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Kalziumsulfat

Kalziumsulfat ist ein allgemeines Labor und eine industrielle Chemikalie. In Form von Γanhydrit (die fast wasserfreie Form), wird es als a verwendet trocknend. Es wird auch als Gerinnungsmittel in den Produkten wie verwendet Tofu. ^[1] Im Naturzustand ist- ungereinigtes Kalziumsulfat ein lichtdurchlässiger, kristallener weißer Felsen. Wenn es als Farbe-anzeigenvariante unter dem Namen Drierite verkauft wird, sieht es zur Imprägnierung mit blaues oder rosafarbenes passendes aus Kobaltchlorverbindung, das als Feuchtigkeit Anzeige arbeitet. hemihydrate (CaSO₄. ~0.5H₂O) ist besseres bekannt als Pflaster von Paris, während Dihydrat (CaSO₄.2H₂O) tritt natürlich wie auf Gips. Die wasserfreie Form tritt natürlich wie auf Βanhydrit. Abhängig von der Methode von Calcination des Kalziumsulfatdihydrats, sind spezifische hemihydrates manchmal bemerkenswert: Alpha-hemihydrate und Beta-hemihydrate.^[2] Sie scheinen, sich nur in der Kristallgröße zu unterscheiden. Alpha-hemihydrate Kristalle sind prismatischer als Beta-hemihydrate Kristalle und wenn sie mit Wasserform einem viel stärkeren und härteren überbau gemischt werden.^{[Zitieren benötigt]}

Kommerzielle Produktion und Wiederaufnahme

Die Hauptquellen des Kalziumsulfats sind- natürlich vorkommender Gips und Anhydrit, die an vielen Positionen weltweit wie auftreten Evaporites. Diese können durch das im Tagebau Abbauen oder durch Tiefbauarbeit extrahiert werden. Weltproduktion des natürlichen Gipses ist herum 100 Million Tonnen pro Jahr.^{[Zitieren benötigt]}

Zusätzlich zu den natürlichen Quellen wird Kalziumsulfat als Nebenerscheinung in einer Anzahl von Prozessen produziert:

• In Rauchgasentschwefelung, Abgase von Fossilienbrennstoff- brennend Kraftwerke und andere Prozesse (z.B. Kleberherstellung) wird gescheuert, um ihren Schwefeloxidinhalt zu verringern, indem man fein gemahlen einspritzt Kalkstein oder Kalk. Dieses produziert ein unreines Kalziumsulfit, das auf Ablage zum Kalziumsulfat oxidiert.
• In der Produktion von phosphorige Säure von Phosphatfelsen, wird Kalziumphosphat mit Schwefelsäure- und Kalziumsulfatniederschlägn behandelt.
• In der Produktion von Wasserstofffluorid, Kalziumfluorid wird mit der Schwefelsäure behandelt und fällt Kalziumsulfat aus.
• In der Raffinierung von Zink, Lösungen von Zinksulfat werden mit behandelt Kalk zu den Kopräzipitatschwermetallen wie Barium.
• Kalziumsulfat kann von Schrott drywall an den Baustellen auch erholt werden und wiederverwendet werden.

Diese Niederschlagprozesse neigen, radioaktive Elemente im Kalziumsulfatprodukt zu konzentrieren. Dieses ist besonders der Fall mit der Phosphatnebenerscheinung, da Phosphatfelsen natürlich enthalten Actinide. Über 200 Million Tonnen pro Jahr Kalziumsulfatvergeudung wird durch die Phosphatindustrie weltweit produziert.^[3]

Dehydratisierungreaktionen

Heizung Gips zu zwischen °C 100 °C und 150 (°F 302) teilweise entwässert das Mineral durch das Abtreiben von ungefähr 75% des Wassers enthalten in seiner chemischen Struktur. Die, die Temperatur und die Zeit erforderlich sind, hängen vom umgebenden teilweisen Druck von H ab₂O. Hohen Temperaturen so, wie °C 170 im industriellen Calcination benutzt werden, aber die am diese Temperaturen Γanhydrit fängt an sich zu bilden. Die Reaktion für die teilweise Dehydratisierung ist:

CaSO₄·2H₂O + Hitze → CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂O (Dampf)

Das teilweise entwässerte Mineral wird das Kalziumsulfat hemihydrate oder kalzinierten Gips genannt (allgemein bekannt als Pflaster von Paris) (CaSO₄·NH₂O), wo n in der Strecke 0.5 bis 0.8 ist.^[4]

Die Dehydratisierung (spezifisch bekannt als Calcination) fängt an °C ungefähr 80 (°F 176), obgleich in der trockenen Luft, etwas Dehydratisierung stattfindet bereits bei 50 °C. an. Die Wärmeenergie, die an den Gips diesmal geliefert wird (die Hitze der Hydratation) neigt, in das Abtreiben des Wassers (als Wasserdampf) anstatt in die Erhöhung der Temperatur des Minerals einzusteigen, das langsam steigt, bis das Wasser gegangen ist, sich erhöht dann schnell.

endothermisch Eigenschaft dieser Reaktion wird vorbei ausgenutzt drywall konferieren Feuerfestigkeit zu den Wohn- und anderen Strukturen. In einem Feuer bleibt die Struktur hinter einem Blatt von drywall verhältnismäßig kühl, wie Wasser vom Gips verloren ist, so (verhindert oder im wesentlichen) Beschädigung verzögert Gestalten (durch Verbrennung von Holz Mitglieder oder Verlust der Stärke von Stahl an den Hochtemperaturen) und am konsequenten strukturellen Einsturz.

Im Gegensatz zu den meisten Mineralien die, wenn wieder hydratisierte einfach Formflüssigkeit oder halbflüssige Pasten oder pulvriger, kalzinierter Gips hat eine ungewöhnliche Eigenschaft bleiben: wenn es mit Wasser bei den normalen (umgebenden) Temperaturen gemischt wird, schält es schnell chemisch zur bevorzugten Dihydratform um, während „physikalisch einstellend“, um ein Kristallgitter des steifen und verhältnismäßig starken Gipses zu bilden:

CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂O → CaSO₄·2H₂O

Diese Reaktion ist exothermisch und ist für die Mühelosigkeit verantwortlich, mit der Gips in verschiedene Formen einschließlich Blätter geworfen werden kann (für drywall), haftet (für Tafelkreide) und Formen (gebrochene Knochen oder für Metallgußteil stillstellen). Gemischt mit Polymer-Plastiken, ist es als Knochenreparaturkleber verwendet worden. etwas des kalzinierten Gipses werden Masse hinzugefügt, um starke Strukturen direkt von zu verursachen Formmasse, eine Alternative zu luftgetrockneter Ziegelstein (das seine Stärke verliert, wenn naß). Die Zustände von Dehydratisierung können geändert werden, um die Porosität des hemihydrate, mit dem Ergebnis des sogenannten Alphas und der Betahemihydrates (die zu justieren mehr oder weniger chemisch identisch sind).

Auf Heizen zu °C 180, die fast wasserfreie Form, genannt Γanhydrit (CaSO₄.nH₂O, in dem n=0 bis 0.05) produziert wird. ΓAnhydrit reagiert langsam mit Wasser zur Rückkehr zum Dihydratzustand, eine Eigenschaft, die in irgendeiner Werbung ausgenutzt wird Trockenmittel. Auf Heizen über °C 250, benannten die vollständig wasserfreie Form Βanhydrit oder „das natürliche“ Anhydrit wird gebildet. Natürlicher Anhydrit reagiert nicht mit Wasser, sogar geologische Synchronisierzeitmarken des überschusses, es sei denn sehr fein gemahlen.

Der variable Aufbau des hemihydrate und des Γanhydrits und ihre einfache gegenseitige Wandlung, liegt an ihren besitzenden fast-identischen Kristallstrukturen, „lenkt“ das Enthalten, die variable Mengen Wasser unterbringen können oder andere kleine Moleküle wie Methanol.

Beschmutzen der Ablagerungen

Kalziumsulfat ist- ein allgemeiner Bestandteil von Beschmutzen Ablagerungen in den industriellen Wärmeaustauschern. Es ist, weil seine Löslichkeit bei Zunahme der Temperatur im Heißwasser sich verringert (sehen Sie die Abbildung).

Sehen Sie auch

• Bathybius haeckeli

Hinweise

1. ^ „Über Tofu-Gerinnungsmittel.“ http://www.soymilkmaker.com/coagulant.html Zurückgeholtes 9. Jan. 2008.
2. ^ H F W Taylor, Kleber-Chemie, Akademische Presse, 1990, ISBN 0-12-683900-X, pp. 186-187
3. ^ USGS Daten: Welt„raffinierte“ Phosphatfelsenproduktion ist- 140 m t: fast alles wird dieses in phosphorige Säure umgewandelt: 1.7 t Gips wird pro t von Apatite produziert.
4. ^ Taylor ibid, pp. 186-187

Externe Verbindungen

• Internationale chemische Satefy Karte 1215
• NIOSH Tasche Führer zu den chemischen Gefahren
• MSDS für Kalziumsulfat