KALCIO SULFIDAS (CAS): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAMYBA, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Kalcio sulfidas yra neorganinis masyvi detalė, susidedančios iš kalcio (Ca) ir elemento sieros (S), iš iš Cheminė formulė CaS. Tai vandenyje tirpi gelsvai balta kieta medžiaga, gamtoje randama kai kuriuose ugnikalniuose ir kai kuriuose meteorituose mineralo, vadinamo oldhamitu, pavidalu.

Kai CaS ištirpsta vandenyje, ji formuoja įvairiausius junginių, susidarančių sulfido jonų S ^2- tampa SH ^- joną ir OH ^- jonai yra suformuota . Gautas tirpalas yra šarminis. Šis junginys naudojamas kaip pagrindas švytintiems junginiams arba tam tikromis sąlygomis sukuriantiems matomą šviesą. Šios medžiagos taip pat naudojamos šviesiuose dažuose.

Kai kuriuose meteorituose rastas kalcio sulfidas CaS. Autorius: Родион Журавлёв. Šaltinis: „Pixabay“.

CaS buvo laikomas galimu vaistu širdies ir kraujagyslių problemoms, tokioms kaip hipertenzija ar padidėjęs kraujospūdis, gydyti - liga, kuria serga didelė dalis pasaulio gyventojų.

Su kalcio sulfidu galima gauti kitus junginius, tokius kaip kalcio nitratas ir kalcio karbonatas. Su ja reikia elgtis atsargiai ir, esant atmosferos drėgmei, ji gali sukelti labai toksišką H ₂ S.

Struktūra

Kalcio sulfidas yra labai joninis junginys, sudarytas iš kalcio jonų Ca ²⁺ ir sulfido jonų S ^2- .

Jis kristalizuojasi į kubinę struktūrą kaip akmens druska.

Kalcio sulfido kubinių kristalų struktūra. Geltona = siera; baltas = kalcis. „Benjah-bmm27“ / Vieša nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Kalcio sulfidas

Fizinės savybės

Fizinė būklė

Gelsvai balti kristaliniai kieti kubiniai kristalai, tokie kaip natrio chloridas.

Molekulinė masė

72,144 g / mol

Lydymosi temperatūra

2528 ºC

Tankis

2,59 g / cm ³

Tirpumas

Tirpus vandenyje. Netirpsta etanolyje.

Cheminės savybės

Vandeninis tirpalas

Ištirpęs vandenyje, CaS išskiria į savo kalcio Ca ²⁺ ir sieros S ² jonus . Pastarasis vandenyje paima protoną ir tampa hidrosulfido jonu SH ^- išskirdamas hidroksilo joną OH ^- .

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Todėl, kalcio sulfidas CAS sprendimai yra šarminis (jie turi pagrindinę pH) ir neturi S ^2- jonus , bet SH ^- .

Tik tada, kai didelė suma šarmų, pavyzdžiui, natrio hidroksido NaOH tirpalą pridėta daro pusiausvyros perėjimą prie S formavimo ^2- sulfidų jonų .

Kalcio sulfidas ištirpsta vandenyje, sudarydamas kitus junginius. Autorius: „Clker-Free-Vector-Images“. Šaltinis: „Pixabay“.

SH ^- gali paimti iš vandens kitą H ⁺ protoną , sudarydamas vandenilio sulfidą, kuris yra labai toksiškas junginys.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Dėl šios priežasties, maži H ₂ S yra suformuota vandens ir, kai jis yra veikiamas drėgmės aplinkoje, CaS skleidžia nemalonų kvapą tipiškas vandenilio sulfido kiekiai.

Junginiai, ištirpę vandenyje

Aukščiau nurodytų reakcijų vandenyje rezultatas yra tas, kad susidaro Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ ir Ca (SH) (OH).

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

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

Reakcija su rūgštimis

Dėl tų pačių reakcijų, vykstančių vandenyje, CaS reaguoja su rūgštimis, sudarydamas H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Kitos reakcijos

Jei kalcio sulfido tirpalas kaitinamas su siera, ^gaunami polisulfido jonai S ₄ ^2- ir S ₃ ^2- .

Jei CaS kaitinamas sausu oru arba grynu deguonimi, junginys oksiduojasi į kalcio sulfitą CaSO _3, o po to į kalcio sulfatą CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Su oksidatoriais, tokiais kaip kalio chloratas KClO ₃ , vyksta kalio nitrato KNO ₃ arba švino dioksido PbO ₂ reakcijos.

Gavimas

Kalcio sulfidas gali būti gaunamas kalcinuojant (kaitinant iki labai aukštos temperatūros) kalcio (Ca) ir sieros (S) elementus inertinėje atmosferoje, ty, pavyzdžiui, nėra deguonies ar vandens garų.

Ca + S + šiluma → CaS

Jis taip pat gali būti gaunamas kaitinant kalcio sulfatą CaSO ₄ medžio anglimi:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Tačiau, pastaruoju atveju gryno CaS nėra gaunamas, nes jis papildomai reaguoja su CaSO ₄ formavimo CaO ir SO ₂ .

CaS taip pat susidaro deginant anglių atliekas.

Buvimas gamtoje

CaS natūraliai yra minerale oldhamite. Tai yra kai kurių meteoritų sudedamoji dalis ir svarbi moksliniams saulės sistemos tyrimams.

Manoma, kad oldhamitas susidarė dėl kondensacijos ūke, iš kurio kilo Saulės sistema. Jo taip pat yra ugnikalniuose.

Kalcio sulfidas CaS yra minerale oldhamite, kurio rasta kai kuriuose meteorituose. Leonas Hupperichsas / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Be to, kalcio sulfidas natūraliai gaminamas redukuojant CaSO ₄ (gipsą), galbūt dėl ​​bakterijų veikimo.

Programos

Švytinčiose medžiagose

Vienas iš labiausiai paplitusių kalcio sulfido naudojimo būdų buvo luminescencinių junginių pagrindas. Tai yra medžiagos, kurios tam tikromis aplinkybėmis skleidžia matomą šviesą.

CaS liuminescenciniuose junginiuose tai veikia kaip pagrindas, o struktūroje pridedami aktyvatoriai, tokie kaip tam tikrų elementų, tokių kaip ceris (Ce ³⁺ ) ir europium (Eu ²⁺ ) , chloridai .

Medžiaga, susidariusi dėl CaS ir aktyvatoriaus sujungimo, naudojama, pavyzdžiui, katodinių spindulių vamzdžių ekranuose, kurie sudaro senus kompiuterių ar kompiuterių arba senų televizorių ekranus.

Seni kompiuterių monitoriai turėjo katodinių spindulių lemputes, kuriose kartais naudojami liuminescenciniai kalcio sulfido junginiai ir aktyvatoriai. Autorius: Andreas160578. Šaltinis: „Pixabay“.

Jie taip pat naudojami dabartinėse šviesos diodų arba LED (šviesos diodų) lempose.

LED lempa. Kai kuriuose jų gali būti liuminescencinių kalcio sulfido junginių. Nepateiktas mašininio skaitymo autorius. APPER prisiėmė prielaidą (remdamasi pretenzijomis dėl autorių teisių). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Šios medžiagos taip pat naudojamos šviesiuose dažuose ir lakuose.

Medicinoje

Medicinos moksliniuose tyrimuose kalcio sulfidas buvo laikomas vaistu aukštam kraujospūdžiui (aukštam arterijų slėgiui) gydyti. Tai liga, paveikianti daugelio žmonių širdies ir kraujagyslių sistemą (širdį ir kraujagysles).

CaS yra laikomas H ₂ S „donoru“. Jis vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant kraujagyslių tonusą ar stiprumą, todėl CaS paskyrimas galėtų būti galima priemonė hipertenzijos gydymui.

Kalcio sulfidas buvo ištirtas kaip įmanoma priemonė nuo padidėjusio kraujospūdžio sergantiems žmonėms širdies ir kraujagyslių sistemoje. Autorius: Mohamedas Hassanas. Šaltinis: „Pixabay“.

Gaudami kitus junginius

Kalcio sulfidas leidžia gaminti kitus junginius, tokius kaip kalcio nitratas Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

Jis taip pat buvo naudojamas kalcio karbonatui CaCO ₃ gauti . Šiuo tikslu vandeninis CaS tirpalas karbonizuojamas su CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Kitos programos

Kalcio sulfidas taip pat naudojamas kaip lubrikanto priedas ir kaip flotacinė medžiaga mineralų gavyboje.

Pavojai

Kalcio sulfidas gali sudirginti odą, akis ir kvėpavimo takus. Su ja reikia elgtis atsargiai ir su tinkama saugos įranga.

Tai labai toksiškas vandens organizmams junginys, todėl jis yra pavojingas šiai aplinkai.

Nuorodos

1. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
2. Lide, DR (redaktorius). (2005). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
3. Roppas, RC (2013). 16 grupė (O, S, Se, Te) šarminių žemės junginių. Kalcio sulfidas. Šarminių žemės junginių enciklopedijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
4. Li, YF ir kt. (2009). Kalcio sulfidas (CaS), vandenilio sulfido (H (2) S) donoras: naujas vaistas nuo hipertenzijos? Med hipotezės, 2009 rugsėjis; 73 (3): 445–7. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
5. Namas JE ir namas, KA (2016). Siera, selenas ir telluras. Sieros atsiradimas. In Aprašomasis neorganinis chemija (trečiasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Kalcio sulfidas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. et al. (2014). Kalcio sulfido pavertimas kalcio karbonatu elementinės sieros iš gipso atliekų regeneravimo proceso metu. „Waste Manag“, 2014 lapkritis; 34 (11): 2373-81. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.