Хлорид кальция — химическое соединение¶

Хлорид кальция (CaCl₂) — неорганическое химическое соединение, соль соляной кислоты и кальция. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде, обладающее высокой гигроскопичностью и способностью образовывать гидраты. Применяется в дорожном строительстве, пищевой промышленности, медицине, строительстве и нефтедобыче.

¶Физические и химические свойства

Хлорид кальция при нормальных условиях — белые кристаллы или гранулы, легко растворимые в воде (при 20 °C растворимость составляет около 74,5 г на 100 г воды). Обладает экзотермическим эффектом при растворении: при смешивании с водой выделяется значительное количество тепла. При этом растворение может приводить к замораживанию воды при отрицательных температурах — концентрированные растворы хлорида кальция не замерзают вплоть до −50 °C и ниже.

Химически CaCl₂ — достаточно инертное соединение. При нагревании до высоких температур в присутствии влаги возможна гидролитическая деструкция с образованием оксида кальция и соляной кислоты. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой вытесняет соляную кислоту.

¶Гидраты

Хлорид кальция образует несколько кристаллогидратов: CaCl₂·6H₂O (гексагидрат), CaCl₂·4H₂O, CaCl₂·2H₂O (дигидрат) и CaCl₂·H₂O (моногидрат). При нагревании гидраты последовательно теряют воду, переходя в безводную форму. Безводный CaCl₂ активно поглощает влагу из воздуха, поэтому применяется как осушитель (десикант).

¶Получение

Промышленный способ получения хлорида кальция основан на нейтрализации соляной кислоты известняком или мелом:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

Также CaCl₂ получают как побочный продукт при производстве соды по методу Сольвэя (при обработке аммиачно-солевой магмы хлоридом аммония) и при электролизе расплавленного хлорида натрия (в качестве добавки к электролиту для снижения температуры плавления).

¶Применение

¶Дорожное строительство

Наибольший объём производства хлорида кальция расходуется на противогололёдные мероприятия. Растворы и гранулы CaCl₂ применяются для посыпки обледенелых дорог и тротуаров. В отличие от хлорида натрия (поваренной соли), хлорид кальция эффективен при отрицательных температурах до −50 °C, меньше повреждает дорожное полотно и не вызывает коррозии металлических конструкций в такой степени, как NaCl.

¶Строительство

В строительстве хлорид кальция используется в качестве добавки-ускорителя твердения бетона (в дозировке 2–3 % от массы цемента). Он ускоряет схватывание цементного раствора, особенно при низких температурах. В России применение CaCl₂ в качестве противоморозной добавки регламентируется соответствующими строительными нормами.

¶Пищевая промышленность

В пищевой промышленности CaCl₂ известен как пищевая добавка Е509. Используется в производстве консервов, сыров (в частности, при производстве твёрдых сыров как коагулянт), минеральной воды, а также для укрепления консистенции овощей и фруктовых продуктов. Допустимая суточная доза не ограничена (ADI не установлен, так как вещество признано безопасным).

¶Медицина

В медицине хлорид кальция применяется внутривенно при гипокальциемии, аллергических реакциях, отравлениях солями магния, передозировке сердечными гликозидами. Также используется в качестве средства, восполняющего дефицит кальция. В ветеринарии — при послеродовой эклампсии у животных.

¶Другие области

• Нефтедобыча — в качестве компонента буровых растворов для контроля плотности и стабилизации глинистых пород.
• Холодильная промышленность — как хладагент в системах с охлаждающими растворами.
• Осушение — безводный CaCl₂ применяется для осушения воздуха в герметичных помещениях, а также для осушения газов в промышленных установках.
• Пищевые добавки для животных — как источник кальция в кормах.

¶Токсикология и безопасность

Хлорид кальция относится к веществам с низкой токсичностью. При попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает раздражение. При проглатывании больших количеств возможны тошнота, рвота, диарея. Работать с безводным CaCl₂ следует в защитных очках и перчатках, так как гигроскопичность вещества усиливает раздражающее действие на кожу.

¶Интересные факты

Растворение хлорида кальция в воде настолько экзотермично, что в полевых условиях его иногда использовали для разогрева замёрзших рук или согревания пищи. Обратная реакция — дегидратация гидрата CaCl₂ — также применяется в лабораторной практике для получения небольших количеств воды.

¶Источники

• ГОСТ 450-77 «Хлорид кальция технический. Технические условия»
• Химическая энциклопедия / Гл. ред. Кнунянц И. Л. — М.: Большая Российская энциклопедия
• Справочник химика / Под ред. Быкова Н. П. — Л.: Химия
• Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия. 9 класс — М.: Просвещение