19.12.2020

Нитрат кальция


Кальция нитрат, кальциевая селитра, азотнокислый кальций — неорганическая соль азотной кислоты. Соединение сильно гигроскопично, поэтому его хранят без доступа влаги. Химическая формула Са(NО3)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 О2 и образованием сначала Ca(NO2)2, а затем СаО и NO2. 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, Ca(NO3)2 + Na2SO4 = CaSO4 + 2NaNO3 Ca(NO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HNO3

Получение

Получают нитрат кальция действием HNO3 на известняк или поглощением нитрозных газов (в основном NO2) 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:

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O.

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

Ca3(PO4)2 + 6HNO3 → 2H3PO4 + 3Ca(NO3)2.

Так же как нитраты других щелочноземельных металлов и LiNO3, кальциевая селитра при нагревании разлагается на выпуске диоксида азота:

2Ca(NO3)2 → 2CaO + 4NO2 + O2, ΔH°обр.=369 кДж/моль

Другие реакции получения нитрата кальция:

  • 4 Ca + 10 HNO 3 ⟶ 4 Ca ( NO 3 ) 2 + N 2 O + 5 H 2 O {displaystyle 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}}}
  • CaO + 2 HNO 3 ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + H 2 O {displaystyle {mbox{CaO}}+2{mbox{HNO}}_{3}longrightarrow {mbox{Ca}}({mbox{NO}}_{3})_{2}+{mbox{H}}_{2}{mbox{O}}}
  • Ca ( OH ) 2 + 2 HNO 3 ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + 2 H 2 O {displaystyle {mbox{Ca}}({mbox{OH}})_{2}+2{mbox{HNO}}_{3}longrightarrow {mbox{Ca}}({mbox{NO}}_{3})_{2}+2{mbox{H}}_{2}{mbox{O}}}
  • CaCl 2 + 2 AgNO 3 ⟶ Ca(NO 3 ) 2 + 2 AgCl {displaystyle {mbox{CaCl}}_{2}+2{mbox{AgNO}}_{3}longrightarrow {mbox{Ca(NO}}_{3})_{2}+2{mbox{AgCl}}}
  • 3 Ca + 8 HNO 3 ⟶ 3 Ca(NO 3 ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O {displaystyle 3{mbox{Ca}}+8{mbox{HNO}}_{3}longrightarrow 3{mbox{Ca(NO}}_{3})_{2}+2{mbox{NO}}+4{mbox{H}}_{2}{mbox{O}}}
  • 2 Ca(OH) 2 + 4 NO 2 ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + Ca ( NO 2 ) 2 + 2 H 2 O {displaystyle 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 Ca ( NO 2 ) 2 + 4 HNO 3 ⟶ 3 Ca ( NO 3 ) 2 + 2 H 2 O + 4 NO {displaystyle 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}}}
  • Ca 5 ( PO 4 ) 3 F + 10 HNO 3 ⟶ 3 H 3 PO 4 + 5 Ca ( NO 3 ) 2 + HF {displaystyle {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}}}
  • CaF 2 + 2 HNO 3 ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + 2 HF {displaystyle {mbox{CaF}}_{2}+2{mbox{HNO}}_{3}longrightarrow {mbox{Ca}}({mbox{NO}}_{3})_{2}+2{mbox{HF}}}
  • 2 Ca 5 ( PO 4 ) 3 F + 14 HNO 3 ⟶ 3 Ca ( H 2 PO 4 ) 2 + 7 Ca ( NO 3 ) 2 + 2 HF {displaystyle 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}}}
  • Ca 5 ( PO 4 ) 3 F + 4 HNO 3 ⟶ 3 CaHPO 4 + 2 Ca ( NO 3 ) 2 + HF {displaystyle {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 NH 4 NO 3 + Ca ( OH ) 2 ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + 2 H 2 O + 2 NH 3 {displaystyle 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}}
  • C a ( P H 2 O 2 ) 2 + 2 H 2 O + 4 A g N O 3 ⟶   4 A g ↓   + 2 H 2 ( P H O 3 ) + C a ( N O 3 ) 2 + 2 H N O 3 {displaystyle {mathsf {Ca(PH_{2}O_{2})_{2}+2H_{2}O+4AgNO_{3}longrightarrow 4Agdownarrow +2H_{2}(PHO_{3})+Ca(NO_{3})_{2}+2HNO_{3}}}}
  • C a S + 4 H N O 3 {displaystyle {mathsf {CaS+4HNO_{3}}}} (конц.) ⟶   C a ( N O 3 ) 2 + S ↓   + 2 N O 2 ↑   + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {longrightarrow Ca(NO_{3})_{2}+Sdownarrow +2NO_{2}uparrow +2H_{2}O}}}
  • C a H P O 4 + 2 H N O 3 {displaystyle {mathsf {CaHPO_{4}+2HNO_{3}}}} (конц.) ⟶   C a ( N O 3 ) 2 + H 3 P O 4 {displaystyle {mathsf {longrightarrow Ca(NO_{3})_{2}+H_{3}PO_{4}}}}
  • C a ( N O 3 ) 2 ⋅   4 H 2 O → 60 − 100 o C   C a ( N O 3 ) 2 + 4 H 2 O {displaystyle {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:

  • N 2 + 2 O 2 ⟶ 2 NO 2 {displaystyle {mbox{N}}_{2}+2{mbox{O}}_{2}longrightarrow 2{mbox{NO}}_{2}} (грозовой разряд)
    • 2 NO 2 + H 2 O ⟶ HNO 2 + HNO 3 {displaystyle 2{mbox{NO}}_{2}+{mbox{H}}_{2}{mbox{O}}longrightarrow {mbox{HNO}}_{2}+{mbox{HNO}}_{3}}
      • 2 HNO 3 + Ca 2 + ⟶ Ca ( NO 3 ) 2 + 2 H + {displaystyle 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.






Яндекс.Метрика