Propriétés physiques et utilisations du chlorure de calcium
Le chlorure de calcium est un sel formé d'ions chlorure et d'ions calcium. Le chlorure de calcium anhydre possède un fort pouvoir absorbant l'humidité et est utilisé comme dessiccant pour diverses substances, ainsi que pour le traitement des poussières routières, l'amélioration des sols, la réfrigération, la purification de l'eau et la fabrication de pâtes. C'est un réactif chimique largement utilisé, une matière première pharmaceutique, un additif alimentaire et un complément pour l'alimentation animale, ainsi qu'une matière première pour la production de calcium métallique.
Propriétés physiques du chlorure de calcium
Le chlorure de calcium se présente sous forme de cristaux cubiques incolores, blancs ou blanc cassé, granuleux, en blocs alvéolaires, sphéroïdes, à granulométrie irrégulière ou en poudre. Son point de fusion est de 782 °C, sa densité de 1,086 g/mL à 20 °C, son point d'ébullition de 1600 °C et sa solubilité dans l'eau de 740 g/L. Il est légèrement toxique, inodore et possède un goût légèrement amer. Extrêmement hygroscopique, il se liquéfie facilement au contact de l'air.
Facilement soluble dans l'eau, tout en dégageant une grande quantité de chaleur (enthalpie de dissolution du chlorure de calcium de -176,2 cal/g), sa solution aqueuse est légèrement acide. Soluble dans l'alcool, l'acétone et l'acide acétique. Par réaction avec l'ammoniac ou l'éthanol, il se forme respectivement les complexes CaCl₂·8NH₃ et CaCl₂·4C₂H₅OH. À basse température, la solution cristallise et précipite sous forme d'hexahydrate, qui se dissout progressivement dans son eau de cristallisation lorsqu'il est chauffé à 30 °C, puis perd progressivement son eau lorsqu'il est chauffé à 200 °C, pour se transformer en dihydrate à 260 °C, donnant un chlorure de calcium anhydre blanc et poreux.
chlorure de calcium anhydre
1. Propriétés physiques et chimiques : cristal cubique incolore, bloc poreux ou solide granulaire blanc ou blanc cassé. Densité relative : 2,15 ; point de fusion : 782 °C ; point d’ébullition : supérieur à 1 600 °C ; hygrométrie très élevée ; lixiviation facile ; dissolution facile dans l’eau avec dégagement de chaleur important ; inodore ; goût légèrement amer ; solution aqueuse légèrement acide ; soluble dans l’alcool, le vinaigre acrylique et l’acide acétique.
2. Utilisation du produit : Agent précipitant pour la production de pigments laqués. Produit comme dessiccant à base d'azote, d'acétylène, de chlorure d'hydrogène, d'oxygène et d'autres gaz. Utilisé comme déshydratant pour les alcools, les éthers, les esters et les résines acryliques, leurs solutions aqueuses constituent d'importants fluides frigorigènes pour les réfrigérateurs et les systèmes de réfrigération. Accélère le durcissement du béton, améliore la résistance au froid du mortier de ciment et est un excellent antigel. Utilisé comme agent protecteur et agent de raffinage dans l'industrie métallurgique de l'aluminium et du magnésium.
Chlorure de calcium en flocons
1. Propriétés physiques et chimiques : cristaux incolores, ce produit se présente sous forme de cristaux blancs ou blanc cassé. Goût amer, forte odeur de liquide.
Sa densité relative est de 0,835 ; elle est facilement soluble dans l’eau, sa solution aqueuse est neutre ou légèrement alcaline, corrosive, soluble dans l’alcool et insoluble dans l’éther, et se déshydrate en matière anhydre lorsqu’elle est chauffée à 260 °C. Ses autres propriétés chimiques sont similaires à celles du chlorure de calcium anhydre.
2. Fonction et utilisation : le chlorure de calcium en flocons est utilisé comme réfrigérant ; agent antigel ; glace ou neige fondue ; retardateurs de flamme pour la finition des tissus en coton ; agents de préservation du bois ; production de caoutchouc comme agent de pliage ; l'amidon mélangé est utilisé comme agent de collage.
solution aqueuse de chlorure de calcium
La solution de chlorure de calcium présente les caractéristiques suivantes : conductivité, point de congélation inférieur à celui de l’eau, dissipation de chaleur au contact de l’eau et meilleure fonction d’adsorption. Son bas point de congélation permet son utilisation dans diverses applications industrielles et dans les lieux publics.
Le rôle de la solution de chlorure de calcium :
1. Alcalin : L'hydrolyse des ions calcium est alcaline et le chlorure d'hydrogène est volatil après l'hydrolyse des ions chlorure.
2. Conduction : il y a des ions dans la solution qui peuvent se déplacer librement.
3. Point de congélation : le point de congélation de la solution de chlorure de calcium est inférieur à celui de l'eau.
4. Point d'ébullition : le point d'ébullition de la solution aqueuse de chlorure de calcium est supérieur à celui de l'eau.
5. Cristallisation par évaporation : la cristallisation par évaporation d'une solution aqueuse de chlorure de calcium doit se faire dans une atmosphère pleine de chlorure d'hydrogène.
dessiccant
Le chlorure de calcium peut être utilisé comme dessiccant ou agent déshydratant pour les gaz et les liquides organiques. Cependant, il ne peut pas être utilisé pour sécher l'éthanol et l'ammoniac, car ces derniers réagissent avec le chlorure de calcium pour former respectivement le complexe alcool CaCl₂·4C₂H₅OH et le complexe ammoniac CaCl₂·8NH₃. Le chlorure de calcium anhydre peut également être utilisé dans des produits ménagers comme agent hygroscopique. En tant qu'agent absorbant l'eau, il est approuvé par la FDA pour les pansements de premiers soins, son rôle étant de maintenir les plaies au sec.
Le chlorure de calcium, étant neutre, peut assécher les gaz acides ou alcalins et les liquides organiques. En laboratoire, il sert également à la synthèse de petites quantités de gaz tels que l'azote, l'oxygène, l'hydrogène, le chlorure d'hydrogène, le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone et le dioxyde d'azote, par séchage. Le chlorure de calcium anhydre granulaire est souvent utilisé comme dessiccant dans les canalisations de séchage. Les cendres d'algues géantes (ou d'algues marines) séchées avec du chlorure de calcium permettent la production de carbonate de sodium. Certains déshumidificateurs domestiques utilisent le chlorure de calcium pour absorber l'humidité de l'air.
On répand du chlorure de calcium anhydre sur la surface sablonneuse de la route, et les propriétés hygroscopiques du chlorure de calcium anhydre sont utilisées pour condenser l'humidité de l'air lorsque l'humidité de l'air est inférieure au point de rosée afin de maintenir la surface de la route humide et ainsi contrôler la poussière sur la route.
Agent de dégivrage et bain de refroidissement
Le chlorure de calcium abaisse le point de congélation de l'eau et son épandage sur les routes permet de prévenir le gel et le dégivrage. Cependant, l'eau salée issue de la fonte des neiges et des glaces peut endommager les sols et la végétation riveraines et détériorer le béton de la chaussée. Une solution de chlorure de calcium peut également être mélangée à de la glace carbonique pour préparer un bain cryogénique. Des bâtonnets de glace carbonique sont ajoutés par petites quantités à la solution saline jusqu'à la formation de glace. La température stable du bain cryogénique peut être maintenue grâce à différents types et concentrations de solutions salines. Le chlorure de calcium est généralement utilisé comme matière première pour la préparation de sels. La température stable requise est obtenue en ajustant sa concentration. Ce choix s'explique non seulement par le faible coût et la facilité d'approvisionnement du chlorure de calcium, mais aussi par la température eutectique relativement basse de sa solution (c'est-à-dire la température à laquelle la solution se condense entièrement pour former des particules de sel cristallisées), pouvant atteindre -51 °C. La plage de température ajustable s'étend ainsi de 0 °C à -51 °C. Cette méthode peut être mise en œuvre dans des vases Dewar à isolation thermique, et également dans des récipients en plastique classiques pour bains réfrigérants lorsque le volume des vases Dewar est limité et qu'il est nécessaire de préparer de grandes quantités de solutions salines. Dans ce cas, la température est également plus stable.
En tant que source d'ions calcium
L'ajout de chlorure de calcium à l'eau d'une piscine permet de stabiliser son pH et d'en augmenter la dureté, ce qui peut réduire l'érosion des parois en béton. Conformément au principe de Le Chatelier et à l'effet isoionique, l'augmentation de la concentration en ions calcium dans l'eau de la piscine ralentit la dissolution des composés calciques essentiels à la stabilité des structures en béton.
L'ajout de chlorure de calcium à l'eau des aquariums marins augmente la quantité de calcium biodisponible. Les mollusques et les animaux cœliaques élevés en aquarium l'utilisent pour former leur coquille de carbonate de calcium. Bien que l'hydroxyde de calcium ou un réacteur à calcium puissent produire le même résultat, l'ajout de chlorure de calcium est la méthode la plus rapide et celle qui a le moins d'impact sur le pH de l'eau.
Chlorure de calcium pour d'autres usages
La nature soluble et exothermique du chlorure de calcium explique son utilisation dans les boîtes auto-chauffantes et les coussins chauffants.
Le chlorure de calcium peut accélérer la prise initiale du béton, mais les ions chlorure peuvent corroder les armatures en acier ; il est donc inutilisable dans le béton armé. Le chlorure de calcium anhydre, grâce à ses propriétés hygroscopiques, peut apporter une certaine humidité au béton.
Dans l'industrie pétrolière, le chlorure de calcium est utilisé pour augmenter la densité de la saumure déshydratée et peut également être ajouté à la phase aqueuse des fluides de forage émulsionnés afin d'inhiber le gonflement de l'argile. Il sert de fondant pour abaisser le point de fusion lors de la production de sodium métallique par fusion électrolytique du chlorure de sodium selon le procédé Davy. En céramique, le chlorure de calcium est utilisé comme composant, permettant la suspension des particules d'argile dans la solution et facilitant ainsi leur incorporation lors du jointoiement.
Le chlorure de calcium est également utilisé comme additif dans les plastiques et les extincteurs, comme adjuvant de filtration dans le traitement des eaux usées, comme additif dans les hauts fourneaux pour contrôler l'agrégation et l'adhérence des matières premières afin d'éviter le tassement de la charge, et comme diluant dans les adoucissants textiles.