El hidróxido de calcio (tradicionalmente llamado cal apagada ) es un compuesto inorgánico con la fórmula química Ca ( OH ) 2 . Es un cristal incoloro o un polvo blanco y se produce cuando la cal viva ( óxido de calcio ) se mezcla o apaga con agua . Tiene muchos nombres, tales como cal hidratada , cal viva , cal para la construcción , cal floja , cal y cal decapado . El hidróxido de calcio se utiliza en muchas aplicaciones, incluida la preparación de alimentos, donde se ha identificado comoNúmero E E526 . El agua de cal es el nombre común de una solución saturada de hidróxido de calcio.
Nombres | |
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Nombre IUPAC Hidróxido de calcio | |
Otros nombres
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Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.013.762 |
Número CE |
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Número e | E526 (reguladores de acidez, ...) |
846915 | |
KEGG | |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Ca (OH) 2 | |
Masa molar | 74,093 g / mol |
Apariencia | polvo blanco |
Olor | Inodoro |
Densidad | 2,211 g / cm 3 , sólido |
Punto de fusion | 580 ° C (1,076 ° F; 853 K) (pierde agua, se descompone) |
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Producto de solubilidad ( K sp ) | 5,5 × 10 −6 |
Solubilidad | |
Basicidad (p K b ) | 1,37 (primer OH - ), 2,43 (segundo OH - ) [1] [2] |
Susceptibilidad magnética (χ) | −22.0 · 10 −6 cm 3 / mol |
Índice de refracción ( n D ) | 1.574 |
Estructura | |
Estructura cristalina | Hexagonal, hP3 [3] |
Grupo espacial | P 3 m1 No. 164 |
Constante de celosía | a = 0,35853 nm, c = 0,4895 nm |
Termoquímica | |
Entropía molar estándar ( S | 83 J · mol −1 · K −1 [4] |
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −987 kJ · mol −1 [4] |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | Ver: página de datos [5] |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H314 , H318 , H335 , H402 |
Consejos de prudencia del SGA | P261 , P280 , P305 + 351 + 338 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 3 0 0 |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis mediana ) | 7340 mg / kg (oral, rata) 7300 mg / kg (ratón) |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | TWA 15 mg / m 3 (total) 5 mg / m 3 (resp.) [6] |
REL (recomendado) | TWA 5 mg / m 3 [6] |
IDLH (peligro inmediato) | ND [6] |
Compuestos relacionados | |
Otros cationes | Hidróxido de magnesio Hidróxido de estroncio Hidróxido de bario |
Bases relacionadas | Óxido de calcio |
Página de datos complementarios | |
Estructura y propiedades | Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. |
Datos termodinámicos | Comportamiento de fase sólido-líquido-gas |
Datos espectrales | UV , IR , RMN , MS |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Propiedades
El hidróxido de calcio es relativamente insoluble en agua, con un producto de solubilidad K sp de 5,5 × 10 −6 . Su constante de disociación ácida , K a , es lo suficientemente grande como para que sus soluciones sean básicas de acuerdo con la siguiente reacción:
- Ca (OH) 2 → Ca 2+ + 2 OH -
A temperatura ambiente, el hidróxido de calcio ( portlandita ) se disuelve en agua pura para producir una solución alcalina con un pH de aproximadamente 12,4. Las soluciones de hidróxido de calcio pueden provocar quemaduras químicas. A un valor de pH alto (ver efecto de iones comunes ), su solubilidad disminuye drásticamente. Este comportamiento es relevante para las pastas de cemento. Las soluciones acuosas de hidróxido de calcio se denominan agua de cal y son bases de resistencia media que reaccionan con ácidos y pueden atacar algunos metales como el aluminio (hidróxido anfótero que se disuelve a pH alto) mientras protegen a otros metales de la corrosión como el hierro y el acero mediante pasivación de su superficie. El agua de cal se vuelve lechosa en presencia de dióxido de carbono debido a la formación de carbonato de calcio , un proceso llamado carbonatación : por ejemplo, agua de cal
- Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O
Cuando se calienta a 512 ° C, la presión parcial del agua en equilibrio con el hidróxido de calcio alcanza 101 kPa (presión atmosférica normal), que descompone el hidróxido de calcio en óxido de calcio y agua. [7]
- Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O
Estructura, preparación, ocurrencia
El hidróxido de calcio adopta una estructura polimérica , al igual que todos los hidróxidos metálicos. La estructura es idéntica a la del Mg (OH) 2 ( estructura brucita ); es decir, el motivo de yoduro de cadmio . Existen fuertes enlaces de hidrógeno entre las capas. [8]
El hidróxido de calcio se produce comercialmente al tratar la cal con agua:
- CaO + H 2 O → Ca (OH) 2
En el laboratorio se puede preparar mezclando soluciones acuosas de cloruro de calcio e hidróxido de sodio . La forma mineral, portlandita , es relativamente rara, pero se puede encontrar en algunas rocas volcánicas, plutónicas y metamórficas . También se sabe que surge en la quema de vertederos de carbón.
Las especies ionizadas cargadas positivamente CaOH + se ha detectado en la atmósfera de estrellas de tipo S . [9]
Solubilidad retrógrada
La solubilidad del hidróxido de calcio a 70 ° C es aproximadamente la mitad de su valor a 25 ° C. La razón de este fenómeno poco común es que la disolución de hidróxido de calcio en agua es un proceso exotérmico y también se adhiere al principio de Le Chatelier . Un descenso de la temperatura favorece así la eliminación del calor liberado por el proceso de disolución y aumenta la constante de equilibrio de disolución del Ca (OH) 2 , aumentando así su solubilidad a baja temperatura. Esta dependencia contra-intuitiva de la temperatura de la solubilidad se denomina solubilidad "retrógrada" o "inversa". Las fases de hidratación variable del sulfato de calcio ( yeso , bassanita y anhidrita ) también exhiben una solubilidad retrógrada por la misma razón porque sus reacciones de disolución son exotérmicas.
Usos
El hidróxido de calcio se usa comúnmente para preparar mortero de cal .
Una aplicación importante del hidróxido de calcio es como floculante , en el tratamiento de aguas y aguas residuales . Forma un sólido cargado y esponjoso que ayuda a eliminar las partículas más pequeñas del agua, lo que da como resultado un producto más claro. Esta aplicación está habilitada por el bajo costo y la baja toxicidad del hidróxido de calcio. También se utiliza en el tratamiento de agua dulce para elevar el pH del agua para que las tuberías no se corroan donde el agua base es ácida, porque se autorregula y no eleva demasiado el pH.
También se utiliza en la preparación de gas amoniaco (NH 3 ), mediante la siguiente reacción:
- Ca (OH) 2 + 2NH 4 Cl → 2NH 3 + CaCl 2 + 2H 2 O
Otra gran aplicación es en la industria del papel, donde es un intermediario en la reacción en la producción de hidróxido de sodio. Esta conversión es parte del paso de caustificación en el proceso Kraft para hacer pulpa. [8] En la operación de caustificación, se agrega cal quemada al licor verde , que es una solución principalmente de carbonato de sodio y sulfato de sodio producido al disolver el fundido , que es la forma fundida de estos químicos del horno de recuperación.
Industria de alimentos
Debido a su baja toxicidad y la suavidad de sus propiedades básicas, la cal apagada se usa ampliamente en la industria alimentaria :
- En producción de alimentos certificada por el USDA en plantas y ganado [10]
- Para clarificar jugo crudo de caña de azúcar o remolacha azucarera en la industria azucarera , (ver carbonatación )
- Para procesar agua para bebidas alcohólicas y refrescos.
- Pepinos encurtidos y otros alimentos
- Para hacer huevos del siglo chino
- En la preparación de maíz: elimina la cáscara de celulosa de los granos de maíz (ver nixtamalización )
- Para aclarar una salmuera de carbonatos de calcio y magnesio en la fabricación de sal para uso alimentario y farmacéutico.
- En bebidas de frutas fortificantes (suplemento de Ca), como jugo de naranja y fórmula infantil
- Como ayuda digestiva (llamada Choona, usada en India en paan , una mezcla de nueces de areca , hidróxido de calcio y una variedad de semillas envueltas en hojas de betel)
- Como sustituto del bicarbonato de sodio para hacer papadam
- En la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera controlada producir salas de almacenamiento
Usos de los nativos americanos
En español, el hidróxido de calcio se llama cal . El maíz cocido con cal (en proceso de nixtamalización ) se convierte en maíz ( nixtamal ), lo que aumenta significativamente la biodisponibilidad de la niacina (vitamina B3), y también se considera más sabroso y más fácil de digerir.
En mascar hojas de coca , hidróxido de calcio es generalmente masticó junto para mantener a los alcaloides estimulantes químicamente disponible para la absorción por el cuerpo. De manera similar, los nativos americanos masticaban tradicionalmente hojas de tabaco con hidróxido de calcio derivado de conchas de moluscos quemadas para mejorar los efectos. También ha sido utilizado por algunas tribus indígenas americanas como ingrediente en el yopo , un rapé psicodélico preparado a partir de los frijoles de algunas especies de Anadenanthera . [11]
Usos asiáticos
El hidróxido de calcio se agrega típicamente a un paquete de nuez de areca y hoja de betel llamado ' paan ' para mantener los estimulantes alcaloides disponibles químicamente para ingresar al torrente sanguíneo a través de la absorción sublingual .
Se utiliza para hacer naswar (también conocido como nass o niswar ), un tipo de tabaco para mojar elaborado con hojas frescas de tabaco, hidróxido de calcio ( chuna o soon ) y ceniza de madera. Se consume más en la diáspora pathan , Afganistán , Pakistán , India y Bangladesh . Los aldeanos también usan hidróxido de calcio para pintar sus casas de adobe en Afganistán, Pakistán e India.
Riesgos de salud
La exposición sin protección al Ca (OH) 2 puede causar irritación grave de la piel, quemaduras químicas, ceguera, daño pulmonar o erupciones cutáneas. [5]
Ver también
- Baralyme (absorbente de dióxido de carbono)
- Cemento
- Mortero de cal
- Yeso de cal
- Yeso
- Hidróxido de magnesio (menos alcalino debido a un producto de menor solubilidad)
- Cal sodada (absorbente de dióxido de carbono)
- Encalar
Referencias
- ^ "Sortierte Liste: pKb-Werte, nach Ordnungszahl sortiert. - Das Periodensystem online" .
- ^ Constantes de disociación ChemBuddy PK una y pK b
- ^ Petch, HE (1961). "Las posiciones del hidrógeno en la portlandita, Ca (OH) 2 , como lo indica la distribución de electrones". Acta Crystallographica . 14 (9): 950–957. doi : 10.1107 / S0365110X61002771 .
- ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos 6th Ed . Compañía Houghton Mifflin. pag. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ a b "Hidróxido de calcio MSDS" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 25 de marzo de 2012 . Consultado el 21 de junio de 2011 .
- ^ a b c Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0092" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Halstead, PE; Moore, AE (1957). "La disociación térmica del hidróxido de calcio". Revista de la Sociedad Química . 769 : 3873. doi : 10.1039 / JR9570003873 .
- ^ a b Greenwood, NN; Y Earnshaw, A. (1997). Química de los elementos (2ª ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4 .
- ^ Jørgensen, Uffe G. (1997), "Cool Star Models" , en van Dishoeck, Ewine F. (ed.), Molecules in Astrophysics: Probes and Processes , Simposios de la Unión Astronómica Internacional. Moléculas en astrofísica: sondas y procesos, 178 , Springer Science & Business Media, p. 446, ISBN 079234538X.
- ^ Instituto de Investigación de Plaguicidas para el Programa Orgánico Nacional del USDA (23 de marzo de 2015). "Cal hidratada: Informe de evaluación técnica" (PDF) . Servicios de comercialización agrícola . Consultado el 17 de julio de 2019 .
- ^ de Smet, Peter AGM (1985). "Una visión multidisciplinar de los rituales intoxicantes del tabaco en el hemisferio occidental". Revista de Etnofarmacología . 3 (1): 3–49. doi : 10.1016 / 0378-8741 (85) 90060-1 . PMID 3887041 .
enlaces externos
- Panel Asesor Técnico de la Junta Nacional de Normas Orgánicas (4 de abril de 2002). "Revisión de NOSB TAP: Hidróxido de calcio" (PDF) . Instituto de Revisión de Materiales Orgánicos. Archivado desde el original (.PDF) el 31 de octubre de 2007 . Consultado el 5 de febrero de 2008 . Cite journal requiere
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( ayuda ) - CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos - Hidróxido de calcio
- Hoja de datos MSDS