중탄산 칼슘 구조, 재산, 위험 및 용도



그 중탄산 칼슘 화학식 Ca (HCO)3)2. 방해석 (calcite)과 같은 석회석 암석과 미네랄에 존재하는 탄산 칼슘 (calcium carbonate).

탄산 칼슘은 탄산 칼슘보다 물에 잘 녹습니다. 이 특성은 석회암 암석과 동굴 구조에서 카르스트 시스템의 형성을 허용했다.

균열을 통과 한 지하수는 이산화탄소의 변위에서 포화 상태가된다 (CO2). 이 물은 석회암암을 침식하여 탄산 칼슘 (CaCO3)는 다음 반응에 따라 중탄산 칼슘을 형성 할 것이다 :

CaCO3(s) + CO2(g) + H2O (1) => Ca (HCO)3)2(aq)

이 반응은 매우 경수가 발생하는 동굴에서 일어난다. 중탄산 칼슘은 고체 상태에서는 발견되지 않지만 수용액에서는 Ca와 함께 발견됩니다2+, 중탄산염 (HCO)3-) 및 탄산 이온 (CO32-).

이어서, 물 속의 이산화탄소의 포화도가 감소하면, 역반응, 즉 중탄산 칼슘의 탄산 칼슘으로의 전환이 일어난다 :

Ca (HCO)3)2(aq) => CO2 (g) + H2O (1) + CaCO3 (들)

탄산 칼슘은 물에 잘 녹지 않으며, 이로 인해 강수가 고체로 발생합니다. 위의 반응은 종유동, 석순 및 다른 동굴 형성에 매우 중요합니다..

이 암석 구조는 동굴 천장 (최상위 이미지)에서 떨어지는 물방울로 형성됩니다. CaCO3 물 방울에 존재하는 화합물이 결정화되어 언급 된 구조를 형성한다.

중탄산 칼슘이 고체 상태에서 발견되지 않는다는 사실은 그 사용을 어렵게 만들었고 몇 가지 예가 발견되었습니다. 또한 독성에 대한 정보를 찾기가 어렵습니다. 골다공증을 예방하기위한 치료법으로 사용되는 일련의 부작용에 대한 보고서가 있습니다..

구조

두 개의 HCO 음이온이 상부 이미지에 표시됩니다.3- 및 Ca 양이온2+ 정전기와 상호 작용한다. 칼슘2+ 이미지에 따르면, 그것은 중앙에 위치해야합니다. 그 이유는 HCO3- 그들의 부정적인 혐의 때문에 그들은 서로 격퇴하지 않을 것이다..

HCO의 음전하3- 그것은 C = O 카르보닐기와 C-O 결합 사이의 공명에 의해 두 개의 산소 원자 사이에서 탈 중조된다-; CO에서32-, 이것은 C-OH 결합이 탈 프로톤 화되고 공명에 의해 음전하를받을 수 있기 때문에 3 개의 산소 원자 사이에서 비탈화된다.

이 이온들의 구조는 수소화 된 말단을 갖는 탄산염의 편평한 삼각형에 의해 둘러싸인 칼슘의 구체로 간주 될 수있다. 크기 비율면에서 칼슘은 HCO 이온보다 눈에 띄게 작습니다3-.

수용액

Ca (HCO)3)2 그것은 결정질 고형물을 형성 할 수 없으며, 실제로이 소금의 수용액으로 이루어져 있습니다. 그 (것)들에서, 이온은 심상에서 것과 같이, 그러나 H 분자에 의해 포위 된 혼자서이지 않는다.2O.

어떻게 상호 작용합니까? 각각의 이온은 금속, 용해 된 종의 극성 및 구조에 의존하는 수화 구로 둘러싸여있다..

칼슘2+ 물의 산소 원자와 결합하여 aquocomplex, Ca (OH)2)n2+, 여기서 n은 일반적으로 6으로 간주됩니다. 즉, 칼슘 주위의 "수성 팔면체".

HCO 음이온 동안3- 수소 결합 (또는2CO-H-OH2) 또는 물의 수소 원자와 음전하 전하의 방향 (HOCO)2- H-OH, 쌍극자 - 이온 상호 작용).

이러한 Ca2+, HCO3- 물은 매우 효율적이어서 중탄산 칼슘을 용매에 잘 녹일 수 있습니다. CaCO와는 달리3, 여기서, Ca2+ 및 CO32- 수용액에서 침전되어 매우 강하다..

물 이외에도 CO 분자2 HCO를 더 많이 제공하기 위해 천천히 반응하는3- (pH 값에 따라).

가설 적 솔리드

지금까지, Ca (HCO) 이온 내의 이온의 크기 및 전하는,3)2, 물의 존재도 고체 화합물이 존재하지 않는 이유를 설명한다. 즉, X 선 결정학에 의해 특성화 될 수있는 순수한 결정이다 .Ca (HCO)3)2 해빙 형성이 계속되는 물에 존재하는 이온 이상이다..

예 카2+ 및 HCO3- 그들은 다음의 화학 반응을 피하면서 물과 분리 될 수 있습니다 :

Ca (HCO)3)2(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O (l)

그런 다음 이들을 화학량 론적 비율 2 : 1 (2HCO3/ 1Ca). 그 구조에 대한 연구는 없지만 NaHCO3 (중탄산 마그네슘, Mg (HCO)3)2, 고체로 존재하지 않음), 또는 CaCO3.

안정성 : NaHCO3 Ca (HCO)3)2

NaHCO3 단사 정계에서 결정화되고, CaCO3 trigonal (방해석) 및 orthorhombic (aragonite) 시스템에서. Na가 교체 된 경우+ 칼슘2+, 결정질 네트워크는 더 큰 크기의 차이로 인해 불안정해질 것이다. 즉, Na+ 크기가 작기 때문에 HCO와 더 안정한 결정을 형성합니다3- 칼슘에 비해2+.

사실, Ca (HCO)3)2(aq)는 물이 증발되어 이온이 결정 내에 그룹화 될 수 있어야합니다. 그러나 이것의 결정 격자는 상온에서 그렇게하기에 충분하지 않습니다. 물이 가열되면, 분해 반응이 일어난다 (상기 식).

Na 이온이 됨으로써+ 용액에서 이것은 HCO로 결정을 형성 할 것이다.3- 열분해 전에.

그 이유는 Ca (HCO)3)2 그것은 이론적으로는 결정화되지 않으며, 이온 반경이나 이온의 크기에 따라 다르며, 분해되기 전에 안정한 결정을 형성 할 수 없다..

Ca (HCO)3)2 CaCO 대3

반면에, H가 추가되면+ CaCO의 결정 구조에3, 그들은 그들의 물리적 속성을 크게 바꿀 것입니다. 아마도 융점이 현저하게 떨어지거나, 심지어 결정의 형태가 변형되어 끝날 수도 있습니다..

Ca (HCO)의 합성을 시도하는 것이 가치가 있겠는가?3)2 단단한가? 어려움은 기대치를 초과 할 수 있고, 구조적 안정성이 낮은 염은 이미 다른 염이 이미 사용되는 어떠한 적용에서도 상당한 추가적인 이점을 제공하지 않을 수있다.

물리 화학적 특성

화학식

Ca (HCO)3)2

분자량

162.11 g / mol

물리적 상태

솔리드 상태로 나타나지 않습니다. 그것은 수용액에서 발견되며 물의 증발에 의해 고체로 전환하려고 시도하고, 탄산 칼슘으로 전환 될 때 작용하지 못한다.

물에 대한 용해도

0 ℃에서 16.1 g / 100 ml; 20 ℃에서 16.6g / 100ml 및 100 ℃에서 18.4g / 100ml. 이들 값은 칼슘 이온 (HCO)에 대한 물 분자의 높은 친 화성을 나타내고,3)2, 이전 섹션에서 설명한대로 그 사이에, 단지 15 mg의 CaCO3 그들의 강력한 정전기 상호 작용을 반영하는 1 리터의 물에 용해됩니다.

Ca (HCO)3)2 그것은 고체를 형성 할 수 없으며, 그 용해도는 실험적으로 결정될 수 없다. 그러나 CO에 의해 생성 된 조건이 주어지면2 석회석을 둘러싼 물에 용해 된 온도 T에서 용해 된 칼슘의 질량을 계산할 수있다. 질량은 Ca (HCO)의 농도와 같을 것이고,3)2.

상이한 온도에서, 용해 된 질량은 0, 20 및 100 ℃에서의 값에 의해 도시 된 바와 같이 증가한다. 그래서,이 실험들에 따르면, 얼마나 많은 Ca (HCO)가 결정되는지3)2 CaCO 부근에서 용해된다3 CO로 가스화 된 수성 매질2. CO가 이탈하면2 가스상, CaCO3 침전되지만 Ca (HCO3)2.

융합 및 끓는점

결정질 네트워크 인 Ca (HCO)3)2 CaCO보다 훨씬 약하다.3. 고체 상태에서 얻을 수 있고 퓨 시스 미터 내부에서 용융되는 온도를 측정하면 확실하게 899ºC 이하의 값을 얻을 수 있습니다. 마찬가지로, 끓는점을 결정할 때도 마찬가지입니다.

연소 점

가연성이 아니다..

위험

이 화합물은 고체 형태로 존재하지 않기 때문에 Ca가 수용액을 조작 할 위험이 있음은 거의 없습니다. 왜냐하면 Ca2+ HCO로서3- 저농도에서는 유해하지 않습니다. 따라서 그러한 해결책을 섭취하는 가장 큰 위험은 섭취 한 칼슘의 위험한 복용량 때문일 수 있습니다.

화합물이 CaCO와 물리적으로 다를지라도 화합물이 고체를 형성하면3, 그 독성 영향은 신체적 접촉이나 흡입 후 단순한 불쾌감과 절제를 넘어서지 않을 수 있음..

용도

-중탄산 칼슘 솔루션은 오래된 종이, 특히 예술 작품이나 역사적으로 중요한 문서를 씻는 데 오래 동안 사용되어 왔습니다.

-중탄산염 용액의 사용은 종이에서 산을 중화시킬뿐만 아니라 탄산 칼슘의 알칼리성 예비를 제공하기 때문에 유용합니다. 이 마지막 화합물은 미래의 종이 손상을 예방합니다.

-다른 중탄산염과 마찬가지로 화학 효모와 발포성 정제 또는 분말 제형에도 사용됩니다. 또한, 중탄산 칼슘은 식품 첨가물 (이 소금의 수용액)으로 사용되며,.

-중탄산 용액은 골다공증 예방에 사용되었습니다. 그러나 고칼슘 혈증, 대사성 알칼리증 및 신부전과 같은 2 차적인 영향이 한 가지 경우에서 관찰되었습니다..

-중 칼슘 중탄산염은 심장 기능에 대한 저칼륨 혈증의 우울 효과를 교정하기 위해 때때로 정맥 내 투여됩니다.

-그리고 마지막으로 칼슘은 근육 수축의 중재자 인 신체에 칼슘을 공급하여 동시에 저칼륨 혈증 상태에서 발생할 수있는 산성 증을 교정합니다..

참고 문헌

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  2. Sirah Dubois. (10 월 3 일, 2017). 중탄산 칼슘은 무엇입니까? 원본 주소 'livestrong.com'
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