كبريتات الكالسيوم

كبريتات الكالسيوم
Calcium sulfate
Calcium sulfate hemihydrate
الأسماء
أسماء أخرى
تمييز
رقم CAS [7778-18-9],
10034-76-1 (hemihydrate),
10101-41-4 (dihydrate)
PubChem 24928
رقم RTECS WS6920000
SMILES
InChI InChI=1/Ca.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2
الخصائص
الصيغة الجزيئية CaSO4
كتلة مولية 136.14 g/mol (anhydrous)
145.15 g/mol (hemihydrate)
172.172 g/mol (dihydrate)
المظهر صلب أبيض
الرائحة عديم الرائحة
الكثافة 2.96 g/cm3 (anhydrous)
2.32 g/cm3 (dihydrate)
نقطة الانصهار

1460 °C (anhydrous)

قابلية الذوبان في الماء 2.1 g/L (20 °C, anhydrous)[1]
2.4 g/L (20 °C, dihydrate)[2]
نتاج قابلية الذوبان، Ksp 2.4 × 10-5 (dihydrate)
قابلية الذوبان في glycerol slightly soluble (dihydrate)
الحموضة (pKa) 10.4 (anhydrous)
7.3 (dihydrate)
البنية
البنية البلورية orthorhombic
الكيمياء الحرارية
الإنتالپية المعيارية
للتشكل
ΔfHo298
-1434.5 kJ/mol
المخاطر
نقطة الوميض غير قابل للاشتعال
مركبات ذا علاقة
كبريتات المغنسيوم
كبريتات السترونشم
كبريتات الباريوم
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
YesY verify (what is YesYX mark.svgN ?)
مراجع الجدول

كبريتات الكالسيوم مركب كيميائي له الصيغة CaSO4، ويكون على شكل مسحوق أبيض. ويوجد في الطبيعة بعدة أشكال حسب محتوى ماء التبلور في البنية البلورية. فإذا كان كبريتات الكالسيوم خالي من الماء يسمى أنهدريت Anhydrite، أما إذا اشتركت جزيئتين من كبريتات الكالسيوم بجزيء ماء واحد (الصيغة تكون CaSO4.0.5H2O) يسمى باسينيت Bassanite، في حين أن الجص عبارة عن كبريتات كالسيوم ثنائية الهيدرات (CaSO4.2H2O).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الخواص

  • انحلالية كبريتات الكالسيوم ضعيفة في الماء، وهذا الضعف في الانحلالية هو أحد أسباب التكلس المصادف بكثرة في المراجل والمبادلات الحرارية.
  • بتسخين كبريتات الكالسيوم ثنائي الهيدرات (الجص) إلى درجات حرارة بين 100 و 150°س يحدث تفاعل نزع ماء (بلمهة) جزئي، حيث يتبخر 75% من الماء المتواجد في البنية حسب المعادلة:
CaSO4.2H2O –Δ→ CaSO4·½H2O + 1½H2O (بخار)

تجري عملية التكليس صناعياً عند درجات حرارة أعلى من 170°س ويحصل من خلالها على الأنهدريت (الشكل الخالي من الماء).


الوفرة الطبيعية والتحضير

  • يوجد كبريتات الكالسيوم في الطبيعة بشكل وافر، وعلى الأخص بشكل الجص الموجود في عدة مناطق من العالم بالإضافة إلى الأنهدريت. يعطي تعدين كبريتات الكالسيوم حوالي 127 مليون طن سنوياً على شكل جص. [3].

يحصل على كبريتات الكالسيوم أيضاً كناتج ثانوي من خلال عمليات نزع الكبريت من الوقود الأحفوري، حيث تمرر أكاسيد الكبريت على هيدروكسيد أو كربونات الكالسيوم، فينتج كبريتيت الكالسيوم (سلفيت الكالسيوم) والذي يؤكسد إلى الكبريتات.

كما ينتج أيضاً كناتج ثانوي أثناء تعدين الزنك، حيث تعالج محاليل من كبريتات الزنك مع هيدروكسيد الكالسيوم فيترسب كبريتات الكالسيوم.

تفاعلات الجفاف

تسخين الجبس إلى ما بين 100 °س و 150 °س (302 °ف) partially dehydrates the mineral by driving off approximately 75% of the water contained in its chemical structure. The temperature and time needed depend on ambient partial pressure of H2O. Temperatures as high as 170 °C are used in industrial calcination, but at these temperatures γ-anhydrite begins to form. The reaction for the partial dehydration is:

CaSO4·2H2O + heat → CaSO4·½H2O + 1½H2O (steam)

المعدن المجفف جزئياً يسمى calcium sulfate hemihydrate أو calcined gypsum (ويشيع تسميته plaster of Paris) (CaSO4·nH2O), حيث n تكون في النطاق 0.5 إلى 0.8.[4]


Temperature dependence of the solubility of calcium sulfate (3 phases) in pure water.


الاستخدامات

  • لكبريتات الكالسيوم تطبيقات في البناء والعمارة (الجص).
  • تستخدم كبريتات الكالسيوم في الزراعة من أجل تحضير التربة، حيث يساعد على تحويل أملاح الصوديوم إلى أملاح سهلة الذوبان في مياه الري، وبذلك تتحسن خواص التربة الكيماوية مما يساعد على تحسين عملية امتصاص العناصر. يكون أفضل معدل لامتصاص العناصر حينما تبلغ قيمة الأس الهيدروجيني pH لمزيج التربة مع الماء من 8 -8.5، ويطلق عليه الجبس الزراعي.

المراجع

  1. ^ S. Gangolli (1999). The Dictionary of Substances and Their Effects: C. Royal Society of Chemistry. p. 71. ISBN  0854048138 .
  2. ^ American Chemical Society (2006). Reagent chemicals: specifications and procedures : American Chemical Society specifications, official from January 1, 2006. Oxford University Press. p. 242. ISBN  0841239452 .
  3. ^ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gypsum/mcs-2008-gypsu.pdf
  4. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة t