Кальция хлорид: свойства и применение¶

Кальция хлорид — неорганическое соединение с химической формулой CaCl₂, кальциевая соль соляной кислоты. Представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде и выделяющие значительное количество теплоты при растворении. Относится к классу галогенидов щёлочноземельных металлов. В промышленности и медицине вещество известно также как хлористый кальций. Соединение существует в безводной форме и в виде кристаллогидратов, наиболее устойчивым из которых является гексагидрат CaCl₂·6H₂O.

¶Физические и химические свойства

Безводный кальция хлорид — это бесцветное кристаллическое вещество плотностью около 2,15 г/см³ с температурой плавления 772 °C и температурой кипения свыше 1600 °C. Технический продукт часто имеет сероватый или желтоватый оттенок из-за примесей. Соль гигроскопична: на воздухе безводный хлорид кальция быстро поглощает влагу и расплывается, превращаясь в насыщенный раствор. Именно это свойство лежит в основе его применения в качестве осушителя.

Растворимость в воде очень высока и сопровождается сильным экзотермическим эффектом: при растворении безводной соли температура раствора заметно повышается. Кристаллогидраты при нагревании ступенчато теряют воду. Водные растворы имеют нейтральную или слабощелочную реакцию. Химически вещество устойчиво, не разлагается при обычных условиях, вступает в обменные реакции с солями, кислотами и основаниями, образуя малорастворимые соединения кальция, например карбонат или сульфат.

¶Получение

Основным промышленным способом получения является переработка природного сырья и побочных продуктов химических производств. Ключевые источники:

• Природные рассолы и минерал тахигидрит (CaCl₂·2MgCl₂·12H₂O).
• Побочный продукт производства соды по аммиачному способу (метод Сольве), где образуется в больших количествах в виде растворов.
• Нейтрализация соляной кислоты гидроксидом или карбонатом кальция.
• Побочные продукты калийных производств.

Безводный продукт получают высушиванием и прокаливанием кристаллогидратов либо дегидратацией в токе хлористого водорода. Технические сорта выпускают в виде чешуек, гранул или порошка.

¶Применение

Кальция хлорид — многотоннажный продукт, находящий применение в разных отраслях.

¶Строительство и дорожное хозяйство

Вещество используется как ускоритель схватывания и твердения бетона, особенно при отрицательных температурах, а также как противоморозная добавка в строительных растворах. В дорожном хозяйстве применяется для борьбы с наледью и пылеподавления на грунтовых дорогах: растворы соли понижают температуру замерзания воды и удерживают влагу на поверхности.

¶Химическая промышленность и осушка

Благодаря высокой гигроскопичности хлорид кальция служит осушителем газов, жидкостей и воздуха в лабораторной практике и в промышленных установках. Его применяют в эксикаторах, осушительных колонках и при подготовке органических растворителей. Также он используется как источник кальция в химическом синтезе и при получении других соединений кальция.

¶Пищевая промышленность

В качестве пищевой добавки E509 вещество применяется как отвердитель, стабилизатор и влагоудерживающий агент. Оно входит в состав некоторых сыров, консервированных овощей, напитков и жевательной резинки, а также используется в пивоварении для корректировки минерального состава воды.

¶Медицина

В медицине раствор кальция хлорида применяется как источник ионов кальция при состояниях, связанных с его дефицитом: гипокальциемии, спазмофилии, аллергических реакциях, отравлениях солями магния и щавелевой кислотой. Препарат вводят внутривенно и внутримышечно (внутривенное введение предпочтительно из-за раздражающего действия на ткани). Раствор также используется как антидот при передозировке антагонистов кальция и при гиперкалиемии, поскольку кальций снижает токсическое действие избытка калия на сердце.

¶Меры предосторожности

Вещество относится к умеренно опасным соединениям. Безводная соль и концентрированные растворы при контакте с кожей и слизистыми оболочками вызывают раздражение, а при попадании внутрь в больших количествах — нарушения работы желудочно-кишечного тракта. Растворение безводного продукта сопровождается разогревом, поэтому при работе с ним в больших объёмах необходимо учитывать тепловыделение. Хранение требует герметичной тары, поскольку вещество активно поглощает влагу из воздуха. При внутривенном введении препарата в медицине следят за возможными реакциями: ощущением жара, брадикардией, падением артериального давления при слишком быстром введении.

¶Значение и распространённость

Кальция хлорид — одно из наиболее доступных и дешёвых соединений кальция, что обеспечивает его широкое применение. Мировое производство измеряется миллионами тонн в год, значительная часть приходится на побочные продукты содового производства. Помимо перечисленных сфер, вещество используется в холодильной технике как компонент рассолов, в текстильной промышленности, при обработке сточных вод и в производстве красок. Его роль как реагента для зимнего содержания дорог делает спрос сезонным, а доступность сырья — стабильной.