Chemische Struktur, Eigenschaften, Verwendungen von Calciumsulfat (CaSO4)

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David Holt
Chemische Struktur, Eigenschaften, Verwendungen von Calciumsulfat (CaSO4)

Das Calciumsulfat Es ist ein ternäres Salz aus Kalzium, Erdalkalimetall (Mr. Becambara), Schwefel und Sauerstoff. Seine chemische Formel lautet CaSO4, was bedeutet, dass für jedes Kation Ca.zwei+ Es gibt ein Anion SO4zwei- damit interagieren. Es stellt eine Verbindung mit einer breiten Verbreitung in der Natur dar.

Die am häufigsten vorkommenden Formen sind CaSO42HzweiO (Gips) und die wasserfreie Form CaSO4 (das Anhydrit). Es gibt auch eine dritte Form: Gips von Paris, hergestellt durch Erhitzen des Gipses (Hemidrate, CaSO)41 / 2HzweiODER). Ein fester Teil dieses ternären Salzes ist im unteren Bild mit seinem weißlichen Aussehen dargestellt.. 

Artikelverzeichnis

  • 1 Chemische Struktur
  • 2 Eigenschaften
    • 2.1 Summenformel
    • 2.2 Wasserfreies Molekulargewicht
    • 2.3 Geruch
    • 2.4 Aussehen
    • 2.5 Dichte
    • 2.6 Schmelzpunkt
    • 2.7 Löslichkeit
    • 2.8 Stabilität
  • 3 Verwendungen
    • 3.1 In Konstruktion und Kunst
    • 3.2 Therapeutika
    • 3.3 In der Lebensmittelverarbeitung
    • 3.4 Als Dünger und Conditioner für Kulturböden
    • 3.5 Bei der Herstellung anderer Verbindungen
  • 4 Referenzen

Chemische Struktur

Das obere Bild zeigt die orthorhombische Einheitszelle für CaSO4. Hier wird angenommen, dass die Wechselwirkungen rein elektrostatisch sind; das heißt, die Kationen Ca.zwei+ tetraedrische Anionen anziehen SO4zwei-.

Die Ca.zwei+ es ist sehr anfällig für Koordinationen und bildet polyedrische Strukturen um es herum. Für was ist das? Zur elektronischen Verfügbarkeit von Calcium zur Aufnahme von Elektronen basischer oder negativer Spezies (wie der O-Atome von SO)4zwei-).

In Anbetracht des vorherigen Punktes nun die Ca-Ionenzwei+ Sie akzeptieren Dativverknüpfungen (von den Os bereitgestellt) und die Einheitszelle wird transformiert, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Folglich wird das Polyeder CaO gebildet8 (die grüne Kugel von Ca.zwei+ umgeben von acht roten O-Kugeln aus den SO-Tetraedern4 in der Nähe). Calciumpolyeder und Sulfat-Tetraeder; Dies ist die kristalline Struktur von CaSO4 wasserfrei.

Zusätzlich, wenn die Kristalle hydratisieren - das dihydratisierte Salz oder die Hemidrate (CaSO) bilden41/2 H.zweiO) - Die Struktur dehnt sich aus, um Wassermoleküle aufzunehmen.

Diese Moleküle können interkalieren und mit Kalzium koordinieren. das heißt, sie ersetzen eine oder zwei Sulfatgruppen.

Andererseits wird nicht das gesamte Wasser Teil des CaO-Polyeders.8. Einige bilden dagegen Wasserstoffbrücken mit Sulfaten. Diese dienen als Vereinigung für zwei Zick-Zack-Abschnitte, Produkte der Anordnung der Ionen im Kristall.

Eigenschaften

Molekularformel

CaSO4 nH2O.

Wasserfreies Molekulargewicht

136,134 g / mol.

Geruch

Es ist geruchlos.

Aussehen

Im Fall von Anhydrit sieht es aus wie ein weißes Pulver oder feste orthorhombische oder monokline Kristalle. Die Kristalle haben eine variable Farbe: Sie können weiß oder bläulich, grau oder rötlich gefärbt sein. kann auch ziegelrot sein.

Dichte

2,96 g / cm³ (wasserfreie Form). 2,32 g / cm³ (Dihydratform).

Schmelzpunkt

1450 ° C (2840 ° F). Charakteristisch für starke elektrostatische Wechselwirkungen zwischen zweiwertigen Ca-Ionenzwei+ Und so4zwei-.

Löslichkeit

0,2-0,3% in Wasser bei 25 ° C. Es ist in Wasser schwer löslich und in Ethanol unlöslich.

Stabilität

Stabil bei Raumtemperatur.

Anwendungen

Im Bau und in der Kunst

Es wird bei der Herstellung von Stuck verwendet, um die Wände von Häusern und anderen Konstruktionen zu frisieren, die zu seiner Verschönerung beitragen. Zusätzlich werden Reliefs mittels Formen in den Decken und Fensterrahmen hergestellt. Der Putz ist auch in den Decken.

Calciumsulfat wird verwendet, um das Problem bei der Hydratation von Beton zu lösen und so beim Bau von Straßen, Alleen usw. zusammenzuarbeiten..

Mit dem Gips werden Skulpturen hergestellt, insbesondere religiöse Figuren, und auf Friedhöfen werden sie auf Grabsteinen verwendet.

Therapeutika

Tierarzt

Experimentell wurden in der Veterinärmedizin sterile Calciumsulfatstücke verwendet, um Knochendefekte oder Hohlräume zu reparieren, wie sie von Wunden oder Tumoren hinterlassen wurden..

Gips kann aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeit, die Osteogenese zu stimulieren, zur Reparatur von Knochendefekten verwendet werden. Röntgenuntersuchungen und Medronat von Technetium (Tc99m) unterstützen die Verwendung von Gips als Alloplastikum und seine osteogene Kapazität bei der Implantation in die Stirnhöhle.

Bei sechs Hunden wurde in einem Zeitraum von 4 bis 6 Monaten eine Knochenregeneration nachgewiesen. Kalziumsulfat wurde 1957 auf diesem Gebiet in Form von Gips-Pariser Tabletten eingesetzt, um Defekte in den Knochen von Hunden zu füllen..

Die Knochensubstitution von Calciumsulfat ist vergleichbar mit der bei autogenem Knochen beobachteten.

Ruhaimi (2001) wendete Calciumsulfat auf einen kürzlich zerstörten Kaninchenkieferknochen an und beobachtete einen Anstieg der Osteogenese und der Knochenverkalkung..

Medizin

Calciumsulfat wird in der Medizin verwendet, um dislozierte Gelenke und Knochenbrüche zu immobilisieren, und wird als Hilfsstoff bei der Herstellung von Tabletten verwendet..

Zahnheilkunde

In der Zahnmedizin wird es als Grundlage für die Herstellung von Zahnprothesen, für Restaurationen und Abdrücke von Zähnen verwendet..

In der Lebensmittelverarbeitung

Es wird als Gerinnungsmittel bei der Herstellung von Tofu verwendet, einem Lebensmittel, das aus Soja hergestellt und in östlichen Ländern als Fleischersatz häufig konsumiert wird. Darüber hinaus wurde es zur Festigung von Lebensmitteln und zur Behandlung von Mehlen verwendet.

Als Dünger und Conditioner für Kulturböden

Gips (CaSO42HzweiO) wurde in Europa seit dem 18. Jahrhundert als Dünger verwendet und hatte den Vorteil gegenüber der Verwendung von Kalk als Kalziumquelle für mehr Mobilität.

Calcium muss den Wurzeln der Pflanzen für eine ausreichende Versorgung zur Verfügung stehen. Die Zugabe von Kalzium verbessert also die Gartenbau- und Erdnusskulturen..

Erdnusswurzelfäule, die durch biologische Krankheitserreger verursacht wird, sowie Wassermelonen- und Tomatenblütenendfäule werden teilweise mit landwirtschaftlichen Gipsanwendungen bekämpft..

Gips hilft, die Ausbreitung von Ton zu verringern, wodurch sich Krusten auf dem Boden bilden. Durch die Reduzierung der am Boden gebildeten Krusten erleichtert der Putz den Austritt der Sämlinge. Es erhöht auch den Eintritt von Luft und Wasser in den Boden.

Gips trägt zur Verbesserung des Bodens bei, indem er den Säuregehalt und die Toxizität von Aluminium verringert und so die Ernte an Natriumböden anpasst.

Bei der Herstellung anderer Verbindungen

Calciumsulfat reagiert mit Ammoniumbicarbonat unter Bildung von Ammoniumsulfat. Es wurde auch bei der Herstellung von Schwefelsäure verwendet.

Wasserfreies Calciumsulfat wird mit Schiefer oder Mager gemischt und beim Erhitzen der Mischung wird Schwefeltrioxid in gasförmiger Form freigesetzt. Schwefeloxid ist eine Vorstufe von Schwefelsäure.

Verweise

  1. Rauchfuß. (26. Dezember 2015). Struktur von CaSO4. [Zahl]. Abgerufen am 6. Mai 2018 von: commons.wikimedia.org
  2. Takanori Fukami et al. (2015). Synthese, Kristallstruktur und thermische Eigenschaften von CaSO42HzweiOder einzelne Kristalle. Internationales Journal für Chemie; Band 7, Nr. 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Herausgegeben vom Canadian Centre of Science and Education.
  3. PubChem. (2018). Calciumsulfat. Abgerufen am 6. Mai 2018 von: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Wikipedia. (2018). Calciumsulfat. Abgerufen am 06. Mai 2018 von: en.wikipedia.org
  5. Elsevier. (2018). Calciumsulfat. Abgerufen am 6. Mai 2018 von: sciencedirect.com
  6. Kimberlitesoftwares. (2018). Calciumsulfat. Abgerufen am 6. Mai 2018 von: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Handbuch für die Verwendung von landwirtschaftlichem Gips als Bodenverbesserer. Abgerufen am 6. Mai 2018 von: intagri.com

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