Сульфат кальцію (CaSO4) Хімічна структура, властивості та застосування



The сульфат кальцію Це потрійна сіль кальцію, лужноземельних металів (р-н Бекамбара), сірка і кисень. Його хімічна формула - CaSO4, що означає, що для кожного катіона Са2+ є аніон SO42- взаємодіючи з цим. Це з'єднання з широким поширенням в природі.

Його найбільш поширені форми - це CaSO4· 2H2O (гіпс) і безводну формують CaSO4 (ангідрит). Існує також і третя форма: штукатурка або штукатурка Парижа, вироблена при нагріванні штукатурки (хемидрато, CaSO).4· 1 / 2H2O). Нижнє зображення показує тверду частину цієї потрійної солі, з її білуватою зовнішністю. 

Індекс

  • 1 Хімічна структура
  • 2 Властивості
    • 2.1 Молекулярна формула
    • 2.2 Безводний молекулярний вага
    • 2.3 Запах
    • 2.4 Зовнішній вигляд
    • 2.5 Щільність
    • 2.6 Температура плавлення
    • 2.7 Розчинність
    • 2.8 Стабільність
  • 3 Використання
    • 3.1 У будівництві та в ст
    • 3.2 Терапевтичні засоби
    • 3.3 При підготовці їжі
    • 3.4 Як добриво і кондиціонер для посівних ґрунтів
    • 3.5 У виробництві інших сполук
  • 4 Посилання

Хімічна структура

Орторомбічна одинична комірка для CaSO показана на верхньому зображенні4. Тут передбачається, що взаємодії є чисто електростатичними; тобто катіони Ca2+ притягують чотиригранні аніони SO42-.

Однак Са2+ він дуже схильний до координат, утворюючи навколо нього багатогранні структури. Чому це? Електронної доступності кальцію для прийому електронів з основних або негативних видів (наприклад, атомів SO)42-).

Враховуючи попередню точку, тепер іони Са2+ вони приймають вірні посилання (внесені О), а одинична комірка трансформується, як зазначено на зображенні нижче:

Отже, утворюється багатогранник СаО8 (зелена сфера Ca2+ оточений вісьмома червоними сферами O тетраедра SO4 закрити). Кальцієві поліедри і сульфатні тетраедри; це кристалічна структура CaSO4 безводний.

Додатково, коли кристали гідратують, утворюється ді-гідратована сіль або гемідат (CaSO4· 1/2 H2O) - структура розширюється для включення молекул води.

Ці молекули можна інтеркалювати і координувати з кальцієм; тобто вони замінюють одну або дві сульфатні групи.

З іншого боку, не вся вода потрапляє в інтеграцію багатогранника CaO8. Деякі, з іншого боку, утворюють водневі мости з сульфатами. Вони служать об'єднанням для двох секцій в зигзагоподібних продуктах розташування іонів в кристалі.

Властивості

Молекулярна формула

CaSO4 · nH2O.

Безводну молекулярну масу

136,134 г / моль.

Запах

Це без запаху.

Зовнішній вигляд

У випадку ангідриту він виглядає як білий порошок або тверді орторомбічні або моноклінні кристали. Кристали мають різноманітний колір: вони можуть бути білими або з блакитним, сіруватим або червонуватим відтінком; Це також може бути цегляно-червоний.

Щільність

2,96 г / см3 (безводна форма). 2,32 г / см3 (дигідратна форма).

Точка плавлення

1450 ºC (2840 ºF). Характеристика сильних електростатичних взаємодій між двовалентними іонами Ca2+ і SO42-.

Розчинність

0,2-0,3% у воді при 25 ° С. Він погано розчинний у воді і нерозчинний у етанолі.

Стабільність

Стабільний при кімнатній температурі.

Використання

У будівництві і в мистецтві

Вона використовується при розробці штукатурки для оздоблення стін будинків та інших споруд, що сприяють його прикрашенню. Крім того, кріплення на дахах і віконних рамах виконують кріплення. У стелях також є штукатурка.

Сульфат кальцію використовується для вирішення проблеми, що виникає при гідратації бетону, таким чином, співпрацюючи при будівництві доріг, алей тощо..

З гіпсової скульптури зроблені, особливо релігійні діячі, а кладовища використовуються на надгробках.

Терапевтичні засоби

Ветеринарія

Експериментально, стерильні частини сульфату кальцію використовувалися у ветеринарії для відновлення дефектів або порожнин кісток, таких як ті, що залишилися від ран або пухлин.

Штукатурку або штукатурку Парижа можна використовувати для відновлення дефектів кісток за його унікальну здатність стимулювати остеогенез. Рентгенологічне і технеційне дослідження (Tc99m) медронат підтримують використання штукатурки Парижа як аллопластика та її остеогенної здатності при імплантації в лобову пазуху..

Регенерація кістки була продемонстрована у шести собак протягом від 4 до 6 місяців. Сульфат кальцію почав застосовуватися в цій галузі в 1957 р. У формі паризьких гіпсових таблеток, заповнюючи дефекти кісток собак..

Кісткове заміщення сульфату кальцію порівнянно з тим, що спостерігається в аутогенной кістці.

Ruhaimi (2001) застосовував сульфат кальцію у свіжозруйнованій кістковій щелепі кролика, спостерігаючи збільшення остеогенезу та кальцифікації кісток.

Медицина

Сульфат кальцію використовується в медицині для іммобілізації суглобів, які перенесли вивихи і переломи кісток, крім того, що вони використовуються як допоміжні речовини у виробництві таблеток.

Стоматологія

У стоматології вона використовується як основа для виготовлення зубних протезів, реставрацій та відбитків зубів.

При приготуванні їжі

Вона використовується як коагулянт у розробці тофу, їжі, виробленої з сої, і великого споживання в східних країнах як замінник м'яса. Крім того, він використовувався як харчовий зміцнювач і при обробці борошна.

Як добриво і кондиціонер для посіву грунтів

Штукатурка (CaSO4· 2H2O) використовувався як добриво в Європі з 18 століття, маючи перевагу перед використанням вапна як джерела кальцію для більшої мобільності.

Кальцій повинен бути доступним для коренів рослин для належного постачання. Потім додавання кальцію покращує садівництво та арахіс (арахіс).

Коренева гниль арахісу, виробленого біологічними патогенами, а також апікальна гниль кавуна і томата, частково контролюється застосуванням сільськогосподарського гіпсу.

Гіпс сприяє зменшенню дисперсії глини, що викликає утворення кір на землі. Шляхом зменшення утворених на землі кірок штукатурка полегшує вихід сіянців. Це також збільшує проникнення повітря і води до землі.

Гіпс допомагає поліпшити грунт, пом'якшуючи кислотність і токсичність алюмінію, таким чином пристосовуючи культуру до натрієвих ґрунтів..

У виробництві інших сполук

Сульфат кальцію реагує з бікарбонатом амонію з утворенням сульфату амонію. Він також використовувався в процесі виробництва сірчаної кислоти.

Безводний сульфат кальцію змішують з сланцем або пісенькою, а при нагріванні суміші триоксид сірки виділяють у газоподібному вигляді. Оксид сірки є попередником сірчаної кислоти.

Список літератури

  1. Smokefoot (26 грудня 2015 року). Структура CaSO4. [Малюнок] Отримано 6 травня 2018 року від: commons.wikimedia.org
  2. Takanori Fukami et al. (2015). Синтез, кристалічна структура і теплові властивості CaSO4· 2H2Або монокристали. Міжнародний хімічний журнал; Том 7, № 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Опубліковано Канадським центром науки і освіти.
  3. PubChem. (2018). Сульфат кальцію. Отримано 6 травня 2018 року з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Вікіпедія. (2018). Сульфат кальцію Отримано 6 травня 2018 року з: en.wikipedia.org
  5. Elsevier (2018). сульфат кальцію. Отримано 6 травня 2018 року з: sciencedirect.com
  6. Kimberlitesoftwares. (2018). Сульфат кальцію. Отримано 6 травня 2018 року з: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Посібник із застосування сільськогосподарського гіпсу як поліпшувача ґрунту. Отримано 6 травня 2018 р. З: intagri.com