Ehilà! Come fornitore di cloruro, spesso mi viene chiesto delle proprietà termiche dei composti di cloruro. È un argomento piuttosto interessante e comprendere queste proprietà può essere super utile in un sacco di settori diversi. Quindi, immerciamoci subito e diamo un'occhiata più da vicino a ciò che fa spuntare i composti del cloruro quando si tratta di calore.
Panoramica generale dei composti di cloruro
I composti di cloruro si formano quando il cloro reagisce con altri elementi. Sono tutti intorno a noi, dal sale sui nostri tavoli da pranzo ai prodotti chimici utilizzati nei processi industriali. Le proprietà termiche di questi composti possono variare ampiamente a seconda dell'altro elemento con cui sono accoppiati.
Uno dei composti di cloruro più comuni èCloruro di sodio, che è solo un semplice vecchio sale da tavolo. Ha alcune proprietà termiche piuttosto uniche. Per cominciare, il cloruro di sodio ha un elevato punto di fusione di circa 801 ° C (1474 ° F). Ciò significa che ci vuole molto calore per trasformarlo da un solido in un liquido. Questo elevato punto di fusione è dovuto ai forti legami ionici tra ioni di sodio e cloruro. Questi legami si formano quando il sodio dona un elettrone al cloro, creando uno ione di sodio caricato positivamente e uno ione di cloruro caricato negativamente. Le cariche opposte si attirano a vicenda, tenendo insieme gli ioni in una struttura reticolare. Quando si riscalda il cloruro di sodio, stai essenzialmente cercando di rompere questi forti legami, il che richiede una quantità significativa di energia.
Un'altra importante proprietà termica del cloruro di sodio è la sua capacità termica. La capacità termica è la quantità di energia termica richiesta per aumentare la temperatura di una sostanza di una certa quantità. Il cloruro di sodio ha una capacità termica relativamente elevata, il che significa che può assorbire molto calore senza riscontrare un grande aumento della temperatura. Questa proprietà lo rende utile nelle applicazioni in cui è necessario conservare o trasferire calore, come in alcuni tipi di sistemi di energia solare.
Composti di cloruro di calcio
Ora, parliamo di cloruro di calcio. Offriamo due tipi principali:Prills di cloruro di calcioECloruro di calcio diidrato fiocco.
Il cloruro di calcio ha alcune proprietà termiche molto diverse rispetto al cloruro di sodio. Prima di tutto, ha un punto di fusione inferiore. Il cloruro di calcio anidro si scioglie a circa 772 ° C (1422 ° F), che è inferiore al cloruro di sodio. Questo perché i legami ionici nel cloruro di calcio non sono forti come quelli nel cloruro di sodio. Il calcio ha una carica di +2 e forma legami con due ioni cloruro. Mentre i legami ionici sono ancora forti, la struttura reticolare complessiva è un po 'più complessa e ci vuole meno energia per rompere i legami e sciogliere il composto.
Una delle cose davvero interessanti del cloruro di calcio è la sua dissoluzione esotermica. Quando il cloruro di calcio si dissolve in acqua, rilascia una quantità significativa di calore. Questa è chiamata reazione esotermica. Il calore viene rilasciato perché l'energia rilasciata quando gli ioni interagiscono con le molecole d'acqua è maggiore dell'energia richiesta per rompere i legami ionici nel reticolo del cloruro di calcio. Questa proprietà rende il cloruro di calcio molto utile nelle applicazioni di de -glassa. Quando si diffonde cloruro di calcio su strade ghiacciate, non solo abbassa il punto di congelamento dell'acqua (una proprietà nota come depressione del punto di congelamento), ma genera anche calore, che aiuta a sciogliere il ghiaccio più velocemente.
La forma diidratata di cloruro di calcio, che è ciò che è il nostro fiocco di diidrata di cloruro di calcio, ha alcune considerazioni termiche aggiuntive. Le molecole d'acqua nel diidrato sono legate chimicamente al cloruro di calcio. Se riscaldate, queste molecole d'acqua possono essere scacciate in un processo chiamato disidratazione. Ciò richiede energia, quindi il diidrato ha un diverso insieme di comportamenti termici rispetto alla forma anidra. Il processo di disidratazione si verifica in genere a temperature relativamente basse rispetto al punto di fusione del composto anidro.
Applicazioni basate su proprietà termiche
Le proprietà termiche dei composti di cloruro hanno una vasta gamma di applicazioni. Nell'industria alimentare, l'elevato punto di fusione del cloruro di sodio e la capacità termica sono utilizzati nella trasformazione degli alimenti. Ad esempio, può essere utilizzato in soluzioni di salamoia per conservare e preservare il cibo. L'elevata capacità termica aiuta a mantenere una temperatura stabile durante il processo di cottura e conservazione.
Nel settore delle costruzioni, il cloruro di calcio viene spesso utilizzato per accelerare il tempo di impostazione del calcestruzzo. La dissoluzione esotermica del cloruro di calcio genera calore, che accelera le reazioni chimiche coinvolte nell'indurimento del calcestruzzo. Ciò è particolarmente utile in condizioni di clima freddo, in cui il normale processo di impostazione del calcestruzzo può essere rallentato.
Nel settore della refrigerazione e dell'aria, i composti di cloruro possono essere utilizzati nei sistemi di refrigerazione di assorbimento. Questi sistemi utilizzano la capacità termica e le proprietà di solubilità dei composti di cloruro per trasferire il calore e creare un effetto di raffreddamento. Ad esempio, il cloruro di litio viene talvolta utilizzato in questi sistemi a causa della sua capacità di assorbire il vapore acqueo e la sua stabilità termica.
Fattori che influenzano le proprietà termiche
Esistono diversi fattori che possono influenzare le proprietà termiche dei composti cloruro. Uno dei fattori principali è la purezza del composto. Le impurità possono interrompere la struttura reticolare del composto, che può cambiare il suo punto di fusione, la capacità termica e altre proprietà termiche. Ad esempio, se ci sono altri ioni metallici presenti in un campione di cloruro di sodio, possono interagire con gli ioni di sodio e cloruro, indebolendo i legami ionici e abbassando il punto di fusione.
Anche la struttura cristallina del composto gioca un ruolo. Diverse strutture cristalline possono avere diverse disposizioni di ioni, che possono influire sulla resistenza dei legami ionici e il modo in cui il composto risponde al calore. Ad esempio, alcuni composti di cloruro possono esistere in diverse forme polimorfiche, ognuna con il proprio set di proprietà termiche.
La presenza di acqua o altri solventi può anche avere un grande impatto. Come abbiamo visto con cloruro di calcio diidrato, le molecole d'acqua possono cambiare il comportamento termico del composto. Quando il composto viene sciolto in un solvente, le interazioni tra gli ioni e le molecole di solvente possono influire sulla capacità termica e l'energia necessaria per rompere i legami ionici.
Conclusione
In conclusione, le proprietà termiche dei composti di cloruro sono diverse e svolgono un ruolo cruciale in molti settori. Che si tratti dell'alto punto di fusione del cloruro di sodio, della dissoluzione esotermica del cloruro di calcio o delle proprietà correlate al calore di altri composti di cloruro, queste caratteristiche li rendono preziosi in una vasta gamma di applicazioni.
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Riferimenti
- Atkins, PW e de Paula, J. (2014). Chimica fisica per le scienze della vita. Oxford University Press.
- Chang, R. (2010). Chimica. McGraw - Hill.
- Ebbing, DD e Gammon, SD (2010). Chimica generale. Apprendimento del Cengage.