Interested Article - Нитрат кальция

Кальция нитрат , кальциевая селитра , азотнокислый кальций — неорганическая соль азотной кислоты . Соединение сильно гигроскопично , поэтому его хранят без доступа влаги . Химическая формула Са(NО ₃ ) ₂ .

Свойства

Физические свойства

Вещество представляет собой белый порошок без цвета, вкуса и запаха. Он хорошо растворим в воде.

Молярная масса тетрагидрата нитрата кальция — 236,15 г/моль, безводного — 164,088 г/моль.

Химические свойства

При 500 °C начинает разлагаться с выделением О ₂ и образованием сначала Ca(NO ₂ ) ₂ , а затем СаО и NO ₂ .

${\ce {Ca(NO3)2 -> CaO + NO2 ^ + O2 ^}}$

Кальциевая селитра при нормальных условиях негорючая, пожаро- и взрывобезопасная, устойчивая в интервале температур от −60 °C до +155 °C. Вещество представляет собой соль азотной кислоты и гидроксида кальция. Соответственно, оно имеет все свойства, характерные для солей кислот. Например,

${\ce {Ca(NO3)2 + Na2SO4 -> CaSO4 + 2NaNO3}}$

${\ce {Ca(NO3)2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HNO3}}$

Ионы кальция образуют устойчивые соединения с краун эфирами.

Получение

Получают нитрат кальция действием HNO ₃ на известняк или поглощением нитрозных газов (в основном NO ₂ ) известковым молоком . Применяют его как азотное удобрение и для получения особо чистого СаО .

Для получения гранулированной кальциевой селитры используется способ низкотемпературной нейтрализации азотной кислоты природным известняком или продуктами переработки известняка .

Реакции с получением нитрата кальция

Нитрат кальция производится путём обработки известняка с азотной кислотой , после нейтрализации аммиака :

CaCO ₃ + 2 HNO ₃ → Ca(NO ₃ ) ₂ + CO ₂ + H ₂ O .

Он также является побочным продуктом процесса Оддо при добыче фосфата кальция :

Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ + 6 HNO ₃ → 2 H ₃ PO ₄ + 3Ca(NO ₃ ) ₂ .

Так же как нитраты других щелочноземельных металлов и LiNO ₃ , кальциевая селитра при нагревании разлагается на выпуске диоксида азота :

2Ca(NO ₃ ) ₂ → 2 CaO + 4 NO ₂ + O ₂ , ΔH° _обр. =369 кДж/моль

Другие реакции получения нитрата кальция:

$4{\mbox{Ca}}+10{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 4{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+{\mbox{N}}_{2}{\mbox{O}}+5{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$
${\mbox{CaO}}+2{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$
${\mbox{Ca}}({\mbox{OH}})_{2}+2{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$
${\mbox{CaCl}}_{2}+2{\mbox{AgNO}}_{3}\longrightarrow {\mbox{Ca(NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{AgCl}}$
$3{\mbox{Ca}}+8{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 3{\mbox{Ca(NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{NO}}+4{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$
$2{\mbox{Ca(OH)}}_{2}+4{\mbox{NO}}_{2}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{2})_{2}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$
$3{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{2})_{2}+4{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 3{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}+4{\mbox{NO}}$
${\mbox{Ca}}_{5}({\mbox{PO}}_{4})_{3}{\mbox{F}}+10{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 3{\mbox{H}}_{3}{\mbox{PO}}_{4}+5{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+{\mbox{HF}}$
${\mbox{CaF}}_{2}+2{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{HF}}$
$2{\mbox{Ca}}_{5}({\mbox{PO}}_{4})_{3}{\mbox{F}}+14{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 3{\mbox{Ca}}({\mbox{H}}_{2}{\mbox{PO}}_{4})_{2}+7{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{HF}}$
${\mbox{Ca}}_{5}({\mbox{PO}}_{4})_{3}{\mbox{F}}+4{\mbox{HNO}}_{3}\longrightarrow 3{\mbox{CaHPO}}_{4}+2{\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+{\mbox{HF}}$
$2{\mbox{NH}}_{4}{\mbox{NO}}_{3}+{\mbox{Ca}}({\mbox{OH}})_{2}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}+2{\mbox{NH}}_{3}$
${\mathsf {Ca(PH_{2}O_{2})_{2}+2H_{2}O+4AgNO_{3}\longrightarrow \ 4Ag\downarrow \ +2H_{2}(PHO_{3})+Ca(NO_{3})_{2}+2HNO_{3}}}$
${\mathsf {CaS+4HNO_{3}}}$ _(конц.) ${\mathsf {\longrightarrow \ Ca(NO_{3})_{2}+S\downarrow \ +2NO_{2}\uparrow \ +2H_{2}O}}$
${\mathsf {CaHPO_{4}+2HNO_{3}}}$ _(конц.) ${\mathsf {\longrightarrow \ Ca(NO_{3})_{2}+H_{3}PO_{4}}}$
${\mathsf {Ca(NO_{3})_{2}\cdot \ 4H_{2}O{\xrightarrow {60-100^{o}C}}\ Ca(NO_{3})_{2}+4H_{2}O}}$

В атмосфере образование нитрата кальция возможно по следующей цепочке реакций:

${\mbox{N}}_{2}+2{\mbox{O}}_{2}\longrightarrow 2{\mbox{NO}}_{2}$ ${\mbox{N}}_{2}+2{\mbox{O}}_{2}\longrightarrow 2{\mbox{NO}}_{2}$ (грозовой разряд)
- $2{\mbox{NO}}_{2}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\longrightarrow {\mbox{HNO}}_{2}+{\mbox{HNO}}_{3}$ $2{\mbox{NO}}_{2}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\longrightarrow {\mbox{HNO}}_{2}+{\mbox{HNO}}_{3}$
  - $2{\mbox{HNO}}_{3}+{\mbox{Ca}}^{2+}\longrightarrow {\mbox{Ca}}({\mbox{NO}}_{3})_{2}+2{\mbox{H}}^{+}$

Применение

Гранулированный, безводный нитрат кальция, применяется как добавка в бетон , в качестве удобрения , для приготовления рассола в холодильной технике, в производстве реактивов , стеклопластиков , а также как один из компонентов для производства взрывчатки .

В сельском хозяйстве

Нитрат кальция является физиологическим щелочным удобрением, пригодным для всех почв и прежде всего для закисленных почв. В сельском хозяйстве применяют как азотное удобрение . Выпускают в гранулированном виде; товарный продукт должен содержать не менее 15,5 % азота , кроме того, к нему добавляют в процессе производства 4—7 % нитрата аммония для уменьшения гигроскопичности удобрения; содержание влаги не должно превышать 15 %. Нитрат кальция вносят под все культуры. Наиболее эффективен на кислых почвах , особенно для весенней подкормки озимых .

В пиротехнике

Несмотря на то, что нитрат кальция в смеси с горючими веществами способен давать недорогой источник кирпично-красного пламени, применение его в этом качестве крайне ограничено из-за сильной гигроскопичности.