- संरचना
- जलीय समाधान
- हाइपोथेटिकल ठोस
- स्थिरता: NaHCO
- सीए (HCO)
- भौतिक और रासायनिक गुण
- रासायनिक सूत्र
- आणविक वजन
- भौतिक अवस्था
- जल में घुलनशीलता
- गलनांक और क्वथनांक
- अग्नि बिंदु
- जोखिम
- अनुप्रयोग
- संदर्भ
कैल्शियम बाइकार्बोनेट रासायनिक सूत्र सीए (HCO के साथ एक अकार्बनिक नमक है 3) 2 । यह प्रकृति में कैल्शियम कार्बोनेट से चूना पत्थर और कैलीसाइट जैसे खनिजों में मौजूद है।
कैल्शियम कार्बोनेट की तुलना में कैल्शियम बाइकार्बोनेट पानी में अधिक घुलनशील है। इस विशेषता ने चूना पत्थर की चट्टानों में और गुफाओं की संरचना में करास्ट सिस्टम के निर्माण की अनुमति दी है।
स्रोत: पिक्साबे
भूजल जो दरारों से गुजरता है, वह कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) के अपने विस्थापन में संतृप्त हो जाता है । ये पानी चूना पत्थर की चट्टानों को कैल्शियम कार्बोनेट (सीएसीओ 3) छोड़ते हैं जो निम्नानुसार कैल्शियम बाइकार्बोनेट का निर्माण करेंगे:
CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l) => Ca (HCO 3) 2 (aq)
यह प्रतिक्रिया उन गुफाओं में होती है जहां बहुत कठोर पानी की उत्पत्ति होती है। कैल्शियम बाइकार्बोनेट एक ठोस अवस्था में नहीं है, लेकिन एक जलीय घोल में है, साथ में Ca 2+, बाइकार्बोनेट (HCO 3 -) और कार्बोनेट आयन (CO 3 2-)।
इसके बाद, पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की संतृप्ति को कम करके, रिवर्स प्रतिक्रिया होती है, अर्थात कैल्शियम कार्बोनेट में कैल्शियम बाइकार्बोनेट का परिवर्तन:
Ca (HCO 3) 2 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaCO 3 (s)
कैल्शियम कार्बोनेट पानी में खराब रूप से घुलनशील है, इससे इसकी वर्षा ठोस के रूप में होती है। गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स, स्टैलेग्माइट्स और अन्य स्पेलियोथेम्स के निर्माण में उपरोक्त प्रतिक्रिया बहुत महत्वपूर्ण है।
ये चट्टानी संरचनाएं पानी की बूंदों से बनती हैं जो गुफाओं (ऊपरी छवि) की छत से गिरती हैं। पानी की बूंदों में मौजूद CaCO 3 उल्लिखित संरचनाओं को बनाने के लिए क्रिस्टलीकृत होता है।
तथ्य यह है कि कैल्शियम बाइकार्बोनेट एक ठोस अवस्था में नहीं पाया जाता है, इसके उपयोग को कठिन बना दिया है, कुछ उदाहरण पाए जाते हैं। इसी तरह, इसके विषैले प्रभावों के बारे में जानकारी प्राप्त करना मुश्किल है। ऑस्टियोपोरोसिस को रोकने के लिए उपचार के रूप में इसके उपयोग से होने वाले दुष्प्रभावों की एक रिपोर्ट है।
संरचना
स्रोत: एपोप द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स से
ऊपर की छवि में, दो आयनों HCO 3 - और एक cation Ca 2+ को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से इंटरैक्ट करते हुए दिखाया गया है । छवि के अनुसार, सीए 2+ को बीच में स्थित होना चाहिए, क्योंकि इस तरह एचसीओ 3 - अपने नकारात्मक आरोपों के कारण एक दूसरे को पीछे नहीं हटाएगा।
HCO 3 में ऋणात्मक आवेश - दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच कार्बोनल समूह C = O और बंधन C - O - के बीच प्रतिध्वनि के माध्यम से किया जाता है; जबकि सीओ 3 2– में, यह तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच में विभाजित है, क्योंकि सी - ओएच बांड को विघटित किया जाता है और इसलिए प्रतिध्वनि द्वारा ऋणात्मक आवेश प्राप्त कर सकता है।
इन आयनों की ज्यामिति को हाइड्रोजनीकृत अंत के साथ कार्बोनेट के फ्लैट त्रिकोण से घिरे कैल्शियम के क्षेत्र के रूप में माना जा सकता है। आकार अनुपात के संदर्भ में, कैल्शियम एचसीओ 3 - आयनों की तुलना में काफी छोटा है ।
जलीय समाधान
सीए (एचसीओ 3) 2 क्रिस्टलीय ठोस नहीं बना सकते हैं, और वास्तव में इस नमक के जलीय घोल में शामिल होते हैं। उनमें, आयन अकेले नहीं हैं, जैसा कि छवि में है, लेकिन एच 2 ओ अणुओं से घिरा हुआ है ।
वे कैसे बातचीत करते हैं? प्रत्येक आयन एक जलयोजन क्षेत्र से घिरा हुआ है, जो धातु, ध्रुवीयता और भंग प्रजातियों की संरचना पर निर्भर करेगा।
Ca 2+ जलीय परिसर बनाने के लिए पानी में ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ समन्वय करता है, Ca (OH 2) n 2+, जहां n को आमतौर पर छह माना जाता है; वह है, कैल्शियम के आसपास एक "जलीय ऑक्टाहेड्रॉन"।
जबकि HCO 3 - आयनों या तो हाइड्रोजन बॉन्ड्स (O 2 CO - H-OH 2) के साथ या नकारात्मक चार्ज डेल्कोलाइज़ की दिशा में हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ पानी के साथ बातचीत करते हैं (HOCO 2 - H - OH, द्विध्रुवीय बातचीत- आयन)।
सीए 2+, एचसीओ 3 - और पानी के बीच ये पारस्परिक क्रिया इतनी कुशल है कि वे कैल्शियम बाइकार्बोनेट को उस विलायक में बहुत घुलनशील बनाते हैं; सीएसीओ 3 के विपरीत, जिसमें सीए 2+ और सीओ 3 2 के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बहुत मजबूत हैं, जलीय घोल से उपजी हैं।
पानी के अलावा, सीओ 2 अणु हैं, जो धीरे-धीरे अधिक एचसीओ 3 की आपूर्ति करने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं - (पीएच मान के आधार पर)।
हाइपोथेटिकल ठोस
अब तक, सीए (एचसीओ 3) 2 में आयनों के आकार और शुल्क, न ही पानी की उपस्थिति, समझाएं कि ठोस यौगिक मौजूद क्यों नहीं है; यह कहना है, शुद्ध क्रिस्टल कि एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी की विशेषता हो सकती है। सीए (एचसीओ 3) 2 पानी में मौजूद आयनों से ज्यादा कुछ नहीं है, जिसमें से कर्कश संरचनाओं का बढ़ना जारी है।
यदि सीए 2+ और एचसीओ 3 - को निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया से बचने वाले पानी से अलग किया जा सकता है:
Ca (HCO 3) 2 (aq) → CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l)
तब इन्हें एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस में वर्गीकृत किया जा सकता है जिसमें स्टोइकोमीट्रिक अनुपात 2: 1 (2HCO 3 / 1Ca) होता है। इसकी संरचना के बारे में कोई अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन इसकी तुलना NaHCO 3 (मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के बाद से, Mg (HCO 3) 2) से की जा सकती है, ठोस रूप में मौजूद नहीं है), या CaCO 3 के साथ ।
स्थिरता: NaHCO
NaHCO 3 मोनोक्लिनिक प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है, और ट्रकोल (कैल्साइट) और ऑर्थोरोम्बिक (एरेगोनाइट) सिस्टम में CaCO 3 । यदि Na + को Ca 2+ से बदल दिया गया, तो क्रिस्टल जाली आकार में अधिक अंतर से अस्थिर हो जाएगी; दूसरे शब्दों में, ना +, क्योंकि यह छोटा है, HCO साथ एक अधिक स्थिर क्रिस्टल रूपों 3 - सीए की तुलना में 2 + ।
वास्तव में, सीए (HCO 3) 2 (aq) को वाष्पित होने के लिए पानी की आवश्यकता होती है ताकि उसके आयन एक क्रिस्टल में एक साथ मिल सकें; लेकिन इसके क्रिस्टल जाली कमरे के तापमान पर ऐसा करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है। पानी को गर्म करने से सड़न की प्रतिक्रिया होती है (ऊपर समीकरण)।
समाधान में Na + आयन के साथ, यह HCO 3 के साथ क्रिस्टल का निर्माण करेगा - इसके थर्मल अपघटन से पहले।
इसके बाद सीए (एचसीओ 3) 2 का क्रिस्टलीकरण नहीं होता है (सैद्धांतिक रूप से) आयनिक रेडी या इसके आयनों के आकार में अंतर के कारण होता है, जो अपघटन से पहले एक स्थिर क्रिस्टल नहीं बना सकता है।
सीए (HCO)
यदि, दूसरी ओर, H + को CCO 3 क्रिस्टलीय संरचनाओं में जोड़ा गया, तो उनके भौतिक गुणों में अत्यधिक परिवर्तन होगा। शायद, उनके पिघलने के बिंदु काफी गिर जाते हैं, और यहां तक कि क्रिस्टल के आकारिकी भी संशोधित हो जाती हैं।
क्या यह ठोस Ca (HCO 3) 2 के संश्लेषण की कोशिश करने लायक होगा ? कठिनाइयाँ अपेक्षाओं को पार कर सकती हैं, और कम संरचनात्मक स्थिरता के साथ एक नमक किसी भी आवेदन में महत्वपूर्ण अतिरिक्त लाभ प्रदान नहीं कर सकता है जहां अन्य लवण पहले से ही उपयोग किए जाते हैं।
भौतिक और रासायनिक गुण
रासायनिक सूत्र
सीए (एचसीओ 3) 2
आणविक वजन
162.11 ग्राम / मोल
भौतिक अवस्था
यह ठोस अवस्था में दिखाई नहीं देता है। यह जलीय घोल में पाया जाता है और पानी के वाष्पीकरण द्वारा इसे ठोस में बदलने का प्रयास सफल नहीं हुआ है क्योंकि यह कैल्शियम कार्बोनेट में बदल जाता है।
जल में घुलनशीलता
0 डिग्री सेल्सियस पर 16.1 ग्राम / 100 मिलीलीटर; 20 C पर 16.6 g / 100 ml और 100 These C. पर 18.4 g / 100 मिली। ये मान Ca (HCO 3) 2 आयनों के लिए पानी के अणुओं की उच्च आत्मीयता के संकेत हैं, जैसा कि समझाया गया है पिछले भाग में। इस बीच, सीएसीओ 3 का केवल 15 मिलीग्राम एक लीटर पानी में घुलता है, जो इसकी मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बातचीत को दर्शाता है।
क्योंकि Ca (HCO 3) 2 एक ठोस नहीं बन सकता है, इसकी घुलनशीलता प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है। हालांकि, चूना पत्थर के आसपास के पानी में भंग सीओ 2 द्वारा बनाई गई शर्तों को देखते हुए, एक तापमान पर भंग कैल्शियम के द्रव्यमान की गणना की जा सकती है; द्रव्यमान, जो Ca (HCO 3) 2 की सांद्रता के बराबर होगा ।
अलग-अलग तापमानों पर, 0, 20 और 100 ° C पर मानों के अनुसार विघटित द्रव्यमान बढ़ता है। फिर, इन प्रयोगों के अनुसार, यह निर्धारित किया जाता है कि सीओ 2 के साथ जलीय माध्यम में सीएसीओ 3 के आसपास के क्षेत्र में सीए (एचसीओ 3) 2 का कितना घुल जाता है । एक बार गैसीय सीओ 2 बच जाता है, सीएसीओ 3 अवक्षेपित होगा, लेकिन सीए (एचसीओ 3) 2 नहीं ।
गलनांक और क्वथनांक
Ca (HCO 3) 2 का क्रिस्टल जाली CaCO 3 की तुलना में बहुत कमजोर है । यदि यह एक ठोस अवस्था में प्राप्त किया जा सकता है, और जिस तापमान पर यह पिघला देता है, उसे फुसियोमीटर में मापा जाता है, तो निश्चित रूप से 899ºC के नीचे एक मूल्य प्राप्त किया जाएगा। इसी तरह, उबलते बिंदु का निर्धारण करने में भी यही उम्मीद की जाएगी।
अग्नि बिंदु
यह दहनशील नहीं है।
जोखिम
चूंकि यह यौगिक ठोस रूप में मौजूद नहीं है, इसलिए यह संभावना नहीं है कि यह अपने जलीय समाधान को संभालने के लिए एक जोखिम का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि सीए 2+ और एचसीओ 3 आयन दोनों - कम सांद्रता में हानिकारक नहीं हैं; और इसलिए, इन समाधानों को निगलना जितना बड़ा जोखिम होगा, केवल कैल्शियम की एक खतरनाक खुराक के कारण हो सकता है।
यदि यौगिक एक ठोस बनाने के लिए था, भले ही यह काको 3 से शारीरिक रूप से भिन्न हो, लेकिन इसके विषाक्त प्रभाव शारीरिक संपर्क के बाद या साँस लेने में साधारण परेशानी और सूखापन से परे नहीं जा सकते हैं।
अनुप्रयोग
-कैल्शियम बिकारबोनिट के घोल का उपयोग लंबे समय से पुराने कागजों को धोने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से कला या ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण दस्तावेजों का।
-बाइकार्बोनेट सॉल्यूशन का उपयोग उपयोगी है, न केवल इसलिए कि वे कागज में एसिड को बेअसर करते हैं, बल्कि वे कैल्शियम कार्बोनेट का एक क्षारीय आरक्षित भी प्रदान करते हैं। बाद वाला कंपाउंड पेपर को भविष्य के नुकसान के लिए सुरक्षा प्रदान करता है।
-दूसरे बाइकार्बोनेट्स का इस्तेमाल करें, इसका इस्तेमाल रासायनिक यीस्ट में और अपशिष्ट पदार्थ टैबलेट या पाउडर के निर्माण में किया जाता है। इसके अलावा, कैल्शियम बाइकार्बोनेट का उपयोग खाद्य योज्य (इस नमक के जलीय घोल) के रूप में किया जाता है।
-ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम में बाइकार्बोनेट के घोल का इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, एक मामले में हाइपरलकसेमिया, मेटाबॉलिक अल्कलोसिस और किडनी की विफलता जैसे दुष्प्रभाव देखे गए हैं।
-कैल्शियम बाइकार्बोनेट को कभी-कभी हृदय क्रिया पर हाइपोकैलेमिया के अवसादग्रस्तता प्रभाव को ठीक करने के लिए अंतःशिरा रूप से प्रशासित किया जाता है।
-और अंत में, यह शरीर को कैल्शियम प्रदान करता है, जो मांसपेशियों के संकुचन का मध्यस्थ है, उसी समय यह एसिडोसिस को ठीक करता है जो हाइपोकैलेमिक स्थिति में हो सकता है।
संदर्भ
- विकिपीडिया। (2018)। कैल्शियम बाइकार्बोनेट। से लिया गया: en.wikipedia.org
- सिराह डुबोइस। (03 अक्टूबर, 2017)। कैल्शियम बाइकार्बोनेट क्या है? से पुनर्प्राप्त: livestrong.com
- विज्ञान सीखना हब। (2018)। कार्बोनेट रसायन। से पुनर्प्राप्त: Sciencelearn.org.nz
- PubChem। (2018)। कैल्शियम बाइकार्बोनेट। से पुनर्प्राप्त: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- एमी ई। गेरब्रा और आइरीन ब्रुकेले। (1997)। लघु संरक्षण कार्यशालाओं में कैल्शियम बाइकार्बोनेट और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट समाधान का उपयोग: सर्वेक्षण परिणाम। से पुनर्प्राप्त: cool.conservation-us.org