Сульфат кальция (CaSO4) Химическая структура, свойства и применение



сульфат кальция Это тройная соль кальция, щелочноземельного металла (г. Бекамбара), серы и кислорода. Его химическая формула CaSO4, что означает, что для каждого катиона Ca2+ там анион ТАК42- взаимодействуя с этим. Это соединение с широким распространением в природе.

Его наиболее распространенными формами являются CaSO4· 2Н2О (пластырь) и безводная форма CaSO4 (ангидрит). Существует также третья форма: гипс или парижская штукатурка, получаемые при нагревании штукатурки (гемидрато, CaSO4· 1 / 2Н2О). Нижнее изображение показывает твердую часть этой тройной соли, с ее беловатым внешним видом. 

индекс

  • 1 Химическая структура
  • 2 свойства
    • 2.1 Молекулярная формула
    • 2.2 Безводный молекулярный вес
    • 2.3 Запах
    • 2.4 Внешний вид
    • 2.5 Плотность
    • 2.6 Точка плавления
    • 2.7 Растворимость
    • 2.8 Стабильность
  • 3 использования
    • 3.1 В строительстве и в искусстве
    • 3.2 Терапия
    • 3.3 При приготовлении пищи
    • 3.4 В качестве удобрения и кондиционера для сельскохозяйственных почв
    • 3.5 При производстве других соединений
  • 4 Ссылки

Химическая структура

Орторомбическая ячейка для CaSO показана на верхнем изображении4. Здесь предполагается, что взаимодействия являются чисто электростатическими; то есть катионы Са2+ притягивать тетраэдрические анионы SO42-.

Тем не менее, Ca2+ он очень склонен к координации, образуя многогранные структуры вокруг него. Почему это? К электронной доступности кальция, чтобы принять электроны от основных или отрицательных разновидностей (таких как атомы SO)42-).

Учитывая предыдущий пункт, теперь ионы Са2+ они принимают дативные ссылки (предоставленные O), и элементарная ячейка преобразуется, как показано на рисунке ниже:

Следовательно, образуется многогранник CaO8 (зеленая сфера Ca2+ окружен восемью красными сферами O тетраэдров SO4 Рядом). Полиэдры кальция и сульфатные тетраэдры; это кристаллическая структура CaSO4 безводный.

Кроме того, когда кристаллы гидратированы - образуется дигидратированная соль или полугидрат (CaSO 4).4· 1/2 H2O) - структура расширяется, чтобы включить молекулы воды.

Эти молекулы могут быть интеркалированы и координироваться с кальцием; то есть они заменяют одну или две сульфатные группы.

С другой стороны, не вся вода объединяет многогранник CaO8. Некоторые, с другой стороны, образуют водородные мостики с сульфатами. Они служат объединением двух зигзагообразных секций, продуктов расположения ионов в кристалле.

свойства

Молекулярная формула

CaSO4 · nH2O.

Безводный молекулярный вес

136 134 г / моль.

запах

Без запаха.

внешний вид

В случае ангидрита он выглядит как белый порошок или твердые ромбические или моноклинные кристаллы. Кристаллы имеют переменный цвет: они могут быть белыми или с голубоватым, сероватым или красноватым оттенком; Это также может быть кирпично-красный.

плотность

2,96 г / см3 (безводная форма). 2,32 г / см3 (дигидратная форма).

Точка плавления

1450 ºC (2840 ºF). Характеристика сильных электростатических взаимодействий между двухвалентными ионами Ca2+ и так42-.

растворимость

0,2-0,3% в воде при 25 ° С Он плохо растворим в воде и нерастворим в этаноле.

стабильность

Стабильно при комнатной температуре.

приложений

В строительстве и в искусстве

Это используется в разработке штукатурки, чтобы создать стены домов и других построек, которые способствуют его украшению. Кроме того, рельефы производятся через пресс-формы на крышах и оконных рамах. Штукатурка также в потолках.

Сульфат кальция используется, чтобы помочь решить проблему, которая возникает при гидратации бетона, таким образом, сотрудничая в строительстве дорог, проспектов и т. Д..

С помощью штукатурки изготавливаются скульптуры, особенно религиозные деятели, а на кладбищах используются надгробия..

терапевтический

ветеринарный

Экспериментально, стерильные кусочки сульфата кальция использовались в ветеринарии для восстановления дефектов костей или полостей, таких как оставленные раны или опухоли.

Пластырь или пластырь Парижа можно использовать для восстановления дефектов костей благодаря их уникальной способности стимулировать остеогенез. Рентгеновские и технециевые исследования (Tc99m) подтверждают использование парижского пластыря в качестве аллопластика и его остеогенную способность при имплантации в лобную пазуху.

Регенерация кости была продемонстрирована у шести собак в период от 4 до 6 месяцев. Сульфат кальция начал использоваться в этой области в 1957 году в виде парижских гипсовых таблеток, заполняющих дефекты костей собак..

Замена кости сульфатом кальция сопоставима с таковой, наблюдаемой в аутогенной кости.

Ruhaimi (2001) применил сульфат кальция в недавно разрушенной кости челюсти кролика, наблюдая увеличение остеогенеза и кальцификации костей.

медицина

Сульфат кальция используется в медицине для иммобилизации суставов, которые перенесли вывихи и переломы костей, в дополнение к тому, что используется в качестве вспомогательного вещества при изготовлении таблеток.

лечение зубов

В стоматологии его используют как основу для изготовления зубных протезов, реставраций и оттисков зубов..

При приготовлении пищи

Он используется в качестве коагулянта при разработке тофу, пищи, приготовленной из сои, и широко используемой в восточных странах в качестве заменителя мяса. Кроме того, он был использован в качестве пищевого укрепляющего агента и при обработке муки.

В качестве удобрения и кондиционера для сельскохозяйственных почв

Гипс (CaSO4· 2Н2O) использовался в качестве удобрения в Европе с 18-го века, имея преимущество перед использованием извести в качестве источника кальция для большей мобильности.

Кальций должен быть доступен для корней растений для правильного снабжения. Затем добавление кальция улучшает садовые и арахисовые культуры (арахис).

Гниль корня арахиса, производимого биологическими патогенами, а также апикальная гниль арбуза и томата частично контролируются применением сельскохозяйственного гипса..

Гипс помогает уменьшить рассеивание глины, вызывая образование корок на земле. Уменьшая корки, образующиеся на земле, штукатурка облегчает выход рассады. Это также увеличивает поступление воздуха и воды на землю.

Гипс помогает улучшить почву, уменьшая кислотность и токсичность алюминия, тем самым адаптируя культуру к натриевым почвам..

При производстве других соединений

Сульфат кальция реагирует с бикарбонатом аммония с образованием сульфата аммония. Он также был использован в процессе производства серной кислоты.

Безводный сульфат кальция смешивают со сланцем или бедным и, когда смесь нагревается, триоксид серы выделяется в газообразной форме. Оксид серы является предшественником серной кислоты.

ссылки

  1. Smokefoot. (26 декабря 2015 г.) Структура CaSO4. [Рисунок]. Получено 6 мая 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.
  2. Таканори Фуками и соавт. (2015). Синтез, кристаллическая структура и термические свойства CaSO4· 2Н2Или монокристаллы. Международный журнал химии; Том 7, № 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Опубликовано Канадским центром науки и образования.
  3. PubChem. (2018). Сульфат кальция. Получено 6 мая 2018 г. из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Wikipedia. (2018). Сульфат кальция Получено 6 мая 2018 г. с сайта en.wikipedia.org
  5. Elsevier. (2018). сульфат кальция. Получено 6 мая 2018 г. по адресу: sciencedirect.com
  6. Kimberlitesoftwares. (2018). Сульфат кальция. Получено 6 мая 2018 г. из: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Руководство по использованию сельскохозяйственного гипса в качестве улучшителя почвы. Получено 6 мая 2018 г. из: intagri.com