Нитрат кальция

Нитрат кальция
Общие
Традиционные названия	кальциевая селитра, норвежская селитра, азотнокислый кальций
Химическая формула	Са(NО3)2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	гранулы сферической формы белого, светло-серого, светло-бежевого цвета
Молярная масса	(безводная) 164,088 г/моль; (тетрагидрат) 236,15 г/моль
Плотность	(безводная) 2,504 г/см³; (тетрагидрат) 1,896 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	(безводная) 561 °C; (тетрагидрат) 42,7 °C
Температура кипения	(безводная) разлагается; (тетрагидрат) 132 °C
Температура вспышки	негорючая °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	149,33 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-937,2 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	Безводной: 121,2 г/100 мл (20 °C); 271,0 г/100 мл (40 °C); 359 г/100 мл (51,6 °C). Тетрагидрата: 102 г/100 мл (0 °C); 129 г/100 мл (20 °C); (100 °C) 363 г/100 мл
Растворимость в	спирте и ацетоне
Структура
Кристаллическая структура	кубическая (безводная) моноклинная (тетрагидрат)
Классификация
Рег. номер CAS	10124-37-5 (безводная) 13477-34-4 (тетрагидрат)
SMILES	[Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
Номер ООН	1454
RTECS	EW2985000
Безопасность
Токсичность	0 1 3

Кальция нитрат (кальциевая селитра, азотнокислый кальций) — неорганическая соль азотной кислоты. Соединение сильно гигроскопично, поэтому его хранят без доступа влаги. Химическая формула Са(NО₃)₂.

Свойства

Химические свойства

При 500 °C начинает разлагаться с выделением О₂ и образованием сначала Ca(NO₂)₂, а затем СаО и NO₂. Кальциевая селитра при нормальных условиях негорючая, пожаро- и взрывобезопасная, устойчивая в интервале температур от −60 °C до +155 °C.

Получение

Получают кальция нитрат действием HNO₃ на известняк или поглощением нитрозных газов (в основном NO₂) известковым молоком. Применяют кальция нитрат как азотное удобрение и для получения особо чистого СаО.

Для получения гранулированной кальциевой селитры используется способ низкотемпературной нейтрализации азотной кислоты природным известняком или продуктами переработки известняка.

Реакции с получением нитрата кальция

Нитрат кальция производится путем обработки известняка с азотной кислотой, после нейтрализации аммиака:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O.

Он также является побочным продуктом процесса Оддо при добыче фосфата кальция:

Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO₃ + 12H₂O₂ → H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂ + 12H₂O.

Так же как нитраты других щелочноземельных металлов и LiNO₃, кальциевая селитра при нагревании разлагается на выпуске двуокиси азота:

2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂, ΔH°_обр.=369 кДж/моль

Также нитрат кальция можно получить проделав следующие реакции:

• $~4\mbox{Ca}+10\mbox{HNO}_3 \longrightarrow4\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{N}_2\mbox{O}+5\mbox{H}_2\mbox{O}$

• $~\mbox{CaO}+2\mbox{HNO}_3 \longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{H}_2\mbox{O}$

• $~\mbox{Ca}(\mbox{OH})_2 + 2\mbox{HNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}_2\mbox{O}$

• $~\mbox{CaCl}_2+2\mbox{AgNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca(NO}_3)_2+2\mbox{AgCl}$

• $~3\mbox{Ca}+8\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{Ca(NO}_3)_2+2\mbox{NO}+4\mbox{H}_2\mbox{O}$

• $~2\mbox{Ca(OH)}_2+4\mbox{NO}_2\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{Ca}(\mbox{NO}_2)_2+2\mbox{H}_2\mbox{O}$

• $~3\mbox{Ca}(\mbox{NO}_2)_2+4\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}_2\mbox{O}+4\mbox{NO}$

• $~\mbox{Ca}_5(\mbox{PO}_4)_3\mbox{F}+10\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{H}_3\mbox{PO}_4+5\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{HF}$

• $~\mbox{CaF}_2+2\mbox{HNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{HF}$

• $~2\mbox{Ca}_5(\mbox{PO}_4)_3+\mbox{F}+14\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{Ca}(\mbox{H}_2\mbox{PO}_4)_2+7\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{HF}$

• $~\mbox{Ca}_5(\mbox{PO}_4)_3+\mbox{F}+4\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{CaHPO}_4+2\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{HF}$

• $~2\mbox{NH}_4\mbox{NO}_3+\mbox{Ca}(\mbox{OH})_2\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}_2\mbox{O}+2\mbox{NH}_3$
• $~\mathsf{Ca(PH_2O_2)_2+2H_2O+4AgNO_3 \longrightarrow \ 4Ag \downarrow \ +2H_2(PHO_3)+Ca(NO_3)_2+2HNO_3}$
• $~\mathsf{CaS+4HNO_3}$_(конц.)$~\mathsf{\longrightarrow \ Ca(NO_3)_2+S\downarrow \ +2NO_2\uparrow \ +2H_2O}$
• $~\mathsf{CaHPO_4+2HNO_3}$_(конц.)$~\mathsf{\longrightarrow \ Ca(NO_3)_2+H_3PO_4}$
• $~\mathsf{Ca(NO_3)_2\cdot\ 4H_2O \xrightarrow{60-100^oC} \ Ca(NO_3)_2+4H_2O}$

Также образование нитрата кальция возможно и за счет атмосферных явлений:

• $~\mbox{N}_2+2\mbox{O}_2\longrightarrow2\mbox{NO}_2$(грозовой разряд)
  • $~2\mbox{NO}_2+\mbox{H}_2\mbox{O}\longrightarrow\mbox{HNO}_2+\mbox{HNO}_3$
    • $~2\mbox{HNO}_3+\mbox{Ca}^{2+}\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}^+$

Применение

Гранулированный, безводный нитрат кальция, применяется как добавка в бетон, в качестве удобрения, для приготовления рассола в холодильной технике, в производстве реактивов, стеклопластиков, а также как один из компонентов для производства взрывчатки.

В сельском хозяйстве

Кальциевая селитра является физиологическим щелочным удобрением, пригодным для всех почв и прежде всего для закисленных почв. В сельском хозяйстве применяют как азотное удобрение. Выпускают в гранулированном виде; товарный продукт должен содержать не менее 15,5 % азота, кроме того, к нему добавляют в процессе производства 4—7 % нитрата аммония для уменьшения гигроскопичности удобрения; содержание влаги не должно превышать 15 %. Нитрат кальция вносят под все культуры. Наиболее эффективен на кислых почвах, особенно для весенней подкормки озимых.

В пиротехнике

Несмотря на то, что нитрат кальция в смеси с горючими веществами способен давать недорогой источник кирпично-красного пламени, применение его в этом качестве крайне ограничено из-за сильной гигроскопичности.