Início › Índice Multilingual do arquivo › Sulfate de cálcio

Sulfate de cálcio

Sulfate de cálcio são um laboratório comum e um produto químico industrial. No formulário do γ-anhydrite (o formulário quase anhydrous), é usado como a dessecante. É usado também como um coagulant nos produtos como tofu. ^[1] No estado natural, o sulfate de cálcio unrefined é uma rocha branca translúcida, cristalina. Quando vendido como um variant cor-indicando sob o Drierite conhecido, parece azul ou cor-de-rosa devido ao impregnation com cloreto do cobalt, que funciona como um indicador da umidade. hemihydrate (CaSO₄. ~0.5H₂O) é melhor sabido como emplastro de Paris, quando dihydrate (CaSO₄.2H₂O) ocorre naturalmente como gypsum. O formulário anhydrous ocorre naturalmente como β-anhydrite. Dependendo do método do calcination do dihydrate do sulfate de cálcio, os hemihydrates específicos são às vezes distintos: alfa-hemihydrate e beta-hemihydrate.^[2] Parecem diferir somente no tamanho de cristal. Os cristais do Alfa-hemihydrate são mais prismatic do que cristais beta-hemihydrate e quando misturados com o formulário da água um superstructure muito mais forte e mais duro.^{[a citação necessitou]}

Produção e recuperação comerciais

As fontes principais do sulfate de cálcio são gypsum e o anhydrite naturais que ocorrem em muitas posições worldwide como evaporites. Estes podem ser extraídos quarrying open-cast ou pela mineração profunda. A produção do mundo do gypsum natural é ao redor 100 milhão toneladas por o annum.^{[citação necessitada]}

Além às fontes naturais, o sulfate de cálcio é produzido como um by-product em um número de processos:

• Em desulfurization do gás de conduto, gáses de exaustão de fossil-fuel- queimando-se estações de poder e outros processos (por exemplo. a manufatura do cimento) é esfregada para reduzir seu índice do óxido do enxôfre, injetando moído finamente pedra calcária ou cal. Isto produz um impure sulfite do cálcio, que oxida no armazenamento ao sulfate de cálcio.
• Na produção de ácido phosphoric de rocha de phosphate, o phosphate de cálcio é tratado com os precipitates do ácido sulfúrico e do sulfate de cálcio.
• Na produção de fluoreto do hidrogênio, fluoreto do cálcio é tratado com o ácido sulfúrico, precipitating o sulfate de cálcio.
• No refining de zinco, soluções de sulfate do zinco são tratados com cal aos metais pesados do co-precipitate como bário.
• O sulfate de cálcio pode também ser recuperado e reúso do drywall da sucata em locais de construção.

Estes processos da precipitação tendem a concentrar elementos radioativos no produto do sulfate de cálcio. Este é particularmente o caso com o by-product do phosphate, desde que as rochas de phosphate contêm naturalmente actinides. Sobre 200 milhão toneladas por o annum do sulfate de cálcio o desperdício é produzido pela indústria do phosphate worldwide.^[3]

Reações da desidratação

Gypsum do Heating no meio °C 100 ao °C e 150 (°F 302) parcialmente desidrata-se o mineral expelindo aproximadamente 75% da água contida em sua estrutura química. A temperatura e o tempo needed dependem da pressão parcial ambiental de H₂O. As temperaturas tão elevadas como o °C 170 é usado no calcination industrial, mas no γ-anhydrite destas temperaturas começam a dar forma. A reação para a desidratação parcial é:

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

O mineral parcialmente desidratado é chamado hemihydrate do sulfate de cálcio ou gypsum calcined (sabido geralmente como emplastro de Paris) (CaSO₄·nH₂O), onde n está na escala 0.5 0.8.^[4]

A desidratação (sabida especificamente como calcination) começa no °C aproximadamente 80 (°F 176), embora no ar seco, alguma desidratação ocorrerá já em 50 °C. A energia de calor entregada ao gypsum neste tempo (o calor do hydration) tende a entrar em expelir a água (como o vapor de água) melhor que em aumentar a temperatura do mineral, que se levanta lentamente até que a água esteja ida, aumenta então mais ràpidamente.

endothermic a propriedade desta reação é explorada perto drywall para conferenciar resistência de fogo a estruturas residential e outras. Em um fogo, a estrutura atrás de uma folha de drywall remanescerá relativamente fresca como a água é perdida do gypsum, assim impedindo (ou substancialmente retardando) os danos ao quadro (através combustão de madeira membros ou perda da força de aço em altas temperaturas) e no colapso estrutural conseqüente.

No contraste a a maioria de minerais, que quando o líquido simplesmente rehydrated do formulário ou as pastas semi-liquid, ou remanescerem gypsum powdery, calcined têm uma propriedade incomun: quando misturado com água em temperaturas (ambientais) normais, reverts rapidamente quimicamente ao formulário preferido do dihydrate, quando fisicamente “se ajustando” para dar forma a um lattice de cristal do gypsum rígido e relativamente forte:

CaSO₄·½ H₂O + 1 ½ H₂→ CaSO de O₄·2H₂O

Esta reação é exothermic e são responsáveis para a facilidade com que o gypsum pode ser moldado em várias formas including folhas (para o drywall), furam (para o giz de quadro-negro), e os moldes (para immobilize os ossos quebrados, ou para a carcaça do metal). Misturado com os polímeros, foi usado como um cimento do reparo do osso. As quantidades pequenas de gypsum calcined são adicionadas à terra para criar estruturas fortes diretamente de terra do molde, uma alternativa a adôbe (que perde sua força quando molhado). As condições da desidratação podem ser mudadas para ajustar a porosidade do hemihydrate, tendo por resultado o alfa so-called e os hemihydrates beta (que são mais ou mais menos quimicamente idênticas).

Em aquecer-se ao °C 180, o formulário quase water-free, chamado γ-anhydrite (CaSO₄.nH₂O onde n=0 a 0.05) é produzido. O γ-Anhydrite reage lentamente com água ao retorno ao estado do dihydrate, uma propriedade explorada em algum comercial dessecativos. Em aquecer-se acima do °C 250, no formulário completamente anhydrous chamado β-anhydrite ou “natural” anhydrite é dado forma. O anhydrite natural não reage com água, mesmo timescales geological do excesso, a menos que moído muito finamente.

A composição variável do hemihydrate e do γ-anhydrite, e seu inter-conversion fácil, são devido a suas estruturas de cristal quase-idênticas possuindo, conter “canaliza” que podem acomodar quantidades variáveis de água, ou outras moléculas pequenas como metanol.

Sujando depósitos

O sulfate de cálcio é um componente comum de sujar depósitos em cambistas de calor industriais. É porque seu solubility diminui com temperatura crescente na água quente (veja a figura).

Veja também

• Haeckeli de Bathybius

Referências

1. ^ “Sobre o Coagulant do Tofu.” http://www.soymilkmaker.com/coagulant.html Recuperado 9 janeiro. 2008.
2. ^ Alfaiate de H F W, Chemistry do cimento, Imprensa académico, 1990, ISBN 0-12-683900-X, pp 186-187
3. ^ Dados de USGS: a produção “refinada” da rocha de phosphate do mundo é 140 m t: quase todo o isto é convertido ao ácido phosphoric: 1.7 t do gypsum são produzidos por t do apatite.
4. ^ Alfaiate ibid, pp 186-187

Ligações externas

• Cartão químico internacional 1215 de Satefy
• Guia do bolso de NIOSH aos perigos químicos
• MSDS para o sulfate de cálcio