Хлорид кальцію

Хлори́д ка́льцію, ка́льцій хлори́стий (лат. Calcii chloridum, Calcium chloratum; англ. Calcium chloride) — кальцієва сіль хлоридної кислоти складу CaCl₂. Має вигляд білих кристалів, які є сильно гігроскопічними: активно поглинають воду з повітря, утворюючи ряд кристалогідратів.

Хлорид кальцію
Назва за IUPAC	Кальцій хлорид
Інші назви	Кальцій хлористий
Ідентифікатори
Номер CAS	10043-52-4
Номер EINECS	233-140-8
DrugBank	DB01164
KEGG	C08130
Назва MeSH	D01.146.300 і D01.210.450.150.150
ChEBI	3312
RTECS	EV9800000
Код ATC	A12AA07, B05XA07 і G04BA03
SMILES	[Cl-].[Cl-].[Ca+2]
InChI	InChI=1S/Ca.2ClH/h;2*1H/q+2;;/p-2
Властивості
Молекулярна формула	CaCl2
Молярна маса	110,983 г/моль
Зовнішній вигляд	білі кристали або порошок
Густина	2,15 г/см3
Тпл	775 °C
Ткип	1935,5 °C
Розчинність (вода)	81,3 г у 100 г H2O
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfHo 298	-795,4 кДж/моль
Ст. ентропія So 298	108,4 Дж/(моль·K)
Теплоємність, co p	72,9 Дж/(моль·K)
Пов'язані речовини
Інші аніони	хлорат кальцію
Інші катіони	хлорид магнію
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Застосовується як отверджувач бетонів, реагент від обледеніння доріг, кровоспинний препарат та компонент охолоджуючих сумішей.

Поширення у природі

Збір морської солі на узбережжі Таїланду

Хлорид кальцію, на відміну від інших сполук кальцію, поширений незначною мірою. Він входить, перш за все, до складу морської води: при середній солоності у 35‰, вміст CaCl₂ становить приблизно 1,169 г/л.

У земних надрах кальцій хлорид знаходиться головним чином у вигляді мінералів тахігідриту CaMg₂Cl₆·12H₂O, антарктиніту CaCl₂·6H₂O, хлорокальциту KCaCl₃ та як незначні домішки у карналіті KMgCl₃·6H₂O.

Фізичні властивості

Хлорид кальцію є білим порошком без запаху. Сполука легко розчиняється у воді, виділяючи велику кількість тепла. Максимальна розчинність становить близько 75% (при температурі понад 175 °C).

Володіє високими гігроскопічними властивостями: поглинає вологу з повітря і утворює кристалогідрати, зв'язуючи 1, 2, 4 або 6 молекул води. Найпоширеніший з них, гексагідрат хлориду кальцію, розчиняється зі значним поглинанням тепла. Цю властивість використовують для приготування охолоджуючих сумішей.

Отримання

Хлорид кальцію отримують, пропускаючи чистий хлороводень над оксидом чи карбонатом кальцію, або дією хлору на розігрітий гідроксид (або карбонат) кальцію:

$\mathrm {CaO+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O}$

$\mathrm {CaCO_{3}+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+CO_{2}+H_{2}O}$

$\mathrm {2Ca(OH)_{2}+2Cl_{2}\rightarrow CaCl_{2}+Ca(ClO)_{2}+2H_{2}O}$

Окрім того, безводний хлорид можна синтезувати дегідратацією кристалогідратів CaCl₂ у вакуумі (чи в атмосфері HCl, NH₄Cl)

$\mathrm {CaCl_{2}\cdot nH_{2}O{\xrightarrow {t,vacuum}}CaCl_{2}+nH_{2}O}$

Хлорид кальцію є побічним продуктом виробництва хлорату калію (бертолетової солі) та кальцинованої соди за амоніачним методом Сольве: для регенерації амоніаку з амоній хлориду, гашене вапно Ca(OH)₂ нагрівають з NH₄Cl із утворенням хлориду кальцію. Метод складається з п'яти стадій, котрі можна сумарно записати як:

$\mathrm {NaCl+CaCO_{3}{\xrightarrow {NH_{3}}}Na_{2}CO_{3}+CaCl_{2}}$

Кальцій хлорид випускається у двох формах:

• технічний: кальцинований (порошок або гранули білого кольору), гідратований (лусочки або гранули білого або сірого кольору) і рідкий (розчин жовтувато-сірого або зеленуватого кольору прозорий або з легкою каламуттю).
• фармакопейний: у вигляді 5%, 10% розчинів для ін'єкцій і ін.

Хімічні властивості

Поглинаючи вологу з повітря, хлорид кальцію утворює кристалогідрати різного складу, зв'язуючи 1, 2, 4 або 6 молекул води. Гексагідрат є найпоширенішою формою. При слабкому нагріванні відбувається дегідратація

$\mathrm {CaCl_{2}+6H_{2}O\rightarrow CaCl_{2}\cdot 6H_{2}O}$

$\mathrm {CaCl_{2}\cdot 6H_{2}O{\xrightarrow {200-260^{o}C}}CaCl_{2}+6H_{2}O}$

У воді сполука повністю дисоціює, не гідролізуючись, а з перегрітою водяною парою вступає в реакцію:

$\mathrm {CaCl_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {425^{o}C}}Ca(OH)_{2}+2HCl}$

Вступає в реакції обміну як з кислотами, так і з лугами:

$\mathrm {CaCl_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow CaSO_{4}\downarrow +2HCl}$

$\mathrm {CaCl_{2}+2KOH\rightarrow Ca(OH)_{2}\downarrow +2KCl}$

Хлорид кальцію взаємодіє з воднем із утворенням гідриду (у присутності каталізаторів — платини, нікелю):

$\mathrm {CaCl_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {600-700^{o}C,Pt,Ni}}CaH_{2}+2HCl}$

Відновлюється активними металами до кальцію. Цей метод використовується у промисловості як один з основних способів добування металевого кальцію:

$\mathrm {CaCl_{2}+Mg{\xrightarrow {860-1000^{o}C}}Ca+MgCl_{2}}$

$\mathrm {3CaCl_{2}+2Al{\xrightarrow {600-700^{o}C}}3Ca+2AlCl_{3}}$

Токсичність

Кальцій хлорид швидко поглинає вологу, при систематичному впливі подразнює і осушує шкіру. При потраплянні всередину концентрованих розчинів або твердих продуктів хлориду кальцію може викликати шлунково-кишкові розлади або виразки. За ступенем дії на організм відноситься до речовин 3-го класу небезпеки.

Хлорид кальцію пожежо- і вибухобезпечний, токсичних сполук в повітрі і стічних водах в присутності інших речовин не утворює, в організмі не кумулюється.

Застосування

У промисловості

Хлорид кальцію знаходить застосування у наступних сферах промисловості:

• хімічній (виробництво гумових виробів та очищення інертних газів; для очистки розчинів від важких металів в виробництві люмінофорів);
• лісовій і деревообробній (використовується в виробництві пластифікаторів ДВП);
• нафтовій (використовується як томпажний розчин при добуванні нафти), нафтопереробній і нафтохімічній промисловості(як інгредієнт в різних типах виробів із пластмас);
• холодильній техніці (холодоагент, антифриз);
• будівництві та виготовленні будівельних матеріалів (як прискорювач процесу твердіння бетонів; при виготовленні силікатної цегли, тротуарної плитки);
• кольоровій металургії;
• при будівництві та експлуатації автомобільних доріг та аеродромів (засіб від обледеніння автомобільних доріг та полів аеродромів).

У міській інфраструктурі

Придорожній контейнер із хлоридом кальцію (Японія)

Розбризкування речовини на дорогах в посушливому кліматі, особливо в пустелях, може допомогти звести до мінімуму кількість пилу, який підіймається через трафік.

Як реагент від обледеніння доріг: потрапляючи на сніг реагент починає швидко розчинятись, вступаючи з ним у хімічну реакцію та виділяючи при цьому багато тепла. Кальцій хлористий не дозволяє утворюватися ожеледі та сніжно-крижаним накатам, а також сприяє зниженню сил зчеплення льоду з поверхнею дороги за рахунок утворення розсолу.

У зв'язку з підвищеною активністю кальцію хлористого в порівнянні з хлоридом натрію (технічною сіллю) речовина працює набагато ефективніше, тому середня норма реагенту зменшується на 30%, що знижує екологічне навантаження хлоридів на довкілля. Після прибирання кальцій хлорид не залишає слідів на асфальті і тротуарній плитці та не руйнує бетонні перекриття.

Таблиця витрати кальцій хлориду г/м² для видалення льоду в наведеному температурному інтервалі:

Товщина льоду, мм	t° 0…−2	t° −2…−4	t° −4 −6	t° −6…−10	t° −10…−15	t° −15…−20
1 — 2	10	15	20	25	45	65
3 — 5	25	35	45	65	90	140

Додають у бурові розчини для надання їм спеціальних властивостей, а також для збільшення густини рідкої фази, застосовують як рідину глушіння свердловин у вигляді водного розчину.

У медицині

10% розчин CaCl₂

У фармації застосовується як десенсибілізуючий лікарський засіб (у вигляді 5 % і 10 % розчину для ін'єкцій та у складі комбінованих розчинів(Інфезол ® 100, Гамбросол, Екстраніл, Нутриніл ПД4, Присмасол); при дефіциті кальцію (гіпокальцемії) в організмі різного походження; а також при інтоксикації солями магнію, оксалатів, фосфатів або фторидами, хлором (та іншими газами), хлорорганічними сполуками, радіоактивним фосфором, стронцієм або радієм;

Хлорид кальцію бере участь у процесі згортанні крові, зменшує проникність біологічних мембран, виявляє протизапальну, протиалергічну і протиексудативну дію, стимулює серцеву діяльність. Хлорид кальцію вводять лише парентерально повільно!

У харчовій промисловості

CaCl₂ використовується під час виробництва ферментованих молочних продуктів та при консервуванні. У класифікації харчових добавок йому відведено номер Е509.

При консервуванні фруктів і овочів, використання харчової домішки допомагає їжі залишаються в твердому стані, навіть якщо вони упаковані в рідинах. Використання в маринадах цей тип солі додає смаку солоності без фактичного збільшення кількості кухонної солі (NaCl), необхідної для досягнення бажаного смаку;

Інше

Хлорид кальцію є джерелом іонів кальцію. Кальцій хлорид використовується для збільшення жорсткості води в плавальних басейнах. Це зменшує розмивання бетону в басейні. Підвищення концентрації кальцію у воді, призводить до скорочення розчинення сполук кальцію зі структури бетону.

Див. також

• Кальцій хлористий (фармакопейний)

Посилання

• КАЛЬЦІЮ ХЛОРИД //Фармацевтична енциклопедія
• Morris Chemicals Inc. — Why Calcium Chloride in Concrete? (англ.)

Джерела

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
• Encyclopedia of Physical Science and Technology / Robert A. Meyers. — 3rd. — San Diego : Academic Press, 2002. — P. ?. — ISBN 978-0-12-227410-7. (англ.)
• Kemp R., Keegan S. E. Calcium Chloride // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — 7 p. — DOI:10.1002/14356007.a04_547. (англ.)
• Реми Г. Курс неорганической химии / А. В. Новоселова. — М. : ИИЛ, 1963. — Т. 1. — С. ?. (рос.)
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / В. И. Спицын. — М. : "Мир", 1971. — Т. 1. — С. ?. (рос.)
• Фармацевтична хімія : [арх. 11 березня 2021] : підручник / ред. П. О. Безуглий. — Вінниця : Нова Книга, 2008. — С. 109—111. — 560 с. — ISBN 978-966-382-113-9.
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)
• Химический энциклопедический словарь / И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия, 1983. — С. ?. (рос.)