Сульфат кальция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Сульфат кальция
Хемигидрат сульфата кальция
Общие
Систематическое
наименование

Сульфат кальция

Традиционные названия

кальций сернокислый, гипс, алебастр, селенит

Хим. формула

CaSO4

Физические свойства
Состояние

кристаллическое

Молярная масса

136,1406 г/моль

Плотность

2,96 г/см³

Термические свойства
Т. плав.

1450 °C

Т. разл.

2840±1 °F[1]

Мол. теплоёмк.

99.660 Дж/(моль·К)

Энтальпия образования

−1434,5 кДж/моль

Удельная теплота плавления

28 кДж/моль

Давление пара

0±1 мм рт. ст.[1]

Химические свойства
Растворимость в воде

0,2036 г/100 мл воды

Классификация
Рег. номер CAS

7778-18-9

PubChem
Рег. номер EINECS

231-900-3

SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус

E516

RTECS

WS6920000

ChEBI

31346

ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Сульфа́т ка́льция (CaSO4) — неорганическое соединение, кальциевая соль серной кислоты.

Находится в природе в виде дигидрата CaSO4•2H2O (гипс, селенит) и в безводном состоянии — ангидрит.

Кристаллическая структура гамма-сульфата кальция

Физические свойства[править | править вики-текст]

Безводный сульфат кальция — бесцветные кристаллы при нормальных условиях — с ромбической кристаллической решёткой, плотность 2,96 г/см³, температура плавления 1450 °C. При повышенных температурах (свыше 1200 °C) может существовать в виде стабильной кубической модификации или двух метастабильных α- и β-гексагональных модификаций. Очень медленно присоединяет воду, гидратируясь до кристаллогидрата с 1/2 или 2 молекулами воды на 1 молекулу сульфата, соответственно CaSO4 · 0,5H2О и CaSO4 · 2H2О. В воде растворим незначительно. Растворимость падает с повышением температуры: если при 20 °C она составляет 0,2036 г/100 г воды, то вблизи точки кипения воды (100 °C) снижается до 0,067 г сульфата на 100 г воды. Растворённый в природной воде сульфат кальция является одним из факторов, определяющих жёсткость воды.

Физические свойства двуводного сульфата кальция[править | править вики-текст]

При повышении температуры, но не более чем до 180 °C двуводный сульфат кальция теряет часть воды, переходя в полуводный — так называемый «жжёный гипс», пригодный для дальнейшего применения как вяжущее вещество. При дальнейшем нагреве до 220 °C гипс полностью теряет воду, образуя безводный CaSO4, который лишь при длительном хранении поглощает влагу и переходит в полугидрат. Если обжиг вести при температуре выше 220 °C, то получается безводный CaSO4, который влагу уже не поглощает и не «схватывается» при смешивании с водой (это вещество нередко называют «мёртвый гипс»). При дальнейшем нагревании до 900—1200 °C можно получить «гидравлический гипс», который после охлаждения вновь обретает свойства связываться с водой. Первый способ частичной дегидратиции применяют в промышленных условиях для получения полугидрата сульфата кальция (жжёного гипса, алебастра) CaSO4 ∙ 0,5H2O, нагревая дигидрат примерно до 140 °C, уравнение реакции: CaSO4 · 2H2О = CaSO4 · 0,5H2О + 1,5H2О.

Получение[править | править вики-текст]

В индустриальных масштабах добывают в составе природных минералов, например гипса, селенита или алебастра или получают синтетическим путём — сплавлением CaCl2 с K2SO4.

В аналитической химии может быть получен воздействием серной кислоты на оксид,гидроксид, карбонат, оксалат или ацетат кальция.

Образуется в результате окисления сульфида кальция при нагреве до 700—800 °C по реакции CaS + 2O2 = CaSO4.

Применение[править | править вики-текст]

Значительные объёмы алебастра используются в строительстве (из него изготавливают сухую штукатурку, плиты и панели для перегородок, гипсовые камни, архитектурные детали и др.). Изделия из гипса характеризуются сравнительно небольшой плотностью, несгораемостью и относительно невысокой теплопроводностью. Свойство алебастра затвердевать при смешении с водой нашло применение и в медицине, и в искусстве. «Это свойство гипса широко используют в ортопедии, травматологии и хирургии для изготовления гипсовых повязок, обеспечивающих фиксацию отдельных частей тела. Отвердевание замешанного с водой гипса сопровождается небольшим увеличением объёма. Это позволяет проводить тонкое воспроизведение всех деталей лепной формы, что широко используют скульпторы и архитекторы[2].

Безводный сульфат кальция в силу своих гигроскопичных свойств применяется как влагопоглотитель. Нередко с помощью специальных добавок ему в этом качестве придают дополнительные свойства. Так, осушитель Drierite, состоящий из ангидрата с добавкой хлорида кобальта, меняет свою изначально голубую окраску на розовую, что позволяет своевременно отследить момент исчерпания ресурса препарата.

Искусственные кристаллы сульфата кальция, легированные марганцем или самарием, применяются как термолюминесцентный материал.

Сульфат кальция может применяться в качестве коагулянта, например, при изготовлении тофу.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки эмульгатора E516.

Регистрационный номер CAS:

  • безводный 7778-18-9 [3];
  • семигидрат 10034-76-1 [4];
  • дигидрат 10101-41-4 [5].

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]