Home › De meertalige Index van het Archief › Het sulfaat van het calcium

Het sulfaat van het calcium

Het sulfaat van het calcium is een gemeenschappelijk laboratorium en een industrieel chemisch product. In de vorm van γ-anhydriet (de bijna vochtvrije vorm), wordt het gebruikt als a dehydrerend. Het wordt ook gebruikt als stollingsmiddel in producten als tofu. ^[1] In de natuurlijke staat, is het ongeraffineerde calciumsulfaat een doorzichtige, kristallijne witte rots. Wanneer verkocht als kleur-wijzende op variant onder de naam Drierite, lijkt het blauwe of roze toe te schrijven aan impregnatie met kobalt chloride, welke functies als vochtigheidsindicator. hemihydrate (CaSO₄. ~0.5H₂O) is beter gekend als pleister van Parijs, terwijl dihydraat (CaSO₄.2H₂O) komt natuurlijk voor zoals gips. De vochtvrije vorm komt natuurlijk voor zoals β-anhydriet. Afhankelijk van de methode van calcineren van het dihydraat van het calciumsulfaat, worden specifieke hemihydrates soms onderscheiden: alpha- -alpha--hemihydrate en bèta -bèta-hemihydrate.^[2] Zij schijnen om slechts in kristalgrootte te verschillen. De alpha- -alpha--hemihydrate kristallen zijn prismatischer dan bèta-bèta-hemihydratekristallen en wanneer gemengd met watervorm een veel sterkere en hardere bovenbouw.^{[nodig citaat]}

Commerciële productie en terugwinning

De belangrijkste bronnen van calciumsulfaat zijn naturally-occurring gips en anhydriet die wereldwijd bij vele plaatsen zoals voorkomen evaporites. Deze kunnen door bovengrondse uit te hakken of door diepe mijnbouw worden gehaald. De wereldproductie van natuurlijk gips is rond 100 miljoen ton per jaar.^{[nodig citaat]}

Naast natuurlijke bronnen, wordt het calciumsulfaat geproduceerd als bijproduct in een aantal processen:

• In rookgasontzwaveling, uitlaatgassen van fossiele brandstof- het branden krachtcentrales en andere processen (b.v. de cement vervaardiging wordt) geschrobd om hun inhoud van het zwaveloxyde te verminderen, door fijn gemalen in te spuiten kalksteen of kalk. Dit produceert onzuiver calcium sulfiet, wat bij de opslag aan calciumsulfaat oxydeert.
• In de productie van fosfor zuur van fosfaat rots, wordt het calciumfosfaat behandeld met zwavelachtig zuur en van het calciumsulfaat precipitaten.
• In de productie van waterstof fluoride, calcium fluoride wordt behandeld met zwavelachtig zuur, dat calciumsulfaat stort.
• In de raffinage van zink, oplossingen van zink sulfaat worden behandeld met kalk aan coprecipitaat zware metalen zoals barium.
• Het sulfaat van het calcium kan ook van schrootdrywall bij bouwwerven worden teruggekregen en worden opnieuw gebruikt.

Deze precipitatieprocédés neigen om radioactieve elementen in het product van het calciumsulfaat te concentreren. Dit is in het bijzonder het geval met het fosfaatbijproduct, aangezien de fosfaatrotsen natuurlijk bevatten actinides. Meer dan 200 miljoen ton per jaar van het afval van het calciumsulfaat wordt wereldwijd veroorzaakt door de fosfaatindustrie.^[3]

De reacties van de dehydratie

Gedeeltelijk verwarmend gips aan tussen 100 °C en 150 °C (302 °F) ontwatert het mineraal door ongeveer 75% van het water af te slaan in zijn chemische structuur. De temperatuur en de tijd nodig van omringende gedeeltelijke druk van H afhangen₂O. Temperaturen zo de hoog zoals 170 °C in industrieel calcineren, maar bij deze temperaturen γ-anhydriet worden gebruikt begint zich te vormen. De reactie voor de gedeeltelijke dehydratie is:

CaSO₄·2H₂O + hitte → CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂O (stoom)

Het gedeeltelijk ontwaterde mineraal wordt genoemd calciumsulfaat hemihydrate of gecalcineerd gips (algemeen wordt bekend dat als pleister van Parijs) (CaSO₄·nH₂O), waar n in waaier 0.5 tot 0.8 is.^[4]

De dehydratie (specifiek wordt bekend die als calcineren) begint bij ongeveer 80 °C (176 °F), hoewel in droge lucht, zal wat dehydratie reeds bij 50 °C. plaatsvinden. De thermische energie die aan het gips op dit ogenblik (de hitte van hydratie) wordt geleverd neigt om in het afslaan van water (als waterdamp) eerder dan te gaan het verhogen van de temperatuur van het mineraal, dat langzaam toeneemt tot het water is gegaan, dan sneller stijgt.

endotherm het bezit van deze reactie is langs geëxploiteerdl drywall om brandweerstand tegen woon en andere structuren te verlenen. In een brand, zal de structuur achter een blad van drywall vrij koel blijven aangezien het water van het gips wordt verloren, waarbij (of wezenlijk ophoudend) wordt verhinderd schade aan het ontwerpen (door verbranding van hout leden of verlies van sterkte van staal bij hoge temperaturen) en voortvloeiende structurele instorting.

In tegenstelling tot de meeste mineralen, die wanneer opnieuw gehydrateerd eenvoudig vorm vloeibaar of half vloeibaar deeg, of poederachtig blijven, heeft het gecalcineerde gips een ongebruikelijk bezit: wanneer gemengd met water bij normale (omringende) temperaturen, keert het snel chemisch aan de aangewezen dihydraatvorm terug, terwijl fysisch „het plaatsen“ om een stijf en vrij sterk rooster van het gipskristal te vormen:

CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂O → CaSO₄·2H₂O

Deze reactie is exotherm en is verantwoordelijk voor het gemak waarmee het gips in diverse vormen met inbegrip van bladen (voor drywall), stokken (voor bordkrijt), en vormen (om gebroken beenderen, of voor metaalafgietsel te immobiliseren) kan worden gegoten. Gemengd met polymeren, is het gebruikt als cement van de beenreparatie. De kleine hoeveelheden gecalcineerd gips worden toegevoegd aan aarde om tot sterke structuren van direct te leiden gegoten aarde, een alternatief aan adobe (wat zijn sterkte wanneer nat verliest). De voorwaarden van dehydratie kunnen worden veranderd om de poreusheid van hemihydrate aan te passen, resulterend in zogenaamde alpha- en bètahemihydrates (die min of meer chemisch identiek zijn).

Bij het verwarmen aan 180 °C, riep de vorm bijna zonder water, γ-anhydriet (CaSO₄.nH₂O waar n=0 aan 0.05) wordt geproduceerd. het γ-anhydriet reageert langzaam met water om op de dihydraatstaat, een bezit terug te komen dat in één of andere reclamespot wordt geëxploiteerdg deshydratiemiddelen. Bij het verwarmen boven 250 °C, riep de volledig vochtvrije vorm β-anhydriet of „natuurlijk“ anhydriet wordt gevormd. Het natuurlijke anhydriet reageert niet met water, zelfs over geologische termijnen, tenzij zeer fijn gemalen.

De veranderlijke samenstelling van hemihydrate en het γ-anhydriet, en hun gemakkelijke onderlinge verwisseling, zijn toe te schrijven aan hun bezittende bijna-identieke kristalstructuren, die „kanalen“ bevatten die veranderlijke hoeveelheden water, of andere kleine molecules zoals kunnen aanpassen methanol.

Het bevuilen van stortingen

Het sulfaat van het calcium is een gemeenschappelijke component van het bevuilen stortingen in industriële warmtewisselaars. Het is omdat zijn oplosbaarheid met stijgende temperatuur in heet water (zie het cijfer) vermindert.

Zie ook

• Haeckeli van Bathybius

Verwijzingen

1. ^ „Over Tofu Stollingsmiddel.“ http://www.soymilkmaker.com/coagulant.html Teruggewonnen 9 Januari. 2008.
2. ^ H F W Taylor, De Chemie van het cement, Academische Pers, 1990, ISBN 0-12-683900-x, pp 186-187
3. ^ Usgs- gegevens: van het wereld de „geraffineerde“ fosfaat de rotsproductie is 140 m t: bijna wordt dit alles omgezet in fosforzuur: 1.7 t van gips wordt veroorzaakt per t van apatite.
4. ^ Taylor ibid, pp 186-187

Externe verbindingen

• Internationale Chemische Satefy Kaart 1215
• De Gids van de Zak NIOSH voor Chemische Gevaren
• MSDS voor calciumsulfaat