Calciumchlorid

Wie der Name Calciumchlorid schon vermuten lässt setzt sich die Substanz aus dem chemischen Metall Calcium und aus der Salzsäure Chlorid zusammen. Die chemische Formel von Calciumchlorid ist CaCl₂. Calciumchlorid ist auch unter der Schreibweise Kalziumchlorid bekannt. Es trägt die E-Nummer E509. Natürlich kommt die Substanz in gelöster Form in Salzsolen vor.

Herstellung

Calciumchlorid kann künstlich im Labor hergestellt werden. Dazu wird Salzsäure sowie Calciumcarbonat benötigt. Salzsäure ist die wässrige Lösung von Chlorwasserstoffen. Salzsäuren sind anorganische Säuren die zur Gruppe der Mineralsäuren zählen. Die Salze daraus werden Chloride genannt. Das bekannteste Chlorid ist Natriumchlorid, auch Kochsalz genannt. Calciumcarbonat ist eine Verbindung mehrerer chemischer Elemente. Dazu zählen neben Calcium auch Kohlen- und Sauerstoff.

Bei der Herstellung der Substanz ergibt sich folgende Reaktionsgleichung:
2 HCl + CaCO₃ –> CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Ein Molekül Calciumcarbonat und zwei Moleküle Chlorwasserstoff reagieren zusammen zu einem Molekül Calciumchlorid. Zusätzlich entsteht Kohlenstoff sowie Wasserstoff.
Wird diese Lösung im Anschluss erhitzt, entsteht wasserfreies Calciumchlorid. Dafür ist eine Temperatur von 260 Grad Celsius nötig.
Calciumchlorid ist zudem ein Abfallprodukt das bei der Herstellung von Soda anfällt. Diese Methode wird auch Ammoniak-Soda-Verfahren genannt. Aus zwei Molekülen Ammoniak entsteht dabei ein Molekül Calciumchlorid.

Eigenschaften

Calciumchlorid ist eine weiße und geruchlose Substanz. Der Aggregatszustand ist fest. Es löst sich leicht in Wasser und ist als wasserfreie Substanz hydroskopisch. Hydroskopische Substanzen haben die Fähigkeit Feuchtigkeit aus der Umgebung zu binden.
Die molare Masse von Calciumchlorid ist abhängig von der vorliegenden Form des Stoffes. Zunächst liegt Calciumchlorid als Hexyhydrat vor. Bei starker Hitzezufuhr wird daraus das Dihydrat gebildet, bei noch höherer Hitzeeinwirkung das Monohydrat gewonnen. Wird die Substanz über 200 Grad Celsius erwärmt, löst sich das komplette Wasser. In diesem wasserfreien Zustand beträgt die molare Masse 110,984 Gramm pro mol. Als Dihydrat beträgt sie 147,02 Gramm pro mol-1. Bei Tetrahydraten liegt sie bei etwa 183 Gramm pro mol-1 und bei Hexahydraten bei 219 Gramm pro mol-1. Der Schmelzpunkt von Kalziumchlorid liegt bei der wasserfreien Substanz bei 772 Grad Celsius, der Siedepunkt bei 1670 Grad Celsius. Der ph-Wert liegt zwischen acht und zehn. Im Handel erhältliches Calciumchlorid enthält meist zusätzlich Calciumoxid. Bei einer frisch hergestellten Calciumchloridlösung sorgt diese Substanz für eine alkalische Reaktion.
Erdalkalimetalle wie Calciumchlorid lassen sich in der Chemie durch die Flammenfärbung nachweisen. Die Farblinien für Calcium sind dabei grün und rot. Weiterhin kann Ammoniumoxalat zum Nachweis von Calcium-Ionen dienen.

Verwendung

Wenn Calciumchlorid als wasserfreie Substanz vorliegt, hat es eine stark hydroskopische Wirkung. Aufgrund dieser Eigenschaft wird die Substanz zur Trocknung von Gegenständen und Räumen eingesetzt. Es findet beispielsweise in Exsikkatoren im Labor Anwendung. Ein Exsikkator ist ein Gerät, dass in der Chemie zur Trocknung von festen Stoffen verwendet wird.
Zudem können auch Gase damit behandelt werden. In Chemielaboren wird häufig ein Calciumchloridrohr verwendet. Dieses Rohr dient zum Schutz von Stoffen vor der Luftfeuchtigkeit.
Calciumchlorid kann zur Trocknung von Wohnräumen verwendet werden. Zudem kommt es als Inhaltstoff von Frostschutzmitteln in Frage.
Aufgrund seiner hydroskopischen Fähigkeit wird es ferner als Bindungsmittel von Feststoffen benutzt. In dieser Form wird es beispielsweise als Bindemittel für Staub auf Baustellen oder als verdämmte Ladung bei Sprengarbeiten benutzt.
Calciumchlorid wird auch in der Lebensmittelindustrie verwendet. Als zugelassener Zusatzstoff trägt es die Kennzeichnung E509. Es dient als Geschmacksverstärker, Stabilisator und Festigungsmittel.
Bei der Herstellung von Lebensmitteln lässt es Eiweiße gerinnen. Dieser Umstand wird bei der Produktion von künstlichem Kaviar, Tofu oder Käse genutzt.
Calciumchlorid reagiert mit Wasser und produziert dabei Wärme. Daher wird es zur Erwärmung von Getränken verwendet.
Im Winter wird Calciumchlorid Streusalz zugegeben. Außerdem wird es zur Herstellung von Kältemischungen herangezogen.
In der Medizin fand Calciumchlorid Anwendung zur Herstellung von flüssigen Augentropfen.
In der Molekularbiologie wird die Substanz auch verwendet. Sie dient zur Produktion kompetenter Zellen. Kompetente Zellen haben die Fähigkeit in der Umgebung vorhandene Desoxyribonukleinsäure aufzunehmen. Dadurch können unter anderem Bakterien transformieren. Die Ionen von Calciumchlorid machen dies möglich, indem sie die Membranen von Zellen durchlässig werden lassen.
Weiterhin wird Calciumchlorid zur Pflege und Haltung von marinen Lebewesen in Aquarien verwendet. Es dient hier zur Erhöhung des Calciumgehaltes.