کلسیم استات

کلسیم استات 
 Calcium acetate

 
1-مقدمه

کلسیم استات یک ترکیب شیمیایی است که در واقع نمک کلسیم استیک اسید می باشد. فرمول شیمیایی این نمک Ca(C_2 H_3 O_2 )_2 می باشد. کلسیم استات نام استاندارد این ترکیب شیمیایی است و نام سیستماتیک آن کلسیم اتانوآت است. فرم بدون آب این نمک، به شدت تمایل به جذب آب دارد. به همین دلیل شکل عمومی آن به صورت یک آبه است (Ca(C_2 H_3 O_2 )_2.H_2 O). این نمک به شکل کریستال سفید رنگ وجود دارد، کمی بوی استیک اسید می دهد و دارای طعم تلخی است. در واکنش های شیمیایی مورد استفاده در صنایع و آزمایشگاه ها به عنوان منبع مناسبی از کلسیم شناخته می شود. این نمک در آب نسبتا محلول است و در اثر حرارت دادن به کلسیم کربنات تبدیل می شود. این محصول معمولا در هر حجمی قابل سفارش است.
این ترکیب در بدن می تواند سبب آزاد کردن کلسیم شود, کلسیم نیز یک ماده معدنی است که برای بسیاری از عملکردهای سلولی ضروری است، این عملکردها عبارت اند از: ارسال پیام عصبی، انقباض عضلات، عملکرد قلب، شکل گیری استخوان، سیستم مویرگی و نفوذپذیری غشای سلولی. 

 تمامی استات های فلزی، نمک های معدنی هستند (یک کاتیون فلزی (در اینجا کلسیم) و آنیون استات). استات ها پیش سازهای بسیار خوبی برای تولید کاتالیزگرها و مواد با مقیاس نانو و مواد با خلوص بسیار بالا هستند. کلسیم استات به آسانی تولید می شود، ارزان و دوست دار محیط زیست است و خورنده نیست. تمام این ویژگی ها باعث می شود به گزینه ی مناسبی برای جذب کربن دی اکسید کربن تبدیل شود. به تازگی تحقیقاتی در باره ی سرعت جذب CO_2 توسط محلول کلسیم استات انجام شده است.

2-تاریخچه

در گذشته این ترکیب را با نام های استات آهک، استات خاکستری و نمک کلسیم سرکه می شناختند. از آنجایی که ترکیبات تشکیل دهنده کلسیم استات مانند آهک، کلسیم کربنات (که در پوست تخم مرغ و یا سنگ های کربناتی مانند سنگ آهک یا سنگ مرمر یافت می شود) و سرکه از گذشته های های دور وجود داشته است, در نتیجه این نمک دارای قدمت زیادی است، این ترکیب شیمیایی در گذشته نیز به شکل کریستال دیده می شده است. از آن جایی که کلسیم استات یک ترکیب ارزان قیمت است، در گذشته قبل از اینکه فرایند کومن توسعه پیدا کند، پیش ماده متعارفی برای سنتز کردن استون بوده است. اولین پیدایش کلسیم استات خالص، هنوز به شکل ناشناخته ای باقی مانده است. کلکاسیت (کلسیم استات کلرید پنج آبه) به عنوان ماده معدنی طبیعی شناخته می شود و منشاء آن را به زمان پیدایش انسان نسبت می دهند. البته این امکان وجود دارد که این موضوع به زودی بی اعتبار شود.

3-کاربردها

1-3-پزشکی

در بیماری های کلیوی، ممکن است سطح فسفات خون بالا برود (که به آن hyperphosphatemia می گویند) و منجر به مشکلات استخوانی شود. کلسیم استات می تواند با فسفاتی که همراه با غذا وارد بدن می شود، پیوند برقرار می کند تا سطح آن را در خون پایین بیاورد.
کلسیم استات به شکل خوراکی (محلول، قرص یا کپسول) برای پیشگیری یا درمان کمبود کلسیم تجویز می شود.

2-3-صنعت غذا

کلسیم استات به شکل افزودنی های پایدار کننده، بافر و طعم دهنده به محصولات قندی اضافه میگردد.
کلسیم استات می تواند جایگزین بهتری برای پخت صنعتی غذاهای حاوی شیر سویا باشد. حلال بودن این ترکیب باعث می شود استفاده از آن در صنعت بسیار آسان باشد.

3-3-سایر کاربردها

یک محلول اشباع شده از کلسیم استات در الکل، تشکیل یک ماده نیمه جامد می دهد که یک ژل اشتعال پذیر است. در آزمایش های شیمی مدارس معمولا با ترکیب کردن محلول کلسیم استات و اتانول گلوله برفی درست می کنند. این گلوله برفی در واقع همان ژل اشتعال پذیر است که به شکل یک گلوله برفی باقی مانده است.

4-واکنش‌ ها

زمانی که کلسیم استات به شکل خشک تقطیر می شود، محصول اصلی که به دست می آید استون است در نتیجه از این ماده می توان برای تولید استون استفاده نمود:

زمانی که مخلوطی از کلسیم استات و کلسیم بنزوات به شکل خشک تقطیر شود، استافنون به عنوان محصول اصلی و کلسیم کربنات به شکل محصول جانبی به دست می آید:

5-روش تولید

کلسیم استات را می توان با غوطه ور کردن آهک هیدراته شده یا کلسیم کربنات در سرکه به دست آورد.

6-تحقیقات جدید

به تازگی برای تولید مواد دو بعدی و ورق های نانو کربنی از پیرولیز مخلوطی از کلسیم استات و نوعی رزین استفاده می‌ شود. اخیرا تیمی از محققان به این نتیجه رسیده اند که کلسیم استات می‌تواند بر روی مورفولوژی برنج تحت شرایط استرس اوزونی تاثیر مثبتی بگذارد. کلسیم استات باعث کاهش آسیب به سلول می شود که درنتیجه بازده تولید برنج و اندازه آن تحت شرایط استرس اوزونی افزایش می یابد.
جالب است برخی مواردی که در بالا به آنها اشاره کردیم و سالیان سال است که کشف شده اند, هنوز به درجه ی صنعتی نرسیده اند و بسیاری از پژوهش ها به بررسی آنها پرداخته است. برای مثال پژوهشی با عنوان " تهیه حلال آلی استون با تکیه بر استخراج کلسیم استات از پوست تخم مرغ" به تازگی در پنجمین کنفرانس بین المللی پژوهش کاربردی در شیمی و مهندسی شیمی با تاکید بر فناوری های بومی ایران ارائه شده است.

7-نگهداری

کلسیم استات باید در دمای 15 تا 30 درجه ی سانتیگراد نگهداری شود. درب ظرف مربوطه باید محکم بسته شده باشد زیرا که وجود رطوبت در محیط آن سریعا جذب نمک شده و آب تبلور آن را تغییر می دهد و می تواند سبب فساد آن شود

8-ایمنی

در صورت تماس گرد و غبار این نمک با چشم می تواند باعث ایجاد حساسیت و قرمزی بافت چشم شود.  همچنین اگر با پوست برخورد کند ممکن است باعث قرمزی و سوزش پوست شود اما عموما خطر کمی برای جا به جایی در صنعت دارد. در محیطی که با این ماده کار می شود بایستی سیستم تهویه ی هوای مناسبی وجود داشته باشد، زیرا تنفس این ماده به صورت طولانی مدت باعث تحریک دستگاه تنفسی می شود.
در بسیاری از غذا ها از این ماده استفاده می شود, اما نباید این نکته را فراموش کرد که بلع زیاد آن و یا بلع درجه صنعتی آن سبب آسیب به دستگاه گوارش می شود.