Хлорид кальция

Характеристики и физические свойства хлорида кальция

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хлорид кальция представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), кристаллы которого плавятся без разложения.

Он расплывается на воздухе из-за энергичного поглощения влаги. Хорошо растворяется в воде (не гидролизуется). Кристаллогидратов не образует.

Рис. 1. Хлорид кальция. Внешний вид.

Таблица 1. Физические свойства хлорида кальция.

Молекулярная формула	CaCl₂
Молярная масса	111
Плотность (20^oС), г/см³	2,15
Температура плавления, ^oС	772
Температура кипения, ^oС	1935
Растворимость в воде (20^oС), г/100 мл	74,5

Получение хлорида кальция

Основной способ получения хлорида кальция – взаимодействие хлорида аммония с гидроксидом кальция (промежуточная стадия при производстве соды):

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = 2NH₃↑ + CaCl₂ + 2H₂O.

Химические свойства хлорида кальция

В водном растворе хлорид кальция диссоциирует на ионы:

CaCl₂↔Ca²⁺ + 2Cl^—.

Хлорид кальция взаимодействует с концентрированными растворами сильных минеральных кислот:

CaCl₂ + H₂SO_{4 (conc)} = CaSO₄↓ + 2HCl↑.

Он способен реагировать с щелочами в водных растворах:

CaCl₂ + 2NaOH_conc = Ca(OH)₂↓ + 2NaCl.

Взаимодействие хлорида кальция с другими солями возможно только если продукт взаимодействия выводится из реакционной среды:

CaCl₂+ Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaCl;

CaCl₂+ 2NH₄F = CaF₂↓ + 2NH₄Cl;

CaCl₂ + K₂SO₄ = CaSO₄↓ + 2KCl (t = 800^oC).

Пропускание водорода через раствор карбонатахлорида кальция приводит к образованию гидрида кальция и соляной кислоты:

CaCl₂ + H₂↔ CaH₂ + 2HCl (t = 600 – 700^oC, kat = Pt6 Fe, Ni).

Применение хлорида кальция

Хлорид кальция нашел применение в лабораторной практике (наполнитель осушающих трубок, сырье для получения кальция), пищевой промышленности (смягчение баранины, консервант), медицине, как компонент противогололедных реагентов и т.д.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите массу хлорида кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором серной кислоты объемом 100 мл (массовая доля H₂SO₄ 98%, плотность 1,8365 г/мл). Определите объем хлороводорода, выделяющийся в результате этой реакции.

Решение

Запишем уравнение реакции:

CaCl₂ + H₂SO_{4 (conc)} = CaSO₄↓ + 2HCl↑.

Найдем массу раствора серной кислоты, а также массу растворенного вещества H₂SO₄ в нем:

m_solution =V_solution × ρ;

m_solution =100 × 1,8365 = 183,65г.

ω = m_solute / m_solution × 100%;

m_solute = ω / 100% × m_solution;

m_solute (H₂SO₄) = ω (H₂SO₄) / 100% × m_solution;

m_solute (H₂SO₄) = 98 / 100% × 183,65 = 180 г.

Рассчитаем количество моль серной кислоты (молярная масса равна 98 г/моль):

n = m / M;

n(H₂SO₄) = m (H₂SO₄) / M (H₂SO₄);

n (H₂SO₄) = 180 / 98 = 1,84 моль.

Согласно уравнению реакции n (H₂SO₄) : n (HCl) = 1: 2. Значит,

n(HCl) = 2 × n(H₂SO₄) = 2 × 1,84 = 3,86 моль.

Тогда, объем выделившегося хлороводорода будет равен:

V = n × V_m;

V (HCl) = n (HCl) × V_m;

V (HCl) = 3,86 × 22,4 = 82,432 л.

Согласно уравнению реакции n(H₂SO₄) : n (CaCl₂) = 1: 1. Значит,количество вещества карбоната хлорида кальция равно:

n (CaCl₂) = n (H₂SO₄) = 1,84моль.

Тогда масса хлорида кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 111 г/моль):

m = n × M;

m (CaCl₂) = n (CaCl₂)× M (CaCl₂);

m (CaCl₂) = 1,84 × 111 = 204,24г.

Ответ

Масса хлорида кальция равна 204,24 г, объем хлороводорода равен 82,432 л.

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите массу кальция, который необходим для получения хлорида кальция массой 7,9 г по реакции взаимодействия с хлором.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция и хлора с образованием хлорида кальция:

Ca + Cl₂ = CaCl₂.

Рассчитаем число моль хлорида кальция (молярная масса – 111 г/моль):

n = m / M;

n (CaCl₂) = m (CaCl₂) / M (CaCl₂);

n (CaCl₂) = 7,9 / 111 = 0,07моль.

Согласно уравнению реакции n(CaCl₂) : n(Ca) = 1:1, значит,

n(Ca) = n(CaCl₂) = 0,07моль.

Масса кальция необходимого для получения хлорида кальция по реакции взаимодействия с хлором равна (молярная масса – 40 г/моль):

m = n × M;

m (Ca) = n (Ca) × M (Ca);

m (Ca) = 0,07 × 40 = 2,8 г.