Dusičnan vápenatý

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Dusičnan vápenatý
Dusičnan vápenatý
Obecné
Systematický název Dusičnan vápenatý
Triviální název vápenatý ledek
norský ledek
Anglický název Calcium nitrate
Německý název Calciumnitrat
Sumární vzorec Ca(NO3)2
Vzhled bílé krystalky nebo prášek
Identifikace
UN kód 1454
Číslo RTECS EW2985000
Vlastnosti
Molární hmotnost 164,09 g/mol
236,15 g/mol (tetrahydrát)
Teplota tání 561 °C (rozklad)
42,7 °C (tetrahydrát)
Teplota dehydratace 132 °C (-4 H2O)
Hustota 2,504 g/cm3 (18 °C)
2,36 g/cm3 (25 °C)
1,860 g/cm3 (tetrahydrát)
Index lomu tetrahydrát
nDa=1,460 33
nDb=1,471 80
nDc=1,478 38
Rozpustnost ve vodě 102 g/100 ml (0 °C)
114,6 g/100 ml (10 °C)
128,8 g/100 ml (20 °C)
138,1 g/100 ml (25 °C)
149,4 g/100 ml (30 °C)
189 g/100 ml (40 °C)
359 g/100 ml (60 °C)
363 g/100 ml (100 °C)
376 g/100 ml (150 °C)
413 g/100 ml (200 °C)
tetrahydrát
258,2 g/100 ml (0 °C)
444,3 g/100 ml (20 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
methanol
134 g/100 ml (10 °C)
144 g/100 ml (40 °C)
ethanol
51,4 g/100 ml (20 °C)
62,9 g/100 ml (40 °C)
aceton
16,8 g/100 ml (20 °C)
glycerol
Relativní permitivita εr 6,5
Měrná magnetická susceptibilita -3,61·10-6 cm3g-1
Struktura
Krystalová struktura krychlová
jednoklonná (tetrahydrát)
Hrana krystalové mřížky a= 759,8 pm
tetrahydrát
a : b : c = 1,583 9 : 1 : 0,687 6
β= 98°06´
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° -938,1 kJ/mol
-2 132 kJ/mol (tetrahydrát)
Entalpie tání ΔHt 130 J/g
Entalpie rozpouštění ΔHrozp -104,2 J/g (18 °C)
207,2 J/g (18 °C, tetrahydrát)
Standardní molární entropie S° 913,3 JK-1mol-1
339 JK-1mol-1 (tetrahydrát)
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° -742,6 kJ/mol
-1 700,8 kJ/mol (tetrahydrát)
Izochorické měrné teplo cV 0,910 JK-1g-1
Bezpečnost
Oxidující
Oxidující (O)
,
Dráždivý
Dráždivý (Xi)
R-věty R8, R36
S-věty žádné nejsou
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
3
OX
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Dusičnan vápenatý, zvaný též norský ledek (norsky Norgessalpeter), je anorganická sloučenina se vzorcem Ca(NO3)2. Tato bezbarvá sůl pohlcuje vlhkost ze vzduchu a běžně se vyskytuje jako tetrahydrát. Existuje též v podobě komplexních solí, například dusičnanu amonno-vápenatého (dekahydrát) nebo dusičnanu draselno-vápenatého (též dekahydrát). Používá se hlavně jako hnojivo, má ale i technické aplikace. V přírodě se vyskytuje jako minerál nitrokalcit, který tvoří výkvěty (eflorescence) v místech, kde je hnůj v kontaktu s betonem nebo vápencem v suchém prostředí, například v chlévech nebo v jeskyních.[1]

Výroba a reaktivita[editovat | editovat zdroj]

Dusičnan vápenatý byl prvním syntetickým dusíkatým hnojivem, které bylo vyrobeno. Výroba započala v Notoddenu (Norsko) v roce 1905 Birkeland–Eydeho procesem. Většina dusičnanu vápenatého na světě se nyní vyrábí v Porsgrunnu.

Vyrábí se reakcí kyseliny dusičné s uhličitanem vápenatým (vápencem), s následnou neutralizací amoniakem:

CaCO3 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Je též vedlejším produktem nitrofosfátového procesu (Odda procesu) extrakce fosforečnanu vápenatého, což je právě případ výroby v Porsgrunnu:

Ca3(PO4)2 + 6 HNO3 + 12 H2O → 2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2 ·4 H2O

Může být připraven také z vodného roztoku dusičnanu amonného a hydroxidu vápenatého:

2 NH4NO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2 NH4OH

Podobně jako příbuzné dusičnany (např. LiNO3) se dusičnan vápenatý při zahřívání rozkládá za uvolňování oxidu dusičitého:[1]

2 Ca(NO3)2 → 2 CaO + 4 NO2 + O2; ΔH = 369 kJ/mol

Použití[editovat | editovat zdroj]

Hnojivo[editovat | editovat zdroj]

Hnojivo s dusičnanem vápenatým (15,5-0-0 + 19 % Ca) je populární pro použití ve sklenících a v hydroponii. Obsahuje také dusičnan amonný a vodu, a to v podobě „podvojné soli“ 5Ca(NO3)2.NH4NO3.10H2O. Existují také hnojivé přípravky bez obsahu amoniaku: Ca(NO3)2.4H2O (11.9-0-0 + 16.9%Ca) nebo tekuté hnojivo (9-0-0 + 11% Ca). Bezvodý, na vzduchu stabilní, je komplex s močovinou Ca(NO3)2.4[OC(NH2)2].

Technické aplikace[editovat | editovat zdroj]

Dusičnan vápenatý se používá v různých technických aplikacích. Nejdůležitějšími z nich jsou přípravné ošetření odpadních vod (pro prevenci uvolňování zápachu) a urychlovače tvrdnutí betonu.

Ošetření odpadních vod je založeno na vytvoření vhodného biologického prostředí. Za přítomnosti dusičnanů se metabolismus síranů zastavuje. Výsledkem je, že se netvoří páchnoucí a toxický sulfan.[2]. Navíc se spotřebuje snadno odbouratelná organická hmota, která by jinak způsobovala v dalším toku anaerobní podmínky a uvolňování zápachu.[3][4][5] Koncept je aplikovatelný také pro ošetření kalu.[6]

Použití dusičnanu vápenatého do betonu nebo malty využívá dvou účinků. Vápenatý iont vede k rychlejší tvorbě hydroxidu vápenatého a proto tuhnutí a tvrdnutí probíhá rychleji.[7]. To se využívá také v činidlech používaných za chladného počasí a v některých kombinovaných plastifikátorech[8][9][10] Dusičnanový iont navíc vyvolává tvorbu hydroxidu železnatého. Tyto ochranné vrstvy snižují korozi ocelového armování v železobetonu.[11][12][13]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Calcium nitrate na anglické Wikipedii.

  1. a b Wolfgang Laue, Michael Thiemann, Erich Scheibler, Karl Wilhelm Wiegand “Nitrates and Nitrites” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim.DOI:10.1002/14356007.a17_265. Article Online Posting Date: June 15, 2000
  2. BENTZEN G, SMITH AT, BENNETT D, WEBSTER NJ, REINHOLD F, SLETHOLT E and HOBSON J (1995): Controlled dosing of nitrate for prevention of H2S in a sewer network and the effects on the subsequent treatment process. Wat. Sci. Tech. Vol 31, No 7, pp. 293-302, 1995.
  3. ATV-DVWK-M 154 (2003): Geruchsemissionen aus Entwässerungssystemen - Vermeidung oder Verminderung - Ausgabe: Oktober 2003. DWA. ISBN 978-3-924063-82-5.
  4. FRECHEN FB, FRANKE W (2009): Geruchsemissionen aus Entwässerungsnetzen. DWA Kurs Entwässerungskonzepte N/1, 4.-6.3.2009, Kassel. Proceedings, pp. 349-388, ISBN 978-3-941089-55-6.
  5. FREY M (2009): Untersuchungen zur Sulfidbildung und zur Effizienz der Geruchsminimierung durch Zugabe von Additiven in Abwasserkanalisationen, Schriftenreihe des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft der Universitaet Kassel Band 28, Genehmigte Dissertation, ISBN 978-3-89958-453-0, 2009
  6. EINARSEN AM, ÆESØY A, RASMUSSEN AI, BUNGUM S, SVEBERG M (2000): Biological prevention and removal of hydrogen sulphide in sludge at Lillehammer Wastewater Treatment Plant. Wat. Sci. Tech. Vol 41, No 6, pp. 175-187, 2000.
  7. JUSTNES, H. and NYGAARD, E.C. (1993): Technical Nitrate as Set Accelerator for Cement. Nordic Concrete Research, Publication No. 13 (1993), pp. 70-87.
  8. JUSTNES, H. and NYGAARD, E.C. (1995): Technical Calcium Nitrate as Set Accelerator for Cement at Low Temperatures. Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 8, 1995, pp. 1766–1774.
  9. JUSTNES, H. and PETERSEN, B.G. (2000): Counteracting Retardation of Cement Setting by Plasticizers with Calcium Nitrate. Extended Abstracts of Cement and Concrete Science Conference, Institute of Materials, the University of Sheffield, UK; 11-12 September, 2000, pp. 103-106
  10. JUSTNES, H. (2010): Calcium Nitrate as a Multifunctional Concrete Admixture. Concrete Magazine, Vol 44, No1, p.34, The concrete Society, UK, 2010. ISSN: 0010-5317
  11. JUSTNES, H. and NYGAARD, E.C. (1994): The Influence of Technical Calcium Nitrate Additions on the Chloride Binding Capacity of Cement and the Rate of Chloride Induced Corrosion of Steel Embedded in Mortars. Proceedings of the International Conference on Corrosion and Corrosion Protection of Steel in Concrete, Sheffield, UK, July 25-28, 1994, Vol. I, pp. 491-502
  12. Al-MEHTHEL, M.; Al-DULAIJAN, S.; Al-IDI, S.H., SHAMEM, M. and ALI, M.R. (2009): Performance of generic and Proprietary corrosion inhibitors in chloride-contaminated silica fume cement concrete. Construction and Building Materials 23 (2009), pp 1768–1774
  13. Al-AMOUDI, O.S.; MASLEHUDDIN, M.; LASHARI, A.N. and ALMUSSALEM, A.A. (2003): Effectiveness of corrosion inhibitors in contaminated concrete. Cement & Concrete Composites 25(2003), pp. 439-449

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.