氯化钙

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第51页（5001字）

一、物理性质

氯化钙的化学成分，按重量计算，由63．94%的氯和36．06%的钙组成。由图1－1－8可以看出，除无水物外，还有6水物、4水物、2水物和1水物。图中－50．66℃是冰和CaCl₂·6H₂O低共熔点，全部固相化；－50．66℃～29．9℃、29．9℃～45．3℃、45．3℃～176℃、176℃～187℃、187℃～782℃，分别是CaCl₂·6H₂O，CaCl₂·4H₂O，CaCl₂·2H₂O，CaCl₂·H₂O和CaCl₂无水盐结晶区。在常温下6水物或4水物是稳定的。

图1－1－8 CaCl₂－H₂O体系相图

E－低共熔点 T₁，T₂，T₃－水合物转化点

我国氯化钙资源来自制碱废液，浓度约15°Bé，其成分为：CaCl₂约10%，NaCl₂约4%，H2O约86%。氯化钠和氯化钙之间的理化关系，见图1－1－9。图中A点是体系组成点，位于不饱和区。因此需先在盐场内利用自然蒸发浓缩，到B点时，溶液浓度约为29°Bé，NaCl先饱和析出；进一步蒸发，到达C点，浓度约为35°Bé，NaCl已析出85%以上。再移到室内加热蒸发，液相点接近NaCl与CaCl₂水合物共饱点D点，NaCl大部分析出，所剩很少；继续蒸发，液相点到达终止点E时，仅剩CaCl₂成分，可采取控制水量、保温分离、冷却结晶方法，析出市场所需要的氯化钙水合物。

图1－1－9 Na⁺、Ca／C1－H₂O 25～125℃

氯化钙从空气中吸收水分的速度，决定于空气中水蒸汽分压超过氯化钙蒸汽的大小。例如空气中相对湿度为40%、95%情况下，1g二水氯化钙分别吸水1g和14g，1g无水氯化钙分别吸水1g和17g。无水物和四种水合物的物理性质如下：

注：①来源于道化学公司，②解离大气压为101．3Pa

再将氯化钙无水物、2水物其他物理性质，择述如下。

(一)无水氯化钙

为白色或灰白色固体(粉状、块状或粒状)，味微苦无嗅。易溶于水，同时放出大量的热。在常温下由水溶液中结晶析出的常为6水物。把这种6水盐渐渐加热到30℃，则溶于结晶水中；继续加热、渐渐失水，到200℃时，变为二水物；再加热到260℃，则变为白色多孔的无水氯化钙。这时因水与无水氯化钙作用，亦有CaO生成。氯化钙水溶液凝固点低，在冷藏工业中有很大用途。氯化钙潮解性强，类似氯化镁。氯化钙也溶于醇、丙酮、醋酸、甲酸、肼、吡啶、乙酰胺。

压缩系数：

体膨胀系数：固体 20～15℃ 0．67×10^－4；

40．9%水溶液 20℃ 0．458×10^－3；

水溶液相对密度：

固体相对密度：

生成自由能₂₉₈ －748．1kJ／(mol·K)；熵₂₉₈ 104．6J／(mol·K)；

磁化率 －54．7×10^－6c．g．s．制电磁单位；

蒸气压：

水溶液粘度：

熔融物粘度η 800℃ 0．0425P

850℃ 0．0365P

水溶液表面张力：25℃与空气接触时

熔融盐表面张力 熔点下与空气接触时 0．00152N／cm；

摩尔体积 50．3cm³／mol；

晶格常数 a=0．621，b=0．64，c=0．413nm；

氯化钙在盐酸中的溶解度： 0℃时

在有机溶剂中的溶解度：

注：SP 溶液平衡时溶质与溶剂的摩尔比

S 100g溶剂溶解溶质的最大克数

S′ 100g饱和溶液中含溶质的重量(g)

( ) 表示在固相转移点下的溶解度值

〔 〕 表示在熔点下的溶解度值

熔点 772℃；

沸点 1600℃以上；

比热：

熔融物比热：

溶解热 25℃ －82．84kJ／mol；

熔融热 28367±335J／mol；

生成热(元素) 795kJ／mol；

升华热 0．018托尔，661．4℃ 226kJ／mol；

水合热 90．79J／mol；

折射率 1．52；

介电常数 5．85；

熔融盐电导率：

(二)2水氯化钙

白色颗粒状结晶，味苦涩，潮解强，易溶于水，能溶于醇，但不易溶于醚。水溶液呈中性或微碱性反应，具有腐蚀性。其他物理数据如下：

蒸气压

溶解热 18℃lmol CaCl₂·2H₂O溶于400mol水，41．84kJ／mol；

水合热 1水物水合成2水物，8．37kJ／mol；

生成热 标准条件下元素，1403．73kJ／mol；

相对湿度：

相对密度： 1．385

蒸气压：

水中溶解度：

水溶液的冰点(CaCl₂·2H₂O含CaCl₂75%)：

溶解热 18℃，1mol CaCl₂·2H₂O溶于 400mol水 －41．84kJ／mol；

生成热 标准条件下，元素 1404kJ／mol；

水合热 1水物水合成2水物 8．37kJ／mol；

相对湿度

折射率 n_α=1．531，n_β=1．534，n_γ=1．537

二、化学性质

氯化钙与各种盐类化学反应，前已提及很多，如除硫、除硝等。关键问题是把这些反应如何结合起来，在盐碱工业精制卤水方面取得更大的经济效果。

氯化钙与乙醇和氨作用，分别生成CaCl₂·4C₂H₅(OH)和CaCl₂·8NH₃。还有一些不常见的化学反应，如：氯化钙加入溴水中，即生成氯二溴化钙：CaCl₂+2Br₂→Ca(C1Br₂)₂；氯化钙加热到赤热时，与过量水蒸汽作用，即产生氯化氢和氢氧化钙；

氯化钙与硫酸钡和煤在770～1100℃高温下进行反应，则生成氯化钡：BaSO₄+4C+CaCl₂→BaCl₂+CaS+4CO

三、用途

国外冬季气温低的国家，氯化钙的最大用途是公路溶冰、溶雪，控制尘埃、稳定土壤；其次是用在生产混凝土产品以及石油井钻建维修运转等方面；氯化钙冰点低，加入水泥中可防止结冻，加速硬化，无水氯化钙可用作干燥剂。此外，加入下列物质中，其作用为：

食品级氯化钙，可用于加工乳酪和其他乳制品以及药物的生产。在橡胶制造上，可作凝析剂，混合淀粉糊作上胶剂；还可用于有色金属冶炼，电解制金属钙，处理锅炉水，作灭火剂，防止木材、煤炭、纺织品等火灾事故。

美国年用氯化钙约近百万吨。各方面所占比例：冰雪除去30%，灰尘控制、道路稳固25%，工业用15%，石油天然气钻井液10%，混凝土5%，铺路用碴4%，其他11%。

四、质量标准

我国的质量标准见表1－1－34，美国和前苏联的质量标准见表1－1－35～1－1－37。

表1－1－34 我国氯化钙企业标准

表1－1－35 美国军用国家标准Mil－C－51511A－85，工业规格

表1－1－36 美国联邦电信委员会(F．C．C．)食品CaCl₂·2H₂O标准Ⅲ－81

表1－1－37 前苏联氯化钙国家标准ГОCТ450－77