KALCIUMSULFID (CAS): STRUKTUR, EGENSKAPER, PRODUKTION, ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den kalciumsulfid är en oorganisk fast element bestående av kalcium (Ca) och elementet svavel (S), av de kemiska formel CaS. Det är ett vattenlösligt, gulaktigt fast ämne som finns i naturen i vissa vulkaner och i vissa meteoriter i form av ett mineral som kallas oldhamite.

När CaS upplöses i vatten, bildar den olika föreningar på grund av sulfidjon S ^2- bli den SH ^- jonen och OH ^- joner bildas . Den resulterande lösningen är alkalisk. Denna förening används som bas för föreningar som är självlysande eller som producerar synligt ljus under vissa förhållanden. Dessa material används också i ljusfärger.

Kalciumsulfid CaS har hittats i vissa meteoriter. Författare: Родион Журавлёв. Källa: Pixabay.

CaS har betraktats som ett möjligt läkemedel för att behandla hjärt- och blodkärlsproblem som högt blodtryck eller högt blodtryck, vilket är en sjukdom som drabbar en stor del av världens befolkning.

Med kalciumsulfid kan andra föreningar såsom kalciumnitrat och kalciumkarbonat erhållas. Det måste hanteras med försiktighet och i kontakt med fuktigheten i atmosfären kan det producera H ₂ S som är mycket giftigt.

Strukturera

Kalciumsulfid är en mycket jonisk förening som bildas av en kalciumjon Ca ²⁺ och en sulfidjon S ^2- .

Det kristalliseras till en kubisk struktur som bergsalt.

Kubisk kristallstruktur av kalciumsulfid. Gul = svavel; vit = kalcium. Benjah-bmm27 / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Kalciumsulfid

Fysikaliska egenskaper

Fysiskt tillstånd

Gulaktiga kristallina fasta, kubiska kristaller som natriumklorid.

Molekylvikt

72,144 g / mol

Smältpunkt

2528 ºC

Densitet

2,59 g / cm ^{^}

löslighet

Lösligt i vatten. Olöslig i etanol.

Kemiska egenskaper

Vattenlösning

Vid upplösning i vatten separerar CaS i sitt kalcium Ca ²⁺ och svavel S ^2- joner . Den senare i vatten tar en proton och blir hydrosulfidjon SH ^- frigör en hydroxyljon OH ^- .

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Därför är kalciumsulfid CaS-lösningar alkaliska (de har ett basiskt pH) och har inte S ^2- joner utan SH ^- .

Först när en stor mängd alkali, såsom natriumhydroxid NaOH tillsätts till lösningen, förändras jämvikten mot bildningen av ^S2- sulfidjoner .

Kalciumsulfid upplöses i vatten och bildar andra föreningar. Författare: Clker-Free-Vector-Images. Källa: Pixabay.

SH ^- kan ta ytterligare en H ⁺ -proton från vatten och bilda vätesulfid, som är en mycket giftig förening.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Av denna anledning, små mängder av H ₂ S bildas i vatten och, när den exponeras för fuktighet i miljön ger CaS av en obehaglig lukt som är typisk för vätesulfid.

Föreningar när de löses i vatten

Resultatet av reaktionerna i vatten indikerat ovan är att Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ och Ca (SH) (OH) bildas.

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

Ca (SH) (OH) + H ₂ O → Ca (OH) ₂ + H ₂ S

Reaktion med syror

Samma reaktioner som sker i vatten orsakar CaS att reagera med syror, som bildar H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Andra reaktioner

Om en kalciumsulfid lösningen upphettas med svavel, polysulfidjonerna S ₄ ^2- och S ₃ ^{2- erhålles} .

Om CaS upphettas i torr luft eller rent syre oxiderar föreningen till kalciumsulfit CaSO ₃ och sedan till kalciumsulfat CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Med oxidationsmedel såsom kaliumklorat KClO ₃ , kaliumnitrat KNO ₃ eller blydioxid PbO ₂ uppträder våldsamma reaktioner.

Erhållande

Kalciumsulfid kan framställas genom kalcering (upphettning till en mycket hög temperatur) elementen kalcium (Ca) och svavel (S) i en inert atmosfär, det vill säga inget syre eller vattenånga, till exempel, är närvarande.

Ca + S + värme → CaS

Det kan också erhållas genom att värma upp kalciumsulfat CaSO ₄ med kol:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Emellertid, i det senare fallet en ren CaS inte erhålls, eftersom den reagerar dessutom med CaSO ₄ bildar CaO och SO ₂ .

CaS genereras också genom att bränna kolavfall.

Närvaro i naturen

CaS finns naturligtvis i mineralen oldhamite. Detta är en del av vissa meteoriter och är viktig för vetenskaplig forskning som utförs på solsystemet.

Oldhamite tros ha bildats genom kondens i nebulan som har sitt ursprung i solsystemet. Det finns också i vulkaner.

Kalciumsulfid CaS finns i mineralen oldhamite, som har hittats i vissa meteoriter. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Källa: Wikimedia Commons.

Dessutom är kalciumsulfid produceras naturligt genom reduktion av CaSO ₄ (gips), möjligen på grund av verkan av bakterier.

tillämpningar

I lysande material

En av de vanligaste användningarna av kalciumsulfid har varit basen för självlysande föreningar. Dessa är ämnen som avger synligt ljus under vissa omständigheter.

I CaS-självlysande föreningar fungerar detta som en bas och aktivatorer läggs till strukturen, såsom klorider av vissa element såsom cerium (Ce ³⁺ ) och europium (Eu ²⁺ ).

Materialet som härrör från sammanslutningen av CaS och aktivatorn används till exempel i katodstrålerörsskärmar som utgör de gamla skärmarna på datorer eller datorer eller gamla TV-apparater.

Gamla datorskärmar hade katodstrålerör som ibland använde självlysande kalciumsulfidföreningar och aktivatorer. Författare: Andreas160578. Källa: Pixabay.

De används också i aktuella ljusemitterande dioder eller LED-lampor (Light Emitting Diodes).

LED lampa. Vissa kan innehålla självlysande kalciumsulfidföreningar. Det finns ingen maskinläsbar författare. APPER antog (baserat på upphovsrättsanspråk). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Källa: Wikimedia Commons.

Dessa material används också i lysande färger och lack.

Inom medicin

Kalciumsulfid har i medicinska vetenskapliga studier betraktats som ett läkemedel för att behandla högt blodtryck (högt tryck i artärerna). Detta är en sjukdom som påverkar hjärt- och blodkärlsystemet hos många människor (hjärta och blodkärl).

CaS betraktas som en "givare" av H ₂ S. Det spelar en viktig roll för att reglera blodkärlens ton eller styrka, så administration av CaS kan vara ett möjligt botemedel för att behandla hypertoni.

Kalciumsulfid har studerats som ett möjligt botemedel mot högt blodtryck i hjärt-kärlsystemet hos sjuka människor. Författare: Mohamed Hassan. Källa: Pixabay.

Vid erhållande av andra föreningar

Kalciumsulfid gör det möjligt att framställa andra föreningar såsom kalciumnitrat Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

Det har också använts för att erhålla kalciumkarbonat CaCO ₃ . För att göra detta utsätts en vattenlösning av CaS för kolsyra med CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCOa ₃

Andra appar

Kalciumsulfid används också som ett smörjmedelstillsats och som ett flytmedel vid mineraluttag.

risker

Kalciumsulfid kan orsaka irritation på hud, ögon och luftvägar. Det måste hanteras med försiktighet och med adekvat säkerhetsutrustning.

Det är en mycket giftig förening för vattenlevande liv, så det är farligt för dessa miljöer.

referenser

1. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
2. Lide, DR (redaktör). (2005). CRC-handbok för kemi och fysik. 85: ^e CRC-tryck.
3. Ropp, RC (2013). Grupp 16 (O, S, Se, Te) Alkaliska jordföreningar. Kalciumsulfid. I Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Återställs från sciencedirect.com.
4. Li, YF et al. (2009). Kalciumsulfid (CaS), en givare av vätesulfid (H (2) S): ett nytt antihypertensivt läkemedel? Med Hypoteser, 2009 september; 73 (3): 445-7. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
5. House JE and House, KA (2016). Svavel, selen och Tellurium. Förekomst av svavel. In Descriptive Oorganic Chemistry (tredje upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
6. US National Library of Medicine. (2019). Kalciumsulfid. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. et al. (2014). Omvandling av kalciumsulfid till kalciumkarbonat under återvinningen av elementärt svavel från gipsavfall. Waste Manag, 2014 nov; 34 (11): 2373-81. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.