Sulfatul de calciu este o sare care apare din abundență în mediul natural și apare și ca produs secundar al unor procese industriale. Este un compus de calciu, sulf și oxigen, iar în forma sa cea mai pură are formula chimică CaSO4; acesta este cunoscut sub denumirea de sulfat de calciu anhidru – fără apă – sau anhidrita minerală. De asemenea, vine într-o formă „hidră”, cunoscută sub numele de gips mineral, care are formula CaSO4.2H2O. Diferitele forme au o gamă largă de aplicații, inclusiv materiale de construcție, desicanți, realizarea de turnate pentru tratarea membrelor fracturate și crearea de opere de artă.
Proprietăţi
Compusul hidratat are o solubilitate scăzută în apă care atinge un maxim la puțin peste 100 ° F (38 ° C), dar scade la temperaturi mai scăzute sau mai ridicate. Încălzirea moderată alungă cea mai mare parte a apei, lăsând forma parțial hidratată ca o pulbere albă cunoscută popular sub numele de ipsos de Paris. Forma hidratată poate fi recreată din aceasta pur și simplu prin adăugarea de apă: inițial se formează o pastă, dar aceasta se solidifică după un timp scurt, deoarece compusul absoarbe apa, dând căldură. Încălzirea mai puternică alungă mai multă apă, lăsând forma anhidră sau anhidrita.
Apariția și producția
Gipsul și anhidrita sunt minerale comune care pot apărea în depozite mari. Ele sunt în general limpezi sau albe, dar pot lua alte culori din cauza impurităților și pot fi găsite sub formă de cristale sau ca straturi de rocă granulară. Depozitele de gips s-au format prin evaporarea mărilor interioare cu multe milioane de ani în urmă: straturi de diferite minerale au fost așezate într-o secvență, cele cu solubilitate mai mică formându-se mai întâi pe măsură ce apa a dispărut încet. Acolo unde aceste depozite au fost supuse căldurii, apa a fost alungată, lăsând anhidrita. În 2011, ghips a fost găsit într-o stâncă de pe Marte, ceea ce indică faptul că apa trebuie să fi fost prezentă la un moment dat în trecut.
Gipsul natural este uneori numit alabastru, mai ales atunci când este folosit în sculptură, dar acest termen se aplică și carbonatului de calciu. Cele două pot fi distinse prin tratarea cu acid clorhidric. Carbonatul de calciu reacţionează producând bule de dioxid de carbon, în timp ce ghipsul este în mare parte neafectat.
Majoritatea sulfatului de calciu provine din aceste zăcăminte, care sunt extrase în multe părți ale lumii. O parte este recuperată ca produs secundar al diferitelor procese industriale, în special cele care implică tratarea rocilor care conțin calciu cu acid sulfuric. Un exemplu este producția de acid fosforic din roca de fosfat de calciu. În laborator, probele de substanță pură pot fi preparate prin adăugarea de acid sulfuric la o soluție dintr-un compus solubil de calciu; se precipită sub formă de pulbere fină albă datorită solubilității sale scăzute.
Utilizeaza
Gipsul este un mineral relativ moale care este ușor de sculptat în forme și, din această cauză, a fost utilizat pe scară largă în sculptură, unde poate fi denumit alabastru. O altă utilizare comună a acestei forme de sulfat de calciu este în construcții. Foile de gips sunt adesea folosite în construcția pereților interiori ai caselor, datorită rezistenței sale la foc – rămâne relativ rece până când cea mai mare parte a conținutului de apă a fost îndepărtată, încetinind progresul unui incendiu. Acest mineral este, de asemenea, un ingredient esențial în unele forme de ciment.
Tencuiala Parisului este utilizat pe scară largă în medicină pentru a face gips pentru membrele rupte, precum și în arte și în fabricarea de modele. Sulfatul de calciu anhidru este folosit ca desicant, pentru a îndepărta umezeala acolo unde sunt necesare condiții uscate – formele comerciale pot conține un compus care își schimbă culoarea în prezența apei pentru a indica când a fost epuizat. Când se întâmplă acest lucru, poate fi convertit înapoi în starea anhidră prin încălzire.
Sulfatul de calciu este folosit și în industria alimentară. Este adesea adăugat la alimente pentru a da o textură mai fermă și uneori ca sursă de calciu. Producția de proteine din soia, cum ar fi tofu, implică sulfat de calciu, care este folosit ca coagulant pentru a încuraja adunarea particulelor mici de proteine în bucăți mai mari.