Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Сульфа́т ка́льцію, ка́льцій сульфа́т — неорганічна сполука, кальцієва сіль ряду сульфатів складу CaSO4. Речовина є білими, гігроскопічними кристалами, малорозчинними у воді. Утворює кристалогідрати складу CaSO4·2H2O та CaSO4·0,5H2O.
Сульфат кальцію | |
---|---|
![]() | |
Назва за IUPAC | кальцій сульфат |
Ідентифікатори | |
Номер CAS | 7778-18-9 |
Номер EINECS | 231-900-3 |
DrugBank | DB15533 |
KEGG | D09201 |
Назва MeSH | D01.146.375, D01.578.215 і D01.875.800.800.850.125 |
ChEBI | 31346 |
RTECS | WS6920000 |
SMILES | [O-]S(=O)(=O)[O-].[Ca+2][1] |
InChI | InChI=1S/Ca.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 |
Номер Гмеліна | 7487 |
Властивості | |
Молекулярна формула | CaSO4 |
Молярна маса | 136,142 г/моль |
Зовнішній вигляд | білі кристали |
Густина | 2,96 г/см³ |
Тпл | 1460 °C |
Розчинність (вода) | 0,205 г/100 г |
Структура | |
Кристалічна структура | орторомбічна |
Термохімія | |
Ст. ентальпія утворення ΔfH 298 |
-342,76 ккал/моль |
Ст. ентропія S 298 |
25,50 кал/(моль·K) |
Теплоємність, c p |
23,82 кал/(моль·K) |
Пов'язані речовини | |
Інші аніони | сульфід кальцію |
Інші катіони | сульфат магнію |
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Інструкція з використання шаблону | |
Примітки картки |
Сульфат кальцію переважно застосовується у виготовленні будівельних матеріалів, зокрема як компонент цементів. Також він використовується як осушувач, кальцієвмісна харчова добавка, добриво.
Основна частина сульфату кальцію, розповсюдженого у природі, перебуває у вигляді двох основних мінералів: як ангідрит (CaSO4) та кристалогідрат сульфату — гіпс (CaSO4·2H2O). Дані мінерали лише зрідка трапляються у чистому вигляді, здебільшого вони мають домішки карбонатів кальцію та магнію, оксиду силіцію, невеликі вкраплення глин та деяких розчинних солей.
Окрім розповсюдження у земних надрах, за даними НАСА значні поклади гіпсу були знайдені на Марсі (за допомогою марсоходу «Опортюніті»).[2]
Іншим розповсюдженим мінералом, що містить CaSO4, є глауберит Na2SO4·CaSO4. Також сульфат кальцію перебуває у морській воді. Так, у воді із середньою солоністю у 35 ‰ концентрація CaSO4 складає 0,00115 г/кг. Наявність його у воді визначає її постійну твердість.
Сульфат кальцію є білими, гігроскопічними кристалами. Зволожений, він утворює дигідрат CaSO4·2H2O, який при невеликому нагріванні переходить у гемігідрат CaSO4·0,5H2O (2CaSO4·H2O) — так званий алебастр.
У воді речовина розчиняється слабко (добуток розчинності 4,93⋅10-5)
0 °C | 10 °C | 20 °C | 25 °C | 30 °C | 40 °C | 50 °C | 60 °C | 70 °C | 80 °C | 90 °C | 100 °C |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,174 | 0,191 | 0,202 | 0,205 | 0,208 | 0,210 | 0,207 | 0,201 | 0,193 | 0,184 | 0,173 | 0,163 |
Синтетичні методи отримання сульфату кальцію здебільшого базуються на добуванні його як побічного продукту при переробці мінеральної сировини або використанні у синтезі відходів інших виробництв.
Широко розповсюдженими є методи виробництва CaSO4, які використовують сірковмісні гази з переробки викопного палива (вугілля, лігніту, нафти). На першій стадії очищений від пилу оксид сірки(IV), впорскується у суспензію вапняку і за нейтрального pH (7–8) утворюється малорозчинний кристалогідрат сульфіту кальцію:
Згодом, у підкисленому розчині (pH 5), сульфіт окиснюється атмосферним киснем до сульфату:
Від отриманого малорозчинного гіпсу промиванням відокремлюють домішки хлоридів, солей магнію та висушують. Кінцевий технічний продукт має менше 10 % вологи.
Іншим поширеним способом отримання сульфату кальцію є переробка флуорапатиту, яка є ключовим етапом у багатостадійному синтезі ортофосфатної кислоти:
Кінцевий продукт має вміст вологи близько 20–30 %. З однієї тонни вихідного флуорапатиту утворюється близько 1,7 тонн сульфату. За цим методом щороку синтезується 100 млн. тонн сульфату кальцію.
Також сульфат кальцію утворюється при обробці флюориту сульфатною кислотою і добуванні газуватого фтороводню:
З однієї тонни флюориту утворюється 1,75 тонн сульфату кальцію.
Сульфат кальцію активно поглинає вологу, утворюючи дигідрат:
При невеликому нагріванні дигідрату утворюється гемігідрат — алебастр, а при температурах, вищих за 163 °C — знову безводний сульфат:
Він взаємодіє із концентрованою сульфатною кислотою із утворенням кислої солі — гідросульфату кальцію:
Сульфат може вступати в реакції обміну за умови, якщо в результаті взаємодії утворюється нерозчинна сполука:
CaSO4 може відновлюватися CO або коксом до сульфіду кальцію:
Основною галуззю, яка споживає сульфат кальцію, є будівництво — на виробництво будівельних матеріалів йде близько 90% усього сульфату (переважно у вигляді гідрату — гіпсу), а на виробництво цементу — 50 % (сульфат кальцію є важливою добавкою до портландцементу).
Завдяки своїй високій гігроскопічності, сульфат широко використовується як осушувач. Наприклад, для осушування газів використовується трубка, наповнена сульфатом кальцію із кількавідсотковою добавкою хлориду кобальту(II) (суміш є зареєстрованою маркою Drierite). При граничному насиченні осушувача вологою, він змінить колір із блакитного на рожевий, сигналізуючи про необхідність його заміни.
Сульфат кальцію також застосовується у сільському господарстві: для підживлення ґрунтів і підтримування балансу pH. У харчовій промисловості сульфат використовується як кальцієвмісна добавка, якою збагачують продукти на кшталт пластівців, як поліпшувач, коагулянт у виробництві тофу. Він є відбілювачем для споживчих продуктів: паперу, морозива, зубної пасти тощо.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.