SULFURĂ DE CALCIU (CAS): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, PRODUCȚIE, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Sulfura de calciu este un element solid anorganic constând din calciu (Ca) și sulf elementul (S), de la CaS formula chimică. Este un solid solubil în apă, alb-gălbui, care se găsește în natură la unii vulcani și la unii meteoriți sub forma unui mineral numit oldhamite.

Când Cas se dizolvă în apă, se formează diferiți compuși , datorită sulfurii ion S ^2- devenind SH ^- ion și OH ^- se formează ioni . Soluția rezultată este alcalină. Acest compus este utilizat ca bază pentru compuși care sunt luminiscenți sau care produc lumină vizibilă în anumite condiții. Aceste materiale sunt folosite și în vopselele luminoase.

Sulfura de calciu CaS a fost găsită la unii meteoriți. Autor: Родион Журавлёв. Sursa: Pixabay.

CaS a fost considerat ca un posibil medicament pentru tratarea problemelor cu inima și vasele de sânge, cum ar fi hipertensiunea arterială sau hipertensiunea arterială, care este o boală care afectează o mare parte a populației lumii.

Cu sulfura de calciu pot fi obținuți alți compuși, cum ar fi nitratul de calciu și carbonatul de calciu. Trebuie manipulat cu precauție și în contact cu umiditatea atmosferei poate produce H ₂ S, care este foarte toxic.

Structura

Sulfura de calciu este un compus puternic ionic format dintr-un ion de calciu Ca ²⁺ și un ion sulfurat S ^2- .

Se cristalizează într-o structură cubică precum sare de rocă.

Structura cristalină cubică a sulfurii de calciu. Galben = sulf; alb = calciu. Benjah-bmm27 / Domeniu public. Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

• Sulfură de calciu

Proprietăți fizice

Stare fizică

Cristale cubice solide, de culoare alb-gălbui, precum cele ale clorurii de sodiu.

Greutate moleculară

72,144 g / mol

Punct de topire

2528 ºC

Densitate

2,59 g / cm ³

Solubilitate

Solubil în apă. Insolubil în etanol.

Proprietăți chimice

Soluție apoasă

Când este dizolvat în apă, CaS se separă în calciuii săi de Ca ²⁺ și de sulfii S ^2- . Acesta din urmă în apă ia un proton și devine ionul de hidrosulfură SH ^- eliberând un ion hidroxil OH ^- .

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

De aceea, soluțiile Cas de sulfură de calciu sunt alcaline (au un pH bazic) și nu au S ^2- ioni dar SH ^- .

Doar când la soluție se adaugă o cantitate mare de alcali, cum ar fi hidroxidul de sodiu NaOH, echilibrul se deplasează spre formarea ionilor de sulfură S ^2- .

Sulfura de calciu se dizolvă în apă, formând alți compuși. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Sursa: Pixabay.

SH ^- poate lua un alt proton H ⁺ din apă, formând hidrogen sulfurat, care este un compus foarte toxic.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Din acest motiv, cantități mici de H ₂ S sunt formate în apă și când sunt expuse la umiditate în mediu, CaS emană un miros neplăcut tipic de hidrogen sulfurat.

Compușii prezenți atunci când sunt dizolvați în apă

Rezultatul reacțiilor în apă indicate mai sus este că se formează Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ și Ca (SH) (OH).

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

Ca (SH) (OH) + H ₂ O → Ca (OH) ₂ + H ₂ S

Reacția cu acizii

Aceleași reacții care apar în apă determină reacția CaS cu acizii, formând H ₂ S.

CaS + 2 HCI → CaCl ₂ + H ₂ S

Alte reacții

Dacă o soluție de sulfură de calciu este încălzit cu sulf, ionii polisulfuri S ₄ ² și S ₃ ^{se obțin 2-} .

Dacă CaS este încălzit în aer uscat sau oxigen pur, compusul se oxidează la sulfit de calciu CaSO ₃ și apoi la sulfat de calciu CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Cu agenți de oxidare, cum ar fi cloratul de potasiu KClO ₃ , apar reacții violente de azotat de potasiu KNO ₃ sau dioxid de plumb PbO ₂ .

Obținerea

Sulfura de calciu poate fi preparată prin calcinarea (încălzirea la o temperatură foarte ridicată) elementele de calciu (Ca) și sulf (S) într-o atmosferă inertă, adică nu există oxigen sau vapori de apă, de exemplu.

Ca + S + căldură → CaS

Se poate obține și prin încălzirea sulfatului de calciu CaSO ₄ cu cărbune:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Cu toate acestea, în acest ultim caz nu se obține o CaS pură, deoarece ea reacționează suplimentar cu CaSO ₄ formând CaO și SO ₂ .

CaS este, de asemenea, generat de arderea deșeurilor de cărbune.

Prezența în natură

CaS este prezent în mod natural în Oldhamite minerale. Aceasta este o componentă a unor meteoriți și este importantă pentru cercetările științifice efectuate pe sistemul solar.

Se crede că Oldhamite s-a format prin condensare în nebuloasa care a provenit din sistemul solar. Este prezent și în vulcani.

Sulfura de calciu CaS se află în vechihamitul mineral, care a fost găsit la unii meteoriți. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sursa: Wikimedia Commons.

In plus, sulfura de calciu este produsă în mod natural prin reducerea CaSO ₄ (gips), posibil datorită acțiunii bacteriilor.

Aplicații

În materiale luminoase

Una dintre cele mai răspândite utilizări ale sulfurii de calciu a fost ca bază pentru compuși luminiscenți. Acestea sunt substanțe care emit lumină vizibilă în anumite circumstanțe.

În compușii luminiscenți ai CaS acest lucru acționează ca bază și activatori sunt adăugați la structură, cum ar fi clorurile anumitor elemente, cum ar fi ceriu (Ce ³⁺ ) și europiu (Eu ²⁺ ).

Materialul rezultat din unirea CaS și activator este utilizat, de exemplu, în ecranele cu tuburi de raze catodice care alcătuiesc vechile ecrane ale computerelor sau ale computerelor sau ale televizoarelor vechi.

Monitoarele de computer vechi aveau tuburi de raze catodice în care sunt folosiți uneori compuși și activatori luminoși din sulfură de calciu. Autor: Andreas160578. Sursa: Pixabay.

Acestea sunt, de asemenea, utilizate în diodă care emite lumină curentă, sau lămpi cu LED-uri (care emite lumină).

Lampa cu LED. Unii pot conține compuși luminiscenți de sulfură de calciu Nu a fost furnizat niciun autor care poate fi citit de mașină. S-a asumat APPER-ul (bazat pe revendicări de copyright) / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Sursa: Wikimedia Commons.

Aceste materiale sunt folosite și în vopsele și lacuri luminoase.

În medicină

Sulfura de calciu a fost considerată în studiile științifice medicale ca un medicament pentru a trata hipertensiunea arterială (presiune ridicată în artere). Aceasta este o boală care afectează sistemul cardiovascular al multor persoane (inima și vasele de sânge).

CaS este considerat un „donator“ de H ₂ S. Acesta joacă un rol important în reglarea tonului sau rezistenței vaselor de sânge, astfel încât administrarea CaS ar putea fi un posibil remediu pentru hipertensiune trata.

Sulfura de calciu a fost studiată ca un posibil remediu pentru hipertensiunea arterială în sistemul cardiovascular la persoanele bolnave. Autor: Mohamed Hassan. Sursa: Pixabay.

În obținerea altor compuși

Sulfura de calciu face posibilă prepararea altor compuși cum ar fi azotatul de calciu Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

De asemenea, a fost utilizat pentru a obține carbonat de calciu CaCO ₃ . Pentru a face acest lucru, o soluție apoasă de CaS este supusă carbonatării cu CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Alte aplicatii

Sulfura de calciu este de asemenea folosită ca aditiv lubrifiant și ca agent de flotație în extracția mineralelor.

riscuri

Sulfura de calciu poate provoca iritații ale pielii, ochilor și tractului respirator. Trebuie manipulat cu precauție și cu echipamente de siguranță adecvate.

Este un compus foarte toxic pentru viața acvatică, deci este periculos pentru aceste medii.

Referințe

1. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.
2. Lide, DR (editor). (2005). Manual CRC de Chimie și Fizică. 85 - ^lea CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Grupul 16 (O, S, Se, Te) Compuși alcalini ai Pământului. Sulfură de calciu. În enciclopedia compușilor pământului alcalini Recuperat de la sciencedirect.com.
4. Li, YF și colab. (2009). Sulfura de calciu (CaS), un donator de sulfură de hidrogen (H (2) S): un nou medicament antihipertensiv? Med Ipoteze, 2009 sept. 73 (3): 445-7. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
5. House JE and House, KA (2016). Sulf, Seleniu și Telluriu. Apariția sulfului. În chimie anorganică descriptivă (ediția a treia). Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Sulfură de calciu. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. și colab. (2014). Conversia sulfurii de calciu în carbonat de calciu în timpul procesului de recuperare a sulfului elementar din deșeurile de gips. Waste Manager, 2014 nov; 34 (11): 2373-81. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.