Clorua canxi

Clorua canxi (CaCl₂) là một hợp chất ion giữa canxi và clo. Chất này có khả năng tan rất tốt trong nước và ở nhiệt độ phòng, nó tồn tại dưới dạng rắn. Clorua canxi có thể được sản xuất từ đá vôi, tuy nhiên, trong sản xuất quy mô lớn, nó thường được tạo ra như một sản phẩm phụ trong quá trình công nghệ Solvay. Do khả năng hút ẩm mạnh mẽ của nó, clorua canxi cần được bảo quản trong các thùng chứa kín.

Tính chất hóa học

Clorua canxi có thể được sử dụng như một nguồn cung cấp ion canxi trong dung dịch, ví dụ như để kết tủa vì nhiều hợp chất của canxi không tan trong nước:

3 CaCl₂(lỏng) + 2 K₃PO₄(lỏng) → Ca₃(PO₄)₂(rắn) + 6 KCl(lỏng)

Clorua canxi khi nóng chảy có thể được điện phân để tạo ra canxi kim loại:

CaCl₂(lỏng) → Ca(rắn) + Cl₂(khí)

Công dụng

Công nghiệp

Hàng triệu tấn clorua canxi được sản xuất mỗi năm. Ví dụ, ở Bắc Mỹ, lượng tiêu thụ vào năm 2002 đạt 1.687.000 tấn (tương đương 3,7 triệu pound). Các nhà máy của Công ty hóa chất Dow tại Michigan chiếm khoảng 35% tổng sản lượng clorua canxi ở Hoa Kỳ, và nó có nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau:

• Với khả năng hút ẩm mạnh mẽ, clorua canxi được sử dụng để loại bỏ hơi ẩm từ không khí hoặc các loại khí khác khi cho chúng đi qua các ống chứa clorua canxi. Nó thường được dùng trong các hệ thống làm khô để loại bỏ độ ẩm trong không khí mà vẫn cho phép khí đi qua. Ngoài ra, nó còn được hòa vào các dung dịch lỏng để loại bỏ nước lẫn trong hay lơ lửng. Quá trình này sinh ra nhiệt và có thể làm tăng nhiệt độ lên đến khoảng 60 °C (140 °F). Chính vì thế, clorua canxi được sử dụng như một tác nhân sấy khô hoặc chất hút ẩm.

• Clorua canxi cũng được dùng làm hợp chất chống băng do lượng nhiệt sinh ra khi hòa tan nó. So với natri clorua (muối đá) phổ biến hơn, clorua canxi ít gây hại hơn cho cây cối và đất đai, mặc dù gần đây có báo cáo tại bang Washington cho thấy nó có thể gây hại cho cây thường xanh ven đường. Nó cũng hiệu quả hơn natri clorua ở nhiệt độ thấp hơn. Để sử dụng cho mục đích này, clorua canxi thường được sản xuất thành các viên nhỏ màu trắng với đường kính vài milimét.

• Nhờ vào khả năng hút ẩm của clorua canxi, nó có thể được sử dụng để duy trì một lớp chất lỏng trên bề mặt đường nhằm hút bụi hiệu quả. Ngoài ra, nó còn được thêm vào trong bê tông để tăng tốc độ ổn định ban đầu của hỗn hợp, tuy nhiên, do ion chloride có thể gây ăn mòn các thanh thép gia cố, nên không nên dùng trong bê tông chịu lực.

• Clorua canxi ở dạng lỏng (dung dịch với nước) có điểm đóng băng rất thấp, xuống tới -52 °C (-62 °F), làm cho nó lý tưởng để nhồi đầy các lốp không săm như các loại dằn lỏng, hỗ trợ khả năng kéo trong điều kiện thời tiết lạnh giá.

• Các ứng dụng công nghiệp khác của clorua canxi bao gồm việc dùng làm phụ gia trong hóa dẻo, hỗ trợ tiêu nước trong xử lý nước thải, là thành phần trong các thiết bị chữa cháy, phụ gia trong kiểm soát tạo xỉ trong lò cao, và còn được dùng làm chất pha loãng trong các loại thuốc làm mềm vải.

Thực phẩm

Trong lĩnh vực thực phẩm, clorua canxi được công nhận là phụ gia thực phẩm hợp pháp tại Liên minh châu Âu với số hiệu E509, được dùng để làm chất cô lập và làm chắc. Dạng khan của clorua canxi cũng được FDA phê duyệt làm phụ gia hỗ trợ đóng gói để đảm bảo độ khô (CPG 7117.02).

Calci chloride thường được sử dụng như một chất điện giải, có vị rất mặn, và có mặt trong nhiều loại đồ uống thể thao và nước đóng chai như Smartwater và sản phẩm của Nestle. Ngoài ra, nó còn được dùng làm phụ gia bảo quản để giữ cho rau quả đóng hộp luôn chắc chắn hoặc trong các loại dưa muối với mục đích tạo vị mặn mà không làm tăng lượng natri trong thực phẩm.

Clorua canxi còn được ứng dụng để chế biến các sản phẩm thay thế trứng cá muối từ nước hoa quả, hoặc bổ sung vào sữa đã chế biến nhằm phục hồi cân bằng giữa canxi và protein trong sản xuất phô mai như brie và stilton. Tính năng sinh nhiệt của nó cũng được khai thác trong các thực phẩm 'tự sinh nhiệt', nơi nó được kích hoạt bằng nước để bắt đầu quá trình tỏa nhiệt, tạo ra nhiên liệu khô, dễ kích hoạt mà không gây nổ.

Trong quá trình ủ bia, đặc biệt là ale và bia đắng, clorua canxi đôi khi được sử dụng để điều chỉnh sự thiếu hụt khoáng chất trong nước ủ, vì canxi rất quan trọng cho chức năng enzym, quá trình đông kết protein và trao đổi chất của men bia. Nó cũng giúp bổ sung độ cứng vĩnh cửu cho nước. Các ion chloride làm tăng hương vị và tạo cảm giác ngọt hơn, trong khi ion sulfat từ thạch cao tạo vị khô và mát hơn với độ đắng cao hơn.

Sinh học/Y học

Clorua canxi dược phẩm có thể được tiêm vào tĩnh mạch để điều trị tình trạng thiếu canxi trong máu. Nó cũng có thể được sử dụng để điều trị các vết đốt của côn trùng, phản ứng dị ứng như mày đay, ngộ độc magnesi do dùng quá liều magnesi sulfat, hỗ trợ điều trị ngộ độc chì và hồi sức tim mạch sau phẫu thuật. Ngoài ra, khi epinephrin không hiệu quả trong việc cải thiện co cơ tim, calci chloride có thể được sử dụng để tăng cường chức năng tim. Tiêm clorua canxi còn có thể giúp trung hòa độc tính tim mạch trong trường hợp tăng kali máu theo kết quả điện tâm đồ (ECG/EKG).

Clorua canxi có thể hỗ trợ cơ tim trong các tình huống mức kali huyết cao, giúp điều trị tình trạng tăng kali máu. Nó hiệu quả trong việc ngăn chặn độc tính bằng cách ức chế kênh canxi mà không gây các tác dụng phụ như một số loại thuốc khác như Diltiazem (Cardizem), từ đó giảm nguy cơ cơn đau tim.

Dạng dung dịch lỏng của clorua canxi được ứng dụng trong kỹ thuật biến đổi gen để làm tăng khả năng thẩm thấu của màng tế bào, giúp các đoạn DNA dễ dàng xâm nhập vào bên trong tế bào.

Clorua canxi còn được sử dụng trong các bể cảnh để bổ sung canxi cho các sinh vật cần lượng lớn canxi như tảo, ốc, san hô. Mặc dù việc sử dụng hydroxide canxi hoặc lò phản ứng canxi là phổ biến hơn, clorua canxi vẫn là lựa chọn nhanh chóng để tăng nồng độ canxi vì khả năng hòa tan dễ dàng trong nước.

Phòng ngừa

Clorua canxi có thể gây kích ứng, đặc biệt là trên da ẩm. Để bảo vệ bản thân, hãy đeo găng tay, kính bảo hộ hoặc mặt nạ toàn phần; tránh tiếp xúc với hơi hoặc bụi chứa clorua canxi.

Clorua canxi khan tạo ra nhiệt khi tiếp xúc với nước. Việc nuốt phải viên clorua canxi khan có thể gây bỏng ở miệng hoặc thực quản. Trẻ em, do chưa có khả năng nhận thức và tránh thức ăn nóng, dễ bị tổn thương hơn người lớn, nên cần để xa các viên clorua canxi khỏi tầm tay của chúng.

• Greenwood Norman N.; Earnshaw A. (1997). Hóa học các nguyên tố, ấn bản lần 2, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Cẩm nang Hóa học và Vật lý, ấn bản lần thứ 71, Nhà in CRC, Ann Arbor, Michigan, 1990.

Liên kết ngoài

• Thẻ an toàn hóa chất quốc tế 1184
• Cẩm nang clorua canxi từ Dow Chemical (pdf 1,6 MB)
• Báo cáo về sự ăn mòn thép do clorua, bao gồm CaCl₂
• Danh sách các báo cáo và bài viết về clorua canxi Lưu trữ ngày 2009-02-06 tại Wayback Machine