كلسیم منیزیم استات چیست؟

کلسیم منیزیم استات (CMA) ترکیبی است که معمولاً در یخ‌زدایی جاده‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود. فرمول شیمیایی آن CaMg(C2H3O2)4 می‌باشد. CMA، در درجه اول به دلیل خاصیت یخ‌زدایی شناخته شده است، اما دارای خواص شیمیایی مهم دیگری نیز می‌باشد که آن را به یک ماده با ارزش برای کاربردهای مختلف تبدیل می‌کند.

ساختار مولکولی

CMA از دو عنصر اصلی، کلسیم و منیزیم تشکیل شده است که با یون‌های استات به یکدیگر پیوند می‌خورند. کلسیم و منیزیم هر دو فلزات قلیایی خاکی هستند، یعنی در ستون دوم جدول تناوبی قرار دارند. این فلزات دارای الکترونگاتیوی پایینی هستند و تمایل دارند بیرونی‌ترین الکترون‌های خود را برای تشکیل یون‌های مثبت از دست بدهند. یون‌های استات موجود در CMA از اسید استیک، یک اسید آلی ضعیف که معمولاً در سرکه یافت می‌شود، مشتق می‌شوند. یون‌های استات دارای بار منفی هستند.

یکی از عوامل کلیدی که خواص CMA را تعیین می‌کند، ساختار کریستالی آن است. در این شبکه کریستالی، اتم‌های کلسیم منیزیم استات، در یک الگوی تکراری مرتب شده‌اند. این ساختار شبکه‌ای، به دلیل برهم‌کنش بین یون‌های مثبت و منفی ایجاد می‌شود. CMA دارای ساختار کریستالی شش ضلعی است که یون‌های کلسیم و منیزیم گوشه‌های شش ضلعی را اشغال می‌کنند و یون‌های استات در مرکز آن قرار گرفته‌اند. CMA می‌تواند توسط فرآیندهای طبیعی به مواد غیرسمی تجزیه شود. این ویژگی بدلیل وجود یون‌های استات است که به راحتی توسط میکرو ارگانیسم‌ها تجزیه می‌شوند. این امر باعث می‌شود که CMA در مقایسه با سایر ترکیبات یخ‌زدا، گزینه‌ی سازگارتری با محیط زیست باشد.

خواص فیزیکی و شیمیایی کلسیم منیزیم استات

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های فیزیکی CMA نقطه انجماد پایین آن است. در یک محیط آبی، CMA می‌تواند تا دمای -29.4 درجه سانتی‌گراد به شکل مایع باقی بماند که بسیار کمتر از یخ‌زداهای سنتی مبتنی بر نمک است. این ویژگی به CMA اجازه می‌دهد حتی در دماهای بسیار پایین،کاربرد داشته باشد.

CMA یک ماده هیگروسکوپیک می‌باشد. این ویژگی در یخ‌زدایی بسیار مفید است، زیرا با خشک نگه‌داشتن سطح، به جلوگیری از یخ‌زدگی بیشتر کمک می‌کند.

CMA همچنین دارای چگالی نسبتاً کم است که باعث می‌شود، سبک بوده و حمل و نگهداری آن آسان و مقرون به صرفه باشد.

بعلاوه، پتانسیل خوردگی CMA پایین بوده، که آسیب کمتری به زیرساخت سازه‌ها، مانند پل‌ها، جاده‌ها و ساختمان‌ها وارد می‌کند. درحالی‌که، یخ‌زداهایی مانند کلرید سدیم، می‌توانند برای سازه‌های فلزی و بتنی خورنده باشند، که منجر به بالا رفتن هزینه تعمیرات و نگهداری می‌شوند.

CMA بسیار در آب محلول است، که موجب می‌شود به راحتی روی سطوح یخی پخش شود. کلسیم منیزیم استات در تماس با آب، به یون‌های استات، یون‌های کلسیم و یون‌های منیزیم تجزیه می‌شود. این یون‌ها می‌توانند در تعامل با یخ، نقطه انجماد آن را کاهش داده و از تشکیل یخ بیشتر جلوگیری کنند.

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم CMA سطح pH آن است. یک باز ضعیف می‌باشد که PH بالاتری نسبت به آب خالص دارد. این ویژگی در فرآیند یخ‌زدایی مفید بوده و به خنثی کردن خواص اسیدی یخ و برف کمک می‌کند.

تولید کلسیم منیزیم استات

CMA، از طریق فرآیندی که شامل ترکیب هیدروکسیدکلسیم (Ca(OH)2) و کربنات منیزیم (MgCO3) می‌باشد، تولید می‌شود. هر دوی این ترکیبات را می‌توان در طبیعت یافت، یا در محیط آزمایشگاهی سنتز کرد.

برای تولید CMA ابتدا اکسید کلسیم یا آهک زنده(CaO)  از حرارت دادن کربنات کلسیم (CaCO3) در یک کوره تا دمای حدود 900 درجه سانتی‌گراد تولید می‌شود. سپس آهک زنده با آب ترکیب می‌شود تا محلول هیدروکسیدکلسیم (Ca(OH)2) تولید شود که به آهک خشک نیز معروف است.

 ‏CaCO3 → CaO + CO2

‏CaO + H2O → Ca(OH)2

اکسید منیزیم (MgO) نیز با حرارت دادن منیزیت (MgCO3) در فرآیندی مشابه تولید می‌شود.

MgCO3 → MgO + CO2

 سپس محلول هیدروکسید کلسیم و اکسید منیزیم به نسبت‌های دقیق مخلوط می‌شوند. سپس این مخلوط با اسید استیک (CH3COOH) واکنش داده تا ترکیب CMA تولید شود.

Ca(OH)2 + 2CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + 2H2O

MgO + 2CH3COOH → Mg(CH3COO)2 + H2O

سپس مخلوط به دست آمده خشک و آسیاب می‌شود تا به پودر ریز تبدیل شود.

تولید CMA همچنین می‌تواند شامل استفاده از افزودنی‌های دیگر برای افزایش عملکرد آن باشد. این افزودنی‌ها می‌توانند شامل مقادیر مختلفی از سولفات منیزیم، کلرید سدیم و اوره باشند. ترکیب این مواد افزودنی با CMA، می‌تواند اثربخشی آن را در ذوب یخ افزایش داده و خواص خورندگی آن را کاهش دهد. فرآیند تولید باید در یک محیط کنترل‌شده با تهویه مناسب انجام شود، تا از انتشار هرگونه مواد شیمیایی مضر در هوا جلوگیری شود.

کاربردهای کلسیم منیزیم استات در صنعت

CMA در سال‌های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد و توانایی آن در یخ‌زدایی موثر، بدون آسیب رساندن به محیط زیست، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. کلسیم منیزیم استات، به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شود.

عامل یخ‌زدایی

یکی از کاربردهای اصلی کلسیم منیزیم استات به عنوان یک عامل یخ‌زدا است. CMA، با کاهش نقطه انجماد آب، یخ زدن آب را دشوارتر می‌کند. در دماهای پایین حتی تا 35- درجه سانتی‌گراد نیز موثر است. ‏CMA روی سطح باقی می‌ماند که این ویژگی، نیاز به استفاده مکرر را کاهش می‌دهد. به همین دلیل، گزینه‌ای مقرون به صرفه می‌باشد.

صنعت ساختمان

در ساخت و ساز، از کلسیم منیزیم استات به عنوان تسریع‌کننده بتن استفاده می‌شود، CMA به مخلوط بتن اضافه شده، تا زمان لازم برای رسیدن بتن به استحکام کامل خود را کاهش دهد. این به ویژه در آب و هوای سرد، که سخت شدن بتن کندتر می‌باشد، مفید است. علاوه بر این، CMA به عنوان یک عامل اتصال دهنده عمل می‌کند و استحکام و دوام بتن را بهبود می بخشد.

کشاورزی

در صنعت کشاورزی ازCMA  به عنوان کود برای تامین کلسیم و منیزیم در خاک استفاده می‌شود. کلسیم نقش مهمی در حفظ ثبات و ساختار خاک دارد، در حالی که منیزیم به رشد گیاهان کمک می‌کند. از آنجایی که CMA یک ترکیب طبیعی و غیرسمی است، برای استفاده کم ‌خطر است.

سایر صنایع

جدا از کاربردهای اولیه، استات کلسیم منیزیم کاربردهای دیگری نیز دارد. به عنوان یک بازدارنده خوردگی در فرآیندهای فلزکاری، به عنوان یک بافر در واکنش‌های شیمیایی و به عنوان یک سختی‌گیر آب نیز استفاده می‌شود. همچنین در تولید کاغذ، منسوجات و محصولات مختلف، بعنوان تثبیت کننده pH، کاربرد دارد.

نکات ایمنی و خطرات

درحالی‌که ممکن است CMA به عنوان یک جایگزین سازگار با محیط زیست برای دیگر یخ زداها مانند کلرید سدیم در نظر گرفته شود، ولی خطراتی نیز در ارتباط با استفاده از آن وجود دارد.

از آنجایی که کلسیم منیزیم استات، اغلب در مقادیر زیاد استفاده می‌شود، می‌تواند در سیستم‌های خاک و آب انباشته شود. این انباشتگی می‌تواند منجر به فرسایش خاک، آسیب به زندگی گیاهان و اکوسیستم‌های آبی شود. CMA، همچنین می‌تواند برای برخی از حیوانات آبزی، سمی باشد و تعادل این اکوسیستم‌ها را مختل کند.

علاوه بر این، CMA می‌تواند برای سلامتی انسان نیز مضر باشد. در صورت استنشاق، می‌تواند سیستم تنفسی را تحریک کرده و باعث سرفه و تنگی نفس شود. همچنین می‌تواند باعث تحریک پوست و سوختگی در هنگام تماس شود. استفاده از وسایل محافظ هنگام دست زدن به این ماده مهم می‌باشد.

همچنین، نگرانی‌هایی در مورد تولید و دفع CMA وجود دارد. فرآیند تولید آن شامل استفاده از اسید استیک، یک ماده شیمیایی خطرناک است که در صورت عدم استفاده صحیح، می‌تواند اثرات نامطلوبی بر سلامت انسان و محیط زیست داشته باشد. دفعCMA  نیز بدلیل توانایی آلودگی منابع آب می‌تواند خطرناک باشد. بنابراین روش‌های صحیح نگهداری و دفع این ماده اهمیت داشته و باید اقدامات احتیاطی مناسب را برای به حداقل رساندن اثرات منفی آن انجام داد.

قیمت و خرید کلسیم منیزیم استات 50 درصد