933), podendo ser utilizado sozinho ou em combinação (de 33 a 60% de sal dependendo do produto), por exemplo com clorato de sódio para a remoção de ervas daninhas de mostarda silvestre e ravenelles ou para dessecação. O sal deixou de ser citado como produto aprovado no primeiro índice Acta em 1961 " e aumenta a velocidade de ação da simazine .
• É usado na mistura de concreto para acelerar o assentamento. Não aumenta a resistência final. Tem a desvantagem de corroer as armaduras do concreto armado.
• É utilizado em certas rodovias para fixar a poeira  : ao reagir com a umidade do ar, mantém uma fina camada de líquido na superfície da estrada, que retém a poeira.
• É utilizado na alimentação, n ° E509, em particular para solidificar alginatos , agente gelificante. Além disso, é adicionado a alimentos preparados industrialmente para aumentar a dureza celular dos alimentos (firmador, estabilizante e espessante), como nos picles (crocantes), azeitonas , maças cozidas , potes de feijão-princesa .
• Também é usado em biologia molecular, o que de fato torna possível tornar as bactérias competentes pela degradação de seus lipopolissacarídeos de superfície. Assim, os torna adequados para transformação por um vetor. Também pode servir como um agente para transfecção de células com células animais.
• As soluções de CaCl 2 têm a propriedade de tornar as paredes celulares de certas bactérias mais porosas (em particular a E. coli ). Isso o torna um produto usado em laboratório em pesquisas genéticas.
• O cloreto de cálcio é usado para secar as algas (mistura de algas ) usadas na produção de carbonato de sódio .
• Ele também é usado em desumidificadores de sal para absorver a umidade do ar em ambientes domésticos e outros.
• O cloreto de cálcio é usado para aumentar a dureza da água em piscinas. Isso reduz a erosão do concreto na piscina. Pelo princípio de Le Chatelier e pelo efeito do íon comum , aumentar a concentração de cálcio na água reduzirá a dissolução de compostos à base de cálcio presentes no concreto.
• Em aquários marinhos , o cloreto de cálcio é adicionado para fornecer cálcio biodisponível para animais com casca, como moluscos e alguns cnidários . Água de cal ou um reator de cálcio também podem ser usados ​​para introduzir cálcio na água. No entanto, adicionar cloreto de cálcio é o método mais rápido e tem o menor efeito no pH .
• Em comida e comida:
  • Como um agente firmador, o cloreto de cálcio é usado para vegetais enlatados, para leite de soja coalhado em tofu e para a produção de um substituto do caviar a partir de sucos de vegetais ou frutas.
  • É comumente usado como eletrólito em bebidas esportivas e outros, incluindo água engarrafada.
  • A propriedade do cloreto de cálcio para reduzir os pontos de fusão é usada para retardar a solidificação do caramelo em barras de chocolate.
  • Para a fabricação de cerveja , o cloreto de cálcio é às vezes usado para preencher lacunas nos minerais da água de fabricação da cerveja. Ela afeta o sabor e as reações químicas durante o processo de fermentação e também pode afetar a ação da levedura durante a fermentação.
  • O cloreto de cálcio é algumas vezes adicionado ao leite tratado ou processado para restaurar o equilíbrio natural entre o cálcio e as proteínas da caseína ao fazer queijo.
  • É frequentemente adicionado às fatias de maçã para manter sua textura.
• Usos médicos:
  • É injetado para tratar queimaduras internas com ácido fluorídrico.
  • Ele pode ser usado para tratar o envenenamento por magnésio.
  • Pode ajudar a proteger o miocárdio de níveis perigosamente elevados de potássio no sangue na hipercalemia.

segurança

O cloreto de cálcio é irritante porque resseca a pele. É por isso que deve ser manuseado com luvas. Seu manuseio não é, portanto, muito perigoso, mas não deve ser ingerido porque é um sólido (geralmente pellets) que se dissolve em água. Como reage exotermicamente com a água, pode causar queimaduras na boca ou no esôfago .

A ingestão de solução concentrada ou produto sólido pode causar irritação gastrointestinal ou ulceração.

Outros possíveis efeitos colaterais de tomar cloreto de cálcio são:

• um gosto de giz (empoeirado, farináceo) na boca,
• ondas de calor

• uma queda na pressão arterial,
• perda de apetite
• dor de estômago
• náusea,
• vômitos,

• distúrbios mentais,
• sede extrema,
• dor no osso
• pedras nos rins
• Arritmia cardíaca
• uma virgula.

Qualquer um desses sintomas pode ser um sinal de excesso de cálcio no sangue ( hipercalcemia ).

Além disso, os sais de cloreto de cálcio tendem a conter uma pequena quantidade de metais, especialmente alumínio. Assim, com o tempo, esses metais podem se acumular no corpo e ter um efeito tóxico sobre ele.

Notas e referências

1. CLORETO DE CÁLCIO (ANIDRO) , ficha (s) de segurança do Programa Internacional de Segurança Química , consultado em 9 de maio de 2009
2. massa molecular calculada de "  pesos atômicos dos elementos 2007  " em www.chem.qmul.ac.uk .
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4. "  The CaCl2 (C35) Structure  " , em http://cst-www.nrl.navy.mil/ (acessado em 17 de dezembro de 2009 )
5. Número de índice 017-013-00-2 na tabela 3.1 do apêndice VI do regulamento CE nº 1272/2008 (16 de dezembro de 2008)
6. "  Cloreto de cálcio  " no banco de dados de produtos químicos Reptox da CSST (Organização de Quebec responsável pela segurança e saúde ocupacional), acessado em 25 de abril de 2009
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13. "  Apple Caviar Technique  " , StarChefs Studio , StarChefs.com,Abril de 2004(acessado em 9 de agosto de 2006 )
14. Tradução do parágrafo 5. Hazards of the English article
15. "  Avaliação de Segurança do Produto (PSA): Cloreto de Cálcio  " , Dow Chemical Company ,2 de maio de 2006

Bibliografia

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2. Handbook of Chemistry and Physics , 71ª edição, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
3. Manual de cloreto de cálcio da Dow Chemical