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Sulfato de calcio

Sulfato de calcio es un laboratorio común y un producto químico industrial. Bajo la forma de γ-anhidrita (la forma casi anhidra), se utiliza como a desecante. También se utiliza como coagulante en productos como queso de soja. ^[1] En el estado natural, el sulfato de calcio sin refinar es una roca blanca translúcida, cristalina. Cuando está vendido como variante color-que indica bajo el nombre de Drierite, aparece azul o rosado debido a la impregnación con cloruro del cobalto, que funciona como un indicador de la humedad. hemihydrate (CaSO₄. ~0.5H₂O) es mejor conocido como yeso de París, mientras que dihydrate (CaSO₄.2H₂O) ocurre naturalmente como yeso. La forma anhidra ocurre naturalmente como β-anhidrita. Dependiendo del método de calcinación del dihydrate del sulfato de calcio, los hemihydrates específicos son a veces distinguidos: alfa-hemihydrate y beta-hemihydrate.^[2] Aparecen diferenciar solamente en el tamaño cristalino. Los cristales de la Alfa-hemihydrate son más prismáticos que cristales beta-hemihydrate y cuando están mezclados con la forma del agua una superestructura mucho más fuerte y más dura.^{[citación necesitada]}

Producción y recuperación comerciales

Las fuentes principales del sulfato de calcio son yeso y la anhidrita naturales que ocurren en muchas localizaciones por todo el mundo como evaporites. Éstos se pueden extraer por sacar open-cast o por la explotación minera profunda. La producción del mundo del yeso natural es alrededor 100 millones de toneladas per annum.^{[la citación necesitó]}

Además de fuentes naturales, el sulfato de calcio se produce como subproducto en un número de procesos:

• En desulfurización del humo, gas de escape de combustible fósil- quemándose centrales eléctricas y otros procesos (e.g. la fabricación del cemento) es fregada para reducir su contenido del óxido del sulfuro, inyectando molido finamente piedra caliza o cal. Esto produce un impuro sulfito del calcio, que oxida en almacenaje al sulfato de calcio.
• En la producción de ácido fosfórico de roca de fosfato, el fosfato de calcio se trata con los precipitados del ácido sulfúrico y del sulfato de calcio.
• En la producción de fluoruro del hidrógeno, fluoruro del calcio se trata con el ácido sulfúrico, precipitando el sulfato de calcio.
• En la refinación de cinc, soluciones de sulfato del cinc se tratan con cal a los metales pesados del coprecipitado por ejemplo bario.
• El sulfato de calcio se puede también recuperar y reutilizar de drywall del desecho en los emplazamientos de la obra.

Estos procesos de la precipitación tienden para concentrar elementos radiactivos en el producto del sulfato de calcio. Éste es particularmente el caso con el subproducto del fosfato, puesto que las rocas de fosfato contienen naturalmente actinidas. Sobre 200 millones de toneladas per annum de basura del sulfato de calcio es producido por la industria del fosfato por todo el mundo.^[3]

Reacciones de la deshidratación

Yeso de la calefacción en medio °C 100 al °C y 150 (°F 302) parcialmente deshidrata el mineral eliminando el aproximadamente 75% del agua contenida en su estructura química. La temperatura y el tiempo necesarios dependen de la presión parcial ambiente de H₂O. Las temperaturas de hasta el °C 170 se utiliza en la calcinación industrial, pero en la γ-anhidrita de estas temperaturas comienzan a formar. La reacción para la deshidratación parcial es:

CaSO₄·2H₂→ CaSO de O + del calor₄·½ H₂O + 1 ½ H₂O (vapor)

El mineral parcialmente deshidratado se llama hemihydrate del sulfato de calcio o yeso calcinado (conocido comúnmente como yeso de París) (CaSO₄·nH₂O), donde está n en la gama 0.5 a 0.8.^[4]

La deshidratación (conocida específicamente como calcinación) comienza en el °C aproximadamente 80 (°F 176), aunque en aire seco, algo de deshidratación ocurrirá ya en 50 °C. La energía térmica entregada al yeso en este tiempo (el calor de la hidración) tiende para entrar la eliminación del agua (como vapor de agua) más bien que el aumento de la temperatura del mineral, que se levanta lentamente hasta que se va el agua, entonces aumenta más rápidamente.

endotérmico la característica de esta reacción se explota cerca drywall para conferir resistencia de fuego a las estructuras residenciales y otras. En un fuego, la estructura detrás de una hoja del drywall seguirá siendo relativamente fresca como el agua se pierde del yeso, así previniendo (o substancialmente retardándose) daño a el enmarcar (por combustión de madera miembros o pérdida de fuerza de acero en las temperaturas altas) y el derrumbamiento estructural consiguiente.

En contraste con la mayoría de los minerales, que cuando simplemente rehidratado el líquido de la forma o las gomas semi-liquid, o sigue siendo yeso polvoriento, calcinado tiene una característica inusual: cuando está mezclado con agua en las temperaturas (ambiente) normales, invierte rápidamente químicamente a la forma preferida del dihydrate, mientras que físicamente “fijando” para formar un enrejado cristalino del yeso rígido y relativamente fuerte:

CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂→ CaSO de O₄·2H₂O

Esta reacción es exotérmico y son responsables de la facilidad con la cual el yeso se puede echar en varias formas incluyendo las hojas (para el drywall), se pegan (para la tiza de pizarra), y los moldes (inmovilizar los huesos rotos, o para el bastidor del metal). Mezclado con los polímeros, se ha utilizado como cemento de la reparación del hueso. Las cantidades pequeñas de yeso calcinado se agregan a la tierra para crear las estructuras fuertes directamente de tierra del molde, un alternativa a adobe (que pierde su fuerza cuando es mojado). Las condiciones de la deshidratación se pueden cambiar para ajustar la porosidad del hemihydrate, dando por resultado la alfa supuesta y los hemihydrates beta (que son más o menos químicamente idénticas).

Al calentar al °C 180, la forma casi sin agua, llamada γ-anhidrita (CaSO₄.nH₂O donde n=0 a 0.05) se produce. La γ-Anhidrita reacciona lentamente con agua a la vuelta al estado del dihydrate, una característica explotada en un poco de anuncio desecativos. En la calefacción sobre el °C 250, la forma totalmente anhidra llamó la β-anhidrita o el “natural” anhidrita se forma. La anhidrita natural no reacciona con agua, incluso calendarios geológicos del excedente, a menos que muy sea molida finamente.

La composición variable del hemihydrate y de la γ-anhidrita, y su interconversión fácil, es debido a sus estructuras cristalinas casi-idénticas que poseen, el contener “acanala” que puedan acomodar cantidades variables de agua, u otras moléculas pequeñas por ejemplo metanol.

Ensuciar depósitos

El sulfato de calcio es un componente común de el ensuciar depósitos en cambiadores de calor industriales. Es porque su solubilidad disminuye con el aumento de temperatura en agua caliente (véase la figura).

Vea también

• Haeckeli de Bathybius

Referencias

1. ^ “Sobre coagulante del queso de soja.” http://www.soymilkmaker.com/coagulant.html 9 Ene recuperado 2008.
2. ^ H F W Taylor, Química del cemento, Prensa académica, 1990, ISBN 0-12-683900-X, pp 186-187
3. ^ Datos de USGS: la producción “refinada” de la roca de fosfato del mundo es 140 m t: casi todo el esto se convierte al ácido fosfórico: 1.7 t de yeso se producen por t de la apatita.
4. ^ Taylor ibid, pp 186-187

Acoplamientos externos

• Tarjeta química internacional 1215 de Satefy
• Guía del bolsillo de NIOSH a los peligros químicos
• MSDS para el sulfato de calcio