Physikalische Eigenschaften und Verwendung von Calciumchlorid
Calciumchlorid ist ein Salz aus Chlorid- und Calciumionen. Wasserfreies Calciumchlorid besitzt ein starkes Feuchtigkeitsabsorptionsvermögen und wird als Trockenmittel für verschiedene Substanzen eingesetzt, darunter Straßenstaub, Bodenverbesserungsmittel, Kältemittel, Wasserreinigungsmittel und Bindemittel. Es findet breite Anwendung als chemisches Reagenz, pharmazeutischer Rohstoff, Lebensmittelzusatzstoff, Futtermittelzusatzstoff und Ausgangsmaterial für die Herstellung von metallischem Calcium.
Physikalische Eigenschaften von Calciumchlorid
Calciumchlorid ist ein farbloses, kubisches Kristall, das in weißer oder cremefarbener, körniger, wabenförmiger, kugelförmiger, unregelmäßig körniger oder pulverförmiger Form vorliegt. Schmelzpunkt: 782 °C, Dichte: 1,086 g/ml bei 20 °C, Siedepunkt: 1600 °C, Wasserlöslichkeit: 740 g/l. Es ist leicht giftig, geruchlos und hat einen leicht bitteren Geschmack. Es ist stark hygroskopisch und zerfällt leicht an der Luft.
Calciumchlorid ist leicht in Wasser löslich, wobei eine große Wärmemenge freigesetzt wird (Lösungsenthalpie von -176,2 cal/g). Seine wässrige Lösung ist schwach sauer. Es ist in Alkohol, Aceton und Essigsäure löslich. Bei der Reaktion mit Ammoniak bzw. Ethanol bilden sich die Komplexe CaCl₂·8NH₃ bzw. CaCl₂·4C₂H₅OH. Bei niedrigen Temperaturen kristallisiert die Lösung und fällt als Hexahydrat aus. Dieses löst sich beim Erhitzen auf 30 °C allmählich in seinem Kristallwasser, verliert beim Erhitzen auf 200 °C weiter Wasser und wandelt sich beim Erhitzen auf 260 °C in ein Dihydrat um, das zu weißem, porösem, wasserfreiem Calciumchlorid wird.
wasserfreies Calciumchlorid
1. Physikalische und chemische Eigenschaften: farbloses kubisches Kristall, weißer oder cremefarbener poröser Block oder körniger Feststoff. Die relative Dichte beträgt 2,15, der Schmelzpunkt 782 °C, der Siedepunkt über 1600 °C. Es ist sehr hygroskopisch, leicht löslich in Wasser, wobei viel Wärme freigesetzt wird. Geruchlos, leicht bitterer Geschmack. Die wässrige Lösung ist schwach sauer. Löslich in Alkohol, Acrylessig und Essigsäure.
2. Produktverwendung: Es dient als Fällungsmittel zur Herstellung von Farblackpigmenten. Es wird zur Herstellung von Stickstoff, Acetylen, Chlorwasserstoff, Sauerstoff und anderen Gasen als Trockenmittel verwendet. Alkohole, Ether, Ester und Acrylharze dienen als Dehydratisierungsmittel, und ihre wässrigen Lösungen sind wichtige Kältemittel für Kühlschränke und Kälteanlagen. Es beschleunigt die Aushärtung von Beton, erhöht die Kältebeständigkeit von Zementmörtel und ist ein ausgezeichnetes Frostschutzmittel. Es wird als Schutzmittel in der Aluminium-Magnesium-Metallurgie und als Raffinationsmittel eingesetzt.
Calciumchloridflocken
1. Physikalische und chemische Eigenschaften: Farbloses Kristall, dieses Produkt ist weiß bis cremefarben. Bitterer Geschmack, stark hygroskopisch.
Seine relative Dichte beträgt 0,835, es ist leicht wasserlöslich, seine wässrige Lösung ist neutral bis schwach alkalisch, ätzend, in Alkohol löslich und in Ether unlöslich und dehydratisiert beim Erhitzen auf 260 °C zu wasserfreiem Material. Die übrigen chemischen Eigenschaften ähneln denen von wasserfreiem Calciumchlorid.
2. Funktion und Verwendung: Flockenförmiges Calciumchlorid wird als Kältemittel verwendet; Frostschutzmittel; Geschmolzenes Eis oder Schnee; Flammschutzmittel für die Ausrüstung und Veredelung von Baumwollgeweben; Holzschutzmittel; Kautschukherstellung als Faltmittel; Mischstärke wird als Klebstoff verwendet.
wässrige Calciumchloridlösung
Calciumchloridlösung besitzt die Eigenschaften Leitfähigkeit, einen niedrigeren Gefrierpunkt als Wasser, Wärmeableitung beim Kontakt mit Wasser und eine bessere Adsorptionsfähigkeit. Aufgrund ihres niedrigen Gefrierpunkts kann sie in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen und im öffentlichen Raum eingesetzt werden.
Die Rolle der Calciumchloridlösung:
1. Alkalisch: Die Hydrolyse von Calciumionen ist alkalisch, und Chlorwasserstoff ist nach der Hydrolyse von Chloridionen flüchtig.
2. Konduktion: In der Lösung befinden sich Ionen, die sich frei bewegen können.
3. Gefrierpunkt: Der Gefrierpunkt einer Calciumchloridlösung ist niedriger als der von Wasser.
4. Siedepunkt: Der Siedepunkt einer wässrigen Calciumchloridlösung ist höher als der von Wasser.
5. Verdampfungskristallisation: Verdampfungskristallisation einer wässrigen Calciumchloridlösung in einer Atmosphäre voller Chlorwasserstoff.
Trockenmittel
Calciumchlorid kann als Trockenmittel für Gase und organische Flüssigkeiten verwendet werden. Es eignet sich jedoch nicht zum Trocknen von Ethanol und Ammoniak, da diese mit Calciumchlorid zu den Alkoholkomplexen CaCl₂·4C₂H₅OH bzw. CaCl₂·8NH₃ reagieren. Wasserfreies Calciumchlorid findet auch Verwendung in Haushaltsprodukten als lufttrocknendes Mittel. Als Wasserabsorptionsmittel ist es von der FDA für die Wundversorgung zugelassen und dient der Trockenhaltung von Wunden.
Da Calciumchlorid neutral ist, kann es saure oder alkalische Gase und organische Flüssigkeiten trocknen. Im Labor wird es außerdem verwendet, um beim Trocknen der entstehenden Gase geringe Mengen an Gasen wie Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid, Kohlendioxid, Stickstoffdioxid usw. herzustellen. Granuliertes, wasserfreies Calciumchlorid dient häufig als Trockenmittel zum Befüllen von Trockenrohren. Mit Calciumchlorid getrocknete Riesenalgen (oder Seetangasche) können zur Herstellung von Soda verwendet werden. Einige Haushalts-Luftentfeuchter nutzen Calciumchlorid, um Feuchtigkeit aus der Luft zu absorbieren.
Das wasserfreie Calciumchlorid wird auf die sandige Straßenoberfläche aufgetragen. Die hygroskopischen Eigenschaften des wasserfreien Calciumchlorids werden genutzt, um die Feuchtigkeit in der Luft zu kondensieren, wenn die Luftfeuchtigkeit unter dem Taupunkt liegt, um die Straßenoberfläche feucht zu halten und so die Staubentwicklung auf der Straße zu kontrollieren.
Enteisungsmittel und Kühlbad
Calciumchlorid senkt den Gefrierpunkt von Wasser. Durch das Ausbringen auf Straßen kann das Gefrieren und Enteisen von Schnee verhindert werden. Das Salzwasser aus dem Schmelzwasser kann jedoch Boden und Vegetation entlang der Straße schädigen und den Straßenbelag angreifen. Calciumchloridlösung kann auch mit Trockeneis zu einem Kryokühlbad vermischt werden. Dazu wird portionsweise Trockeneis in die Salzlösung gegeben, bis sich Eis bildet. Die Temperatur des Kühlbads lässt sich durch die Verwendung verschiedener Salzlösungen und deren Konzentrationen stabilisieren. Calciumchlorid wird üblicherweise als Salzrohstoff verwendet. Die gewünschte stabile Temperatur wird durch Anpassen der Konzentration erreicht. Dies liegt nicht nur an der günstigen und einfachen Verfügbarkeit von Calciumchlorid, sondern auch an der niedrigen eutektischen Temperatur der Calciumchloridlösung (d. h. der Temperatur, bei der die Lösung vollständig zu körnigen Eiskristallen kondensiert) von bis zu -51,0 °C. Dadurch ergibt sich ein einstellbarer Temperaturbereich von 0 °C bis -51 °C. Dieses Verfahren lässt sich in isolierenden Dewar-Gefäßen durchführen und kann bei begrenztem Volumen und größeren benötigten Salzlösungen auch in herkömmlichen Kunststoffbehältern für Kühlbäder angewendet werden, wodurch eine stabilere Temperatur gewährleistet wird.
Als Quelle von Calciumionen
Die Zugabe von Calciumchlorid zum Schwimmbadwasser kann den pH-Wert regulieren und die Wasserhärte erhöhen, wodurch die Erosion der Betonwände verringert werden kann. Gemäß dem Prinzip von Le Chatelier und dem isoelektrischen Effekt verlangsamt eine erhöhte Calciumionenkonzentration im Poolwasser die Auflösung von Calciumverbindungen, die für Betonkonstruktionen unerlässlich sind.
Die Zugabe von Calciumchlorid zum Wasser von Meerwasseraquarien erhöht die Menge an bioverfügbarem Calcium im Wasser. Weichtiere und Hohltiere, die in Aquarien gehalten werden, nutzen es zur Bildung von Calciumcarbonatschalen. Obwohl Calciumhydroxid oder ein Calciumreaktor denselben Zweck erfüllen können, ist die Zugabe von Calciumchlorid die schnellste Methode und hat den geringsten Einfluss auf den pH-Wert des Wassers.
Calciumchlorid für andere Zwecke
Aufgrund seiner Löslichkeit und der exothermen Reaktion wird Calciumchlorid in selbsterhitzenden Dosen und Heizkissen verwendet.
Calciumchlorid kann die Anfangserhärtung von Beton beschleunigen, jedoch können Chloridionen die Stahlbewehrung korrodieren lassen, weshalb Calciumchlorid in Stahlbeton nicht verwendet werden darf. Wasserfreies Calciumchlorid kann Beton aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften eine gewisse Feuchtigkeit zuführen.
In der Erdölindustrie wird Calciumchlorid zur Erhöhung der Dichte von feststofffreier Sole eingesetzt und kann auch der wässrigen Phase emulgierter Bohrflüssigkeiten zugesetzt werden, um die Tonausdehnung zu hemmen. Es dient als Flussmittel zur Senkung des Schmelzpunktes bei der elektrolytischen Natriumchloridgewinnung nach dem Davy-Verfahren. Bei der Keramikherstellung wird Calciumchlorid als Materialkomponente verwendet, um Tonpartikel in der Lösung zu suspendieren und so deren Verarbeitung beim Verpressen zu erleichtern.
Calciumchlorid wird außerdem als Zusatzstoff in Kunststoffen und Feuerlöschern, als Filterhilfsmittel in der Abwasserbehandlung, als Zusatzstoff in Hochöfen zur Kontrolle der Aggregation und Haftung von Rohstoffen zur Vermeidung von Ablagerungen in der Charge sowie als Verdünnungsmittel in Weichspülern verwendet.