szervetlen vegyület

Kalcium-szulfát

2 min read
In 47 languages

Kalcium-szulfát IUPAC-név kalcium-szulfát Más nevek gipsz Kémiai azonosítók CAS-szám 7778-18-9 PubChem 24497 ChemSpider 22905 EINECS-szám 231-900-3 DrugBank DB15533 KEGG D09201 ChEBI 31346 RTECS szám WS6920000 InChIKey OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L Gmelin 7487 UNII E934B3V59H ChEMBL CHEMBL2106140 Kémiai és fizikai tulajdonságok Kémiai képlet CaSO₄ Moláris tömeg 136,14 g/mol Megjelenés fehér por, rögök Halmazállapot szilárd Sűrűség 2,96 g/cm³ Olvadáspont 1460 °C Forráspont bomlik Oldhatóság (vízben) 0,205 g/100 ml Kristályszerkezet Kristályszerkezet rombos Termokémia Std. képződési
entalpia Δ_fH^o₂₉₈ −1434,5 kJ/mol Veszélyek EU osztályozás Nem veszélyes Lobbanáspont nem gyúlékony Rokon vegyületek Azonos kation a kalcium vegyületei Azonos anion szulfátok Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A kalcium-szulfát egy ipari körülmények között és laboratóriumokban is széles körben használt szervetlen vegyület. Száraz állapotban nagy vízmegkötő-képességgel rendelkezik. A természetben előforduló kalcium-szulfát áttetsző, fehéres kristályok alkotta kőzet, kereskedelmi forgalomba kerülve a hozzáadott kobalt-klorid miatt kék vagy rózsaszín színt kap. A kobalt-klorid szerepe, hogy színváltozása jelzi a kalcium-szulfátban található víz mennyiségét. Félvizes állapotában (CaSO₄·0,5H₂O) égetett gipszként hivatkoznak rá, és gyakran vakolatként használják. Két molekula kristályvizet tartalmazó állapotában gipszet alkot (CaSO₄·2H₂O). A VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben Calcii sulfas dihydricus néven hivatalos.

Ipari előállítása

Fő forrása a természetben megtalálható gipsz és evaporit. Ezeket vagy külszíni fejtéssel bányásszák, vagy mély bányákból kerülnek felszínre. A Föld gipszkitermelése körülbelül évi 100 millió tonna.

A bányászaton kívül a kalcium-szulfát számos egyéb kémiai eljárás melléktermékeként is keletkezik:

A kőolajszármazékok, és a cement tisztítása során, amikor a kéntartalmat eltávolítják az anyagot általában finomra őrölt mészkőn vezetik keresztül, így az megköti a kéntartalmat.
Foszforsav előállítása során (a foszfáttartalmú apatitból), a kalcium-foszfátot kénessavval keverik össze. A kalcium-szulfát kicsapódik az oldatból.
Hidrogén-fluorid előállítása során a kalcium-fluoridot kénessavval keverik össze. A kalcium-szulfát kicsapódik az oldatból.
Cink finomításánál a cink-szulfátot mészkővel elegyítik, így a nehézfémek mint például a bárium kicsapódnak. Ez a folyamat radioaktív elemeket halmoz fel a kalcium-szulfátban, évi 200 millió tonna szennyezett kalcium-szulfát keletkezik világszerte.

Az épületek bontásakor a kinyert gipszből ismét kalcium-szulfátot állítanak elő.

Dehidratáció

A gipszet 100-150 °C-ra hevítve víztartalmának körülbelül 75%-a távozik. Ipari körülmények között általában 170 °C-ra hevítik fel a gipszet.

A dehidratáció reakcióegyenlete:

CaSO₄·2H₂O + hő → CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O (gőz)

A dehidratáció 80 °C körül kezdődik, de erősen száraz légtérben akár 50 °C körül is beindulhat. A felhasznált hőmennyiség a gipszet alig melegíti (a reakció endoterm), az energia a víz elpárolgására fordítódik. A víz távozása után a gipsz hőmérséklete gyors emelkedésnek indul.

Emiatt a tulajdonsága miatt a tűz terjedését lassítani képes falakba építik be, mert viszonylag sok idő telik el, míg a fal teljesen átforrósodik.

A kiszárított kalcium-szulfátot vízzel keverve a következő exoterm reakciót kapjuk:

CaSO₄·½H₂O + 1½H₂O →CaSO₄·2H₂O