- Struktur
- Larutan berair
- Solid hipotetis
- Stabilitas: NaHCO
- Ca (HCO
- Sifat fisik dan kimia
- Rumus kimia
- Berat molekul
- Keadaan fisik
- Kelarutan air
- Titik leleh dan titik didih
- Titik api
- Resiko
- Aplikasi
- Referensi
The kalsium bikarbonat adalah garam anorganik dengan rumus kimia Ca (HCO 3 ) 2 . Ini berasal di alam dari kalsium karbonat yang ada di batu kapur dan mineral seperti kalsit.
Kalsium bikarbonat lebih mudah larut dalam air daripada kalsium karbonat. Karakteristik ini memungkinkan terbentuknya sistem karst pada batuan kapur dan dalam struktur gua.
Sumber: Pixabay
Air tanah yang melewati retakan menjadi jenuh dalam perpindahan karbon dioksida (CO 2 ). Perairan tersebut mengikis batuan kapur yang melepaskan kalsium karbonat (CaCO 3 ) yang akan membentuk kalsium bikarbonat, dengan reaksi sebagai berikut:
CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l) => Ca (HCO 3 ) 2 (aq)
Reaksi ini terjadi di gua-gua tempat air yang sangat keras berasal. Kalsium bikarbonat tidak dalam keadaan padat tetapi dalam larutan air, bersama dengan Ca 2+ , bikarbonat (HCO 3 - ) dan ion karbonat (CO 3 2- ).
Selanjutnya, dengan menurunkan saturasi karbondioksida di dalam air, terjadi reaksi sebaliknya, yaitu transformasi kalsium bikarbonat menjadi kalsium karbonat:
Ca (HCO 3 ) 2 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaCO 3 (s)
Kalsium karbonat sulit larut dalam air, hal ini menyebabkan pengendapannya terjadi sebagai padatan. Reaksi di atas sangat penting dalam pembentukan stalaktit, stalagmit dan speleothem lainnya di dalam gua.
Struktur batuan ini terbentuk dari tetesan air yang jatuh dari langit-langit gua (gambar atas). The CaCO 3 hadir dalam tetesan air mengkristal untuk membentuk struktur yang disebutkan.
Fakta bahwa kalsium bikarbonat tidak ditemukan dalam keadaan padat membuat penggunaannya sulit, dengan sedikit contoh yang ditemukan. Demikian pula, sulit untuk menemukan informasi tentang efek toksiknya. Ada laporan dari serangkaian efek samping dari penggunaannya sebagai pengobatan untuk mencegah osteoporosis.
Struktur
Sumber: Oleh Epop, dari Wikimedia Commons
Pada gambar di atas, dua anion HCO 3 - dan kation Ca 2+ ditampilkan berinteraksi secara elektrostatis. Menurut gambar, Ca 2+ harus ditempatkan di tengah, karena dengan cara ini HCO 3 - tidak akan saling tolak karena muatan negatifnya.
Muatan negatif dalam HCO 3 - terdelokalisasi di antara dua atom oksigen, melalui resonansi antara gugus karbonil C = O dan ikatan C - O - ; sedangkan pada CO 3 2– , ia terdelokalisasi di antara tiga atom oksigen, karena ikatan C - OH terdeprotonasi dan karenanya dapat menerima muatan negatif melalui resonansi.
Geometri ion-ion ini dapat dianggap sebagai bola kalsium yang dikelilingi oleh segitiga datar karbonat dengan ujung terhidrogenasi. Dalam hal rasio ukuran, kalsium lebih kecil dari ion HCO 3 - .
Larutan berair
Ca (HCO 3 ) 2 tidak dapat membentuk padatan kristal, dan sebenarnya terdiri dari larutan air garam ini. Di dalamnya, ion tidak sendirian, seperti pada gambar, tetapi dikelilingi oleh molekul H 2 O.
Bagaimana mereka berinteraksi? Setiap ion dikelilingi oleh bola hidrasi, yang akan bergantung pada logam, polaritas dan struktur spesies terlarut.
Ca 2+ berkoordinasi dengan atom oksigen dalam air untuk membentuk kompleks berair, Ca (OH 2 ) n 2+ , di mana n umumnya dianggap enam; yaitu, "oktahedron berair" di sekitar kalsium.
Sementara HCO 3 - anion berinteraksi baik dengan ikatan hidrogen (O 2 CO - H-OH 2 ) atau dengan atom hidrogen air searah muatan negatif terdelokalisasi (HOCO 2 - H - OH, interaksi dipol- ion).
Interaksi antara Ca 2+ , HCO 3 - dan air ini sangat efisien sehingga membuat kalsium bikarbonat sangat larut dalam pelarut tersebut; tidak seperti CaCO 3 , di mana gaya tarik elektrostatis antara Ca 2+ dan CO 3 2– sangat kuat, mengendap dari larutan air.
Selain air, ada molekul CO 2 di sekitarnya, yang bereaksi lambat untuk mensuplai lebih banyak HCO 3 - (tergantung pada nilai pH).
Solid hipotetis
Sejauh ini, ukuran dan muatan ion dalam Ca (HCO 3 ) 2 , maupun keberadaan air, menjelaskan mengapa senyawa padat tidak ada; Artinya, kristal murni yang dapat dikarakterisasi dengan kristalografi sinar-X Ca (HCO 3 ) 2 tidak lebih dari ion yang ada di dalam air tempat formasi kavernosus terus tumbuh.
Jika Ca 2+ dan HCO 3 - dapat diisolasi dari air, hindari reaksi kimia berikut:
Ca (HCO 3 ) 2 (aq) → CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l)
Kemudian ini dapat dikelompokkan menjadi padatan kristal putih dengan rasio stoikiometri 2: 1 (2HCO 3 / 1Ca). Tidak ada penelitian tentang strukturnya, tetapi dapat dibandingkan dengan NaHCO 3 (karena magnesium bikarbonat, Mg (HCO 3 ) 2 , juga tidak ada sebagai padatan), atau dengan CaCO 3 .
Stabilitas: NaHCO
NaHCO 3 mengkristal dalam sistem monoklinik, dan CaCO 3 dalam sistem trigonal (kalsit) dan ortorombik (aragonit). Jika Na + diganti dengan Ca 2+ , kisi kristal akan menjadi tidak stabil karena perbedaan ukuran yang lebih besar; Dengan kata lain, Na +, karena lebih kecil, membentuk kristal yang lebih stabil dengan HCO 3 - dibandingkan dengan Ca 2+ .
Faktanya, Ca (HCO 3 ) 2 (aq) membutuhkan air untuk menguap agar ion-ionnya dapat berkelompok dalam kristal; tetapi kisi kristalnya tidak cukup kuat untuk melakukannya pada suhu kamar. Dengan memanaskan air, terjadi reaksi dekomposisi (persamaan di atas).
Dengan ion Na + dalam larutan, ia akan membentuk kristal dengan HCO 3 - sebelum dekomposisi termalnya.
Alasan mengapa Ca (HCO 3 ) 2 tidak mengkristal (secara teoritis) adalah karena perbedaan jari-jari ionik atau ukuran ionnya, yang tidak dapat membentuk kristal yang stabil sebelum dekomposisi.
Ca (HCO
Sebaliknya, jika H + ditambahkan ke struktur kristal CaCO 3 , sifat fisiknya akan berubah secara drastis. Mungkin, titik lelehnya turun secara signifikan, dan bahkan morfologi kristal akhirnya dimodifikasi.
Apakah perlu mencoba sintesis padatan Ca (HCO 3 ) 2 ? Kesulitan dapat melebihi ekspektasi, dan garam dengan stabilitas struktur rendah mungkin tidak memberikan manfaat tambahan yang signifikan dalam aplikasi apa pun yang telah menggunakan garam lain.
Sifat fisik dan kimia
Rumus kimia
Ca (HCO 3 ) 2
Berat molekul
162,11 g / mol
Keadaan fisik
Itu tidak muncul dalam keadaan padat. Ini ditemukan dalam larutan air dan upaya untuk mengubahnya menjadi padat dengan penguapan air belum berhasil karena berubah menjadi kalsium karbonat.
Kelarutan air
16,1 g / 100 ml pada 0 ° C; 16,6 g / 100 ml pada 20º C dan 18,4 g / 100 ml pada 100º C. Nilai ini menunjukkan afinitas tinggi molekul air untuk ion Ca (HCO 3 ) 2 , seperti yang dijelaskan di bagian sebelumnya. Sementara itu, hanya 15 mg CaCO 3 yang larut dalam satu liter air, yang mencerminkan interaksi elektrostatisnya yang kuat.
Karena Ca (HCO 3 ) 2 tidak dapat membentuk padatan, kelarutannya tidak dapat ditentukan secara eksperimental. Namun, mengingat kondisi yang diciptakan oleh CO 2 yang terlarut dalam air di sekitar batu kapur, massa kalsium yang terlarut pada suhu T dapat dihitung; massa, yang akan sama dengan konsentrasi Ca (HCO 3 ) 2 .
Pada temperatur yang berbeda, massa terlarut meningkat seperti yang ditunjukkan oleh nilai pada 0, 20 dan 100 ° C. Kemudian, menurut percobaan ini, ditentukan berapa banyak Ca (HCO 3 ) 2 yang larut di sekitar CaCO 3 dalam media berair yang digasifikasi dengan CO 2 . Setelah gas CO 2 keluar , CaCO 3 akan mengendap, tetapi tidak dengan Ca (HCO 3 ) 2 .
Titik leleh dan titik didih
Kisi kristal Ca (HCO 3 ) 2 jauh lebih lemah dibandingkan dengan CaCO 3 . Jika dapat diperoleh dalam keadaan padat, dan suhu lelehnya diukur dalam fusiometer, nilainya pasti akan diperoleh jauh di bawah 899ºC. Demikian pula, hal yang sama diharapkan terjadi dalam menentukan titik didih.
Titik api
Itu tidak mudah terbakar.
Resiko
Karena senyawa ini tidak ada dalam bentuk padat, kecil kemungkinannya senyawa ini menimbulkan risiko untuk menangani larutan encernya, karena ion Ca 2+ dan HCO 3 - tidak berbahaya pada konsentrasi rendah; dan oleh karena itu, risiko yang lebih besar untuk menelan larutan ini, hanya bisa disebabkan oleh dosis kalsium yang berbahaya yang tertelan.
Jika senyawa membentuk padatan, meskipun mungkin secara fisik berbeda dari CaCO 3 , efek toksiknya mungkin tidak melampaui ketidaknyamanan dan kekeringan sederhana setelah kontak fisik atau melalui penghirupan.
Aplikasi
- Larutan kalsium bikarbonat telah lama digunakan untuk mencuci kertas bekas, terutama karya seni atau dokumen penting secara historis.
-Penggunaan larutan bikarbonat bermanfaat, tidak hanya karena menetralkan asam di kertas, tetapi juga menyediakan cadangan basa kalsium karbonat. Senyawa terakhir memberikan perlindungan untuk kerusakan kertas di masa mendatang.
-Seperti bikarbonat lainnya, ini digunakan dalam ragi kimia dan dalam tablet effervescent atau formulasi bubuk. Selain itu, kalsium bikarbonat digunakan sebagai aditif makanan (larutan garam ini dalam air).
Solusi -Bicarbonate telah digunakan dalam pencegahan osteoporosis. Namun, efek samping seperti hiperkalsemia, alkalosis metabolik, dan gagal ginjal telah diamati dalam satu kasus.
-Kalsium bikarbonat kadang-kadang diberikan secara intravena untuk memperbaiki efek depresi hipokalemia pada fungsi jantung.
-Dan akhirnya, menyediakan kalsium ke tubuh, yang merupakan mediator kontraksi otot, sekaligus memperbaiki asidosis yang dapat terjadi dalam kondisi hipokalemia.
Referensi
- Wikipedia. (2018). Kalsium bikarbonat. Diambil dari: en.wikipedia.org
- Sirah Dubois. (03 Oktober 2017). Apa Itu Kalsium Bikarbonat? Diperoleh dari: livestrong.com
- Hub Pembelajaran Sains. (2018). Kimia karbonat. Diperoleh dari: sciencelearn.org.nz
- PubChem. (2018). Kalsium Bikarbonat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Amy E. Gerbracht & Irene Brückle. (1997). Penggunaan Solusi Kalsium Bikarbonat dan Magnesium Bikarbonat di Lokakarya Konservasi Kecil: Hasil Survei. Diperoleh dari: cool.conservation-us.org