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氯化钙

氯化钙为无机化合物,一种由氯元素和钙元素构成的盐,为典型的离子型卤化物。性状为白色、硬质碎块或颗粒。微苦,无味。氯化钙对氨具有突出的吸附能力和低的脱附温度,在合成氨吸附分离方面具有很大的应用前景。但由于氯化钙不易形成稳定的多孔材料,与气氨的接触面积小,并且在吸附、解吸过程中容易膨胀、结块,因此使之难以在这方面付诸实际应用。将氯化钙担载于高比表面载体上,可以大大提高氯化钙与气氨的接触面积。已有相关研究表明,将氯化钙担载于分子筛上而制备的复合吸附剂比单一吸附剂有更好的吸附性能和稳定性。

氯化钙,一种由元素和钙元素构成的盐,化学式为CaCl2。它是典型的离子型卤化物,室温下为白色固体。它常见应用包括制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂。因为它在空气中易吸收水分发生潮解[5],所以无水氯化钙必须在容器中密封储藏。氯化钙及其水合物和溶液在食品制造、建筑材料、医学和生物学等多个方面均有重要的应用价值。

熔点

782°C

密度1.086 g/mL at 20 °C
沸点1600°C
闪点>1600°C
水溶性740 g/L (20°C)

无色立方结晶体,白色或灰白色,有粒状、蜂窝块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。微毒、无、味微苦。吸湿性极强,暴露于空气中极易潮解。易溶于水,同时放出大量的热(氯化钙的溶解焓为-176.2cal/g),其水溶液呈微酸性。溶于醇、丙酮、醋酸。与氨或乙醇作用,分别生成CaCl28NH3和 CaCl24C2H5OH络合物。低温下溶液结晶而析出的为六水物,逐渐加热至30℃时则溶解在自身的结晶水中,继续加热逐渐失水,至200℃时变为二水物,再加热至260℃则变为白色多孔状的无水氯化钙。

解毒剂

5%水溶液pH值4.5~9.2。1.7%水溶液同血清等渗。该品以碳酸钙和盐酸为原料制得,为中毒时的解毒剂。钙离子可与氟化物形成不溶性氟化钙,用于氟中毒解救。

可溶的氯化钙可用来调配一些不溶于水的钙化合物沉淀:

3 CaCl2(aq) + 2 K3PO4(aq) →Ca3(PO4)2 (s) + 6 KCl (aq)

氯化钙电解后可得出纯钙:

CaCl2 →Ca(s) + Cl2(g)

物质毒性

编号

毒性类型

测试方法

测试对象

使用剂量

毒性作用

1

急性毒性

静脉注射

成年女性

20 mg/kg/1H-C

1.皮肤和附件毒性--皮炎 (全身暴露后)

2.营养和代谢系统毒性--钙浓度发生变化

2

急性毒性

口服

大鼠

1 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

3

急性毒性

腹腔注射

大鼠

264 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

4

急性毒性

皮下注射

大鼠

2630 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

5

急性毒性

静脉注射

大鼠

161 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

6

急性毒性

肌肉注射

大鼠

25 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

7

急性毒性

口服

小鼠

1940 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

8

急性毒性

腹腔注射

小鼠

210 mg/kg

1.行为毒性--嗜睡

2.行为毒性--惊厥或癫痫发作阈值受到影响

3.行为毒性--运动行为发生变化(具体情况具体分析)

9

急性毒性

皮下注射

小鼠

823 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

10

急性毒性

静脉注射

小鼠

42 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

11

急性毒性

皮下注射

274 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

12

急性毒性

静脉注射

274 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

13

急性毒性

皮下注射

249 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

14

急性毒性

静脉注射

249 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

15

急性毒性

口服

1384 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

16

急性毒性

皮下注射

472 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

17

急性毒性

静脉注射

274 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

18

急性毒性

静脉注射

豚鼠

150 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

19

急性毒性

Intraarterial

豚鼠

300 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

20

急性毒性

皮下注射

青蛙

666 mg/kg

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

21

慢性毒性

口服

大鼠

2016 mg/kg/30D-I

1.大脑毒性--影响特定区域的中枢神经系统

2.心脏毒性脉冲率发生变化

3.血液毒性--白细胞计数发生变化

22

慢性毒性

吸入

哺乳动物

43 mg/m3/4H/17W-I

1.血液毒性--凝血因子发生变化

2.血液毒性--血清成分发生变化 (如TP、胆红素、胆固醇)

3.生化毒性--抑制或诱导过氧化氢酶

23

突变毒性

酿酒酵母

200 mmol/L

24

突变毒性

腹腔注射

大鼠

2500 umol/kg

25

突变毒性

大鼠腹水瘤细胞

3500 mg/kg

26

致癌性

口服

大鼠

112 mg/kg/20W-C

1.致癌性--可能致癌(根据RTECS标准)

2.内分泌毒性--甲状腺肿瘤

计算化学数据

1、疏水参数计算参考值(XlogP):

2、氢键供体数量:1

3、氢键受体数量:3

4、可旋转化学键数量:0

5、互变异构体数量:

6、拓扑分子极性表面积(TPSA):1

7、重原子数量:4

8、表面电荷:0

9、复杂度:0

10、同位素原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定化学键立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、共价键单元数量:4

其他

1、钛和氯化钙高温下的反应,都是固体,大约升温到1100℃

钙的金属活动性强于钛,所以在高温下钛也不会置换氯化钙中的钙;高温下,这两种物质也不能化合。

2、"焦亚硫酸钠"跟"无水氯化钙"一起投放在水里产生的那种刺鼻的气体

放出的气体是SO2。不管有没有无水氯化钙,焦亚硫酸钠本身就具备刺激性气味,溶于水后由于水解的原因,也会释放出少量SO2。其本身和氯化钙不发生化学反应。我认为不会,除非是两固体混合,加入极少量的水。这样的话,一方面焦亚硫酸钠水解,另一方面CaCl2和水结合形成晶体,这样才有可能放出更多的SO2。如果彼此都是稀溶液的状态混合,应该影响不大。

3、固体氯化钙与氧气反应生成物

固体氯化钙与氧气不反应 所以不能生成任何其他物质 固体氯化钙、液态氯化钙或气态氯化钙(如果它存在这些状态)与氧气都不反应。

1、二水氯化钙(脱水法)法:

将食用二水氯化钙于200~300℃下进行干燥脱水,制得食用无水氯化钙成品。

其化学反应方程式:CaCl22H2O--[260℃]→CaCl2+2H2O

对于中性氯化钙溶液,可采用喷雾干燥塔,在300℃热气流下进行喷雾干燥脱水,制得无水氯化钙粉末状成品。

2、喷雾干燥脱水法:将已除去和重金属的精制中性氯化钙溶液,通过喷嘴从喷雾干燥塔上方喷成雾状,与300℃热气流进行逆流接触达到干燥脱水,得到粉末状无水氯化钙,制得食用无水氯化钙成品。

3、母液法:

由氨碱法制纯碱时的母液,加石灰乳而得水溶液,经蒸发、浓缩、冷却、固化而成。

4、复分解法:

由碳酸钙(石灰石)与盐酸作用而得。

化学反应方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

以上步骤完成后再加热至260摄氏度,蒸发脱水 。

5、精制法:

生产次氯酸钠中的副产品经精制而成。

制备碳酸钠的索尔维法的副产品精制而成。(Ca(OH)2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O)

鉴别

配制10%试样液(以无水氯化钙CaCl2计),其钙盐(IT-10)和氯化物(IT-12)试验均为阳性。

含量分析

取试样约1.5g(如系无水氯化钙则取试样约1g),准确称重,移入一250ml容量瓶中,用100ml水和5ml稀盐酸试液(TS-117)的混合液使之溶解,再用水定容后混合。取此溶液50.0ml放入一适当容器中,加水50ml,在搅拌下(最好用机械搅拌)从一50ml滴定管中加入0.05mol/L的EDTA二钠液约30ml,然后加15ml氢氧化钠试液(TS-224)和羟基萘酚蓝指示剂300mg,并继续滴定至产生蓝色为止。每毫升0.05 mol/L的EDTA二钠液相当于CaCl22H2O 7.551mg。如系无水氯化钙,则每毫升0.05mol/L的EDTA二钠液相当于CaCl25.550mg。

工业用途

1、用作多用途的干燥剂,如用于氮气、氧气、氢气氯化氢二氧化硫等气体的干燥。生产醇、酯、醚和丙烯酸树脂时用作脱水剂。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂,能加速混凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力,是优良的建筑防冻剂。用作港口的消雾剂和路面集尘剂、织物防火剂。用作铝镁冶金的保护剂、精炼剂。是生产色淀颜料的沉淀剂。用于废纸加工脱墨。是生产钙盐的原料。

2、螯合剂;固化剂;钙质强化剂;冷冻用制冷剂;干燥剂;抗结剂;抑微生物剂;腌渍剂;组织改进剂。

3、用作干燥剂、路面集尘剂、消雾剂、织物防火剂、食品防腐剂及用于制造钙盐

4、用作润滑油添加剂

5、用作分析试剂

6、主要用于治疗血钙降低而引起的手足搐搦症、荨麻疹、渗出性水肿、肠和输尿管绞痛、镁中毒等

7、在食品工业中用作钙质强化剂、固化剂、螯合剂和干燥剂。

8、可增加细菌细胞壁的通透性。

医疗用途

适应症:

1、该品可用于肠绞痛等。

2、可用于瘙痒性皮肤病。

3、用于解救镁盐中毒。

4、用于维生素D缺乏性佝偻病、软骨病、孕妇及哺乳期妇女钙盐补充。

5、治疗钙缺乏,急性血钙过低、碱中毒及甲状旁腺功能低下所致的手足搐搦症,维生素D缺乏症等;

6、过敏性疾患;

7、镁中毒时的解救;

8、氟中毒的解救;

9、心脏复苏时应用,如高血钾低血钙,或钙通道阻滞引起的心功能异常的解救。

10、氯化钙溶液能诱导肌动蛋白单体发生聚合,且肌动蛋白单体开始发生聚合的临界浓度与氯化钙溶液的浓度呈反曲函数关系。肌动蛋白受诱导聚合的具体机理与钙离子和蛋白多个特定部位的结合有关

用量用法:

将5%氯化钙液10-20ml,以25%葡萄糖液稀释1倍后缓慢静注。

注意事项:

1、静注时,可有全身发热感。注射宜缓慢(每分钟不超过2ml),因钙盐兴奋心脏,注射过快会使血钙浓度突然增高,引起心律失常,甚至心搏骤停。

2、在应用强心甙期间或停药后7日以内,忌用本品。

3、有强烈刺激性,5%溶液不可直接静注,应在注射前以等量葡萄糖液稀释。亦不宜作皮注或肌注。

4、注射液不可漏于血管外,否则导致剧痛及组织坏死。如有外漏于血管外应立即用.。5%普鲁卡因液作局部封闭。

5、小儿用量:低钙时治疗量为25mg/kg(6.8mg钙),静脉缓慢滴注。

规格:针剂:每支0.3g(10ml)、0.5g(10ml)、0.6g(20ml)、1g(20ml)

儿童用药:

一般情况下,本品不用于小儿。

不良反应:

静脉注射可有全身发热,静注过快可产生恶心、呕吐、心律失常甚至心跳停止。高钙血症早期可表现为便秘,倦睡、持续头痛、食欲不振、口中有金属味、异常口干等,晚期征象表现为精神错乱、高血压、眼和皮肤对光敏感,恶心。

生物学和医学的研究中,氯化钙广泛应用于配制生物医学实验所需的缓冲液,比如在研究一种针对钾离子通道复合物的新型激活剂时加入CaCl2配制用于被分离的卵母细胞的ND96储备液;在研究鸟苷酰环化酶C对中脑多巴胺神经元的功能时采用CaCl2进行脑片制备实验;在研究细菌和古细菌中用于抵御氟毒性的氟核糖开关时以1mmol/L浓度的CaCl2进行串联标记实验等。

在将目的基因导入受体细胞过程中,可以使用氯化钙增加受体细胞膜的通透性,使得质粒更容易地导入,这个方法是由斯坦福大学的遗传学家斯坦利诺曼科恩在1972年研究大肠杆菌时发现的。

通过静脉注射10%氯化钙溶液可用于低钙血症的治疗,氯化钙也能用于治疗镁中毒。通过心电图测量发现注射氯化钙溶液可对抗心脏毒性。在由高钾血症引发血清钾浓度过高的情况下,氯化钙能起到保护心肌层、防止心律不齐的作用。氯化钙作为美国医院急救室的常备药物,可用于快速治疗钙离子通道阻滞剂中毒(这种中毒可由服用预防心脏病的药物地尔硫产生的副作用引发)和由氢氟酸引起的中毒,但对黑寡妇蜘蛛叮咬引发的中毒无有效的解毒作用。氯化钙溴化钠注射液在中国被国家食品药品监督管理局批准作为水电解质调节药使用。

干燥剂

颗粒状的无水氯化钙常作为干燥剂填充干燥管,用氯化钙干燥过的巨藻(或称海草灰)可用于纯碱的生产。一些家用除湿器比如DampRid会使用氯化钙吸收空气中的水分。氯化钙还可作为气体和有机液体的干燥剂或脱水剂。由于氯化钙是中性的,因此它可以干燥酸性或碱性的气体和有机液体,可也在实验室制取少量气体如氮气、氧气、氢气氯化氢二氧化硫二氧化碳二氧化氮等时干燥这些制出的气体。但不能用来干燥乙醇和氨,因为乙醇和氨气分别会与氯化钙反应生成醇合物CaCl24C2H5OH和氨合物CaCl28NH3。无水氯化钙还可被制成家用产品用作空气吸湿剂,无水氯化钙作为吸水剂已被FDA批准用于包扎急救,它的作用是确保创口处的干燥。

将无水氯化钙铺撒在沙石路面上,利用无水氯化钙的吸湿性在空气湿度低于露点时凝结空气中的湿气以保持道路表面的湿润,借此控制道路上灰尘的扬起。

除冰剂和冷却浴

氯化钙能降低水的凝固点,在道路上铺撒氯化钙水合物能防止结冰和除冰融雪,但是冰雪融化后的盐水会破坏沿路土壤和植被并使路面混凝土恶化。

氯化钙溶液也能和干冰混合后配制低温冷却浴。将棒状干冰分批加入到盐水溶液中,直至体系中出现冰块为止。不同种类和浓度的盐溶液所能维持的冷却浴稳定温度会有所差别。一般常用氯化钙为盐原料,通过调节浓度来获得所需的稳定温度,不仅是因为氯化钙廉价易得,而且因为氯化钙溶液的共晶温度(即溶液全部凝结形成颗粒状的冰盐粒子时的温度)相当的低,能达到-51.0℃,这样使得可调节的温度范围从0℃至-51℃。该方法可以在能起到保温效果的杜瓦瓶中实现,也可以在杜瓦瓶体积有限而同时又需要配制较多的盐溶液时使用一般的塑料容器来盛装冷却浴,这种情况下温度的维持同样较为稳定。

钙离子的来源

游泳池水中添加氯化钙可以使池水成为pH缓冲溶液同时增加池水硬度,这样做可以较少池壁混凝土受到的侵蚀。根据勒夏特列原理和同离子效应,增加池水钙离子浓度会减缓对混凝土结构必不可少的钙化合物的溶解。

在海洋水族馆的水中加入氯化钙能增加水中生物可利用钙的含量,水族馆中所养殖的软体动物腔肠动物会利用它来形成碳酸钙的外壳。虽然用氢氧化钙或钙反应器也能达到同样的目的,但相比之下加入氯化钙是最快的方法也是对水的pH值影响最小的。

食品

作为一种食品配料,氯化钙可起到多价螯合剂和固化剂的作用,它已被欧盟批准为允许作为食品添加剂使用,E编码为E509。被美国食品药品监督管理局认为是"通常确认为是安全的物质"(Generally recognized as safe,缩写为GRAS)。据估计每人每天摄入的氯化钙食品添加剂有160至345毫克。

氯化钙作为固化剂,可用于蔬菜罐头。它还能使大豆凝乳固化形成豆腐,又能作为烹饪分子美食的原料通过与海藻酸钠反应使蔬菜和水果汁表面胶化形成类似鱼子酱状的小球。作为电解质添加到运动饮料或一些软饮料包括瓶装水中。由于氯化钙本身有非常强的咸味所以可代替食盐用于腌黄瓜的制作同时又不增加食物钠含量的效果。氯化钙可降低冰点的属性在填充有焦糖的巧克力棒中被用来延缓焦糖的冻结。

在缺乏矿物质的啤酒酿造液中会加入氯化钙,因为钙离子是啤酒酿造过程中最具影响性的矿物质之一,它会影响麦芽汁的酸性并对酵母作用的发挥起到影响。而且氯化钙能给酿造出的啤酒带来甜味。

其他方面

水合氯化钙固体可作为相变储能材料使用。比如六水合氯化钙由于熔点为30℃、熔化热(即物质从固相转变为同温度的液相过程中所吸收的热量)达到190 KJ/mol,故可作为中低温用于工业余热回收、太阳辐射热量的吸收利用,但是它同所有的无机水合盐类相变材料类似,存在过冷严重的问题(其过冷度达20°C),需要加入添加成核剂克服。

氯化钙在混凝土中起到帮助加快初始设定的效果,但氯离子会引起钢筋腐蚀,所以氯化钙不能用于钢筋混凝土。无水氯化钙因其吸湿性可以给混凝土提供一定程度的水分。

氯化钙也是塑料和灭火器中的添加剂,在废水处理作为助滤剂,在高炉中作为添加剂来控制原料的聚集和粘附从而避免炉料沉降,在织物软化剂中起到稀释剂的作用。

氯化钙溶解放热的性质使得它用在自加热罐头和加热垫上。

石油工业中,氯化钙用于增加无固相盐水的密度,也能加在乳化钻井液的水相中用来抑制粘土的膨胀。作为助熔剂在戴维法电解熔融氯化钠生产金属的过程中作为助熔剂起到降低熔点的作用。制作陶瓷时会将氯化钙作为材料成分之一,它会使黏土颗粒在溶液中悬浮,这样注浆时陶土颗粒用起来更容易。

危险性概述

侵入途径:粉尘吸入,食入

健康危害:粉尘会灼烧、刺激鼻腔、口、喉,还可引起鼻出血和破坏鼻组织;干粉会刺激皮肤,溶液会严重刺激甚至灼伤皮肤

皮肤接触: 脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入: 脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

食入:饮足量温水,催吐。就医。

医疗注射引起高钙血症:心脏骤停。

应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所或运至废物处理场所处置。

操作注意事项

密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,避免产生粉尘。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。

储存注意事项

储存于阴凉、通风的库房。包装容器必须密封,防止受潮。与潮解性物品分开堆放。

1.GB 2760-96:罐头、豆制品的凝固剂,GMP;加工助剂。

GB 2760-2001:软饮料0.44~3.7g/kg;调制水100mg/L(以Ca计36rng/L)。

2.FAO/WHO(1984,mg/kg):番茄罐头,片装为800,整装为450(以Ca计);葡萄抽罐头350(以Ca计);青豌豆、草莓、水果色拉等罐头350(以Ca计);成熟豌豆罐头350(以Ca计);果酱和果冻200(以Ca计);低倍浓缩乳、甜炼乳、稀奶油,单用为2g/kg,与其他稳定剂合用3g/kg(无水物计);奶粉、奶油粉5g/kg(无水物计);酸黄瓜250;一般干酪为所用牛乳的200。

3.GB 14880-94:作为营养强化剂同"01202,甘油磷酸钙"。

4.FDA,§184.1193(2000):焙烤食品、乳制品0.3%;无醇饮料及饮料原浆10.22 %;干酪、加工水果和果汁、肉汁和沙司0.2%;咖啡和茶0.3294;糖食制品类0.4%;果酱和果冻0.1%;肉类制品0.25%;植物蛋白制品2.0%;加工蔬菜汁0.4%;其他食品0.05%。

5.USDA,9CFR,§381.7,§381.147(2000):浸渍或注射生肉块用的蛋白酶溶液,以未处理原料重量计,≤3%。

6.用作豆腐用凝固剂,在豆乳中添加4%~6%浓度的溶液,一般用量为20~25g氯化钙/L豆乳。用氯化钙溶液浸渍果蔬,经杀菌后其脆硬性好,并有护色效果。例如用于苹果、整装番茄、什锦蔬菜、冬瓜等罐头食品。

7.日本最高使用量2.2%(钙1%)。

氯化钙因能使湿润的肌肤脱水而具有刺激性,固体的无水氯化钙溶解时大量放热,如被不慎摄入可致口腔食道烧伤。摄入氯化钙的浓溶液或固体可引起胃肠道刺激或溃疡。

R20吸入有害。

R21与皮肤接触有害。

R37刺激呼吸系统。

R38刺激皮肤。

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