Kalsiumsulfat (CaSO4): Kjemisk struktur, egenskaper og anvendelser
Kalsiumsulfat er et ternært salt av kalsium, jordalkalimetall (Mr. Becambara), svovel og oksygen. Dens kjemiske formel er CaSO 4, noe som betyr at for hver Ca2 + kation finnes det en SO4-2-anion som interagerer med den. Det utgjør en sammensetning med bred fordeling i naturen.
De mest omfattende formene er CaSO 4 · 2H 2 O (gips) og det vannfrie CaSO 4 (anhydrit). Det er også en tredje form: Gips eller Gips i Paris, produsert ved oppvarming av gipset (hemidrato, CaSO 4 · 1 / 2H 2 O). Det nedre bildet viser en solid del av dette ternære saltet, med sitt hvite utseende.
Kjemisk struktur
Den ortofoniske enhetcellen for CaSO 4 er vist i det øvre bildet. Her antas det at samspillet er rent elektrostatisk; det vil si at Ca2 + kationer tiltrekker de tetraedrale SO4-2-anioner.
Ca2 + er imidlertid svært tilbøyelig til å koordinere, danner polyedrale strukturer rundt seg. Hvorfor er det? Den elektroniske tilgjengeligheten av kalsium for å akseptere elektroner fra grunnleggende eller negative arter (som O-atomer av SO 4 2-).
Tatt i betraktning det forrige punktet, aksepterer Ca2 + -ioner nå datobindinger (bidraget av O) og enhetscellen blir transformert, som vist på bildet nedenfor:
Følgelig dannes CaO 8- polyhedronen (den grønne sfæren av Ca2 + omgitt av åtte røde kuler av O av den nærliggende SO4 tetrahedra). Kalsiumpolyeder og sulfatetrahydra; Dette er den krystallinske strukturen av vannfri CaSO4.
I tillegg, når krystallene blir hydrert - ved å danne dihydratsaltet eller hemidratet (CaSO 4 · 1/2 H 2 O) - utvides strukturen for å innlemme vannmolekylene.
Disse molekylene kan interkaleres og koordinere med kalsium; det vil si, de erstatter en eller to sulfatgrupper.
På den annen side skjer ikke alt vannet for å integrere CaO 8 polyhedronen. Noen, derimot, danner hydrogenbroer med sulfater. Disse tjener som en union for to zigzag-seksjoner, produkter av arrangementet av ioner i krystallet.
egenskaper
Molekylær formel
CaSO4 · nH20.
Vannfri molekylvekt
136, 134 g / mol.
lukt
Det er luktfritt.
utseende
I tilfelle av anhydrit, det ser ut som et hvitt pulver eller faste orthorhombic eller monokliniske krystaller. Krystallene har en variabel farge: de kan være hvite eller med en blåaktig, gråaktig eller rødaktig fargetone; Det kan også være mursteinrødt.
tetthet
2, 96 g / cm3 (vannfri form). 2, 32 gr / cm3 (dihydratform).
Smeltepunkt
1450 ºC (2840 ºF). Karakteristisk for de sterke elektrostatiske interaksjonene mellom de divalente ioner Ca2 + og SO4 2-.
løselighet
0, 2-0, 3% i vann ved 25 ° C. Det er dårlig løselig i vann og uoppløselig i etanol.
stabilitet
Stabil ved romtemperatur.
søknader
I bygg og kunst
Den brukes i utarbeidelsen av stukk for å fremstille husets vegger og andre konstruksjoner som bidrar til utsmykningen. I tillegg er relieffer laget mediantes molds på takene og rammene av vinduene. Gipset er også i taket.
Kalsiumsulfat brukes til å løse problemet som oppstår ved hydrering av betong, og samarbeider dermed med bygging av veier, veier etc.
Med gipset blir skulpturer laget, spesielt religiøse figurer, og i kirkegårder blir de brukt på gravstener.
terapeutisk
veterinær
Eksperimentelt har sterile kalsiumsulfatstykker blitt brukt i veterinær for å reparere benfeil eller hulrom, som de som forlates av sår eller svulster.
Gipset eller gipset i Paris kan brukes til å reparere benfeil for sin unike evne til å stimulere osteogenese. Studier av røntgenstråler og technetium (Tc99m) medronat støtter bruken av Paris-gips som alloplastisk og dens osteogene kapasitet når den implanteres i frontal sinus.
En beinregenerasjon har blitt påvist hos seks hunder i en periode på 4 til 6 måneder. Kalsiumsulfat begynte å bli brukt på dette feltet i 1957, i form av Paris gipstabletter, og fylte ut defekter i hundens bein.
Bensubstitusjonen av kalsiumsulfat er sammenlignbar med det som observeres i autogen ben.
Ruhaimi (2001) påførte kalsiumsulfat i ferskt ødelagt kaninkjelbein, observert en økning i osteogenese og benkalsifisering.
medisin
Kalsiumsulfat brukes i medisin for å immobilisere ledd som har ledd dislokasjoner og bruddbein, i tillegg til å bli brukt som hjelpestoff ved fremstilling av tabletter.
tannbehandling
I tannlegen brukes den som basis for å lage tannproteser, restaureringer og inntrykk av tenner.
Ved tilberedning av mat
Den brukes som koagulant i utarbeidelsen av tofu, en mat laget med soya og et stort forbruk i de orientalske landene som erstatning for kjøtt. I tillegg har den blitt brukt som et matstimulerende middel og i behandlingen av mel.
Som gjødsel og balsam for avlinger
Gips (CaSO 4 · 2H 2 O) ble brukt som gjødsel i Europa siden det 18. århundre, og har fordelen over bruken av kalk som kilde til kalsium for større mobilitet.
Kalsium må være tilgjengelig for plantens røtter for riktig tilførsel. Så, tilsetningen av kalsium forbedrer horticultural avlinger og peanøtter.
Rottingen av røttene til jordnøtten produsert av biologiske patogener, samt den apikale rotten av vannmelon og tomat, er delvis kontrollert med bruken av landbruksgipset.
Gips hjelper til med å redusere spredning av leire, noe som forårsaker dannelse av skorper på bakken. Ved å redusere skorpen som er dannet på bakken, letter gipset utgangen av plantene. Det øker også opptaket av luft og vann til bakken.
Gipsen bidrar til å forbedre jorda ved å redusere surheten og toksisiteten av aluminium, og tilpasser dermed avlingen til natriumjordene.
Ved produksjon av andre forbindelser
Kalsiumsulfat reagerer med ammoniumbikarbonatet for å danne ammoniumsulfat. Det har også blitt brukt i produksjonsprosessen av svovelsyre.
Vannfritt kalsiumsulfat blandes med skifer eller magert, og når blandingen oppvarmes, slippes svoveltrioksid i gassform. Svoveloksyd er en forløper av svovelsyre.
