اذهب إلى: تصفح، ابحث

نترات الكالسيوم

التاريخ آخر تحديث  2018-12-25 04:13:14
الكاتب

نترات الكالسيوم

التعريف بنترات الكالسيوم

نترات الكالسيوم، أو كما يُعرَف عمومًا باسم نترات الجير أو ملح بيتر النرويجي، هو مركَّب كيميائي غير عضوي يتكوّن من العناصر الكيميائية الكالسيوم، النيتروجين والأكسجين حسب الصيغة Ca(NO3)2، بحيث يشير الرمز Ca إلى عنصر الكالسيوم، و(NO3) إلى النترات.

يصنّف مركب نترات الكالسيوم ضمن الأملاح، وهو يعتبَر ملح عديم اللون ذو قدرة عالية على امتصاص الرطوبة الموجودة في الهواء المحيط به، وفي ذلك، هو لا يختلف كثيرًا عن معظَم الأملاح الأخرى التي يدخل عنصر الكالسيوم في تركيبها. في معظَم الأحيان، يتم العثور على نترات الكالسيوم في الطبيعة كمركب مهدرت، أي مركّب يدخل الماء في تركيبه البلوري، وفي الغالب، يكون على رباعي هيدرات، وهو ما يتم التعبير عنه بالصيغة Ca(NO3)2. 4H2O وهي بالطبع نفس الصيغة الأصلية، لكن مضافًا إليها أربعة جزيئات من مركب الماء.

يمكن تحضير نترات الكالسيوم من خلال التفاعل الكيميائي بين المركب الكيميائي كربونات الكالسيوم (أو كما يُعرَف في الأوساط العامة بالحجر الكلسي، الطباشير أو الحجر الجيري) مع حمض النتريك، بحيث تتم إضافة كربونات الكالسيوم إلى حمض النتريك بحسب الصيغة CaCO3 + 2HNO3، ينتج عن هذا التفاعل نترات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون وماء، حسب الصيغة Ca(NO3)2 + CO2 + H2O. من جهة أخرى، بالنظر إلى استخدامات نترات الكالسيوم، سواء في حالته النقية الخالية من الماء والشوائب، أو نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات، يمكن القول أنه على الرغم من التطبيقات العديدة التي يستخدم فيها نترات الكالسيوم، يعتبر استخدامه في صناعة الأسمدة هو الاستخدام الأكثر شيوعًا.

خواص نترات الكالسيوم

تختلف بعض الخواص الأساسية لنترات الكالسيوم عندما تتغيّر نسبة الماء الداخلة في تركيبه البلوري، أي أن بعض خواص نترات الكالسيوم النقي اللامائي (أي الذي لا يدخل الماء في تركيبه البلوري) تختلف عن بعض خواص نترات الكالسيوم المائي أو المهدرت. لذلك، يجب تحديد نسبة الماء الداخلة في تركيب نترات الكالسيوم عند ذكر بعض الخواص.

ولأن نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات هو الأكثر شيوعًا، يُذكَر تاليًا، خواص نترات الكالسيوم اللامائي النقي، مع ذكر الاختلافات بين خواصه وخواص نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات عند الضرورة.

الكتلة المولية والكثافة

يعتبر نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات ذو كتلة مولية أكبر من نترات الكالسيوم اللامائي، إذ تساوي الكتلة المولية لنترات الكالسيوم اللامائي 164.088 غرام لكل مول، في حين تساوي 236.15 غرام لكل مول في نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات.

على العكس من الكتلة المولية، كثافة نترات الكالسيوم اللامائي أكبر من كثافة نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات، فكثافة الأول تساوي 2.504 غرام لكل سنيمتر مكعب، وكثافة الثاني تساوي 1.896 غرام لكل سنتيمتر مكعب.

نقطة الانصهار ونقطة الغليان

مقارنة ببعض الأملاح الأخرى التي يدخل الكالسيوم في تركيبها، مثل كلوريد الكالسيوم، لنترات الكالسيوم اللامائي نقطة انصهار (درجة الحرارة التي يتحوّل فيها العنصر أو المركب من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة) منخفضة نسبيًّا. إذ ينصهر عند درجة حرارة 561 مئوية (على مقياس سلسيوس). على النقيض من ذلك، يشترك ملح نترات الكالسيوم مع معظم الأملاح الأخرى التي يدخل الكالسيوم في تركيبها في عدم قابليته للغليان، بحيث يتحلل المركب (نترات الكالسيوم) عند رفع درجة الحرارة إلى حد معيّن ولا يصل إلى نقطة الغليان.

مع ذلك، يصل نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات إلى نقطة الغليان عند درجة حرارة 132 درجة مئوية على مقياس سلسيوس. وبملاحظة أن نقطة غليان نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات أقل من نقطة انصهار نترات الكالسيوم اللامائي، يمكن استنتاج أن نقطة انصهاره (رباعي الهيدرات) هي أقل بكثير من نقطة انصهار نترات الكالسيوم اللامائي، وهي تساوي فقط 42.7 درجة مئوية على مقياس سلسيوس.

الذائبية أو الانحلالية

يذوب نترات الكالسيوم في الماء بمعدلات كبيرة نسبيًّا، سواء كان لامائيًّا أو رباعي هيدرات. إذ يمكن إذابة 1212 غرام من نترات الكالسيوم اللامائي في لتر واحد من الماء عن درجة حرارة 20 مئوية على مقياس سلسيوس. وعند مضاعفة درجة الحرارة تزيد الكمية الممكن إذابتها من نترات الكالسيوم اللامائي في لتر ماء واحد لأكثر من الضعف، فعند درجة حرارة 40 مئوية، يمكن إذابة حتّى 2710 غرام منه. أما نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات، فهو يذوب في الماء بمعدلات أكبر، إذ يمكن إذابة 1050 غرام منه في لتر ماء واحد عند درجة حرارة 0 مئوية.

وعند درجة حرارة 20 مئوية يمكن إذابة حتّى 1290 غرام في لتر ماء واحد، وهي كمية أكبر من تلك الممكن إذابتها من نترات الكالسيوم اللامائي عند درجة حرارة 40 مئوية في نفس القدر من الماء، أيضًا، يذوب نترات الكالسيوم بكل أشكاله في الأمونيا. كما يذوب كذلك في الإيثانول، الميثانول والأسيتون.

خواص أخرى

  • لنترات الكالسيوم حامضية (pKs) تساوي 6.0.
  • يعتبر نترات الكالسيوم آمنًا من خطر الأشتعال، إذ أنه غير قابل للاشتعال.
  • البنية البلورية لنترات الكالسيوم اللامائي هي مكعّب. أما نترات الكالسيوم رباعي الهيدرات له بنية بلورية أحادية الميلان.

استخدامات نترات الكالسيوم

يستخدم نترات الكالسيوم في عدة تطبيقات متنوعة ومتباينة، مثل صناعة الأسمدة وبعض التطبيقات الزراعية، معالجة مياه الصرف الصحي ومنع انبعاث الروائح، صناعة المفرقعات والألعاب النارية، صناعة وتركيب مواد البناء، وبعض التطبيقات المخبرية كالكشف الكيميائي، صناعة اللاتكس كمادة شائعة الاستخدام في أغراض التخثير، بالإضافة إلى استخداماته في محطات الطاقة الشمسية لأغراض حفظ الحرارة ونقلها وتخزينها، وغير ذلك من التطبيقات الأخرى. وبالرغم من تعدد استخدامات نترات الكالسيوم، يعد استخدامه في التطبيقات الزراعية هو الأكثر شيوعًا.

استخدامات نترات الكالسيوم في الزراعة

إن استخدام نترات الكالسيوم في صناعة الأسمدة هو الاستخدام الأكثر شيوعًا واستهلاكًا لهذا المركب. إذ يتم إنتاج كمية تزيد عن 170 ألف طن سنويًّا من نترات الكالسيوم واستخدامها في صناعة الأسمدة. ولا يقتصر استخدامه في صناعة الأسمدة المستخدمة في الأراضي الزراعية فقط أو التربة، إنما يستخدَم كذلك في صناعة الأسمدة المستخدمة في الدفيئات الزراعية أو كما تعرَف في بعض المناطق باسم البيوت الزجاجية، وكذلك في صناعة الأسمدة المستخدمة في تقنيات الزراعة في الماء أو الزراعة بدون تربة بشكل عام. وهو في ذلك يستخدم على نطاق واسع جدًّا، أي في جميع أنحاء العالم، خصوصًا عند مزجه مع نترات الأمونيوم والماء بنسب محددة، ليصبح ملحًا مزدوج يعرَف باسم نترات أمونيوم الكالسيوم أو اختصارًا CAN.

ولا يقتصر استخدام نترات الكالسيوم في صناعة الأسمدة غير العضوية فقط، إنما يستخدَم كذلك في تطبيقات زراعية أخرى، مثل السيطرة على بعض الأمراض التي تصيب النباتات والأشجار.

مرات القراءة 1543 عدد مرات القراءة
الحقوق محفوظة لموقع مقالات 2018