O nitrato de cálcio é um sal inorgânico terciária tendo a fórmula química Ca (NO 3 ) 2 . Sabe-se, a partir de sua fórmula, que seu sólido é composto de íons Ca 2+ e NO 3 – na proporção de 1: 2. Portanto, é um composto de natureza puramente iônica.
Uma de suas propriedades é seu caráter oxidante, seguindo o ânion nitrato. Não é combustível, ou seja, não queima a altas temperaturas. Sendo incombustível, representa um sólido seguro para manusear sem grandes cuidados; no entanto, pode acelerar a ignição de materiais combustíveis.
Sua aparência consiste em um sólido granular, de cor branca ou cinza claro (imagem acima). Pode ser anidro ou tetra-hidratado, Ca (NO 3 ) 2 · 4H 2 O. É muito solúvel em água, metanol e acetona.
O nitrato de cálcio tem sido amplamente utilizado como fertilizante, pois viaja facilmente em solo úmido e é rapidamente absorvido pelas raízes das plantas. Ele fornece dois elementos importantes para a nutrição e crescimento das plantas: nitrogênio e cálcio.
O nitrogênio é um dos três elementos essenciais para o desenvolvimento das plantas (N, P e K), é essencial na síntese de proteínas . Enquanto isso, o cálcio é necessário para manter a estrutura da parede celular das plantas. Por esse motivo, o Ca (NO 3 ) 2 é muito usado em jardins.
Por outro lado, esse sal possui ações tóxicas, principalmente pelo contato direto com a pele e os olhos, bem como pela inalação de poeira. Além disso, pode se decompor por aquecimento.
Estrutura de nitrato de cálcio
A estrutura do Ca (NO 3 ) 2 em um modelo de esfera e barra é mostrada na imagem acima . Aqui, no entanto, existe um defeito: é assumida a existência de ligações covalentes de Ca-O, o que contradiz seu caráter iônico. Esclarecendo isso, as interações são realmente do tipo eletrostático.
O cátion Ca 2+ é cercado por dois ânions NO 3 – de acordo com suas proporções no cristal. Portanto, o nitrogênio na forma de nitrato predomina na estrutura cristalina.
Os íons são agrupados de forma a estabelecer uma configuração cuja expressão mínima seja a célula unitária; que, para o sal anidro, é cúbico. Ou seja, a partir de cubos contendo a proporção de 1: 2 para esses íons, o cristal é reproduzido inteiramente.
Por outro lado, o sal tetra-hidratado, Ca (NO 3 ) 2 · 4H 2 O, possui quatro moléculas de água para cada conjunto NO 3 – Ca 2+ NO 3 – . Isso modifica a estrutura cristalina, deformando-a em uma célula unitária monoclínica.
Portanto, espera-se que os cristais de ambos os sais, o anidro e o tetra-hidratado, sejam diferentes; diferenças que podem ser determinadas em suas propriedades físicas, por exemplo, pontos de fusão.
Propriedades físicas e químicas
Nomes químicos
-Nitrato de cálcio
-Diitrato de cálcio
-Nitrocalcite
– Salitre norueguês e limesaltpetro.
Fórmula molecular
Ca (NO 3 ) 2 ou CaN 2 O 6
Peso molecular
164.088 g / mol anidro e tetra-hidrato 236,15 g / mol. Observe o efeito da água no peso molecular e não pode ser desprezado ao fazer sua respectiva pesagem.
Aspecto físico
Grânulos sólidos ou brancos ou cinza claro. Cristais cúbicos brancos ou grânulos deliquescentes; isto é, eles absorvem a umidade a ponto de se dissolverem devido à sua alta solubilidade.
Ponto de ebulição
A forma anidra é decomposta por aquecimento a uma temperatura que impede a determinação do seu ponto de ebulição; enquanto a forma tetra-hidratada do sal tem um ponto de ebulição de 132 ° C (270 ° F, 405 K).
Ponto de fusão
Forma anidra: 561 ° C a 760 mmHg (1042 ° F, 834 K).
Forma -Tetra-hidrato: 42,7 ° C (109 ° F, 316 K).
Isso demonstra como as moléculas de água interferem nas interações eletrostáticas entre Ca 2+ e NO 3 – nos cristais; e consequentemente, o sólido derrete a uma temperatura muito mais baixa.
Solubilidade em água
Forma anidra: 1212 g / L a 20 ° C.
Forma de tetra-hidrato: 1290 g / L a 20 ° C.
A água nos cristais dificilmente aumenta a solubilidade do sal.
Solubilidade em solventes orgânicos
-Em etanol, 51,42 g / 100 g a 20 ° C.
-Em metanol, 134 g / 100 g a 10 ° C.
-Em acetona, 168 g / 100 g a 20 ° C.
Azia (pKa)
6.0
Densidade
2,5 g / cm 3 a 25 ° C (tetra-hidrato).
Decomposição
Quando o nitrato de cálcio é aquecido até a incandescência, ele se decompõe em óxido de cálcio , óxido de nitrogênio e oxigênio.
Perfil reativo
É um agente fortemente oxidante, mas não é combustível. Acelera a ignição de materiais combustíveis. A divisão do nitrato de cálcio em partículas finas facilita sua explosão quando o composto é exposto ao fogo prolongado.
As misturas com ésteres alquílicos tornam-se explosivas quando os ésteres de nitrato de alquila se originam . A combinação de nitrato de cálcio com fósforo, cloreto de estanho (II) ou outro agente redutor pode reagir explosivamente.
Usos
Agricultura
É utilizado nas culturas como fonte de nitrogênio e cálcio. O nitrato de cálcio é muito solúvel em água e facilmente absorvido pelas raízes das plantas. Além disso, não acidifica os solos porque seus íons não podem hidrolisar significativamente.
A mistura com fertilizantes que contenham fósforo ou sulfato deve ser evitada, para evitar a formação de sais insolúveis. Após sua higroscopicidade, ele deve ser armazenado em um ambiente seco e fresco.
Seu uso tem uma vantagem sobre o uso de nitrato de amônio como fertilizante. Enquanto o último composto fornece nitrogênio às plantas, ele interfere na absorção de cálcio, o que poderia causar uma deficiência de cálcio nas plantas.
O cálcio contribui para a manutenção da estrutura da parede celular das plantas. Na presença de uma deficiência de cálcio, os tecidos em formação de plantas, como as pontas das raízes, as folhas jovens e as pontas dos brotos, geralmente mostram um crescimento distorcido.
Diminuição da amônia
O nitrato de cálcio reduz o acúmulo de ácidos graxos voláteis e compostos fenólicos e fitotóxicos que se acumulam pela decomposição dos resíduos das culturas de soja.
Além disso, existe uma tendência do nitrato de cálcio diminuir a concentração de amônio no solo, o que aumenta a capacidade tampão do hidrogênio.
Betão
Nitrato de cálcio é usado para reduzir o tempo de endurecimento do concreto. Isso é produzido pela geração de hidróxido de cálcio , talvez por uma reação de duplo deslocamento.
Além disso, o nitrato de cálcio induz a geração de composto de hidróxido de ferro, cuja ação protetora do concreto reduz sua corrosão. Ou seja, o ferro presente pode reagir com os componentes básicos do concreto, como o próprio hidróxido de cálcio.
O nitrato de cálcio diminui o tempo de endurecimento, bem como a resistência do concreto, ao qual foi adicionada cinza vulcânica. Para estudar o efeito da adição de nitrato de cálcio ao concreto, foram utilizadas concentrações crescentes de nitrato de cálcio, entre 2% e 10%.
Uma diminuição maior no tempo de endurecimento foi observada, bem como um aumento na resistência do concreto à medida que a concentração de nitrato de cálcio aumentou para 10%.
Águas residuais ou tratamento de águas residuais
O nitrato de cálcio é usado para reduzir os maus odores dos esgotos, diminuindo a geração de sulfeto de hidrogênio. Além disso, é gerada matéria orgânica que gera condições anaeróbicas que dificultam a sobrevivência de muitas espécies biológicas.
Preparação de compressas frias
O nitrato de cálcio tetra-hidratado é um composto endotérmico, ou seja, possui a capacidade de absorver o calor do ambiente circundante. Isso produz um resfriamento dos corpos que entram em contato com os recipientes que os contêm.
As compressas aumentam a temperatura e, para regenerá-las, basta colocá-las no congelador
Coagulação do látex
O nitrato de cálcio é usado na fase de coagulação do látex. Faz parte da solução de imersão e, quando entra em contato com a solução que contém o látex, quebra sua estabilização e causa sua coagulação.
Transferência e armazenamento de calor
A mistura binária de sais de nitrato derretido, incluindo cálcio com outros nitratos, é usada em vez de óleo térmico em usinas de energia solar para transferência e armazenamento de calor.
Formas de aplicação
-Nitrato de cálcio misturado com o solo é aplicado a uma concentração de 1,59 kg por 30,48 m 2 , com irrigação adequada. O nitrato de cálcio é solubilizado em água, permitindo sua absorção pelas raízes da planta. Em culturas hidropônicas, dissolve-se na água da cultura.
-O nitrato de cálcio também é utilizado na forma de spray para pulverizar as folhas e as flores, sendo um tratamento eficaz na prevenção do apodrecimento da flor de tomate, da mancha de cortiça e do caroço amargo da maçã.
-Uma quantidade de nitrato de cálcio é adicionada à mistura de formação de concreto (cimento, areia, pedras e água), e o efeito de adicioná-lo às propriedades específicas do concreto é determinado; como definir velocidade e resistência.
-Nitrato de cálcio é adicionado em uma concentração apropriada para reduzir maus odores de esgotos ou águas residuais, a um nível em que os odores são toleráveis para as pessoas.
Referências
- Bonnie L. Grant. (2019). Fertilizante de nitrato de cálcio – O que o nitrato de cálcio faz pelas plantas. Recuperado de: gardeningknowhow.com
- Farquharson, BF, Vroney, RP, Beauchamp, EG e Vyn, TJ (1990). O uso de nitrato de cálcio para reduzir o acúmulo de fitotoxina durante a decomposição de resíduos corporais. Canadian Journal of Soil Science 70 (4): 723-726.
- Ogunbode, EB e Hassan, IO (2011). Efeito da adição de nitrato de cálcio nas propriedades seletivas de concreto contendo cinzas vulcânicas. Leonardo Electronic Journal of Practices Tecnologies 19: 29-38.
- Wikipedia (2019). Nitrato de cálcio Recuperado de: en.wikipedia.org
- Shiqi Dong e col. (2018). Inibição da corrosão do aço pelo nitrato de cálcio em ambientes com fluidos enriquecidos com halogeneto. npj Degradação de materiais, volume 2, número do artigo: 32.
- Emaginationz Technologies. (2019). Especificações de nitrato de cálcio. Recuperado de: direct2farmer.com
- PubChem (2019). Nitrato de cálcio Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov