hidróxido de calcio

El hidróxido de calcio (tradicionalmente llamado cal apagada ) es un compuesto inorgánico con la fórmula química Ca ( OH ) _₂ . Es un cristal incoloro o un polvo blanco y se produce al mezclar cal viva ( óxido de calcio ) con agua . Anualmente, se producen aproximadamente 125 millones de toneladas de hidróxido de calcio en todo el mundo. ^{[ 8 ]}

El hidróxido de calcio recibe muchos nombres, entre ellos cal hidratada , cal cáustica , cal de construcción , cal apagada , cal y cal de decapado . Se utiliza en numerosas aplicaciones, incluida la preparación de alimentos, donde se identifica con el número E526 . Agua de cal y leche de cal son nombres comunes para una solución saturada de hidróxido de calcio.

El hidróxido de calcio es moderadamente soluble en agua, como se observa en muchos dihidróxidos. Su solubilidad aumenta de 0,66 g/L a 100  °C a 1,89 g/L a 0  °C. ^{[ 8 ]} Su producto de solubilidad K _sp es de 5,02 × 10 ⁻⁶ a 25  °C, ^{[ 1 ]} su disociación en agua es lo suficientemente grande como para que sus soluciones sean básicas según la siguiente reacción de disolución:

La solubilidad se ve afectada por el efecto del ion común . Su solubilidad disminuye drásticamente al añadir fuentes de hidróxido o calcio.

Cuando se calienta a 512  °C, la presión parcial del agua en equilibrio con el hidróxido de calcio alcanza los 101  kPa (presión atmosférica normal), lo que descompone el hidróxido de calcio en óxido de calcio y agua: ^{[ 9 ]}

Cuando se hace pasar dióxido de carbono a través del agua de cal, la solución adquiere un aspecto lechoso debido a la precipitación de carbonato de calcio insoluble :

Si se añade un exceso de CO₂ _, se produce la siguiente reacción:

La apariencia lechosa desaparece ya que el bicarbonato de calcio es soluble en agua.

El hidróxido de calcio reacciona con el aluminio . Esta reacción es la base del hormigón celular . ^{[ 8 ]} No corroe el hierro ni el acero , debido a la pasivación de su superficie.

El hidróxido de calcio reacciona con el ácido clorhídrico para dar hidroxicloruro de calcio y luego cloruro de calcio .

En un proceso llamado sulfatación , el dióxido de azufre reacciona con el agua de cal:

El agua de cal se utiliza en un proceso conocido como ablandamiento con cal para reducir la dureza del agua. También se utiliza como agente neutralizante en el tratamiento de aguas residuales municipales.

El hidróxido de calcio adopta una estructura polimérica , al igual que todos los hidróxidos metálicos. La estructura es idéntica a la del Mg(OH) _₂ ( estructura de brucita ); es decir, el motivo del yoduro de cadmio . Existen fuertes enlaces de hidrógeno entre las capas. ^{[ 10 ]}

El hidróxido de calcio se produce comercialmente mediante el tratamiento (apagado) de la cal viva con agua:

Junto con la producción de cal viva a partir de piedra caliza por calcinación , esta es una de las reacciones químicas más antiguas que se conocen; la evidencia de producción prehistórica se remonta al menos al 7000 a. C. ^{[ 11 ]}

El hidróxido de calcio se utiliza comúnmente para preparar mortero de cal .

Una aplicación importante del hidróxido de calcio es como floculante en el tratamiento de agua y aguas residuales . Forma un sólido esponjoso y cargado que ayuda a eliminar las partículas más pequeñas del agua, lo que resulta en un producto más claro. Esta aplicación es posible gracias al bajo costo y la baja toxicidad del hidróxido de calcio. También se utiliza en el tratamiento de agua dulce para elevar el pH del agua y evitar la corrosión de las tuberías en aguas ácidas, ya que es autorregulable y no eleva el pH en exceso.

Otra aplicación importante se encuentra en la industria papelera, donde actúa como intermediario en la reacción de producción de hidróxido de sodio. Esta conversión forma parte de la etapa de caustificación en el proceso Kraft para la fabricación de pulpa. En la operación de caustificación, se añade cal viva al licor verde , que es una solución compuesta principalmente de carbonato de sodio y sulfato de sodio , producida por la disolución del smelt , que es la forma fundida de estos productos químicos proveniente del horno de recuperación. ^{[ 10 ]}

En los cultivos frutales , el hidróxido de calcio se utiliza como fungicida. Las aplicaciones de «agua de cal» previenen el desarrollo de chancros causados ​​por el hongo patógeno Neonectria galligena . Los árboles se rocían durante su periodo de dormancia invernal para prevenir quemaduras tóxicas provocadas por el hidróxido de calcio, que es altamente reactivo. Este uso está autorizado en la Unión Europea y el Reino Unido en virtud de la normativa sobre sustancias básicas. ^{[ 12 ]}

El hidróxido de calcio se utiliza en odontología, principalmente en la especialidad de endodoncia , debido a sus propiedades antibacterianas y a su capacidad para inducir la deposición de tejido duro . ^{[ 13 ]}

Industria alimentaria

Debido a su baja toxicidad y a la suavidad de sus propiedades básicas, la cal apagada se utiliza ampliamente en la industria alimentaria .

• En la producción de alimentos certificada por el USDA en plantas y ganado ^{[ 14 ]}
• Para clarificar el jugo crudo de caña de azúcar y remolacha azucarera en la industria azucarera (ver Carbonatación )
• Para procesar agua para bebidas alcohólicas y refrescos.
• Para aumentar la velocidad de las reacciones de Maillard (por ejemplo, en los pretzels ) ^{[ 15 ]}
• Encurtiendo pepinos y otros alimentos
• Para hacer huevos centenarios chinos
• En la preparación del maíz: elimina las cáscaras de celulosa de los granos de maíz (ver nixtamalización ).
• Para eliminar los carbonatos de calcio y magnesio de una salmuera en la fabricación de sal para usos alimentarios y farmacéuticos.
• Como suplemento de calcio en bebidas de frutas, como el jugo de naranja, y en fórmulas infantiles.
• Como sustituto del bicarbonato de sodio en la elaboración de papadam
• En la eliminación de dióxido de carbono de los almacenes de productos agrícolas con atmósfera controlada
• En la preparación de sustratos para el cultivo de hongos ^{[ 16 ]}

Los nativos americanos utilizan

En náhuatl , la lengua de los aztecas , la palabra para hidróxido de calcio es nextli . En un proceso llamado nixtamalización , el maíz se cocina con nextli para convertirse en nixtamal , también conocido como hominy . La nixtamalización aumenta significativamente la biodisponibilidad de niacina (vitamina B3 ₎ , previniendo la pelagra . ^{[ 17 ]} El nixtamal también se considera más sabroso y fácil de digerir. A menudo se muele para obtener una harina, conocida como masa , que se usa para hacer tortillas y tamales, lo cual no se puede hacer con maíz no nixtamalizado.

Al masticar hojas de coca , se suele masticar hidróxido de calcio para mantener los alcaloides estimulantes químicamente disponibles para su absorción por el organismo. De manera similar, los nativos americanos tradicionalmente masticaban hojas de tabaco con hidróxido de calcio derivado de conchas de moluscos quemadas para potenciar sus efectos. También ha sido utilizado por algunas tribus indígenas sudamericanas como ingrediente del yopo , un rapé psicodélico preparado a partir de las semillas de algunas especies de Anadenanthera . ^{[ 18 ]}

Usos asiáticos

En el sur y sureste de Asia, el hidróxido de calcio , conocido localmente con nombres como chuna , choona , apog o soon , se añade normalmente a un manojo de nuez de areca y hoja de betel llamado " paan " o buyo para mantener los estimulantes alcaloides químicamente disponibles para entrar en el torrente sanguíneo mediante absorción sublingual .  

La choona es un ingrediente clave en el petha , ya que contribuye a su característica textura crujiente y firme.

Se utiliza para elaborar naswar (también conocido como nass o niswar ), un tipo de tabaco para mojar hecho con hojas frescas de tabaco, Choona y ceniza de madera. Su consumo es mayor entre la diáspora pastún en Afganistán , Pakistán , India y Bangladesh . Los aldeanos también utilizan hidróxido de calcio para pintar sus casas de barro en Afganistán, Pakistán e India.

Tradicionalmente, en Taiwán y China se utilizaba agua de cal para conservar el caqui y eliminar su astringencia . ^{[ 19 ] : 623}

Usos de pasatiempos

En la pintura al fresco , se utiliza agua de cal como disolvente de color para aplicar sobre yeso fresco. Históricamente, se la conoce como cal de pintura .

El agua de cal es ampliamente utilizada por los acuaristas marinos como suplemento principal de calcio y alcalinidad para acuarios de arrecife. Los corales del orden Scleractinia construyen sus endoesqueletos a partir de aragonita (un polimorfo del carbonato de calcio). Cuando se utiliza para este fin, el agua de cal se suele denominar Kalkwasser . También se utiliza en el curtido y la fabricación de pergamino . La cal se utiliza como agente depilatorio debido a sus propiedades alcalinas. ^{[ 20 ]}

El ion CaOH ⁺ se ha detectado en la atmósfera de estrellas de tipo S. ^{[ 22 ]}

El agua de cal es una solución acuosa saturada de hidróxido de calcio. El hidróxido de calcio es poco soluble en agua a temperatura ambiente (1,5  g/L a 25  °C ^{[ 23 ]} ). El agua de cal "pura" (es decir, menos que saturada o totalmente saturada) es transparente e incolora, con un ligero olor a tierra y un sabor astringente/amargo. Es de naturaleza básica con un pH de 12,4. El agua de cal recibe su nombre de la piedra caliza , no del fruto de la lima . El agua de cal se puede preparar mezclando hidróxido de calcio (Ca(OH) ₂ ) con agua y eliminando el exceso de hidróxido de calcio (por ejemplo, por filtración). Cuando se añade un exceso de hidróxido de calcio (o cuando se alteran las condiciones ambientales, por ejemplo, cuando su temperatura aumenta lo suficiente), se produce una solución lechosa debido a la suspensión homogénea del exceso de hidróxido de calcio. Este líquido se ha conocido tradicionalmente como leche de cal .

La exposición al Ca(OH) _₂ , como a cualquier base fuerte , puede causar quemaduras en la piel, pero no es agudamente tóxico. ^{[ 8 ]}

• Baralyme – Mezcla absorbente de hidróxidos de calcio y bario para depuradores de dióxido de carbono (absorbente de dióxido de carbono) 
• Cemento – Aglutinante hidráulico utilizado en la composición de mortero y hormigón. 
• Mortero de cal – Material de construcción 
• Revoque de cal – Tipo de revoque compuesto de arena, agua y cal 
• Yeso – Amplia gama de materiales para la construcción y la escultura. 
• Hidróxido de magnesio : compuesto inorgánico de fórmula Mg(OH) _₂ (da como resultado una solución acuosa menos alcalina debido a su menor solubilidad). 
• Cal sodada – Mezcla química para absorber dióxido de carbono 
• Encalado – Pintura hecha de cal y tiza 
• Sobre la comida y la cocina – Libro de Harold McGee 

• Asociación Nacional de la Cal. «Propiedades de los productos de cal comerciales típicos. Solubilidad del hidróxido de calcio en agua» (PDF) . lime.org . Archivado del original (PDF) el 22 de abril de 2021. Consultado el 18 de junio de 2021 .
• Panel Asesor Técnico de la Junta Nacional de Normas Orgánicas (4 de abril de 2002). "Revisión del TAP de la NOSB: Hidróxido de calcio" (PDF) . Instituto de Revisión de Materiales Orgánicos. Archivado del original (.pdf) el 31 de octubre de 2007. Consultado el 5 de febrero de 2008 .
• Guía de bolsillo del CDC-NIOSH sobre riesgos químicos: hidróxido de calcio
• Hoja de datos de seguridad (MSDS)