Kalsium bikarbonat

Kalsium bikarbonat adalah garam tak organik kumpulan bikarbonat

Apa itu kalsium bikarbonat?

Dia Kalsium bikarbonat Ia adalah garam bukan organik dengan formula kimia CA (HCO₃)₂. Ia berasal dari alam dari kalsium karbonat yang terdapat di batu kapur dan batu mineral seperti kalsit.

Kalsium bikarbonat lebih larut dalam air daripada kalsium karbonat. Ciri ini telah membolehkan pembentukan sistem karst di batu batu kapur dan dalam penstrukturan gua.

Air bawah tanah yang melintasi retak adalah tepu dalam anjakan karbon dioksida mereka (CO₂).

Air ini menghancurkan batu kapur yang melepaskan kalsium karbonat (Caco₃) bahawa kalsium bikarbonat akan terbentuk, menurut reaksi berikut:

Pencuri₃(s) +co₂(g) +h₂Atau (l) => ca (HCO₃)₂(aq)

Tindak balas ini berlaku di gua -gua di mana air yang sangat keras berasal. Kalsium bikarbonat tidak berada dalam keadaan pepejal tetapi dalam larutan akueus, bersama -sama dengan CA²⁺, Bicarbonate (HCO₃^-) dan ion karbonat (CO₃^2-).

Selepas itu, dengan mengurangkan ketepuan karbon dioksida di dalam air, tindak balas terbalik berlaku, iaitu transformasi kalsium bikarbonat ke kalsium karbonat:

CA (HCO₃)₂(aq) => co₂ (g) +h₂Atau (l) +caco₃ (S)

Kalsium karbonat sedikit larut di dalam air, ini menyebabkan hujannya berlaku sebagai pepejal. Reaksi sebelumnya sangat penting dalam pembentukan stalaktit, stalagmit dan ketebalan lain di gua.

Struktur berbatu ini terbentuk dari titisan air yang jatuh dari siling gua. Caco₃ Hadir dalam titisan air dikristalisasi untuk membentuk struktur yang disebutkan di atas.

Fakta tidak menemui kalsium bikarbonat dalam keadaan pepejal telah menghalang penggunaannya, mencari beberapa contoh dalam hal ini. 

Struktur kalsium bikarbonat

Struktur kimia kalsium bikarbonat

Di bahagian atas dua anion HCO ditunjukkan₃^- dan kation²⁺ berinteraksi secara elektrostatik. Ca²⁺, Menurut imej, ia harus terletak di tengah, kerana begitu HCO₃^- Mereka tidak akan menangkis satu sama lain untuk caj negatif mereka.

Beban negatif dalam HCO₃^- Ia berpindah antara dua atom oksigen, dengan resonans antara kumpulan karbonil c = o dan pautan c-o^-; Semasa di co₃^2-, Ini dipindahkan antara tiga atom oksigen, kerana pengikatan C-O tidak dilindungi dan boleh menerima beban resonans negatif.

Ia dapat melayani anda: diphenylamine

Geometri ion -ion ini boleh dianggap sebagai sfera kalsium yang dikelilingi oleh segitiga karbonat rata dengan hujung terhidrogenasi. Dari segi nisbah saiz, kalsium adalah lebih kecil daripada ion HCO₃^-.

Penyelesaian berair

Kalsium bikarbonat Anda tidak boleh membentuk pepejal kristal, dan ia benar -benar terdiri daripada penyelesaian berair garam ini. Di dalamnya, ion tidak bersendirian, seperti dalam imej, tetapi dikelilingi oleh molekul H₂Sama ada.

Setiap ion dikelilingi oleh sfera penghidratan, yang bergantung kepada logam, polaritas dan struktur spesies terlarut.

Ca²⁺ Ia menyelaraskan dengan atom oksigen air untuk membentuk aquocomplex, CA (OH₂)_n²⁺, di mana n biasanya dianggap sebagai enam; iaitu, "octahedron berair" di sekitar kalsium.

Sementara anion HCO₃^- Mereka berinteraksi dengan baik, sama ada dengan jambatan hidrogen (atau₂Co-H-oh₂) atau dengan atom hidrogen air ke arah beban negatif (hoco₂^- H-oh, interaksi dipole).

Interaksi ini antara CA²⁺, HCO₃^- Dan air sangat cekap, sehingga mereka membuat kalsium bikarbonat sangat larut dalam pelarut itu; Tidak seperti kalsium karbonat (Caco₃), di mana tarikan elektrostatik antara CA²⁺ dan co₃^2- Mereka sangat kuat, mendahului penyelesaian berair.

Di samping air, terdapat co -molecules₂ sekitar, yang bertindak perlahan untuk menyumbang lebih banyak HCO₃^- (Bergantung pada nilai pH).

Pepejal hipotetikal

Setakat ini, saiz ion dan beban dalam kalsium bikarbonat, atau kehadiran air, jelaskan mengapa tidak ada sebatian pepejal; iaitu, kristal tulen yang boleh dicirikan oleh crystallography x -ray. Kalsium bikarbonat tidak lebih daripada ion yang terdapat di dalam air dari mana pembentukan gua terus berkembang.

Ya ca²⁺ dan HCO₃^- Mereka boleh mengasingkan diri dari air yang mengelakkan tindak balas kimia berikut:

CA (HCO₃)₂(aq) → Caco₃(s) + co₂(g) + h₂Atau (l)

Kemudian ini boleh dikelompokkan menjadi pepejal kristal putih dengan perkadaran stoikiometrik 2: 1 (2HCO₃/1ca).

Boleh melayani anda: 30 contoh penggantungan kimia

Tidak ada kajian mengenai strukturnya, tetapi dapat dibandingkan dengan natrium bikarbonat (seperti magnesium bikarbonat, mg (HCO₃)₂, ia juga tidak wujud sebagai pepejal), atau dengan kalsium karbonat.

Kestabilan: Natrium Bikarbonat (NAHCO₃) Vs. kalsium bikarbonat (CA (HCO₃)₂)

Natrium bikarbonat mengkristal dalam sistem monoklinik, dan kalsium bikarbonat dalam trigonal (calcite) dan sistem ortorrombik (aragonite).

Sekiranya NA diganti⁺ untuk ca²⁺, Rangkaian kristal akan tidak stabil oleh perbezaan yang lebih besar dalam saiz; iaitu, na⁺ Kerana menjadi lebih kecil, ia membentuk kaca yang lebih stabil dengan HCO₃^- Berbanding dengan CA²⁺.

Malah, CA (HCO₃)₂(aq) memerlukan air untuk menguap supaya ionnya dapat dikelompokkan ke dalam kaca; Tetapi rangkaian kristal ini tidak cukup kuat untuk melakukannya pada suhu bilik. Apabila memanaskan air, tindak balas penguraian berlaku (persamaan dari atas).

Menjadi ion na⁺ Dalam penyelesaian, ini akan membentuk kaca dengan HCO₃^- sebelum penguraian terma.

Sebabnya mengapa kalsium bikarbonat tidak mengkristal (secara teoritis), adalah kerana perbezaan radio ionik atau saiz ion mereka, yang tidak dapat membentuk kristal yang stabil sebelum penguraiannya.

Kalsium bikarbonat (CA (HCO₃)₂) Vs. kalsium karbonat (Caco₃)

Sekiranya sebaliknya, H ditambah⁺ Ke struktur kristal kalsium karbonat, mereka akan mengubah sifat fizikal secara drastik. Mungkin, titik lebur mereka jatuh dengan ketara, dan bahkan morfologi akhir kristal diubah suai.

Sifat fizikal dan kimia

Formula kimia

CA (HCO₃)₂

Berat molekul

162.11 g/mol

Keadaan fizikal

Ia tidak muncul dalam keadaan pepejal. Ia dijumpai dalam larutan akueus, dan apabila haba digunakan untuk menguap, ia menjadi kalsium karbonat.

Kelarutan air

16.1 g/100 ml pada 0º C; 16.6 g/100 ml pada 20º C dan 18.4 g/100 ml pada 100º C.

Nilai -nilai ini menunjukkan pertalian besar molekul air oleh ion kalsium bikarbonat, seperti yang dijelaskan dalam bahagian sebelumnya. Sementara itu, hanya 15 mg kalsium karbonat larut dalam satu liter air, yang mencerminkan interaksi elektrostatik yang kuat.

Kerana kalsium bikarbonat tidak dapat membentuk pepejal, keterlarutannya tidak dapat ditentukan secara eksperimen.

Walau bagaimanapun, memandangkan syarat -syarat yang dibuat oleh CO₂ dibubarkan di dalam air yang mengelilingi batu kapur, jisim kalsium yang dibubarkan pada suhu T boleh dikira; jisim yang sama dengan kepekatan kalsium bikarbonat.

Boleh melayani anda: asid benzyik: sintesis, transposisi dan kegunaan

Pada suhu yang berbeza, jisim larut meningkat seperti yang ditunjukkan dalam nilai pada 0, 20 dan 100º C. Kemudian, mengikut eksperimen ini, ia ditentukan berapa banyak kalsium bikarbonat Ia larut di sekitar kalsium karbonat, dalam medium berair dengan co₂.

Setelah CO melarikan diri₂ Gas, kalsium karbonat akan mendakan, tetapi tidak kalsium bikarbonat.

Titik gabungan dan mendidih

Rangkaian kristal CA (HCO₃)₂ Ia jauh lebih lemah daripada caco₃. Sekiranya ia boleh diperolehi dalam keadaan pepejal, dan mengukur suhu di mana ia cair dalam sumber, pastinya nilai akan diperolehi jauh di bawah 899º c. Begitu juga, yang sama harus dijangkakan dalam menentukan titik mendidih.

Titik pembakaran

Ia bukan bahan api.

Risiko

Oleh kerana sebatian ini tidak wujud dengan kukuh, tidak mungkin ia mewakili risiko untuk memanipulasi penyelesaian berairnya, kerana kedua -dua ion ca²⁺ Seperti HCO₃^- Mereka tidak berbahaya kepada kepekatan yang rendah; Dan oleh itu, risiko terbesar, yang akan menelan penyelesaian sedemikian, hanya boleh disebabkan oleh dos yang berbahaya kalsium yang ditelan.

Sekiranya kompaun membentuk pepejal, bahkan mungkin berbeza secara fizikal dari Caco₃, Kesan toksiknya tidak dapat melampaui ketidakselesaan dan reseksi yang mudah selepas hubungan fizikal atau penyedutan.

Aplikasi

- Penyelesaian Bikarbonat Kalsium telah digunakan untuk masa yang lama untuk mencuci kertas kuno, terutamanya karya seni atau dokumen penting sejarah.

- Penyelesaian bikarbonat telah digunakan dalam pencegahan osteoporosis. Walau bagaimanapun, dalam satu kes, kesan sampingan seperti hiperkalkemia, alkalosis metabolik dan kegagalan buah pinggang telah diperhatikan dalam satu kes.

- Kalsium bikarbonat diberikan, kadang -kadang, secara intravena untuk membetulkan kesan kemurungan hipokalemia pada fungsi jantung.

- Ia digunakan untuk menenangkan keasidan perut.

Rujukan

1. Wikipedia (2018). Kalsium bikarbonat. Diambil dari: dalam.Wikipedia.org
2. Sirah Dubois (3 Oktober 2017). Apa itu kalsium bikarbonat? Pulih dari: livestrong.com
3. Hub Pembelajaran Sains (2018). Kimia Karbonat. Pulih dari: Scientelarn.org.NZ
4. PubChem (2018). Kalsium bikarbonat. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov