Kalsiyum nitrat

Kalsiyum nitrat, (Norveç güherçilesi) olarak da adlandırılır. Ca(NO3)2 formülüne sahip bir inorganik bileşiktir. Bu renksiz tuz havadan nem çeker ve genellikle bir tetrahidrat olarak bulunur. Esas olarak gübrelerde bileşen olarak kullanılırsa da başka uygulamalarda da kullanılır. Nitrokalsit, çiftlik gübresinin ahır veya mağaralarda olduğu gibi kuru bir ortamda beton veya kireç taşı ile temas ettiği yerlerde bir çiçeklenme olarak oluşan hidratlı bir kalsiyum nitrat olan bir mineralin adıdır. Kalsiyum amonyum nitrat dekahidrat ve kalsiyum potasyum nitrat dekahidrat dahil çeşitli ilgili tuzları bilinmektedir.[2]

Kalsiyum nitrat
Kalsiyum nitratın yapısal formülü
Kalsiyum nitrat kristalleri
Tanımlayıcılar
CAS numarası 10124-37-5
PubChem 24963
UN numarası 1454
ChEBI 64205
RTECS numarası EW2985000
SMILES
InChI
ChemSpider 23336
Özellikler
Molekül formülü Ca(NO3)2
Molekül kütlesi 164.088 g/mol (susuz)
236.15 g/mol (tetrahidrat)
Görünüm renksiz katı
higroskopik
Yoğunluk 2.504 g/cm3 (susuz)
1.896 g/cm3 (tetrahidrat)
Erime noktası

561 °C ((susuz)
42.7 °C (tetrahidrat))

Kaynama noktası

bozunur (susuz)
132 °C (tetrahidrat)

Çözünürlük (su içinde) susuz:
1212 g/L (20 °C)
2710 g/L (40 °C)
tetrahidrat:
1050 g/L (0 °C)
1290 g/L (20 °C)
3630 g/L (100 °C)
Çözünürlük () amonyakta çözünür
nitrik asitte çözünmez
Çözünürlük (etanol içinde) 51.4 g/100 g (20 °C)
62.9 g/100 g (40 °C)[1]
Çözünürlük (metanol içinde) 134 g/100 g (10 °C)
144 g/100 g (40 °C)
158 g/100 g (60 °C)[1]
Çözünürlük (aseton içinde) 16.8 g/kg (20 °C)[1]
Asitlik (pKa) 6.0
Tehlikeler
GHS piktogramları GHS03: OksitleyiciGHS05: AşındırıcıGHS07: Zararlı
GHS İşaret sözcüğü Tehlike
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
1
Parlama noktası Yanıcı değildir
LD50 302 mg/kg (sıçan, oral)
Benzeyen bileşikler
Diğer anyonlar
Kalsiyum sülfat
Kalsiyum klorür
Diğer katyonlar
Magnezyum nitrat
Stronsiyum nitrat
Baryum nitrat
Belirtilmiş yerler dışında verilmiş olan veriler, Standart sıcaklık ve basınçtadır. (25 °C, 100 kPa)
Bilgi kutusu kaynakları

Üretimi ve reaktifliğiDüzenle

Norveç güherçilesi, 1905 yılında Notodden, Norveç’te Birkeland–Eyde işlemi ile sentezlendi. Dünyadaki kalsiyum nitratın çoğu artık Porsgrunn’da üretilmektedir.

Kireçtaşının nitrik asit ile işlenmesi ve ardından amonyak ile nötrleştirilmesi ile üretilir:

CaCO3 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Ayrıca, Odda İşlemi’nin bir ara ürünüdür:

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

Sulu bir amonyum nitrat ve kalsiyum hidroksit çözeltisinden de hazırlanabilir::

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

İlgili toprak alkali metal nitratları gibi, kalsiyum nitrat ısıtıldığında ( 500 °C’de başlar) azot dioksit vererek bozunur:[2]

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

UygulamalarıDüzenle

Tarımda kullanımıDüzenle

Gübre olarak (15.5-0-0 + %19 Ca) içerir ve sera ve hidroponik uygulamalarında çok yaygın kullanılır; "çift tuz" olarak, amonyum nitrat ve su içerir: 5Ca(NO3)2.NH4NO3.10H2O. Bu gübreye kalsiyum amonyum nitrat(CAN) denir. Amonyak içermeyen formülasyonlar da bilinmektedir: Ca(NO3)2•4H2O (11.9-0-0 + 16.9 Ca) ve susuz 17-0-0 + 23.6 Ca. Sıvı bir formülasyon da (9-0-0 + 11 Ca) mevcuttur. An Susuz, havaya karşı kararlı bir türevide Cal-Üre olarak satılan üre kompleksidir. Formülü, Ca(NO3)2•4[OC(NH2)2] olarak gösterilebilir.

Kalsiyum nitrat ayrıca bazı fizyolojik bitki hastalıklarını kontrol etmek için kullanılır. Örneğin, seyreltik kalsiyum nitrat (ve kalsiyum klorür) çözeltileri, elma ağaçlarındaki kalsiyum eksikliği ve elma meyvelerindeki acı benek hastalığı için püskürtme şeklinde uygulanır.[3]

Atık su arıtmaDüzenle

Kalsiyum nitrat, koku emisyonunu önlemek için atık su ön şartlandırmada kullanılır. Atık su ön şartlandırması, atık su sisteminde oksijensiz bir biyoloji oluşturulmasına dayanmaktadır. Nitrat varlığında, sülfatların metabolizması durur, böylece hidrojen sülfür oluşumu önlenir.[4] Ek olarak kolay bozunabilir organik madde tüketilir, aksi takdirde aşağı yönde anaerobik koşullara ve koku emisyonlarının kendisine neden olabilir. Uygulanan konsept, ayrıca artık çamur arıtımı için de geçerlidir.[5]

BetonDüzenle

Priz hızlandırıcı beton katkılarında kalsiyum nitrat kullanılır. Beton ve harç ile yapılan bu kullanım iki etkiye dayanmaktadır. Kalsiyum iyonu kalsiyum hidroksit oluşumunu hızlandırır ve böylece çökelme ve priz süresini hızlandırır. Bu etki, soğuk hava betonlama maddelerinin yanı sıra bazı kombine plastikleştiricilerde de kullanılır.[6] Nitrat iyonu, betonarmedeki çelik takviyenin korozyonunu azaltan, koruyucu bir tabaka ve korozyon önleyici olarak demir hidroksit oluşumuna yol açar.[7]

Lateks pıhtılaştırıcıDüzenle

Kalsiyum nitrat, özellikle daldırma işlemlerinde lateks üretiminde çok yaygın bir pıhtılaştırıcıdır. Çözünmüş kalsiyum nitrat daldırma banyosu çözeltisinin bir parçasıdır. Sıcak oluşturucu pıhtılaşma sıvısına daldırılır ve daldırıcı sıvının ince bir film tabakası, öncekinin üzerinde kalır. Oluşturucu latekse daldırıldığında, kalsiyum nitrat lateks çözeltisinin stabilitesini bozar ve lateks öncekinin üzerinde pıhtılaşır.[8][9]

Soğuk paketlerDüzenle

Kalsiyum nitrat tetrahidratın çözünmesi oldukça endotermiktir (soğutma). Bu nedenle, kalsiyum nitrat tetrahidrat bazen yenilenebilir soğuk paketler için kullanılır.[2]

Isı transferi ve depolanması için erimiş tuzlarDüzenle

Kalsiyum nitrat ergimiş tuz karışımlarının bir parçası olarak kullanılabilir. Tipik olarak bu karışımlar, ikili kalsiyum nitrat ve potasyum nitrat karışımları veya ayrıca sodyum nitrat dahil üçlü karışımlardır.[10][11][12] Bu ergimiş tuzlar, ısı transferi için konsantre güneş enerjisi santrallerindeki ısı transfer yağı yerine kullanılabilirse de çoğunlukla ısı depolamada kullanılır.

KaynakçaDüzenle

  1. ^ a b c Anatolievich, Kiper Ruslan. "Properties of substance: calcium nitrate". 24 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Eylül 2015. 
  2. ^ a b c 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
  3. ^ "Bitter Pit and Cork Spot". University of Wisconsin-Extension Cooperative Extension. UW-Madison, Dept of Horticulture. 18 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2020. 
  4. ^ Bentzen, G; Smith, A; Bennett, D; Webster, N; Reinholt, F; Sletholt, E; Hobson, J (1995). "Controlled dosing of nitrate for prevention of H2S in a sewer network and the effects on the subsequent treatment process". Water Science and Technology. 31 (7): 293. doi:10.1016/0273-1223(95)00346-O. 
  5. ^ Einarsen, A.M.; ÆeesØy, A.; Rasmussen, A. I.; Bungum, S.; Sveberg, M. (2000). "Biological prevention and removal of hydrogen sulphide in sludge at Lillehammer Wastewater Treatment Plant". Water Sci. Technol. 41 (6): 175-187. doi:10.2166/wst.2000.0107. 
  6. ^ Justines, H. (2010) "Calcium Nitrate as a Multifunctional Concrete Admixture" Concrete Magazine, Vol 44, No. 1, p.34. ISSN 0010-5317
  7. ^ Al-Amoudi, Omar S.Baghabra; Maslehuddin, Mohammed; Lashari, A.N; Almusallam, Abdullah A (2003). "Effectiveness of corrosion inhibitors in contaminated concrete". Cement and Concrete Composites. 25 (4–5): 439. doi:10.1016/S0958-9465(02)00084-7. 
  8. ^ N. C. Dafader, Y. N. Jolly, M. E. Haque, F. Akhtar & M. U. Ahmad: The Role of Coagulants on the Preparation of Dipped film from Radiation Vulcanized Natural Rubber Latex. Polymer-Plastics Technology and Engineering. Volume 38, Issue 2, 1999, pages 267-274. Online: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03602559909351576
  9. ^ "Rubbercare - Choice Latex and Nitrile Gloves from a Trusted Manufacturer". 1 Mayıs 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2020. 
  10. ^ "Potassium calcium nitrate promising for CSP heat storage – Solar Novus Today". 18 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2020. 
  11. ^ European Patent Application EP0049761: Use of a ternary mixture of salts as a heat transmitting medium and/or as a heat storage medium. http://www.freepatentsonline.com/EP0049761A1.html
  12. ^ WIPO Patent Application WO/2014/044652: Use of a calcium potassium nitrate salt for the manufacture of a heat transfer fluid. http://www.freepatentsonline.com/WO2014044652A1.html