Structure, propriétés, production, utilisations de l'hydroxyde de calcium (Ca (OH) 2)

3065
Anthony Golden
Structure, propriétés, production, utilisations de l'hydroxyde de calcium (Ca (OH) 2)

le hydroxyde de calcium est un composé inorganique dont la formule chimique est Ca (OH)deux. C'est une poudre blanche utilisée depuis des milliers d'années, période pendant laquelle elle a gagné plusieurs noms ou surnoms traditionnels; parmi eux, on peut citer la chaux éteinte, morte, chimique, hydratée ou fine.

Dans la nature, il est disponible dans un minéral rare appelé portlandite, de la même couleur. À cause de ce Ca (OH)deux Il n'est pas obtenu directement à partir de ce minéral, mais à partir d'un traitement thermique, suivi d'une hydratation, du calcaire. À partir de là, on obtient de la chaux, CaO, qui est ensuite trempée ou hydratée pour produire du Ca (OH)deux.

Un échantillon solide d'hydroxyde de calcium. Source: Intérêt chimique [domaine public]

Ca (OH)deux c'est une base relativement faible dans l'eau, car elle peut difficilement se dissoudre dans l'eau chaude; mais sa solubilité augmente dans l'eau froide, car son hydratation est exothermique. Cependant, sa basicité continue d'être une raison d'être prudent lors de sa manipulation, car elle peut causer des brûlures à n'importe quelle partie du corps..

Il a été utilisé comme régulateur de pH pour différents matériaux ou aliments, ainsi qu'une bonne source de calcium en ce qui concerne sa masse. Il trouve des applications dans l'industrie papetière, dans la désinfection des eaux usées, dans les produits dépilatoires, dans les denrées alimentaires à base de farine de maïs.

Cependant, son utilisation la plus importante a été comme matériau de construction, car la chaux s'hydrate lorsqu'elle est mélangée avec les autres ingrédients dans le plâtre ou le mortier. Dans ces mélanges durcis, Ca (OH)deux absorbe le dioxyde de carbone de l'air pour consolider les cristaux de sable avec ceux formés à partir de carbonate de calcium.

Actuellement, des recherches sont toujours en cours dans le but de développer de meilleurs matériaux de construction contenant du Ca (OH)deux directement dans sa composition en nanoparticules.

Index des articles

  • 1 Structure
    • 1.1 Cristal et ses ions
    • 1.2 Morphologie
  • 2 propriétés
    • 2.1 Apparence physique
    • 2.2 Masse molaire
    • 2.3 Point de fusion
    • 2.4 Densité
    • PH 2,5
    • 2.6 Solubilité dans l'eau
    • 2,7 Kps
    • 2.8 Indice de réfraction
    • 2.9 Stabilité
  • 3 Obtention
  • 4 utilisations
    • 4.1 Traitement des aliments
    • 4.2 Désinfectant des eaux usées
    • 4.3 Industrie du papier
    • 4.4 Absorbeur de gaz
    • 4.5 Soins personnels
    • 4.6 Travaux de construction
  • 5 Risques et effets secondaires
  • 6 Références

Structure

Cristal et ses ions

Ions d'hydroxyde de calcium. Source: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Dans l'image du haut, nous avons les ions qui composent l'hydroxyde de calcium. Sa même formule Ca (OH)deux souligne que pour chaque cation Cadeux+ il y a deux anions OH- qui interagissent avec lui par attraction électrostatique. Le résultat est que les deux ions finissent par former un cristal avec une structure hexagonale.

Dans de tels cristaux hexagonaux de Ca (OH)deux les ions sont très proches les uns des autres, ce qui donne l'impression d'être une structure polymérique; bien qu'il n'y ait pas formellement de liaison covalente Ca-O étant donné la différence notable d'électronégativité entre les deux éléments.

Structure de l'hydroxyde de calcium

La structure génère des octaèdres CaO6, c'est-à-dire le Cadeux+ interagit avec six OH- (ACdeux+-Oh-).

Une série de ces octaèdres constitue une couche du cristal, qui peut interagir avec une autre par des liaisons hydrogène qui les maintiennent cohésives intermoléculaires; cependant, cette interaction disparaît à une température de 580 ºC, lorsque le Ca (OH) est déshydratédeux à CaO.

Du côté des hautes pressions, il n'y a pas beaucoup d'informations à ce sujet, bien que des études aient montré qu'à une pression de 6 GPa le cristal hexagonal subit une transition de la phase hexagonale à la phase monoclinique; et avec elle, la déformation des octaèdres CaO6 et ses couches.

Morphologie

Les cristaux de Ca (OH)deux Ils sont hexagonaux, mais cela ne les empêche pas d'adopter une morphologie quelconque. Certaines de ces structures (comme les torons, les flocons ou les roches) sont plus poreuses que d'autres, robustes ou plates, ce qui influe directement sur leurs applications finales..

Ainsi, il n'est pas la même chose d'utiliser des cristaux de la portlandite minérale, que de les synthétiser pour qu'ils soient constitués de nanoparticules où quelques paramètres rigoureux sont suivis; comme le degré d'hydratation, la concentration de CaO utilisé et le temps pendant lequel le cristal est autorisé à croître.

Propriétés

Apparence physique

Solide blanc, inodore, poudreux avec un goût amer.

Masse molaire

74,093 g / mol

Point de fusion

580 ° C À cette température, il se décompose en libérant de l'eau, de sorte qu'il n'atteint jamais la vaporisation:

Ca (OH)deux => CaO + HdeuxOU ALORS

Densité

2 211 g / cm3

pH

Une solution aqueuse saturée de celui-ci a un pH de 12,4 à 25 ºC.

Solubilité dans l'eau

La solubilité du Ca (OH)deux dans l'eau, il diminue avec l'augmentation de la température. Par exemple, à 0 ºC, sa solubilité est de 1,89 g / L; tandis qu'à 20 ºC et 100 ºC, ils sont respectivement de 1,73 g / L et 0,66 g / L.

Cela indique un fait thermodynamique: l'hydratation du Ca (OH)deux est exothermique, donc en obéissant au principe de Le Chatelier l'équation serait:

Ca (OH)deux <=> ACdeux+ + 2OH- + Q

Où Q est la chaleur dégagée. Plus l'eau est chaude, plus l'équilibre tendra vers la gauche; c'est-à-dire que moins le Ca (OH) se dissoudradeux. C'est pour cette raison que dans l'eau froide, il se dissout beaucoup plus que dans l'eau bouillante..

En revanche, ladite solubilité augmente si le pH devient acide, du fait de la neutralisation des ions OH.- et le déplacement de l'équilibre antérieur vers la droite. Ce processus dégage encore plus de chaleur que dans l'eau neutre. En plus des solutions aqueuses acides, Ca (OH)deux il est également soluble dans le glycérol.

Kps

5,5 10-6. Cette valeur est considérée comme petite et est compatible avec la faible solubilité du Ca (OH)deux dans l'eau (même équilibre que ci-dessus).

Indice de réfraction

1 574

Stabilité

Ca (OH)deux reste stable tant qu'il n'est pas exposé au COdeux de l'air, car il l'absorbe et forme du carbonate de calcium, CaCO3. Par conséquent, il commence à se contaminer en un mélange solide de cristaux de Ca (OH)deux-Voleur3, où il y a des anions CO3deux- en concurrence avec l'OH- pour interagir avec Cadeux+:

Ca (OH)deux + COdeux => CaCO3 + HdeuxOU ALORS

En fait, c'est la raison pour laquelle les solutions concentrées de Ca (OH)deux ils deviennent laiteux, comme une suspension de particules de CaCO apparaît3.

Obtention

Ca (OH)deux Il est obtenu commercialement en faisant réagir de la chaux, CaO, avec un excès d'eau de deux à trois fois:

CaO + HdeuxO => Ca (OH)deux

Cependant, dans le processus, la carbonisation du Ca (OH) peut se produiredeux, comme expliqué ci-dessus.

D'autres méthodes pour l'obtenir consistent à utiliser des sels de calcium solubles, tels que CaCldeux ou Ca (NON3)deux, et les basifier avec NaOH, de sorte que Ca (OH) précipitedeux. En contrôlant des paramètres tels que les volumes d'eau, la température, le pH, le solvant, le degré de carbonisation, le temps de maturation, etc., des nanoparticules de morphologies différentes peuvent être synthétisées.

Il peut également être préparé en sélectionnant des matières premières naturelles et renouvelables, ou des déchets d'une industrie, riches en calcium, dont les cendres, chauffées et traitées, seront constituées de chaux; et à partir de là, encore une fois, le Ca (OH) peut être préparédeux en hydratant ces cendres sans gaspiller de calcaire, CaCO3.

Par exemple, la bagasse d'agave a été utilisée à cette fin, attribuant une valeur ajoutée aux déchets des industries de la tequila..

Applications

Préparation des aliments

Les cornichons sont d'abord trempés dans de l'hydroxyde de calcium pour les rendre plus croustillants. Source: Pixabay.

L'hydroxyde de calcium est présent dans de nombreux aliments à certaines de ses étapes de préparation. Par exemple, les cornichons, tels que les cornichons, sont plongés dans une solution aqueuse pour les rendre plus croustillants lorsqu'ils sont emballés dans du vinaigre. En effet, les protéines à sa surface absorbent le calcium du milieu..

La même chose se produit avec les grains de maïs avant de les transformer en farine, car il aide à libérer de la vitamine B3 (niacine) et facilite le broyage. Le calcium qu'il apporte est également utilisé pour ajouter de la valeur nutritive à certains jus.

Ca (OH)deux Il peut également se substituer à la levure chimique dans certaines recettes de pain, et clarifier les solutions sucrées obtenues à partir de la canne à sucre et de la betterave..

Désinfectant des eaux usées

L'action clarifiante du Ca (OH)deux C'est parce qu'il agit comme un agent floculant; c'est-à-dire qu'il augmente la taille des particules en suspension jusqu'à ce qu'elles forment des flocs, qui se déposent plus tard ou peuvent être filtrés.

Cette propriété a été utilisée pour désinfecter les eaux usées, déstabilisant ses colloïdes désagréables à la vue (et à l'odeur) des spectateurs..

Industrie du papier

Ca (OH)deux il est utilisé dans le procédé Kraft pour régénérer le NaOH utilisé pour traiter le bois.

Absorbeur de gaz

Ca (OH)deux utilisé pour éliminer le COdeux d'espaces fermés ou dans des environnements où leur présence est contre-productive.

Soins personnels

Dans les formulations pour crèmes dépilatoires Ca (OH)deux Il est tacitement trouvé, car sa basicité contribue à l'affaiblissement de la kératine des poils, et donc, il est plus facile de les éliminer.

Les travaux de construction

L'hydroxyde de calcium fait partie des structures d'anciens chantiers de construction comme les pyramides d'Egypte. Source: Pexels.

Ca (OH)deux Il est présent depuis des temps immémoriaux, intégrant les masses de plâtre et de mortier utilisées dans la construction d'œuvres architecturales égyptiennes telles que les pyramides; également des bâtiments, des mausolées, des murs, des escaliers, des sols, des supports et même pour reconstruire du ciment dentaire.

Son action fortifiante est due au fait qu'en «respirant» le COdeux, les cristaux de CaCO résultants3 terminer l'intégration des sables et des autres composants de tels mélanges à un meilleur degré.

Risques et effets secondaires

Ca (OH)deux Ce n'est pas un solide fortement basique comparé aux autres hydroxydes, bien qu'il le soit plus que Mg (OH)deux. Même ainsi, bien qu'il ne soit ni réactif ni inflammable, sa basicité est encore suffisamment agressive pour provoquer des brûlures mineures..

Par conséquent, il doit être manipulé avec respect, car il est susceptible d'irriter les yeux, la langue et les poumons, ainsi que de déclencher d'autres maux tels que: perte de vision, alcalinisation sévère du sang, éruptions cutanées, vomissements et maux de gorge..

Les références

  1. Shiver et Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
  2. Wikipédia. (2019). Hydroxyde de calcium. Récupéré de: en.wikipedia.org
  3. Chávez Guerrero et coll. (2016). Synthèse et caractérisation de l'hydroxyde de calcium obtenu à partir de la bagasse d'agave et étude de son activité antibactérienne. Récupéré de: scielo.org.mx
  4. Riko Iizuka, Takehiko Yagi, Kazuki Komatsu, Hirotada Gotou, Taku Tsuchiya, Keiji Kusaba, Hiroyuki Kagi. (2013). Structure cristalline de la phase haute pression d'hydroxyde de calcium, portlandite: étude de diffraction des rayons X sur poudre in situ et monocristallin. Minéralogiste américain; 98 (8-9): 1421-1428. doi: doi.org/10.2138/am.2013.4386
  5. Hans Lohninger. (05 juin 2019). Hydroxyde de calcium. Chimie LibreTexts. Récupéré de: chem.libretexts.org
  6. Aniruddha S. et coll. (2015). Synthèse d'hydroxyde de calcium nano en milieu aqueux. L'American Ceramic Society. doi.org/10.1111/jace.14023
  7. Carly Vandergriendt. (12 avril 2018). Comment l'hydroxyde de calcium est-il utilisé dans les aliments et est-il sûr? Récupéré de: healthline.com
  8. Brian Clegg. (26 mai 2015). Hydroxyde de calcium. Récupéré de: chemistryworld.com

Personne n'a encore commenté ce post.