Cloruro di calcio: idratazione, sintesi, usi

Il cloruro di  calcio è un composto ionico avente formula CaCl₂ altamente solubile in acqua, igroscopico e deliquescente.

Esso si può presentare prevalentemente come biidrato o esaidrato ed è usato quale agente essiccante. In condizioni ambiente il cloruro di calcio assorbe umidità dall’aria e tende a disciogliersi formando una soluzione fino a raggiungere un equilibrio tra la pressione di vapore della soluzione acquosa e la pressione parziale dell’acqua presente nell’aria.

Idratazione

Il cloruro di calcio anidro dà luogo a una reazione esotermica quando assorbe acqua secondo la reazione:
CaCl₂ + 2 H₂O → CaCl₂·2 H₂O

Per il calore sviluppato nella reazione il cloruro di calcio è utilizzato per fondere il ghiaccio presente sulle strade piuttosto che cloruro di sodio. Ciò è dovuto  al fatto che è meno dannoso per il suolo e le piante.

A causa dell’elevata solubilità in acqua si possono ottenere soluzioni molto concentrate che hanno una temperatura di congelamento bassissima tenendo conto anche del fatto che per CaCl₂ l’indice di van’t Hoff vale 3.

La solubilità del cloruro di calcio anidro a 20°C è di 75 g/100 mL. Le moli di cloruro di calcio che si solubilizzano in 100 mL di acqua sono pari a 75/110.98 g/mol = 0.68.

Assumendo che la densità dell’acqua sia pari a 1 g/mL la massa di acqua è pari a 100 g. La molalità di questa soluzione è quindi:
m = 0.68 mol/0.1 kg = 6.8
l’abbassamento crioscopico ΔT è pari a:

ΔT = m · K · i = 6.8 · 1.86 · 3 = 38 °C
Una tale soluzione congelerà quindi a – 38°C.

Sempre a causa dell’elevata solubilità del cloruro di calcio esso può essere utilizzato per la presenza di ioni Ca²⁺ in soluzione e quindi per precipitare sali di calcio poco solubili.

Sintesi

Può essere ottenuto:

• Dalla reazione tra carbonato di calcio e acido cloridrico:
  CaCO_3(s) + 2 HCl_(aq)→  CaCl_2(aq) + CO_2(g) + H₂O_(l)

• Come sottoprodotto del processo Solvay:
  CaCO₃ + 2 NaCl → Na₂CO₃ + CaCl₂

Usi

In presenza di ossalato di sodio si avrà la precipitazione dell’ossalato di calcio secondo la reazione di doppio scambio:
CaCl_2(aq) + Na₂C₂O_4(aq)→ CaC₂O_4(s) + 2 NaCl_(aq)

Il cloruro di calcio fuso può essere utilizzato per ottenere il calcio tramite elettrolisi secondo la reazione complessiva:
CaCl₂ → Ca + Cl₂

Oltre che per gli utilizzi già citati il cloruro di calcio è utilizzato nell’industria alimentare come conservante e addensante degli alimenti, energizzante nelle bevande per gli atleti.