Struktura chemiczna siarczanu wapnia (CaSO4), właściwości i zastosowania



The siarczan wapnia Jest to trójskładnikowa sól wapnia, metalu ziem alkalicznych (Mr. Becambara), siarki i tlenu. Jego wzór chemiczny to CaSO4, co oznacza, że ​​dla każdego kationu2+ jest anion SO42- współdziałając z tym. Jest to związek o szerokiej dystrybucji w przyrodzie.

Jego najbardziej obfite formy to CaSO4· 2H2O (tynk) i bezwodna forma CaSO4 (anhydryt). Istnieje również trzecia forma: tynk lub gips z Paryża, wytwarzany przez ogrzewanie gipsu (hemidrato, CaSO4· 1 / 2H2O). Dolny obraz pokazuje stałą część tej trójskładnikowej soli o białawym wyglądzie. 

Indeks

  • 1 Struktura chemiczna
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Formuła molekularna
    • 2.2 Bezwodna masa cząsteczkowa
    • 2.3 Zapach
    • 2.4 Wygląd
    • 2.5 Gęstość
    • 2.6 Temperatura topnienia
    • 2.7 Rozpuszczalność
    • 2.8 Stabilność
  • 3 zastosowania
    • 3.1 W budownictwie i sztuce
    • 3.2 Terapeutyki
    • 3.3 Przy przygotowywaniu żywności
    • 3.4 Jako nawóz i odżywka do gleb uprawnych
    • 3.5 W produkcji innych związków
  • 4 odniesienia

Struktura chemiczna

Ortomombowa komórka elementarna dla CaSO jest pokazana na górnym obrazie4. Tutaj zakłada się, że interakcje są czysto elektrostatyczne; to znaczy, że kationy Ca2+ przyciągać tetraedryczne aniony SO42-.

Jednak Ca2+ jest wysoce podatny na koordynację, tworząc wokół siebie wielościenne struktury. Dlaczego tak jest Do elektronicznej dostępności wapnia w celu przyjęcia elektronów z gatunków podstawowych lub negatywnych (takich jak atomy SO)42-).

Biorąc pod uwagę poprzedni punkt, teraz jony Ca.2+ akceptują linki dative (przekazywane przez O), a komórka jednostki jest przekształcana, jak pokazano na obrazku poniżej:

W konsekwencji powstaje wielościan CaO8 (zielona kula Ca2+ otoczony ośmioma czerwonymi kulami O czworościanu TAK4 zamknij). Wielościany wapnia i czworościany siarczanowe; to jest krystaliczna struktura CaSO4 bezwodny.

Dodatkowo, gdy kryształy są uwodnione - tworząc sól dihydratowaną lub hemidrate (CaSO4· 1/2 H2O) - struktura rozszerza się, aby włączyć cząsteczki wody.

Cząsteczki te można interkalować i koordynować z wapniem; to znaczy zastępują jedną lub dwie grupy siarczanowe.

Z drugiej strony, nie cała woda integruje wielościan CaO8. Niektóre natomiast tworzą mostki wodorowe z siarczanami. Służą one jako połączenie dla dwóch sekcji w zygzaku, produktów układu jonów w krysztale.

Właściwości

Formuła molekularna

CaSO4 · nH2O.

Bezwodna masa cząsteczkowa

136 134 g / mol.

Zapach

Jest bezwonny.

Wygląd

W przypadku anhydrytu wygląda jak biały proszek lub stałe rombowe lub jednoskośne kryształy. Kryształy mają zmienny kolor: mogą być białe lub z niebieskawym, szarawym lub czerwonawym odcieniem; Może być również ceglasty.

Gęstość

2,96 g / cm3 (postać bezwodna). 2,32 gr / cm3 (postać dihydratu).

Temperatura topnienia

1450 ° C (2840 ° F). Charakterystyka silnych oddziaływań elektrostatycznych między jonami dwuwartościowymi Ca2+ i TAK42-.

Rozpuszczalność

0,2-0,3% w wodzie w 25 ° C Jest słabo rozpuszczalny w wodzie i nierozpuszczalny w etanolu.

Stabilność

Stabilny w temperaturze pokojowej.

Używa

W budownictwie i sztuce

Jest on wykorzystywany przy opracowywaniu sztukaterii do obramowania ścian domów i innych konstrukcji, które przyczyniają się do jego ozdabiania. Ponadto, reliefy są wykonywane przez formy na dachach i ramach okiennych. Tynk znajduje się również w sufitach.

Siarczan wapnia jest stosowany w celu rozwiązania problemu, który występuje w hydratacji betonu, a tym samym współpracuje przy budowie dróg, alei itp..

Z tynku powstają rzeźby, zwłaszcza figury religijne, a cmentarze są używane na nagrobkach.

Terapeutyki

Weterynaryjny

Doświadczalnie, sterylne kawałki siarczanu wapnia były stosowane w weterynarii do naprawy ubytków kości lub ubytków, takich jak te pozostawione przez rany lub guzy.

Tynk lub gips w Paryżu można wykorzystać do naprawy ubytków kostnych ze względu na ich wyjątkową zdolność do stymulowania osteogenezy. Medronat z badań rentgenowskich i technetu (Tc99m) wspiera stosowanie paryskiego gipsu jako alloplastu i jego osteogenną zdolność po wszczepieniu do zatoki czołowej.

Regenerację kości wykazano u sześciu psów w okresie od 4 do 6 miesięcy. Siarczan wapnia zaczął być stosowany w tej dziedzinie w 1957 r. W postaci tabletek gipsowych Paris, wypełniających ubytki w kościach psów..

Substytucja kości siarczanem wapnia jest porównywalna z obserwowaną w kościach autogennych.

Ruhaimi (2001) zastosował siarczan wapnia w świeżo zniszczonej kości szczęki królika, obserwując wzrost osteogenezy i zwapnienia kości.

Medycyna

Siarczan wapnia jest stosowany w medycynie do unieruchamiania stawów, które uległy dyslokacjom i złamaniom kości, a także jest używany jako substancja pomocnicza w produkcji tabletek.

Stomatologia

W stomatologii służy jako podstawa do wykonywania protez dentystycznych, uzupełnień i wrażeń zębów.

W przygotowaniu żywności

Jest on stosowany jako koagulant w opracowywaniu tofu, żywności wytwarzanej z soi i doskonałej konsumpcji w krajach orientalnych jako substytut mięsa. Ponadto był stosowany jako środek ujędrniający żywność i do leczenia mąki.

Jako nawóz i odżywka do gleb uprawnych

Plaster (CaSO4· 2H2O) był używany jako nawóz w Europie od XVIII wieku, mając przewagę nad wapnem jako źródłem wapnia dla większej mobilności.

Wapń musi być dostępny dla korzeni roślin dla prawidłowego zaopatrzenia. Następnie dodatek wapnia poprawia uprawy ogrodnicze i orzechowe (orzeszki ziemne).

Gnicie korzeni orzeszków ziemnych wytwarzanych przez patogeny biologiczne, a także zgnilizna wierzchołkowa arbuza i pomidora, są częściowo kontrolowane przez zastosowanie gipsu rolniczego.

Gips pomaga zmniejszyć dyspersję gliny, powodując tworzenie się skorup na ziemi. Redukując skorupy powstałe na ziemi, tynk ułatwia wyjście z sadzonek. Zwiększa to również dopływ powietrza i wody do ziemi.

Gips pomaga ulepszyć glebę, łagodząc kwasowość i toksyczność glinu, a tym samym dostosowując uprawę do gleby sodowej.

W produkcji innych związków

Siarczan wapnia reaguje z wodorowęglanem amonu z wytworzeniem siarczanu amonu. Został również wykorzystany w procesie produkcji kwasu siarkowego.

Bezwodny siarczan wapnia miesza się z łupkiem ilastym lub chudym, a gdy mieszanina jest podgrzewana, trójtlenek siarki jest uwalniany w postaci gazowej. Tlenek siarki jest prekursorem kwasu siarkowego.

Referencje

  1. Smokefoot (26 grudnia 2015 r.). Struktura CaSO4. [Rysunek] Pobrano 6 maja 2018 r. Z: commons.wikimedia.org
  2. Takanori Fukami i in. (2015). Synteza, struktura krystaliczna i właściwości termiczne CaSO4· 2H2Lub pojedyncze kryształy. International Journal of Chemistry; Tom 7, nr 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Opublikowany przez Kanadyjskie Centrum Nauki i Edukacji.
  3. PubChem. (2018). Siarczan wapnia. Źródło: 6 maja 2018 r. Z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Wikipedia. (2018). Siarczan wapnia Źródło: 6 maja 2018 r. Z: en.wikipedia.org
  5. Elsevier (2018). siarczan wapnia. Źródło: 6 maja 2018 r. Z: sciencedirect.com
  6. Kimberliteoftwares. (2018). Siarczan wapnia. Źródło: 6 maja 2018 r. Z: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Instrukcja użytkowania gipsu rolniczego jako środka ulepszającego glebę. Źródło: 6 maja 2018 r. Z: intagri.com