Сульфат кальцію – дивовижна речовина з безліччю корисних властивостей. Цей порошок широко використовується у промисловості, сільському господарстві, медицині, кулінарії. Він допомагає відбілювати борошно, стабілізувати ґрунт, лікувати кістки і навіть готувати смачну випічку!

Одержання сульфату кальцію

Сульфат кальцію одержують декількома способами:

1. При десульфурації димових газів на електростанціях, що працюють на викопному паливі. Вихлопні гази очищають від оксиду сірки за допомогою вапняку утворюючи нечистий сульфіт кальцію. При зберіганні він окислюється до сульфату.
2. При виробництві фосфорної кислоти із фосфоритів. Фосфат кальцію обробляють сірчаною кислотою із осадженням сульфату кальцію.
3. При виробництві фтористого водню. Фтористий кальцій обробляють сірчаною кислотою із осадженням сульфату кальцію.
4. При рафінуванні цинку. Розчини сульфату цинку обробляють вапном для осадження важких металів.

Також сульфат кальцію можна отримати при взаємодії оксиду кальцію із сірчаною кислотою:

CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O

Види та властивості сульфату кальцію

Сульфат кальцію існує в декількох кристалічних модифікаціях:

• Дигідрат CaSO4·2H2O – найбільш поширена форма, білий порошок або безбарвні кристали.
• Напівгідрат CaSO4·0,5H2O – одержують при частковій дегідратації дигідрату, що використовується в будівництві.
• Ангідрит CaSO4 – безводний сульфат кальцію, що зустрічається в природі як мінерал.

Фізичні властивості сульфату кальцію:

• Щільність: 2,96 г/см3
• Температура: 1450°C
• Розчинність у воді: 2,4 г/л (20°C)

За розчинністю сульфат кальцію відноситься до важкорозчинних солей.Це означає, що при кімнатній температурі 100 г води може розчинитися не більше 2,4 г цієї речовини.

Застосування сульфату кальцію

Завдяки корисним властивостям сульфат кальцію знайшов широке застосування:

1. У харчовій промисловості використовується як розпушувач тесту E516. Він покращує якість та смакові характеристики випічки.
2. У сільському господарстві застосовується для поліпшення структури ґрунту, а також як сірковмісне добриво.
3. У медицині використовують для лікування переломів кісток, остеопорозу.
4. У будівництві входить до складу гіпсокартону, штукатурки, цементу.
5. У промисловості застосовується для очищення димових газів, виробництва сірчаної кислоти.

Крім того, сульфат кальцію входить до складу зубних паст, що використовується для консервації харчових продуктів, у ливарному виробництві та інших областях.

Розчинність сульфату кальцію

Незважаючи на те, що сульфат кальцію відноситься до важкорозчинних солей, він виявляє помітну розчинність у воді та інших рідинах.

100 г води при кімнатній температурі може розчинитися 2,4 г сульфату кальцію. При нагріванні розчинність зростає. Наприклад, в окропі розчиняється вже 20 г солі на 100 г розчинника.

Крім води, сульфат кальцію виявляє помітну розчинність у розчинах соляної та азотної кислот, аміаку, хлоридів та нітратів лужних металів.

Порівняння властивостей сульфату кальцію та сульфату натрію

Сульфат кальцію часто порівнюють із сульфатом натрію. Ці солі мають подібний хімічний склад, але відрізняються катіонами (Ca2+ та Na+) та деякими властивостями.

На відміну від сульфату кальцію, сульфат натрію добре розчинний у воді. При кімнатній температурі 100 г води розчиняється 32 г цієї солі.

Крім того, сульфат натрію має меншу щільність – 2,7 г/см3 та більш високу гігроскопічність. Це означає, що він активно поглинає водяну пару з повітря.

Взаємодія сульфату кальцію з гідроксидом кальцію

При змішуванні водних розчинів сульфату кальцію та гідроксиду кальцію відбувається хімічна реакція:

CaSO4 + Ca(OH)2 → 2CaSO4·2H2O

В результаті утворюється осад у вигляді кристалів сульфату кальцію дигідрату – найбільш поширеної і стабільної форми цієї солі.

Дана реакція широко використовується на практиці, наприклад, у виробництві гіпсокартонних листів. Суспензія сульфату кальцію та вапняного молока (водний розчин Ca(OH)2) застигає з утворенням твердого гіпсового каменю.

Термічне розкладання сульфату кальцію

При нагріванні до температури вище 140°C сульфат кальцію починає розкладатися з утворенням безводної солі:

CaSO4·2H2O → CaSO4 + 2H2O

Цей процес називають кальцинацією чи зневодненням гіпсу. Він широко використовується для отримання в'яжучих будівельних сумішей та виготовлення гіпсових форм у ливарному виробництві.

Застосування сульфату кальцію у сільському господарстві

Завдяки високому вмісту сірки та кальцію, сульфат кальцію широко застосовується як добрива для вирощування сільськогосподарських культур.

Він допомагає рослинам краще засвоювати азот, підвищує їх стійкість до посухи та інших стресів. Також підживлення сульфатом кальцію покращує структуру та водно-повітряний режим ґрунту.

Сульфат кальцію рекомендується використовувати при вирощуванні ріпаку, гірчиці, зернових та інших сільськогосподарських культур, які потребують кальцію та сірки.

Застосування сульфату кальцію у харчовій промисловості

У харчовій промисловості сульфат кальцію широко використовується як розпушувач тесту та покращувача борошна під індексом E516.

Додавання 0,5-1% сульфату кальцію в борошно або тісто дозволяє досягти таких ефектів:

• Поліпшення пористості та обсягу готових виробів
• Надання продуктам приємного вершкового смаку
• Збільшення термінів зберігання та свіжості випічки

Також невеликі дози цієї солі використовуються для стабілізації збитих вершків, посилення смаку сиру, збереження фарбування напоїв.

Застосування гіпсу у стоматології

У зуболікарській практиці широко використовується гіпс – різновид сульфату кальцію з домішками.

Він застосовується для виготовлення ливарних форм, якими відливаються коронки, мости та інші ортопедичні конструкції.

Також гіпс використовується для отримання діагностичних моделей щелеп, за якими зубний технік виготовляє брекет-системи, капи та інші вироби.

Застосування сульфату кальцію у ливарному виробництві

Завдяки здатності застигати та формуватися, сульфат кальцію широко використовується у ливарній справі.

З нього виготовляють разові ливарні форми, якими виробляються виливки з металів. Переваги гіпсових форм:

• Висока точність та деталізація виливків
• Хороша вогнетривкість
• Легкість виготовлення та низька вартість

Сульфат кальцію (кальцієва сіль сірчаної кислоти) – неорганічна сполука, представлена ​​безбарвними або світло-жовтими кристалами без чітко вираженого запаху з ромбічною будовою ґрат. Речовина не розчиняється в етанолі. Розчинність сульфату кальцію у воді незначна і вона лише знижується з підвищенням її температури.

У природі вміст сульфату кальцію визначає природну жорсткість води.

У довкіллі сульфат кальцію представлений дигідратом (гіпсом, селенітом). У безводному стані – мінералом ангідритом, що утворюється в осадових товщах внаслідок природного зневоднення відкладень гіпсу. Перед застосуванням сировина очищається від сторонніх домішок (стронція, силікатів) і прожарюється за температури 110 градусів Цельсія, щоб забезпечити звільнення гіпсу від води. У результаті виходить гемігідрат, який інакше називається паризьким пластиром.

Одержання сульфату кальцію у промислових масштабах здійснюється з допомогою видобутку речовини, що у складі природних мінералів (селеніту, гіпсу, алебастру).

Також отримання сульфату кальцію може відбуватися синтетичним шляхом – реакцією сплавлення CaCl₂(хлористого кальцію) з K₂SO₄ (сульфатом калію).

Хімічна формула речовини – CaSO4.

Зареєстрований як харчова добавка Е516.

Застосування сульфату кальцію

Мінерал, що складається з дигідрату сульфату кальцію (гіпсу) має тривалу історію свого застосування: перші згадки щодо використання речовини датуються 1961 роком у галузі клінічного застосування. У ті роки матеріал використовувався при відновленні різних пошкоджень кістки туберкульозного та травматичного походження. За повідомленнями фахівців, сульфат кальцію повністю резорбувався вже за п'ять тижнів.

Матеріал дійсно має здатність до повного розсмоктування в природних умовах, завдяки чому успішно використовується в стоматології, імплантології, ортопедії.

У харчовій індустрії сульфат кальцію застосовується як добавка-емульгатор (речовини, що забезпечує створення емульсій з інших рідин, що свідомо не змішуються), затверджувача, осушувача, поліпшувача хліба і борошна, коагулянту. Використовується для виробництва сиру тофу, пива, кондитерських виробів, біологічно активних добавок, консервованих овочів, вина (для підкислення сусла). Найчастіше сульфат кальцію додають у харчові продукти як замінник солі.

Крім харчової промисловості, сульфат кальцію використовується в медицині, будівництві. Створені штучно кристали сірчанокислого кальцію, леговані марганцем і самарієм, застосовуються як термолюмінесцентний матеріал.

Вплив на здоров'я

За результатами численних досліджень та спостережень харчова добавка сульфат кальцію був визнаний нешкідливим та дозволеним до вживання, як у харчових, так і в медичних цілях. Максимально допустиму норму споживання сульфату кальцію також не встановлено.

Знайшли помилку у тексті? Виділіть її та натисніть Ctrl+Enter.

У нашому кишечнику народжуються, живуть та вмирають мільйони бактерій. Їх можна побачити тільки при сильному збільшенні, але, якби вони зібралися разом, то помістилися б у звичайній чашці кави.

Вага людського мозку становить близько 2% від усієї маси тіла, проте споживає він близько 20% кисню, що надходить у кров. Цей факт робить людський мозок надзвичайно сприйнятливим до ушкоджень, спричинених нестачею кисню.

Кров людини «бігає» судинами під величезним тиском і за порушення їх цілісності здатна вистрілити з відривом до 10 метрів.

Кожна людина має не лише унікальні відбитки пальців, а й мови.

Американські вчені провели досліди на мишах і дійшли висновку, що кавуновий сік запобігає розвитку атеросклерозу судин. Одна група мишей пила звичайну воду, а друга – кавуновий сік. В результаті судини другої групи були вільні від бляшок холестерину.

Під час роботи наш мозок витрачає кількість енергії, що дорівнює лампочці потужністю 10 Ватт. Так що образ лампочки над головою в момент виникнення цікавої думки не такий далекий від істини.

Багато наркотиків спочатку просувалися на ринку, як ліки. Героїн, наприклад, спочатку було виведено ринку як ліки від дитячого кашлю. А кокаїн рекомендувався лікарями як анестезія і як засіб, що підвищує витривалість.

Найрідкісніше захворювання – хвороба Куру. Хворіють на неї лише представники племені фор у Новій Гвінеї. Хворий вмирає від сміху. Вважається, що причиною виникнення хвороби є поїдання людського мозку.

Більшість жінок здатні отримувати більше задоволення від споглядання свого красивого тіла у дзеркалі, ніж від сексу. Тож, жінки, прагнете стрункості.

Крім людей, від простатиту страждає лише одна жива істота на планеті Земля – собаки. Ось уже справді наші найвірніші друзі.

Наші нирки здатні очистити за одну хвилину три літри крові.

Найвищу температуру тіла було зафіксовано у Віллі Джонса (США), який надійшов до лікарні з температурою 46,5°C.

Перший вібратор винайшли у 19 столітті. Працював він на паровому двигуні та призначався для лікування жіночої істерії.

Загальновідомий препарат "Віагра" спочатку розроблявся для лікування артеріальної гіпертонії.

Люди, які звикли регулярно снідати, набагато рідше страждають на ожиріння.

Значні обсяги алебастру використовуються в будівництві (з нього виготовляють суху штукатурку, плити та панелі для перегородок, гіпсове каміння, архітектурні деталі та ін.). Вироби з гіпсу характеризуються порівняно невеликою щільністю, негорючістю та відносно невисокою теплопровідністю. Властивість алебастру твердіти при змішуванні з водою знайшло застосування і в медицині, і мистецтві. «Ця властивість гіпсу широко використовують у ортопедії, травматології та хірургії для виготовлення гіпсових пов'язок, що забезпечують фіксацію окремих частин тіла. Затвердіння замішаного з водою гіпсу супроводжується невеликим збільшенням обсягу. Це дозволяє проводити тонке відтворення всіх деталей ліпної форми, що широко використовують скульптори та архітектори.» .

Безводний сульфат кальцію через свої гігроскопічні властивості застосовується як вологопоглинач. Нерідко за допомогою спеціальних добавок йому в цій якості надають додаткових властивостей. Так, осушувач Drierite, що складається з ангідрату з добавкою хлориду кобальту, змінює своє блакитне забарвлення на рожеве, що дозволяє своєчасно відстежити момент вичерпання ресурсу препарату.

Штучні кристали сульфату кальцію, леговані марганцем або самарієм, застосовують як термолюмінесцентний матеріал.

Так само знаходить застосування в піротехніці як окислювач в освітлювальних складах, суміші з алюмінієм або магнієм щодо гіпс алюміній 1:1~2 залежно від вимог. Використовується як у порошкоподібному, так і в знедоленому стані.

Сульфат кальцію може застосовуватися як коагулянт, наприклад, при виготовленні тофу .

Caso4. Сульфат кальцію

Фізичні властивості

Безводний кальцію — безбарвні кристали за нормальних умов — з ромбічними кристалічними гратами, щільність 2,96 г/см³, температура плавлення 1450 °C. При підвищених температурах (понад 1200 °C) може існувати у вигляді стабільної кубічної модифікації або двох метастабільних α- та β-гексагональних модифікацій. Дуже повільно приєднує воду, гідратуючись до кристалогідрату з 1/2 або 2 молекулами води на 1 молекулу сульфату, відповідно CaSO₄ · 0,5H₂Про та CaSO₄ · 2H₂О. У воді розчинний трохи. Розчинність падає з підвищенням температури: якщо за 20 °C вона становить 0,2036 г/100 г води, то поблизу точки кипіння води (100 °C) знижується до 0,067 г сульфату на 100 г води. Розчинений у природній воді сульфат кальцію є одним із факторів, що визначають.

Фізичні властивості двоводного сульфату кальцію

При підвищенні температури, але не більше ніж до 180 °C, двоводний сульфат кальцію втрачає частину води, переходячи в напівводний — так званий «палений гіпс», придатний для подальшого застосування як в'яжуча речовина. При подальшому нагріванні до 220 ° C гіпс повністю втрачає воду, утворюючи безводний CaSO₄, який лише при тривалому зберіганні поглинає вологу та переходить у напівгідрат. Якщо випалення вести при температурі вище 220 °C, виходить безводний CaSO₄, Який вологу вже не поглинає і не «схоплюється» при змішуванні з водою (цю речовину нерідко називають «мертвий гіпс»). При подальшому нагріванні до 900-1200 ° C можна отримати «гідравлічний гіпс», який після охолодження знову набуває властивостей зв'язуватися з водою. Перший спосіб часткової дегідратації застосовують у промислових умовах для отримання напівгідрату сульфату кальцію (паленого гіпсу) CaSO₄ ∙ 0,5H₂O, нагріваючи дигідрат приблизно до 140 °C, рівняння реакції: CaSO₄ · 2H₂О = CaSO₄ · 0,5H₂Про + 1,5H₂О.

Отримання

В індустріальних масштабах видобувають у складі природних мінералів, наприклад, або отримують синтетичним шляхом – сплавленням CaCl₂з K₂SO₄.

Може бути одержаний дією сірчаної кислоти на оксид. або. Утворюється в результаті окислення при нагріванні до 700-800 ° C за реакцією CaS + 2O₂= CaSO₄.

Застосування

Значні обсяги алебастру використовуються в будівництві (з нього виготовляють суху, плити та панелі для перегородок, гіпсове каміння, архітектурні деталі та ін.). Вироби з гіпсу характеризуються порівняно невеликою щільністю, негорючістю та відносно невисокою теплопровідністю. Властивість алебастру твердіти при змішуванні з водою знайшло застосування і в медицині, і мистецтві. «Ця властивість гіпсу широко використовують у травматології і для виготовлення гіпсових пов'язок, що забезпечують фіксацію окремих частин тіла. Замішаного з водою гіпсу супроводжується невеликим збільшенням об'єму. Це дозволяє проводити тонке відтворення всіх деталей ліпної форми, що широко використовують».

Безводний сульфат кальцію через свої гігроскопічні властивості застосовується як вологопоглинач. Нерідко за допомогою спеціальних добавок йому в цій якості надають додаткових властивостей.Так, осушувач Drierite, що складається з ангідрату з добавкою хлориду кобальту, змінює своє блакитне забарвлення на рожеве, що дозволяє своєчасно відстежити момент вичерпання ресурсу препарату.

Штучні кристали сульфату кальцію, леговані марганцем або самарієм, застосовують як термолюмінесцентний матеріал.

Також знаходить застосування в піротехніці як окислювач в освітлювальних складах, суміші з алюмінієм або магнієм щодо гіпс алюміній 1:1~2 залежно від вимог. Використовується як у порошкоподібному, так і в знедоленому стані.

Сульфат кальцію може застосовуватися як коагулянт, наприклад, при виготовленні.

Сульфат кальцію формули. Кальцію сульфат

кальцію — безбарвні кристали за нормальних умов — з ромбічними кристалічними гратами, щільність 2,96 г/см³, температура плавлення 1450 °C. При підвищених температурах (понад 1200 °C) може існувати у вигляді стабільної кубічної модифікації або двох метастабільних α- та β-гексагональних модифікацій. Дуже повільно приєднує воду, гідратуючись до кристалогідрату з 1/2 або 2 молекулами води на 1 молекулу сульфату, відповідно CaSO₄ · 0,5H₂Про та CaSO₄ · 2H₂О. У воді розчинний незначно. Розчинність падає з підвищенням температури: якщо за 20 °C вона становить 0,2036 г/100 г води, то поблизу точки кипіння води (100 °C) знижується до 0,067 г сульфату на 100 г води. Розчинений у природній воді сульфат кальцію є одним із факторів, що визначають.

При підвищенні температури, але не більше ніж до 180 °C, двоводний сульфат кальцію втрачає частину води, переходячи в напівводний — так званий «палений гіпс», придатний для подальшого застосування як в'яжуча речовина.При подальшому нагріванні до 220 ° C гіпс повністю втрачає воду, утворюючи безводний CaSO₄, який лише при тривалому зберіганні поглинає вологу та переходить у напівгідрат. Якщо випалення вести при температурі вище 220 °C, виходить безводний CaSO₄, Який вологу вже не поглинає і не «схоплюється» при змішуванні з водою (цю речовину нерідко називають «мертвий гіпс»). При подальшому нагріванні до 900-1200 ° C можна отримати «гідравлічний гіпс», який після охолодження знову набуває властивостей зв'язуватися з водою. Перший спосіб часткової дегідратації застосовують у промислових умовах для отримання напівгідрату сульфату кальцію (паленого гіпсу) CaSO₄ ∙ 0,5H₂O, нагріваючи дигідрат приблизно до 140 °C, рівняння реакції: CaSO₄ · 2H₂О = CaSO₄ · 0,5H₂Про + 1,5H₂О.

,або отримують синтетичним шляхом – сплавленням CaCl₂з K₂SO₄.

Може бути одержаний дією сірчаної кислоти на оксид. або. Утворюється в результаті окислення при нагріванні до 700-800 ° C за реакцією CaS + 2O₂= CaSO₄.

, плити та панелі для перегородок, гіпсове каміння, архітектурні деталі та ін.). Вироби з гіпсу характеризуються порівняно невеликою щільністю, негорючістю та відносно невисокою теплопровідністю. Властивість алебастру твердіти при змішуванні з водою знайшло застосування і в медицині, і мистецтві. «Ця властивість гіпсу широко використовують у травматології і для виготовлення гіпсових пов'язок, що забезпечують фіксацію окремих частин тіла. Замішаного з водою гіпсу супроводжується невеликим збільшенням об'єму. Це дозволяє проводити тонке відтворення всіх деталей ліпної форми, що широко використовують».

Безводний сульфат кальцію через свої гігроскопічні властивості застосовується як вологопоглинач.Нерідко за допомогою спеціальних добавок йому в цій якості надають додаткових властивостей. Так, осушувач Drierite, що складається з ангідрату з добавкою хлориду кобальту, змінює своє блакитне забарвлення на рожеве, що дозволяє своєчасно відстежити момент вичерпання ресурсу препарату.

Штучні кристали сульфату кальцію, леговані марганцем або самарієм, застосовують як термолюмінесцентний матеріал.

Також знаходить застосування в піротехніці як окислювач в освітлювальних складах, суміші з алюмінієм або магнієм щодо гіпс алюміній 1:1~2 залежно від вимог. Використовується як у порошкоподібному, так і в знедоленому стані.

Сульфат кальцію може застосовуватися як коагулянт, наприклад, при виготовленні.