Нитрат кальция

Нитрат кальция
Calcium nitrate-3D.png
Calcium nitrate.png
Общие
Традиционные названия	кальциевая селитра, норвежская селитра, азотнокислый кальций
Хим. формула	Са(NО3)2
Физические свойства
Состояние	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
Т. плав.	(безводная) 561 °C; (тетрагидрат) 42,7 °C
Т. кип.	(безводная) разлагается; (тетрагидрат) 132 °C
Т. всп.	негорючая °C
Мол. теплоёмк.	149,33 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	-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	[chemapps.stolaf.edu/jmol/jmol.php?model=%5BCa%2B2%5D.%5BO-%5D%5BN%2B%5D%28%5BO-%5D%29%3DO.%5BO-%5D%5BN%2B%5D%28%5BO-%5D%29%3DO [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O]
RTECS	EW2985000
Номер ООН	1454
Безопасность
Токсичность	0 1 3
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

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 путём 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 → 2H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂.

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

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

Также нитрат кальция можно получить проделав следующие реакции:

• <math>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}</math>
• <math>\mbox{CaO}+2\mbox{HNO}_3 \longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+\mbox{H}_2\mbox{O}</math>
• <math>\mbox{Ca}(\mbox{OH})_2 + 2\mbox{HNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}_2\mbox{O}</math>
• <math>\mbox{CaCl}_2+2\mbox{AgNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca(NO}_3)_2+2\mbox{AgCl}</math>
• <math>3\mbox{Ca}+8\mbox{HNO}_3\longrightarrow3\mbox{Ca(NO}_3)_2+2\mbox{NO}+4\mbox{H}_2\mbox{O}</math>
• <math>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}</math>
• <math>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}</math>
• <math>\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}</math>
• <math>\mbox{CaF}_2+2\mbox{HNO}_3\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{HF}</math>
• <math>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}</math>
• <math>\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}</math>
• <math>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</math>
• <math>\mathsf{Ca(PH_2O_2)_2+2H_2O+4AgNO_3 \longrightarrow \ 4Ag \downarrow \ +2H_2(PHO_3)+Ca(NO_3)_2+2HNO_3}</math>
• <math>\mathsf{CaS+4HNO_3}</math>_(конц.)<math>\mathsf{\longrightarrow \ Ca(NO_3)_2+S\downarrow \ +2NO_2\uparrow \ +2H_2O}</math>
• <math>\mathsf{CaHPO_4+2HNO_3}</math>_(конц.)<math>\mathsf{\longrightarrow \ Ca(NO_3)_2+H_3PO_4}</math>
• <math>\mathsf{Ca(NO_3)_2\cdot\ 4H_2O \xrightarrow{60-100^oC} \ Ca(NO_3)_2+4H_2O}</math>

Также образование нитрата кальция возможно и за счет атмосферных явлений:

• <math>\mbox{N}_2+2\mbox{O}_2\longrightarrow2\mbox{NO}_2</math>(грозовой разряд)
  • <math>2\mbox{NO}_2+\mbox{H}_2\mbox{O}\longrightarrow\mbox{HNO}_2+\mbox{HNO}_3</math>
    • <math>2\mbox{HNO}_3+\mbox{Ca}^{2+}\longrightarrow\mbox{Ca}(\mbox{NO}_3)_2+2\mbox{H}^+</math>

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

Нитрат кальция 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.

Отрывок, характеризующий Нитрат кальция

Князь Андрей, умывшись и одевшись, вышел в роскошный кабинет дипломата и сел за приготовленный обед. Билибин покойно уселся у камина.
Князь Андрей не только после своего путешествия, но и после всего похода, во время которого он был лишен всех удобств чистоты и изящества жизни, испытывал приятное чувство отдыха среди тех роскошных условий жизни, к которым он привык с детства. Кроме того ему было приятно после австрийского приема поговорить хоть не по русски (они говорили по французски), но с русским человеком, который, он предполагал, разделял общее русское отвращение (теперь особенно живо испытываемое) к австрийцам.
Билибин был человек лет тридцати пяти, холостой, одного общества с князем Андреем. Они были знакомы еще в Петербурге, но еще ближе познакомились в последний приезд князя Андрея в Вену вместе с Кутузовым. Как князь Андрей был молодой человек, обещающий пойти далеко на военном поприще, так, и еще более, обещал Билибин на дипломатическом. Он был еще молодой человек, но уже немолодой дипломат, так как он начал служить с шестнадцати лет, был в Париже, в Копенгагене и теперь в Вене занимал довольно значительное место. И канцлер и наш посланник в Вене знали его и дорожили им. Он был не из того большого количества дипломатов, которые обязаны иметь только отрицательные достоинства, не делать известных вещей и говорить по французски для того, чтобы быть очень хорошими дипломатами; он был один из тех дипломатов, которые любят и умеют работать, и, несмотря на свою лень, он иногда проводил ночи за письменным столом. Он работал одинаково хорошо, в чем бы ни состояла сущность работы. Его интересовал не вопрос «зачем?», а вопрос «как?». В чем состояло дипломатическое дело, ему было всё равно; но составить искусно, метко и изящно циркуляр, меморандум или донесение – в этом он находил большое удовольствие. Заслуги Билибина ценились, кроме письменных работ, еще и по его искусству обращаться и говорить в высших сферах.
Билибин любил разговор так же, как он любил работу, только тогда, когда разговор мог быть изящно остроумен. В обществе он постоянно выжидал случая сказать что нибудь замечательное и вступал в разговор не иначе, как при этих условиях. Разговор Билибина постоянно пересыпался оригинально остроумными, законченными фразами, имеющими общий интерес.
Эти фразы изготовлялись во внутренней лаборатории Билибина, как будто нарочно, портативного свойства, для того, чтобы ничтожные светские люди удобно могли запоминать их и переносить из гостиных в гостиные. И действительно, les mots de Bilibine se colportaient dans les salons de Vienne, [Отзывы Билибина расходились по венским гостиным] и часто имели влияние на так называемые важные дела.
Худое, истощенное, желтоватое лицо его было всё покрыто крупными морщинами, которые всегда казались так чистоплотно и старательно промыты, как кончики пальцев после бани. Движения этих морщин составляли главную игру его физиономии. То у него морщился лоб широкими складками, брови поднимались кверху, то брови спускались книзу, и у щек образовывались крупные морщины. Глубоко поставленные, небольшие глаза всегда смотрели прямо и весело.
– Ну, теперь расскажите нам ваши подвиги, – сказал он.
Болконский самым скромным образом, ни разу не упоминая о себе, рассказал дело и прием военного министра.
– Ils m'ont recu avec ma nouvelle, comme un chien dans un jeu de quilles, [Они приняли меня с этою вестью, как принимают собаку, когда она мешает игре в кегли,] – заключил он.
Билибин усмехнулся и распустил складки кожи.
– Cependant, mon cher, – сказал он, рассматривая издалека свой ноготь и подбирая кожу над левым глазом, – malgre la haute estime que je professe pour le православное российское воинство, j'avoue que votre victoire n'est pas des plus victorieuses. [Однако, мой милый, при всем моем уважении к православному российскому воинству, я полагаю, что победа ваша не из самых блестящих.]
Он продолжал всё так же на французском языке, произнося по русски только те слова, которые он презрительно хотел подчеркнуть.
– Как же? Вы со всею массой своею обрушились на несчастного Мортье при одной дивизии, и этот Мортье уходит у вас между рук? Где же победа?
– Однако, серьезно говоря, – отвечал князь Андрей, – всё таки мы можем сказать без хвастовства, что это немного получше Ульма…
– Отчего вы не взяли нам одного, хоть одного маршала?
– Оттого, что не всё делается, как предполагается, и не так регулярно, как на параде. Мы полагали, как я вам говорил, зайти в тыл к семи часам утра, а не пришли и к пяти вечера.
– Отчего же вы не пришли к семи часам утра? Вам надо было притти в семь часов утра, – улыбаясь сказал Билибин, – надо было притти в семь часов утра.
– Отчего вы не внушили Бонапарту дипломатическим путем, что ему лучше оставить Геную? – тем же тоном сказал князь Андрей.
– Я знаю, – перебил Билибин, – вы думаете, что очень легко брать маршалов, сидя на диване перед камином. Это правда, а всё таки, зачем вы его не взяли? И не удивляйтесь, что не только военный министр, но и августейший император и король Франц не будут очень осчастливлены вашей победой; да и я, несчастный секретарь русского посольства, не чувствую никакой потребности в знак радости дать моему Францу талер и отпустить его с своей Liebchen [милой] на Пратер… Правда, здесь нет Пратера.
Он посмотрел прямо на князя Андрея и вдруг спустил собранную кожу со лба.
– Теперь мой черед спросить вас «отчего», мой милый, – сказал Болконский. – Я вам признаюсь, что не понимаю, может быть, тут есть дипломатические тонкости выше моего слабого ума, но я не понимаю: Мак теряет целую армию, эрцгерцог Фердинанд и эрцгерцог Карл не дают никаких признаков жизни и делают ошибки за ошибками, наконец, один Кутузов одерживает действительную победу, уничтожает charme [очарование] французов, и военный министр не интересуется даже знать подробности.
– Именно от этого, мой милый. Voyez vous, mon cher: [Видите ли, мой милый:] ура! за царя, за Русь, за веру! Tout ca est bel et bon, [все это прекрасно и хорошо,] но что нам, я говорю – австрийскому двору, за дело до ваших побед? Привезите вы нам свое хорошенькое известие о победе эрцгерцога Карла или Фердинанда – un archiduc vaut l'autre, [один эрцгерцог стоит другого,] как вам известно – хоть над ротой пожарной команды Бонапарте, это другое дело, мы прогремим в пушки. А то это, как нарочно, может только дразнить нас. Эрцгерцог Карл ничего не делает, эрцгерцог Фердинанд покрывается позором. Вену вы бросаете, не защищаете больше, comme si vous nous disiez: [как если бы вы нам сказали:] с нами Бог, а Бог с вами, с вашей столицей. Один генерал, которого мы все любили, Шмит: вы его подводите под пулю и поздравляете нас с победой!… Согласитесь, что раздразнительнее того известия, которое вы привозите, нельзя придумать. C'est comme un fait expres, comme un fait expres. [Это как нарочно, как нарочно.] Кроме того, ну, одержи вы точно блестящую победу, одержи победу даже эрцгерцог Карл, что ж бы это переменило в общем ходе дел? Теперь уж поздно, когда Вена занята французскими войсками.