硝酸カルシウム（CA（NO3）2）：構造、特性、用途 - 化学 - 2025

硝酸カルシウムを有する第三級無機塩である化学式のCa（NO ₃）₂。その式から、その固体がCAで構成されていることが知られている²⁺及びNO ₃ ^-イオンが1：2の比率。したがって、それは純粋にイオン性の化合物です。

その特性の1つは、硝酸アニオンによる酸化特性です。可燃性ではありません。つまり、高温で燃焼しません。不燃性であるため、細心の注意を払わなくても安全に取り扱うことができます。しかし、それは可燃性物質の発火を加速することができます。

固体硝酸カルシウム。出典：OndřejMangl、Wikimedia Commons

その外観は、白色または薄い灰色（上部の画像）の粒状の固体で構成されています。無水物または四水和物、Ca（NO ₃）₂・4H ₂ Oを使用できます。水、メタノール、アセトンに非常によく溶けます。

硝酸カルシウムは湿った土壌で移動しやすく、植物の根にすばやく吸収されるため、肥料として広く使用されています。それは、植物の栄養と成長のための2つの重要な要素を提供します：窒素とカルシウム。

窒素は、植物（N、P、K）の成長に必要な3つの要素の1つであり、タンパク質の合成に不可欠です。一方、カルシウムは植物の細胞壁の構造を維持するために必要です。このため、Ca（NO ₃）₂は庭で多く使用されています。

一方、この塩は、特に皮膚や目への直接の接触、およびその粉塵の吸入により、毒性作用を示します。また、加熱により分解することがあります。

硝酸カルシウムの構造

硝酸カルシウムのイオン。出典：..HarDNox、ru.wikipedia、ウィキメディア・コモンズより

上の画像は、球と棒のモデルでのCa（NO ₃）₂の構造を示しています。ただし、ここには欠点があります。Ca-O共有結合の存在が想定されているため、それらのイオン特性は矛盾しています。これを明確にすると、実際には相互作用は静電型です。

Ca ²⁺カチオンは、2つのNOで囲まれている₃アニオン^-結晶中のそれらの割合に応じ。したがって、窒素は、結晶構造では硝酸塩の形で優勢です。

イオンは、最小の式がユニットセルである構成を確立するようにグループ化されます。これは、無水塩の場合、立方体です。つまり、これらのイオンの比率が1：2の立方体から、結晶全体が再現されます。

一方、tetrahydrated塩、のCa（NO ₃）₂・4H ₂ O、NOの各セットのための4つの水分子有する₃ ^-のCa ²⁺ NO ₃ ^- 。これにより、結晶構造が変更され、単斜晶系の単位格子に変形します。

したがって、無水塩と四水和物塩の両方の結晶は異なると予想されます。それらの物理的特性、例えば融点で決定することができる違い。

物理的及び化学的性質

化学名

-硝酸カルシウム

-二硝酸カルシウム

-ニトロカルサイト

-ノルウェーの塩焼きとライムサルトペトロ。

分子式

Ca（NO ₃）₂またはCaN ₂ O ₆

分子量

無水164.088 g / molおよび四水和物236.15 g / mol。分子量に対する水の影響に注意してください。重量を量るとき、それを無視することはできません。

外見

白または薄い灰色の固体または顆粒。キュービックホワイトクリスタルまたは潮解性顆粒; つまり、高い溶解度の結果として溶解するまで水分を吸収します。

沸点

無水形態は、その沸点の決定を妨げる温度に加熱すると分解する。一方、塩の四水和物型の沸点は132ºC（270ºF、405K）です。

融点

-無水形態：561°C〜760 mmHg（1042°F、834 K）。

-四水和物形態：42.7°C（109°F、316 K）。

この水分子は、Caとの間の静電相互作用を妨害する方法を示し²⁺及びNO ₃ ^-内部の結晶が、その結果、固体ははるかに低い温度で溶融します。

水溶性

-無水形態：2012Cで1212 g /L。

-四水和物形態：20 290Cで1290 g /L。

結晶中の水は、塩の溶解度をほとんど増加させません。

有機溶剤への溶解性

-エタノール中、20.Cで51.42 g / 100 g。

-メタノール中、10 gで134 g / 100 g。

-アセトン中、20 gで168 g / 100 g。

酸度（pKa）

6.0

密度

25°Cで2.5 g / cm ³（四水和物）。

分解

硝酸カルシウムが白熱光に加熱されると、酸化カルシウム、酸化窒素、および酸素に分解されます。

反応性プロファイル

強力な酸化剤ですが、可燃性ではありません。可燃物の発火を促進します。硝酸カルシウムを細かい粒子に分割すると、化合物が長時間の火にさらされたときに爆発が容易になります。

アルキルエステルとの混合物は、硝酸アルキルエステルを発生させることにより爆発的になる。硝酸カルシウムとリン、塩化スズ（II）または他の還元剤の組み合わせは爆発的に反応する可能性があります。

用途

農業

窒素やカルシウムの供給源として作物に使用されています。硝酸カルシウムは水に非常に溶けやすく、植物の根に容易に吸収されます。さらに、イオンを大幅に加水分解できないため、土壌を酸性化しません。

リンまたは硫酸塩を含む肥料との混合は、不溶性塩の形成を避けるために避ける必要があります。その吸湿性のため、乾燥した涼しい環境で保管する必要があります。

その使用には、肥料として硝酸アンモニウムを使用するよりも利点があります。後者の化合物は植物に窒素を提供しますが、それはカルシウム吸収を妨害し、それは植物のカルシウム欠乏につながる可能性があります。

カルシウムは植物の細胞壁構造の維持に貢献しています。カルシウム欠乏症が存在する場合、根の先端、若い葉、新芽の先端などの植物の成長組織は、しばしば歪んだ成長を示します。

アンモニアの減少

硝酸カルシウムは、大豆の作物残渣の分解により蓄積する植物毒性の揮発性脂肪酸とフェノール化合物の蓄積を減らします。

さらに、硝酸カルシウムは土壌中のアンモニウム濃度を低下させる傾向があり、水素の緩衝能力が増加します。

コンクリート

硝酸カルシウムはコンクリートの硬化時間を短縮するために使用されます。これは、おそらく二重置換反応による水酸化カルシウムの生成によって生成されます。

さらに、硝酸カルシウムは水酸化鉄化合物の生成を誘発し、コンクリートに対する保護作用がその腐食を低減します。つまり、存在する鉄は、水酸化カルシウム自体などのコンクリートの基本成分と反応する可能性があります。

硝酸カルシウムは、凝結時間を短縮するだけでなく、火山灰が添加されたコンクリートの抵抗を減少させます。コンクリートに硝酸カルシウムを追加する効果を研究するために、2％から10％の間の濃度の硝酸カルシウムが使用されてきました。

硝酸カルシウム濃度が10％まで増加すると、硬化時間の大幅な減少とコンクリート強度の増加が観察されました。

下水または廃水処理

硝酸カルシウムは、硫化水素の発生を減らすことにより、下水からの悪臭を減らすために使用されます。さらに、嫌気性条件を生成する有機物が消費され、多くの生物種の生存を困難にします。

冷湿布の準備

硝酸カルシウム四水和物は吸熱性化合物であり、周囲の環境から熱を吸収する能力があります。これは、それを含むコンテナと接触するボディを冷却します。

湿布は温度を上げ、それらを再生するには冷凍庫に入れるだけで十分です

ラテックス凝固

硝酸カルシウムは、ラテックス凝固段階で使用されます。それは液浸溶液の一部であり、ラテックスを含む溶液と接触すると、安定性を破壊し、凝固を引き起こします。

熱伝達と保管

太陽熱発電所では、熱油の代わりに、他の硝酸塩と一緒にカルシウムを含む溶融硝酸塩の二元混合物を使用して、熱の移動と貯蔵を行います。

申請書

-硝酸カルシウムは、土壌と混合して30.48 m ²あたり1.59 kgの濃度で、十分な灌漑で適用されます。硝酸カルシウムは水に溶け、植物の根に吸収されます。水耕作物では、成長する水に溶けます。

硝酸カルシウムは、葉や花に散布するスプレーの形でも使用され、トマトの花、コルクの染み、リンゴの苦いピットの腐敗の防止に効果的な治療法です。

-コンクリートを形成する混合物（セメント、砂、石、水）に一定量の硝酸カルシウムを添加し、その添加がコンクリートの特定の特性に及ぼす影響を確認します。設定速度や強さなど。

-硝酸カルシウムは適切な濃度で添加され、下水や廃水の悪臭を、人が耐えられるレベルまで低減します。

参考文献

1. ボニー・L・グラント。（2019）。硝酸カルシウム肥料-硝酸カルシウムは植物のために何をしますか。回復元：gardeningknowhow.com
2. Farquharson、BF、Vroney、RP、Beauchamp、EGおよびVyn、TJ（1990）。硝酸カルシウムを使用して、企業残渣分解中の植物毒素の蓄積を減らします。Canadian Journal of Soil Science 70（4）：723-726。
3. Ogunbode、EBおよびHassan、IO（2011）。火山灰を含むコンクリートの選択的性質に及ぼす硝酸カルシウムの添加の影響 Leonardo実践技術の電子ジャーナル19：29-38。
4. ウィキペディア。（2019）。硝酸カルシウム。から回復：en.wikipedia.org
5. Shiqi Dong&col。（2018）。ハロゲン化物に富む完成流体環境における硝酸カルシウムによる鋼の腐食抑制 npj Material Degradation volume 2、Article number：32。
6. Emaginationz Technologies。（2019）。硝酸カルシウムの仕様。から回復：direct2farmer.com
7. PubChem。（2019）。硝酸カルシウム。リカバリー元：pubchem.ncbi.nlm.nih.gov