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Nitrato de calcio

El nitrato de calcio es un compuesto inorgánico con la fórmula Ca(NO 3 ) 2 (H 2 O) x . El compuesto anhidro, que rara vez se encuentra, absorbe la humedad del aire para dar el tetrahidrato . Tanto las formas anhidras como las hidratadas son sales incoloras . El nitrato de calcio hidratado, también llamado Norgessalpeter ( salitre noruego ), se utiliza principalmente como componente en fertilizantes , pero tiene otras aplicaciones. La nitrocalcita es el nombre de un mineral que es un nitrato de calcio hidratado que se forma como una eflorescencia donde el estiércol entra en contacto con el hormigón o la piedra caliza en un entorno seco como en establos o cavernas . Se conocen diversas sales relacionadas, incluido el nitrato de calcio y amonio decahidratado y el nitrato de calcio y potasio decahidratado. [3]

Producción y reactividad

El salpeter de Norges se sintetizó en Notodden , Noruega, en 1905 mediante el proceso Birkeland-Eyde . La mayor parte del nitrato de calcio del mundo se fabrica actualmente en Porsgrunn . Se produce tratando la piedra caliza con ácido nítrico , seguido de una neutralización con amoníaco:

CaCO 3 + 2 HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + CO 2 + H 2 O

También es un producto intermedio del Proceso Odda :

Ca 5 (PO 4 ) 3 OH + 10 HNO 3 → 3 H 3 PO 4 + 5 Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

También se puede preparar a partir de una solución acuosa de nitrato de amonio e hidróxido de calcio :

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

Al igual que los nitratos de metales alcalinotérreos relacionados , el nitrato de calcio se descompone al calentarse (a partir de 500 °C) para liberar dióxido de nitrógeno : [3]

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

Aplicaciones

Uso en agricultura

El grado fertilizante (15,5-0-0 + 19 % Ca) es popular en los invernaderos y en el comercio de hidroponía ; contiene nitrato de amonio y agua , como la "sal doble" 5Ca(NO 3 ) 2 ·NH 4 NO 3 ·10H 2 O . Esto se llama nitrato de amonio y calcio y a menudo se utiliza el nombre de nitrato de calcio en forma de gránulos, ya que siempre viene en forma de gránulos. También se conocen formulaciones que carecen de amoníaco: Ca(NO 3 ) 2 ·4H 2 O (11,9-0-0 + 16,9 Ca) y la 17-0-0 + 23,6 Ca sin agua. También se ofrece una formulación líquida (9-0-0 + 11 Ca). Un derivado anhidro y estable al aire es el complejo de urea Ca(NO 3 ) 2 ·4[OC(NH 2 ) 2 ] , que se ha vendido como Cal-Urea.

El nitrato de calcio también se utiliza para controlar ciertas enfermedades de las plantas. Por ejemplo, se utilizan aerosoles de nitrato de calcio diluido (y cloruro de calcio ) para controlar la mancha amarga y la mancha de corcho en los manzanos. [4]

Tratamiento de aguas residuales

Unidad de tratamiento de aguas residuales

El nitrato de calcio se utiliza en el preacondicionamiento de aguas residuales para prevenir la emisión de olores. El preacondicionamiento de aguas residuales se basa en el establecimiento de una biología anóxica en el sistema de aguas residuales. En presencia de nitrato, el metabolismo de los sulfatos se detiene, impidiendo así la formación de sulfuro de hidrógeno. [5] Además, se consume materia orgánica fácilmente degradable, que de lo contrario puede causar condiciones anaeróbicas aguas abajo, así como emisiones de olores. El concepto también es aplicable al tratamiento de lodos excedentes. [6]

Concreto

El nitrato de calcio se utiliza en aditivos para acelerar el fraguado del hormigón. Este uso en hormigón y mortero se basa en dos efectos. El ion calcio acelera la formación de hidróxido de calcio y, por tanto, la precipitación y el fraguado. Este efecto se utiliza también en agentes de hormigonado en climas fríos, así como en algunos plastificantes combinados . [7] El ion nitrato conduce a la formación de hidróxido de hierro, cuya capa protectora reduce la corrosión del refuerzo del hormigón. [8]

Coagulante de látex

El nitrato de calcio es un coagulante muy común en la producción de látex, especialmente en los procesos de inmersión. El nitrato de calcio disuelto es parte de la solución del baño de inmersión. El molde tibio se sumerge en el líquido de coagulación y una fina película del líquido de inmersión permanece sobre el molde. Al sumergir el molde en el látex, el nitrato de calcio romperá la estabilización de la solución de látex y el látex se coagulará sobre el molde. [9] [10]

Compresas frías

La disolución del nitrato de calcio tetrahidratado es altamente endotérmica (refrescante). Por este motivo, el nitrato de calcio tetrahidratado se utiliza a veces para compresas frías regenerables. [3]

Sales fundidas para transferencia y almacenamiento de calor

El nitrato de calcio se puede utilizar como parte de mezclas de sales fundidas. Las típicas son mezclas binarias de nitrato de calcio y nitrato de potasio o mezclas ternarias que incluyen también nitrato de sodio . [11] [12] [13] Esas sales fundidas se pueden utilizar para reemplazar el aceite térmico en plantas de energía solar concentrada para la transferencia de calor, pero principalmente se utilizan en el almacenamiento de calor.

Referencias

  1. ^ ab Anatolievich, Kiper Ruslan. "Propiedades de la sustancia: nitrato de calcio" . Consultado el 9 de septiembre de 2015 .
  2. ^ Norwitz, George; Chasan, David E. (1 de mayo de 1968). "Aplicación de la espectroscopia infrarroja al análisis de nitratos inorgánicos" (PDF) . Centro de Información Técnica de Defensa . Consultado el 21 de enero de 2023 .{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: fecha y año ( enlace )
  3. ^ abc "Nitratos y nitritos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. 2002. doi :10.1002/14356007.a17_265. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ "Bitter Pit and Cork Spot" (Piel amarga y mancha de corcho). Extensión cooperativa de la Universidad de Wisconsin-Extensión . Departamento de Horticultura de la Universidad de Wisconsin-Madison.
  5. ^ Bentzen, G; Smith, A; Bennett, D; Webster, N; Reinholt, F; Sletholt, E; Hobson, J (1995). "Dosificación controlada de nitrato para la prevención de H 2 S en una red de alcantarillado y los efectos en el proceso de tratamiento posterior". Ciencia y tecnología del agua . 31 (7): 293. doi :10.1016/0273-1223(95)00346-O.
  6. ^ Einarsen, AM; ÆeesØy, A.; Rasmussen, AI; Bungum, S.; Sveberg, M. (2000). "Prevención biológica y eliminación de sulfuro de hidrógeno en lodos en la planta de tratamiento de aguas residuales de Lillehammer". Water Sci. Technol . 41 (6): 175–187. doi :10.2166/wst.2000.0107.
  7. ^ Justines, H. (2010) "El nitrato de calcio como aditivo multifuncional para el hormigón", Concrete Magazine, vol. 44, n.º 1, pág. 34. ISSN  0010-5317
  8. ^ Al-Amoudi, Omar S. Baghabra; Maslehuddin, Mohammed; Lashari, AN; Almusallam, Abdullah A (2003). "Eficacia de los inhibidores de corrosión en hormigón contaminado". Cemento y materiales compuestos de hormigón . 25 (4–5): 439. doi :10.1016/S0958-9465(02)00084-7.
  9. ^ NC Dafader, YN Jolly, ME Haque, F. Akhtar y MU Ahmad: El papel de los coagulantes en la preparación de películas sumergidas a partir de látex de caucho natural vulcanizado por radiación. Tecnología e ingeniería de polímeros y plásticos. Volumen 38, número 2, 1999, páginas 267-274. En línea: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03602559909351576
  10. ^ "Rubbercare: guantes de látex y nitrilo de elección de un fabricante confiable".
  11. ^ "El nitrato de calcio y potasio es prometedor para el almacenamiento de calor de la CSP – Solar Novus Today".
  12. ^ Solicitud de patente europea EP0049761: Utilización de una mezcla ternaria de sales como medio de transmisión de calor y/o como medio de almacenamiento de calor. http://www.freepatentsonline.com/EP0049761A1.html
  13. ^ Solicitud de patente OMPI WO/2014/044652: Uso de una sal de nitrato de calcio y potasio para la fabricación de un fluido de transferencia de calor. http://www.freepatentsonline.com/WO2014044652A1.html