Propriedades físicas e usos do cloreto de cálcio
O cloreto de cálcio é um sal formado por íons cloreto e íons cálcio. O cloreto de cálcio anidro possui alta capacidade de absorção de umidade, sendo utilizado como dessecante para diversas substâncias, além de ser usado como agente dessecante em estradas, melhorador de solo, refrigerante, agente de purificação de água e agente emulsificante. É um reagente químico amplamente utilizado, matéria-prima farmacêutica, aditivo alimentar, aditivo para ração animal e matéria-prima para a fabricação de cálcio metálico.
Propriedades físicas do cloreto de cálcio
O cloreto de cálcio é um cristal cúbico incolor, branco ou quase branco, granular, em blocos alveolares, esferoides, granular irregular ou em pó. Possui ponto de fusão de 782 °C, densidade de 1,086 g/mL a 20 °C, ponto de ebulição de 1600 °C e solubilidade em água de 740 g/L. É ligeiramente tóxico, inodoro e tem um sabor levemente amargo. É extremamente higroscópico e se desfaz facilmente em contato com o ar.
Facilmente solúvel em água, liberando uma grande quantidade de calor (entalpia de dissolução do cloreto de cálcio de -176,2 cal/g), sua solução aquosa é ligeiramente ácida. Solúvel em álcool, acetona e ácido acético. Reagindo com amônia ou etanol, formam-se os complexos CaCl₂·8NH₃ e CaCl₂·4C₂H₅OH, respectivamente. Em baixas temperaturas, a solução cristaliza e precipita como um hexahidrato, que se dissolve gradualmente em sua própria água de cristalização quando aquecido a 30 °C, e perde água gradualmente quando aquecido a 200 °C, tornando-se um di-hidrato quando aquecido a 260 °C, que se transforma em cloreto de cálcio anidro poroso branco.
Cloreto de cálcio anidro
1. Propriedades físicas e químicas: cristal cúbico incolor, bloco poroso branco ou quase branco ou sólido granular. Densidade relativa de 2,15, ponto de fusão de 782 °C, ponto de ebulição acima de 1600 °C, alta higroscopicidade, fácil de destilar, fácil de dissolver em água, liberando bastante calor, inodoro, sabor levemente amargo, solução aquosa ligeiramente ácida, solúvel em álcool, vinagre acrílico e ácido acético.
2. Usos do produto: É um agente precipitante para a produção de pigmentos de laca coloridos. Utilizado como dessecante na produção de nitrogênio, acetileno, cloreto de hidrogênio, oxigênio e outros gases. Álcoois, éteres, ésteres e resinas acrílicas são usados como agentes desidratantes, e suas soluções aquosas são importantes refrigerantes para refrigeradores e sistemas de refrigeração. Pode acelerar o endurecimento do concreto, aumentar a resistência ao frio da argamassa de cimento e é um excelente agente anticongelante. Utilizado como agente protetor na metalurgia do alumínio e magnésio, e como agente de refino.
Cloreto de cálcio em flocos
1. Propriedades físicas e químicas: cristal incolor; este produto é um cristal branco ou quase branco. Sabor amargo, altamente delicuescente.
Sua densidade relativa é de 0,835, é facilmente solúvel em água, sua solução aquosa é neutra ou ligeiramente alcalina, é corrosivo, solúvel em álcool e insolúvel em éter, e desidrata-se em matéria anidra quando aquecido a 260 °C. Outras propriedades químicas são semelhantes às do cloreto de cálcio anidro.
2. Função e uso: o cloreto de cálcio em flocos é usado como refrigerante; agente anticongelante; para derreter gelo ou neve; retardante de chamas para acabamento e tratamento de tecidos de algodão; preservativo de madeira; na produção de borracha, como agente de colagem; amido misto é usado como agente adesivo.
Solução aquosa de cloreto de cálcio
A solução de cloreto de cálcio possui características como condutividade, ponto de congelamento inferior ao da água, dissipação de calor em contato com a água e melhor função de adsorção. Seu baixo ponto de congelamento permite seu uso em diversos locais industriais e públicos.
O papel da solução de cloreto de cálcio:
1. Alcalino: A hidrólise do íon cálcio é alcalina, e o cloreto de hidrogênio é volátil após a hidrólise do íon cloreto.
2. Condução: existem íons na solução que podem se mover livremente.
3. Ponto de congelamento: o ponto de congelamento da solução de cloreto de cálcio é menor que o da água.
4. Ponto de ebulição: o ponto de ebulição da solução aquosa de cloreto de cálcio é maior que o da água.
5. Cristalização por evaporação: a cristalização por evaporação de uma solução aquosa de cloreto de cálcio ocorre em uma atmosfera saturada com cloreto de hidrogênio.
Dessecante
O cloreto de cálcio pode ser usado como dessecante ou agente desidratante para gases e líquidos orgânicos. No entanto, não pode ser usado para secar etanol e amônia, pois o etanol e a amônia reagem com o cloreto de cálcio formando o complexo alcoólico CaCl₂·4C₂H₅OH e o complexo amoniacal CaCl₂·8NH₃, respectivamente. O cloreto de cálcio anidro também pode ser usado em produtos domésticos como agente higroscópico do ar. Como agente absorvente de água, o cloreto de cálcio anidro foi aprovado pelo FDA para uso em curativos de primeiros socorros, com a função de manter a ferida seca.
Por ser neutro, o cloreto de cálcio pode secar gases ácidos ou alcalinos e líquidos orgânicos, além de ser utilizado em laboratório para produzir pequenas quantidades de gases como nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, cloreto de hidrogênio, dióxido de enxofre, dióxido de carbono, dióxido de nitrogênio, etc., através da secagem desses gases. O cloreto de cálcio anidro granulado é frequentemente usado como dessecante para preencher tubulações de secagem, e algas gigantes (ou cinzas de algas marinhas) secas com cloreto de cálcio podem ser utilizadas na produção de carbonato de sódio. Alguns desumidificadores domésticos utilizam cloreto de cálcio para absorver a umidade do ar.
O cloreto de cálcio anidro é espalhado sobre a superfície arenosa da estrada, e a propriedade higroscópica do cloreto de cálcio anidro é utilizada para condensar a umidade do ar quando a umidade relativa do ar está abaixo do ponto de orvalho, mantendo a superfície da estrada úmida e, assim, controlando a poeira na estrada.
Agente de degelo e banho de resfriamento
O cloreto de cálcio pode diminuir o ponto de congelamento da água e, quando aplicado em estradas, pode prevenir o congelamento e derreter a neve. No entanto, a água salgada resultante do derretimento da neve e do gelo pode danificar o solo e a vegetação ao longo da estrada, além de deteriorar o concreto do pavimento. Uma solução de cloreto de cálcio também pode ser misturada com gelo seco para preparar um banho criogênico. O gelo seco em bastão é adicionado à solução salina em lotes até que o gelo se forme no sistema. A temperatura estável do banho criogênico pode ser mantida variando-se o tipo e a concentração da solução salina. O cloreto de cálcio é geralmente usado como matéria-prima para sais, e a temperatura estável necessária é obtida ajustando-se a concentração. Isso se deve não apenas ao fato de o cloreto de cálcio ser barato e fácil de obter, mas também porque a temperatura eutética da solução de cloreto de cálcio (ou seja, a temperatura na qual toda a solução se condensa formando partículas de sal em forma de gelo) é bastante baixa, podendo atingir -51,0 °C. Assim, a faixa de temperatura ajustável é de 0 °C a -51 °C. Esse método pode ser implementado em garrafas Dewar com efeito isolante e também pode ser utilizado em recipientes plásticos comuns para banhos de resfriamento quando o volume das garrafas Dewar for limitado e for necessário preparar uma quantidade maior de soluções salinas, caso em que a temperatura também será mais estável.
Como fonte de íons de cálcio
A adição de cloreto de cálcio à água da piscina pode torná-la um tampão de pH e aumentar sua dureza, o que pode reduzir a erosão das paredes de concreto. De acordo com o princípio de Le Chatelier e o efeito isoiónico, o aumento da concentração de íons de cálcio na água da piscina retarda a dissolução de compostos de cálcio essenciais para estruturas de concreto.
A adição de cloreto de cálcio à água de aquários marinhos aumenta a quantidade de cálcio biodisponível na água, e moluscos e animais celestiais criados em aquários o utilizam para formar conchas de carbonato de cálcio. Embora o hidróxido de cálcio ou um reator de cálcio possam atingir o mesmo objetivo, a adição de cloreto de cálcio é o método mais rápido e com menor impacto no pH da água.
Cloreto de cálcio para outros usos
A natureza dissolvente e exotérmica do cloreto de cálcio faz com que ele seja usado em latas autoaquecidas e almofadas de aquecimento.
O cloreto de cálcio pode ajudar a acelerar a pega inicial do concreto, mas os íons cloreto podem causar corrosão nas barras de aço, portanto, o cloreto de cálcio não pode ser usado em concreto armado. O cloreto de cálcio anidro pode fornecer um certo grau de umidade ao concreto devido às suas propriedades higroscópicas.
Na indústria petrolífera, o cloreto de cálcio é utilizado para aumentar a densidade da salmoura isenta de sólidos e também pode ser adicionado à fase aquosa de fluidos de perfuração emulsionados para inibir a expansão da argila. É utilizado como fundente para reduzir o ponto de fusão no processo de produção de sódio metálico por fusão eletrolítica do cloreto de sódio pelo processo Davy. Na fabricação de cerâmica, o cloreto de cálcio é utilizado como um dos componentes do material, permitindo que as partículas de argila fiquem em suspensão na solução, facilitando seu manuseio durante o rejuntamento.
O cloreto de cálcio também é um aditivo em plásticos e extintores de incêndio, um auxiliar de filtração no tratamento de águas residuais, um aditivo em altos-fornos para controlar a agregação e adesão de matérias-primas, evitando a sedimentação da carga, e um diluente em amaciantes de roupa.