Přeskočit na obsah

Chlorid vápenatý

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Chlorid vápenatý (chemický vzorec CaCl₂) je anorganická sloučenina, konkrétně sůl tvořená vápníkem a chlorem. Za běžných podmínek se jedná o bílou krystalickou látku, která je velmi dobře rozpustná ve vodě. Jeho nejvýraznějšími vlastnostmi jsou silná hygroskopie (schopnost pohlcovat vzdušnou vlhkost) a exotermická reakce při rozpouštění, během níž se uvolňuje značné množství tepla. Díky těmto vlastnostem nachází široké uplatnění v mnoha odvětvích, od zimní údržby komunikací přes potravinářství až po lékařství.

🧪 Vlastnosti

Chlorid vápenatý je typickou iontovou sloučeninou s vlastnostmi charakteristickými pro soli kovů alkalických zemin.

⚛️ Fyzikální vlastnosti

  • Skupenství: Za standardních podmínek je to pevná, krystalická látka bílé barvy.
  • Rozpustnost: Je vysoce rozpustný ve vodě. Při 20 °C se ve 100 ml vody rozpustí přibližně 74,5 g bezvodého CaCl₂. Rozpouští se také v alkoholech, jako je ethanol a methanol.
  • Hygroskopie: Bezvodý chlorid vápenatý je extrémně hygroskopický, což znamená, že aktivně pohlcuje vodní páru ze vzduchu. Na vzduchu postupně vlhne a nakonec se rozpustí ve vlastní absorbované vodě (jev zvaný deliquescence).
  • Teplota tání a varu: Bezvodá forma má vysokou teplotu tání (772 °C) a varu (1935 °C), což je typické pro iontové sloučeniny.
  • Hydráty: Tvoří několik stabilních hydrátů, nejčastěji dihydrát (CaCl₂·2H₂O) a hexahydrát (CaCl₂·6H₂O). Vlastnosti těchto hydrátů se od bezvodé formy liší.

🔬 Chemické vlastnosti

  • Exotermická disoluce: Rozpouštění chloridu vápenatého ve vodě je silně exotermické, což znamená, že se uvolňuje teplo a roztok se zahřívá. Tento jev je způsoben vysokou hydratační entalpií iontů Ca²⁺ a Cl⁻.
  • Zdroj iontů: Ve vodném roztoku se plně disociuje na vápenaté kationty (Ca²⁺) a chloridové anionty (Cl⁻). Díky tomu může sloužit jako zdroj těchto iontů pro další chemické reakce. Příkladem je srážecí reakce s dusičnanem stříbrným, při které vzniká nerozpustný chlorid stříbrný:
CaCl₂(aq) + 2 AgNO₃(aq) → Ca(NO₃)₂(aq) + 2 AgCl(s)↓
  • Vliv na bod mrazu: Přidání chloridu vápenatého do vody výrazně snižuje její bod tuhnutí. Tento jev, známý jako kryoskopický efekt, je základem jeho použití jako rozmrazovacího prostředku. Eutektická směs (30% CaCl₂ ve vodě) mrzne až při teplotě okolo −50 °C.

🏭 Výroba

Chlorid vápenatý se získává několika způsoby, přičemž nejvýznamnější je jeho produkce jako vedlejšího produktu průmyslových procesů.

🏛️ Solvayův proces

Největší množství chloridu vápenatého na světě vzniká jako vedlejší produkt při Solvayově procesu výroby uhličitanu sodného (sody). V tomto procesu se amoniak regeneruje z chloridu amonného reakcí s hydroxidem vápenatým (hašeným vápnem):

2 NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2 NH₃ + CaCl₂ + 2 H₂O

Vzniklý roztok chloridu vápenatého se dále čistí a zahušťuje.

⛰️ Přímá syntéza

Chlorid vápenatý lze také připravit přímou reakcí kyseliny chlorovodíkové s materiály obsahujícími vápník, jako je uhličitan vápenatý (vápenec, mramor) nebo hydroxid vápenatý.

CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

Tato metoda se používá pro výrobu menších množství nebo vysoce čistého produktu.

⚙️ Využití

Díky svým unikátním vlastnostem má chlorid vápenatý velmi široké spektrum použití.

❄️ Zimní údržba komunikací

Jedno z nejznámějších využití je jako posypová sůl pro odstraňování sněhu a ledu ze silnic, chodníků a letištních ploch. Oproti běžnějšímu chloridu sodnému (kuchyňské soli) má několik výhod:

  • Je účinnější při mnohem nižších teplotách (až do -20 °C v praxi).
  • Působí rychleji díky exotermické reakci, která napomáhá tání.

Jeho použití má však i nevýhody, zejména vyšší cenu a větší korozivní účinky na ocel a beton.

💨 Potlačování prašnosti

Díky své hygroskopické povaze se roztok chloridu vápenatého aplikuje na nezpevněné cesty (např. polní nebo štěrkové). Látka absorbuje vlhkost ze vzduchu, čímž udržuje povrch cesty mírně vlhký a zabraňuje zvedání prachu projíždějícími vozidly.

🍲 Potravinářství (E509)

V Evropské unii je schválen jako přídatná látka s označením E509. Používá se jako:

  • Zpevňující látka: V konzervované zelenině (např. okurky) pomáhá udržet křupavost. Při výrobě tofu slouží jako koagulant.
  • Sekvestrant a stabilizátor: Ve výrobě sýrů obnovuje rovnováhu vápníku v mléce po pasterizaci, což zlepšuje proces srážení.
  • Elektrolyt: Někdy se přidává do sportovních nápojů a balené vody pro doplnění minerálů.
  • Regulátor kyselosti: V pivovarnictví se používá k úpravě chemického složení vody pro dosažení optimálních vlastností piva.

🏗️ Stavebnictví

Přidává se do betonových směsí jako urychlovač tuhnutí, zejména při práci za nízkých teplot. Umožňuje rychlejší dosažení pevnosti a zkracuje dobu potřebnou pro ochranu betonu před mrazem. Jeho použití je však omezeno v železobetonu, protože chloridové ionty mohou způsobovat korozi ocelové výztuže.

💧 Vysoušení a úprava vody

Bezvodý chlorid vápenatý je běžně používané vysoušedlo (desikant) v laboratořích i v průmyslu pro odstraňování vlhkosti z plynů a kapalin. V domácnostech se používá v pohlcovačích vlhkosti. V bazénech se používá ke zvýšení tvrdosti vody, což pomáhá chránit betonové povrchy před erozí.

🩺 Lékařství

V medicíně se intravenózní roztok chloridu vápenatého používá k léčbě:

  • Hypokalcémie: Akutního nedostatku vápníku v krvi.
  • Předávkování hořčíkem: Působí jako antidotum při intoxikaci síranem hořečnatým.
  • Hyperkalémie: Vysoké hladiny draslíku v krvi, kde chrání srdce před arytmiemi.

🛢️ Průmysl a ostatní

  • Těžba ropy a zemního plynu: Používá se jako součást vrtných kapalin pro zvýšení jejich hustoty.
  • Chemický průmysl: Slouží jako zdroj vápníku v chemických syntézách.
  • Samoohřívací obaly: Exotermická reakce s vodou se využívá v některých typech samoohřívacích konzerv a ohřívacích polštářcích.

☣️ Bezpečnost a ekologie

⚠️ Bezpečnostní rizika

Chlorid vápenatý je obecně považován za málo toxický, ale při nesprávné manipulaci může představovat riziko.

  • Podráždění: Bezvodá forma může silně dráždit kůži, oči a dýchací cesty. Při kontaktu s vlhkou pokožkou může způsobit popáleniny kvůli uvolňovanému teplu.
  • Požití: Větší množství může způsobit podráždění trávicího traktu, nevolnost a zvracení.

Při práci s koncentrovaným nebo bezvodým chloridem vápenatým je nutné používat osobní ochranné prostředky, jako jsou rukavice a ochranné brýle.

🌍 Dopady na životní prostředí

Rozsáhlé používání chloridu vápenatého pro zimní údržbu má negativní dopady na životní prostředí. Zvýšená koncentrace solí v půdě podél silnic poškozuje rostliny a stromy. Odtok slané vody do vodních toků a jezer může ohrozit vodní organismy. Chloridové ionty také přispívají ke korozi automobilů, mostů a další infrastruktury.

💡 Pro laiky

  • Velmi "žíznivá" sůl: Představte si chlorid vápenatý jako houbu, která nasává vlhkost ze svého okolí. Proto se používá v malých krabičkách na pohlcování vlhkosti ve skříních nebo v koupelnách.
  • Silniční nemrznoucí směs: V zimě funguje jako mnohem silnější verze kuchyňské soli. Když se rozsype na led, nejenže ho rozpustí, ale také při tom hřeje, což celý proces urychlí. Dokáže udržet silnice bez ledu i ve velmi silných mrazech.
  • Křupavé okurky a pevný sýr: V potravinách (najdete ho pod kódem E509) plní roli "zpevňovače". Pomáhá, aby nakládaná zelenina zůstala křupavá, a sýrařům usnadňuje výrobu sýra tím, že vrací do mléka vápník ztracený při zahřívání.
  • Samoohřívací kouzlo: Když smícháte chlorid vápenatý s vodou, směs se sama od sebe zahřeje. Tento trik se využívá například v některých ohřívacích sáčcích na ruce nebo v samoohřívacích konzervách s jídlem.


Šablona:Aktualizováno