סידן חנקתי (CA (NO3) 2): מבנה, תכונות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

חנק סידן הוא מלח אורגני שליישונים שיש נוסחא הכימית Ca (NO ₃ ) ₂ . מהנוסחה שלה ידוע כי המוצק שלו מורכב מ- Ca ²⁺ ו- NO ₃ ^- יוני ביחס 1: 2. לכן מדובר בתרכובת בעלת אופי יוני גרידא.

אחת מתכונותיה היא אופיו המחמצן, בגלל אניון החנקה. זה לא דליק, כלומר הוא לא נשרף בטמפרטורות גבוהות. בהיותו לא דליק, הוא מייצג מוצק בטוח לטפל בו ללא טיפול רב; עם זאת, זה יכול להאיץ את הצתה של חומרים דליקים.

חנקן סידן מוצק. מקור: Ondřej Mangl, מ- Wikimedia Commons

מראהו מורכב ממוצק גרגירי, בעל צבע לבן או אפור בהיר (תמונה עליונה). זה יכול להיות מים או טטרהידראט, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O. זה מסיס מאוד במים, מתנול ואצטון.

סידן חנקתי שימש באופן נרחב כדישון, שכן הוא נע בקלות באדמה לחה, ונספג במהירות על ידי שורשי צמחים. הוא מספק שני אלמנטים חשובים לתזונת הצומח והצמיחה: חנקן וסידן.

חנקן הוא אחד משלושת היסודות החיוניים להתפתחות צמחים (N, P ו- K), הוא חיוני בסינתזה של חלבונים. בינתיים, סידן נחוץ לשמירה על מבנה דופן התא של הצמחים. מסיבה זו Ca (NO ₃ ) ₂ משמש הרבה בגנים.

מצד שני, למלח זה פעולות רעילות, במיוחד במגע ישיר עם העור והעיניים, כמו גם על ידי שאיפת האבק שלו. בנוסף ניתן לפרק אותו על ידי חימום.

מבנה סידן חנקתי

יונים של סידן חנקתי. מקור: Я.HarDNox ב ru.wikipedia, מתוך ויקימדיה

התמונה העליונה מציגה את מבנה Ca (NO ₃ ) ₂ במודל כדורי וסורגים. עם זאת, כאן יש פגם: מניחים קיומם של קשרים קוולנטיים Ca-O, הסותר את אופיים היוני. מבהיר זאת, באמת שהאינטראקציות הן מהסוג האלקטרוסטטי.

הקטיון Ca ²⁺ מוקף על ידי שני אניונים NO ₃ ^- לפי הפרופורציות שלהם בגביש. לכן חנקן שולט בצורה של חנקה במבנה הגבישי.

היונים מקובצים בצורה כזו שהם יוצרים תצורה שהביטוי המינימלי שלה הוא תא היחידה; שעבור המלח הלא-מימי הוא מעוקב. במילים אחרות, מקוביות המכילות יחס 1: 2 עבור יונים אלה, הקריסטל כולו משוכפל.

מצד שני, המלח הטטרה-הידררי, Ca (NO ₃ ) ₂ · 4H ₂ O, מכיל ארבע מולקולות מים לכל קבוצה של NO ₃ ^- Ca ²⁺ NO ₃ ^- . זה משנה את מבנה הגביש, מעצב אותו לתא יחידה מונוקלינית.

לפיכך, הגבישים הן למלחי המים והאטרהידראט הן צפויות להיות שונות; הבדלים שניתן לקבוע בתכונותיהם הפיזיות, למשל נקודות התכה.

תכונות פיזיקליות וכימיות

שמות כימיים

-סידן חנקתי

-סידן דיניטרט

Nitrocalcite

-מלחץ מלח נורמלית ו לימסלטפטרו.

נוסחה מולקולרית

Ca (NO ₃ ) ₂ או CaN ₂ O ₆

משקל מולקולרי

נטול מים 164.088 גרם / מול וטטרהידראט 236.15 גרם / מול. שימו לב להשפעת המים על המשקל המולקולרי ולא ניתן להזניח אותם בעת שקילתם.

מראה חיצוני

לבן או אפור בהיר או גרגירים. גבישים לבנים מעוקבים או גרגירי מעדן; כלומר הם סופגים לחות עד כדי כך שהם מתמוססים כתוצאה מהמסיסות הגבוהה שלהם.

נקודת רתיחה

הצורה נטולת המים מתפרקת בחימום לטמפרטורה המונעת את קביעת נקודת הרתיחה שלה; ואילו לצורת הטטרהידראט של המלח יש נקודת רתיחה של 132 מעלות צלזיוס (270 מעלות צלזיוס, 405K).

נקודת המסה

צורה נטולת מים: 561 מעלות צלזיוס עד 760 מ"מ גה"ג (1042 מעלות צלזיוס, 834 K).

צורת טמפרטורה: 42.7 מעלות צלזיוס (109 מעלות צלזיוס, 316 K).

זה מראה כיצד מולקולות מים מפריעות לאינטראקציות אלקטרוסטטיות בין Ca ²⁺ ל- NO ₃ ^- בתוך גבישים; וכתוצאה מכך המוצק נמס בטמפרטורה נמוכה בהרבה.

מסיסות במים

צורה נטולת מים: 1212 גר '/ ל בחום של 20 מעלות צלזיוס.

צורת טרהידראט: 1290 גר '/ ל בחום של 20 מעלות צלזיוס.

המים בגבישים כמעט ולא מגבירים את מסיסות המלח.

מסיסות בממסים אורגניים

באתנול 51.42 גרם / 100 גרם בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

-מתנול, 134 גרם / 100 גרם בחום של 10 מעלות צלזיוס.

באצטון, 168 גרם / 100 גרם בחום של 20 מעלות צלזיוס.

חומציות (pKa)

6.0

צְפִיפוּת

2.5 גרם / ס"מ ³ בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס.

הִתפָּרְקוּת

כאשר סידן חנקתי מחומם ליבון, הוא מתפרק לתחמוצת סידן, תחמוצת חנקן וחמצן.

פרופיל תגובתי

זהו חומר מחמצן חזק, אך אינו דליק. מאיץ הצתה של חומרים דליקים. חלוקת הסידן חנקתי לחלקיקים עדינים מקלה על התפוצצותו כאשר התרכובת חשופה לשריפה ממושכת.

תערובות עם אסטרני אלקיל הופכים נפיצים על ידי אסתרי אלקיט חנקתי מקוריים. השילוב של סידן חנקתי עם זרחן, פח (II) כלוריד או גורם מקטין אחר, יכול להגיב בפיצוץ.

יישומים

חַקלָאוּת

הוא משמש בגידולים כמקור לחנקן וסידן. סידן חנקתי מסיס מאוד במים ונספג בקלות על ידי שורשי הצמחים. יתר על כן, הוא אינו מחמיץ קרקעות מכיוון שלא ניתן להידרז באופן משמעותי את יוניו.

יש להימנע מערבוב זה עם דשנים המכילים זרחן או סולפט כדי להימנע מהיווצרות מלחים בלתי מסיסים. בשל היגרוסקופיות שלו, יש לאחסן אותו בסביבה יבשה וקרירה.

לשימוש בו יש יתרון על פני השימוש באמוניום חנקתי כדשן. למרות שהתרכובת האחרונה תורמת חנקן לצמחים, היא מפריעה לספיגת הסידן, מה שעלול להוביל למחסור בסידן בצמחים.

הסידן תורם לשמירה על מבנה דופן התא של הצמחים. בנוכחות מחסור בסידן, הרקמות הצומחות של צמחים, כמו קצות שורשים, עלים צעירים וקצות יורה, מראים לרוב צמיחה מעוותת.

ירידה באמוניה

סידן חנקתי מפחית את הצטברותן של חומצות שומן נדיפות ותרכובות פנוליות, פיטוטוקסיות המצטברות עקב פירוק שאריות יבול סויה.

יתר על כן, יש נטייה לסידן חנקתי להפחית את ריכוז האמוניום בקרקע, מה שמגדיל את יכולת חצוצת המימן.

בֵּטוֹן

סידן חנקתי משמש להפחתת זמן הגדרת הבטון. זה מיוצר על ידי יצירת סידן הידרוקסיד, אולי באמצעות תגובה עקירה כפולה.

בנוסף, סידן חנקתי משרה את יצירת תרכובת ההידרוקסיד הברזל, שפעולתו המגנה על בטון מפחיתה את קורוזיה. כלומר, הברזל הקיים יכול להגיב עם המרכיבים הבסיסיים בבטון, כמו סידן הידרוקסיד עצמו.

סידן חנקתי מקטין את זמן ההגדרה, כמו גם את העמידות של הבטון, אליו נוספה אפר וולקני. כדי לחקור את ההשפעה של הוספת סידן ניטרט לבטון, נעשה שימוש בריכוז מוגבר של סידן חנקתי, בין 2% ל -10%.

נצפתה ירידה גדולה יותר בהגדרת זמן ההגדרה, כמו גם עלייה בחוזק הבטון עם עליית ריכוז הסידן חנקתי עד 10%.

טיפול בשפכים או בשפכים

סידן חנקתי משמש להפחתת ריחות רעים מביוב על ידי הפחתת יצירת מימן גופרתי. בנוסף, נצרך החומר האורגני המייצר מצבים אנאירוביים, דבר שמקשה על מינים ביולוגיים רבים.

הכנת קומפרסים קרים

טטרהידראט סידן חנקתי הוא תרכובת אנדותרמית, כלומר יש לו את היכולת לספוג חום מהסביבה הסובבת. זה מייצר קירור של הגופים שבאים במגע עם המכולות המכילות אותו.

הקומפרסים מעלים את הטמפרטורה שלהם, וכדי לחדש אותם מספיק להכניס אותם למקפיא

קרישת לטקס

סידן חנקתי משמש בשלב קרישת לטקס. זה חלק מתמיסת הטבילה, וכאשר הוא בא במגע עם התמיסה המכילה את הלטקס הוא שובר את ייצובו וגורם לו להתקרש.

העברת חום ואחסון

התערובת הבינארית של מלחי חנקה מותכת, כולל סידן עם חנקות אחרות, משמשת במקום שמן תרמי בתחנות כוח סולאריות להעברת חום ואחסון.

טפסי בקשה

חנקתי -Calcium מוחל מעורבת עם האדמה בריכוז של 1.59 ק"ג 30.48 מ ' ² , עם השקיה נאותה. סידן חנקתי מומס במים, ומאפשר ספיגתו על ידי שורשי הצמח. בגידולים הידרופוניים הוא מתמוסס במים הצומחים.

-סידן חנקתי משמש גם בצורה של ריסוס לריסוס העלים והפרחים, מהווה טיפול יעיל במניעת ריקבון פרח העגבנייה, כתם הפקק ובור התפוח המר.

-תוספת לתערובת יוצרת הבטון כמות של סידן חנקתי (מלט, חול, אבנים ומים), נקבעת ההשפעה שיש לתוספת שלה על התכונות הספציפיות של הבטון; כגון קביעת מהירות וחוזק.

-סידן חנקתי מתווסף בריכוז מתאים להפחתת הריחות הרעים של ביוב או מי שפכים, עד לרמה שהריחות נסבלים עבור אנשים.

הפניות

1. בוני ל. גרנט. (2019). דשן סידן חנקתי - מה עושה סידן חנקתי לצמחים. התאושש מ: gardeningknowhow.com
2. פרקהארסון, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG ו- Vyn, TJ (1990). השימוש בסידן חנקתי להפחתת הצטברות פיטוטוקסינים במהלך פירוק גופות. כתב העת הקנדי למדעי הקרקע 70 (4): 723-726.
3. Ogunbode, EB וחסן, IO (2011). השפעת תוספת סידן חנקתי על תכונות סלקטיביות של בטון המכיל אפר וולקני. ליאונרדו אלקטרונית Journal of Practices Technologies 19: 29-38.
4. ויקיפדיה. (2019). סידן חנקתי. התאושש מ: en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong & col. (2018). עיכוב קורוזיה מפלדה על ידי סידן חנקתי בסביבות נוזל השלמה מועשר בהליד. npj חומרים השפלה נפח 2, מספר מאמר: 32.
6. Emaginationz Technologies. (2019). מפרט סידן חנקתי. התאושש מ: direct2farmer.com
7. PubChem. (2019). סידן חנקתי. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov