Calciumsulfaat (CaSO4) Chemische structuur, eigenschappen en toepassingen



de calciumsulfaat Het is een ternair zout van calcium, aardalkalimetaal (Mr. Becambara), zwavel en zuurstof. De chemische formule is CaSO4, wat betekent dat voor elke kation2+ er is een anion SO42- interactie hiermee. Het is een verbinding met een brede verspreiding in de natuur.

De meest voorkomende vormen zijn de CaSO4· 2H2O (de pleister) en de watervrije vorm CaSO4 (de anhydriet). Er is ook een derde vorm: het gips of pleisterwerk van Parijs, geproduceerd door de verwarming van het pleisterwerk (de hemidrato, CaSO4· 1 / 2H2O). Het onderste beeld toont een vast deel van dit ternaire zout, met zijn witachtige uiterlijk. 

index

  • 1 Chemische structuur
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Moleculaire formule
    • 2.2 Watervrij molecuulgewicht
    • 2.3 Geur
    • 2.4 Uiterlijk
    • 2.5 Dichtheid
    • 2.6 Smeltpunt
    • 2.7 Oplosbaarheid
    • 2.8 Stabiliteit
  • 3 Gebruik
    • 3.1 In de bouw en in de kunst
    • 3.2 Therapeutica
    • 3.3 Bij de bereiding van voedsel
    • 3.4 Als meststof en conditioner voor gewasbodems
    • 3.5 Bij de productie van andere verbindingen
  • 4 Referenties

Chemische structuur

De orthorhombische eenheidscel voor CaSO wordt weergegeven in de bovenste afbeelding4. Hier wordt aangenomen dat de interacties puur elektrostatisch zijn; dat wil zeggen, die kationen Ca2+ aantrekken van tetraëdrische anionen SO42-.

Echter, de Ca2+ het is zeer geneigd om te coördineren, eromheen polyhedrische structuren te vormen. Waarom is het? Naar de elektronische beschikbaarheid van calcium om elektronen te accepteren van basale of negatieve soorten (zoals SO-atomen)42-).

Gezien het vorige punt, nu de Ca-ionen2+ ze accepteren datief links (bijgedragen door de O) en de eenheidscel is getransformeerd, zoals aangegeven in de afbeelding hieronder:

Dientengevolge wordt het CaO-veelvlak gevormd8 (de groene bol van Ca2+ omringd door acht rode bollen van O van de tetraëder SO4 In de buurt). Calcium veelvlakken en sulfaat tetraëders; dit is de kristallijne structuur van de CaSO4 watervrij.

Bovendien, wanneer de kristallen gehydrateerd zijn - het vormen van het di-gehydrateerde zout of de hemidrate (CaSO4· 1/2 H2O) - de structuur breidt zich uit om de watermoleculen op te nemen.

Deze moleculen kunnen worden geïntercaleerd en gecoördineerd met calcium; dat wil zeggen, ze vervangen een of twee sulfaatgroepen.

Aan de andere kant gebeurt er niet al het water om de CaO-veelvlak te integreren8. Sommigen vormen aan de andere kant waterstofbruggen met sulfaten. Deze dienen als een unie voor twee secties in zigzag, producten van de rangschikking van de ionen in het kristal.

eigenschappen

Moleculaire formule

CaSO4 · nH2O.

Watervrij molecuulgewicht

136.134 g / mol.

geur

Het is geurloos.

verschijning

In het geval van anhydriet lijkt het op een wit poeder of stevige orthorhombische of monokliene kristallen. De kristallen hebben een variabele kleur: ze kunnen wit zijn of een blauwachtige, grijsachtige of roodachtige tint hebben; Het kan ook steenrood zijn.

dichtheid

2,96 g / cm3 (watervrije vorm). 2,32 gr / cm3 (dihydraatvorm).

Smeltpunt

1450 ºC (2840 ºF). Kenmerkend voor de sterke elektrostatische interacties tussen de tweewaardige ionen Ca2+ en ZO42-.

oplosbaarheid

0,2-0,3% in water bij 25 ° C. Het is slecht oplosbaar in water en onoplosbaar in ethanol.

stabiliteit

Stabiel bij kamertemperatuur.

toepassingen

In de bouw en in de kunst

Het wordt gebruikt bij de uitwerking van stucwerk om de wanden van huizen en andere constructies in te kaderen die bijdragen aan de verfraaiing ervan. Daarnaast worden verlichtingen aangebracht door mallen op de daken en raamkozijnen. Het pleisterwerk bevindt zich ook in de plafonds.

Calciumsulfaat wordt gebruikt om het probleem dat optreedt bij de hydratatie van beton op te lossen en zo samen te werken bij de aanleg van wegen, lanen, enz..

Met de gips worden sculpturen gemaakt, met name religieuze figuren, en begraafplaatsen worden gebruikt op grafstenen.

therapeutische

veterinaire

Experimenteel zijn steriele calciumsulfaatstukken gebruikt in veterinaire om botdefecten of holtes te herstellen, zoals die achtergelaten door wonden of tumoren.

De pleister of pleister van Parijs kan worden gebruikt om botdefecten te herstellen vanwege zijn unieke vermogen om osteogenese te stimuleren. Röntgenstudies en technetium (Tc-99m) medronaat ondersteunen het gebruik van gips als alloplastische en osteogeen vermogen bij implantatie in de voorhoofdsholte.

Een botregeneratie is aangetoond bij zes honden in een periode van 4 tot 6 maanden. Calciumsulfaat begon op dit gebied in 1957 te worden gebruikt, in de vorm van Paris-pleistertabletten, waarbij gebreken in de botten van honden werden opgevuld..

Botvervanging van calciumsulfaat is vergelijkbaar met die waargenomen in autogeen bot.

Ruhaimi (2001) paste calciumsulfaat toe in vers vernietigde konijnenkaakbot, waarbij een toename in osteogenese en botverkalking werd waargenomen.

geneeskunde

Calciumsulfaat wordt in de geneeskunde gebruikt om gewrichten te immobiliseren die dislocaties en botbreuken hebben opgelopen, en wordt daarnaast gebruikt als hulpstof bij de vervaardiging van tabletten..

tandheelkunde

In de tandheelkunde wordt het gebruikt als basis voor het maken van tandprothesen, restauraties en afdrukken van tanden.

Bij de bereiding van voedsel

Het wordt gebruikt als een coagulant bij de ontwikkeling van tofu, een voedsel gemaakt met soja en van grote consumptie in de oosterse landen als een vervanging voor vlees. Bovendien is het gebruikt als voedselverstevigend middel en bij de behandeling van meel.

Als meststof en conditioner voor gewasbodems

Pleister (CaSO4· 2H2O) werd sinds de 18e eeuw gebruikt als meststof in Europa, met het voordeel boven het gebruik van kalk als een bron van calcium voor een grotere mobiliteit.

Calcium moet beschikbaar zijn voor de wortels van planten voor een juiste toevoer. Vervolgens verbetert de toevoeging van calcium tuinbouw- en pinda-gewassen (pinda's).

De wortelrot pinda geproduceerd door biologische pathogenen en blossom-end rot van watermeloen en tomaten worden bestuurd mede met toepassingen van agrarische gips.

Gips helpt de verspreiding van klei te verminderen, waardoor korstvorming op de grond ontstaat. Door de op de grond gevormde korsten te verminderen, vergemakkelijkt het pleisterwerk de uitgang van de zaailingen. Het verhoogt ook de toegang van lucht en water tot de grond.

Gips helpt de bodem te verbeteren door verzachting van de zuurgraad en toxiciteit van aluminium, waardoor het gewas voor de natriumbodems wordt aangepast.

Bij de productie van andere verbindingen

Calciumsulfaat reageert met het ammoniumbicarbonaat om ammoniumsulfaat te vormen. Het is ook gebruikt in het productieproces van zwavelzuur.

Watervrij calciumsulfaat wordt gemengd met schalie of mager en, wanneer het mengsel wordt verwarmd, komt zwaveltrioxide vrij in gasvorm. Zwaveloxide is een voorloper van zwavelzuur.

referenties

  1. Smokefoot. (26 december 2015). Structuur van CaSO4. [Afbeelding]. Opgehaald op 6 mei 2018, van: commons.wikimedia.org
  2. Takanori Fukami et al. (2015). Synthese, kristalstructuur en thermische eigenschappen van CaSO4· 2H2Of enkele kristallen. International Journal of Chemistry; Deel 7, nr. 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Gepubliceerd door het Canadese centrum voor wetenschap en onderwijs.
  3. PubChem. (2018). Calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Wikipedia. (2018). Calciumsulfaat Opgehaald op 6 mei 2018, vanaf: en.wikipedia.org
  5. Elsevier. (2018). calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, vanaf: sciencedirect.com
  6. Kimberlitesoftwares. (2018). Calcium sulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, vanaf: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Handleiding voor gebruik van de landbouwgips als bodemverbeteraar. Opgehaald op 6 mei 2018, vanaf: intagri.com