ثنائي كبريتيت الكالسيوم (Ca(HSO3)2) مركب يتكون من الكالسيوم والكبريت والأكسجين. ويستخدم عادة كمادة حافظة للأغذية ومضادات الأكسدة في صناعة المواد الغذائية.
| اسم الأيوباك | كبريتات هيدروجين الكالسيوم |
| الصيغة الجزيئية | كا(HSO3)2 |
| CAS رقم | 13780-03-5 |
| المرادفات | ثنائي كبريتيت الكالسيوم، كبريتيت هيدروجين الكالسيوم، حامض الكبريتيك الكالسيوم، ثنائي كبريتيت الجير |
| إنتشي | InChI=1S/Ca.2H2O3S/c;2*1-4(2)3/h;(H2,1,2,3)/q+2;;/p-2 |
خصائص ثنائي كبريتيت الكالسيوم
صيغة كبريتات الكالسيوم
الصيغة الكيميائية لثنائي كبريتيت الكالسيوم هي Ca(HSO3)2. يشير إلى عدد ونوع الذرات الموجودة في الجزيء أو وحدة الصيغة. الصيغة مهمة في تحديد الوزن الجزيئي، والكتلة المولية، وغيرها من خصائص المركب. Ca(HSO3)2 هو مركب مهم يستخدم في صناعة المواد الغذائية كمادة حافظة ومضاد للأكسدة.
الكتلة المولية لثنائي كبريتيت الكالسيوم
يحتوي Ca(HSO3)2 على كتلة مولية تبلغ 202.2 جم/مول. وهو مركب أيوني يتكون من الكالسيوم وكبريتيت الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت. الكتلة المولية مهمة لحساب كمية Ca(HSO3)2 اللازمة في التفاعل أو لتحضير محلول بالتركيز المطلوب.
نقطة غليان ثنائي كبريتيت الكالسيوم
نقطة غليان Ca(HSO3)2 ليست قيمة محددة جيدًا لأنها تتحلل قبل الوصول إلى نقطة الغليان. يتحلل Ca(HSO3)2 ويطلق ثاني أكسيد الكبريت. ولذلك، لا يتم استخدامه في العمليات التي تتطلب تطبيقات درجة حرارة عالية.
نقطة انصهار ثنائي كبريتيت الكالسيوم
درجة انصهار Ca(HSO3)2 هي 203 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه، فإنه يتحلل لتكوين كبريتات الكالسيوم وثاني أكسيد الكبريت. تحلل Ca(HSO3)2 هو تفاعل طارد للحرارة وينتج كمية كبيرة من الحرارة. ولذلك يجب التعامل معه بحذر عند تسخينه.
كثافة ثنائي كبريتات الكالسيوم جم/مل
تختلف كثافة Ca(HSO3)2 حسب الشكل الذي توجد به. تبلغ كثافة الشكل اللامائي لـ Ca(HSO3)2 2.68 جم/مل، بينما تبلغ كثافة شكل ثنائي الهيدرات 1.98 جم/مل. تعتبر كثافة المادة مهمة في تحديد كمية المادة اللازمة لملء حجم معين.
الوزن الجزيئي لثنائي كبريتيت الكالسيوم
الوزن الجزيئي لـ Ca(HSO3)2 هو 202.2 جم/مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الأوزان الذرية للعناصر المكونة: الكالسيوم (40.08 جم/مول)، الهيدروجين (1.008 جم/مول)، الكبريت (32.06 جم/مول) والأكسجين (15.99 جم/مول). الوزن الجزيئي مهم في تحديد كمية المادة اللازمة للتفاعل.
هيكل ثنائي كبريتيت الكالسيوم
هيكل Ca(HSO3)2 هو مركب أيوني له الصيغة الكيميائية Ca(HSO3)2. وله شكل رباعي السطوح مع ذرة كالسيوم مركزية محاطة بأربع ذرات أكسجين. ترتبط أيونات كبريتيت الهيدروجين بذرة الكالسيوم بواسطة روابط أيونية. هيكل Ca(HSO3)2 مهم لفهم خصائصه الكيميائية.
ذوبان ثنائي كبريتيت الكالسيوم
Ca(HSO3)2 قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء، مع قابلية ذوبان حوالي 60 جرام لكل 100 ملليلتر من الماء في درجة حرارة الغرفة. تزداد قابليته للذوبان مع درجة الحرارة وهو قابل للذوبان أيضًا في الإيثانول والجلسرين.
| مظهر | مسحوق بلوري أبيض |
| جاذبية معينة | 2.68 (لا مائي)، 1.98 (ثنائي الهيدرات) |
| لون | أبيض |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 202.2 جم/مول |
| كثافة | 2.68 جم/مل (لا مائي)، 1.98 جم/مل (ثنائي الهيدرات) |
| نقطة الانصهار | 203 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | متحللة |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان |
| الذوبان | قابل للذوبان في الماء، غير قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | غير قابل للتطبيق |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| pKa | 1.92 |
| الرقم الهيدروجيني | 4.5-6.0 |
سلامة ومخاطر ثنائي كبريتيت الكالسيوم
يعتبر Ca(HSO3)2 آمنًا بشكل عام عند استخدامه بكميات صغيرة في المنتجات الغذائية. ومع ذلك، يمكن أن تكون خطيرة إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. يمكن أن يسبب تهيج الجلد وتهيج العين ومشاكل في الجهاز التنفسي إذا تم استنشاقه. تناول كميات كبيرة قد يسبب اضطرابات في الجهاز الهضمي، بما في ذلك الغثيان والقيء. يجب التعامل مع Ca(HSO3)2 بعناية ويجب ارتداء معدات الحماية، مثل القفازات وجهاز التنفس الصناعي، عند العمل به. يجب أن يتم تخزينه في مكان بارد وجاف، بعيدا عن الحرارة والمواد غير المتوافقة. يجب تنظيف الانسكابات على الفور لتجنب التعرض للمادة.
| رموز الخطر | لا أحد |
| وصف الأمان | تجنب الاستنشاق والابتلاع وملامسة الجلد/العين. ارتداء معدات الحماية. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | غير منتظم |
| رمز النظام المنسق | 28321000 |
| فئة الخطر | غير مصنف |
| مجموعة التعبئة | غير قابل للتطبيق |
| تسمم | سمية منخفضة، ولكن قد تسبب تهيج الجلد والعين، ومشاكل في الجهاز التنفسي، واضطرابات الجهاز الهضمي إذا تم تناولها بكميات كبيرة. |
طرق تصنيع ثنائي كبريتيت الكالسيوم
يمكن استخدام عدة طرق لتركيب Ca(HSO3)2.
تتضمن إحدى الطرق تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت مع هيدروكسيد الكالسيوم لإنتاج Ca(HSO3)2 والماء.
تتضمن العملية تفاعل أكسيد الكالسيوم مع غاز ثاني أكسيد الكبريت، وينتج كبريتيت الكالسيوم. ومن ثم، فإن تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت مع كبريتيت الكالسيوم ينتج Ca(HSO3)2.
تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت مع الماء وكربونات الكالسيوم ينتج Ca(HSO3)2، وغاز ثاني أكسيد الكربون، والماء.
لتصنيع Ca(HSO3)2 في المختبر، يمكن إضافة غاز ثاني أكسيد الكبريت إلى محلول هيدروكسيد الكالسيوم أو أكسيد الكالسيوم حتى يتم الوصول إلى الرقم الهيدروجيني المطلوب. سوف يحتوي المحلول الناتج على Ca(HSO3)2، والذي يمكن تنقيته بواسطة طرق الترشيح أو الترسيب.
استخدامات كبريتيت الكالسيوم
يستخدم Ca(HSO3)2 في العديد من الصناعات نظرًا لخصائصه الفريدة. فيما يلي بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا لـ Ca(HSO3)2:
- صناعة الأغذية: يستخدم كمادة حافظة للأغذية لمنع نمو البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى في المنتجات الغذائية، وخاصة في الفواكه والخضروات.
- معالجة المياه: يستخدم في معالجة المياه لإزالة الكلور الزائد والمواد الكيميائية الأخرى من الماء ولمنع نمو البكتيريا والطحالب في شبكات المياه.
- صناعة النسيج: يستخدم في صناعة النسيج لإزالة الصبغة الزائدة من القماش ومنع بهتانه أثناء عملية الصباغة.
- صناعة الورق: يستخدم في صناعة الورق لتبييض اللب ومنع تغير لون المنتجات الورقية.
- الصناعة الكيميائية: يستخدم في الصناعة الكيميائية كعامل اختزال وكمصدر لغاز ثاني أكسيد الكبريت.
- صناعة الأدوية: يستخدم في صناعة الأدوية كمضاد للأكسدة وكمادة حافظة في بعض الأدوية.
أسئلة:
س: هل توافق هيئة سلامة الأغذية الأوروبية على ثنائي كبريتيت الكالسيوم؟
ج: نعم، وافقت هيئة سلامة الأغذية الأوروبية (EFSA) على استخدام Ca(HSO3)2 كمضاف غذائي. وهي مدرجة كمواد حافظة غذائية معتمدة في الاتحاد الأوروبي.
س: ما هو تصنيف E لثنائي كبريتيت الكالسيوم؟
ج: الرقم E لـ Ca(HSO3)2 هو E227. الرقم E هو رمز مخصص للمضافات الغذائية من قبل الاتحاد الأوروبي.
س: هل ثنائي كبريتيت الكالسيوم آمن؟
ج: يعتبر Ca(HSO3)2 آمنًا بشكل عام للاستهلاك بكميات صغيرة. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب تهيج الجلد والعين، ومشاكل في الجهاز التنفسي، واضطرابات الجهاز الهضمي إذا تم تناوله بكميات كبيرة. من المهم التعامل مع Ca(HSO3)2 وتخزينه بشكل صحيح لضمان سلامته.
س: ما هي قابلية ذوبان ثنائي كبريتيت الكالسيوم في الماء؟
ج: Ca(HSO3)2 قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء، مع قابلية ذوبان تبلغ حوالي 60 جرامًا لكل 100 ملليلتر من الماء في درجة حرارة الغرفة.
س: ما هي الخواص الديناميكية الحرارية لثنائي كبريتات الكالسيوم؟
ج: تشتمل الخواص الديناميكية الحرارية لـ Ca(HSO3)2 على نقطة انصهار تبلغ حوالي 150 درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ حوالي 160 درجة مئوية. كما تم أيضًا دراسة قدرتها الحرارية والمحتوى الحراري للتكوين في العديد من الدراسات البحثية.