Estrutura Química do Sulfato de Cálcio (CaSO4), Propriedades e Usos



O sulfato de cálcio É um sal ternário de cálcio, metal alcalino-terroso (Mr. Becambara), enxofre e oxigênio. Sua fórmula química é o CaSO4, o que significa que para cada Ca cátion2+ existe um anião SO42- interagindo com isso. É um composto com ampla distribuição na natureza.

Suas formas mais abundantes são o CaSO4· 2H2O (o gesso) e a forma anidra CaSO4 (o anidrido). Há também uma terceira forma: o gesso ou gesso de Paris, produzido pelo aquecimento do gesso (o hemidrato, CaSO4· 1 / 2H2O) A imagem inferior mostra uma porção sólida deste sal ternário, com sua aparência esbranquiçada.

É capaz de formar hidratos; isto é, pode absorver moléculas de água do ambiente sob certas condições. O sulfato de cálcio é um composto muito útil no ser humano, já que é utilizado em numerosas funções que incluem a construção de estradas, o embelezamento da casa e até a reparação de ossos.

Índice

  • 1 estrutura química
  • 2 Imóveis
    • 2.1 Fórmula Molecular
    • 2,2 peso molecular anidro
    • 2.3 Cheiro
    • 2.4 Aparência
    • 2,5 Densidade
    • 2,6 ponto de fusão
    • 2,7 Solubilidade
    • 2.8 Estabilidade
  • 3 usos
    • 3.1 Na construção e na arte
    • 3.2 Terapêutica
    • 3.3 Na preparação de alimentos
    • 3.4 Como fertilizante e condicionador para solos agrícolas
    • 3.5 Na produção de outros compostos
  • 4 referências

Estrutura química

A célula unitária ortorrômbica para o CaSO é mostrada na imagem superior4. Aqui assume-se que as interações são puramente eletrostáticas; isto é, que os cátions Ca2+ atrair ânions tetraédricos SO42-.

No entanto, o Ca2+ é altamente propenso a coordenar, formando estruturas poliédricas em torno dele. A que se deve? À disponibilidade eletrônica de cálcio para aceitar elétrons de espécies básicas ou negativas (como átomos SO)42-).

Considerando o ponto anterior, agora os íons Ca2+ eles aceitam links dativos (fornecidos pelo O) e a célula unitária é transformada, conforme indicado na imagem abaixo:

Consequentemente, o poliedro de CaO é formado8 (a esfera verde do Ca2+ cercado por oito esferas vermelhas de O do tetraedro SO4 fechar). Poliedros de cálcio e tetraedros sulfatados; esta é a estrutura cristalina do CaSO4 anidro

Além disso, quando os cristais são hidratados - formando o sal di-hidratado ou o hemidrato (CaSO4· 1/2 H2O) - a estrutura se expande para incorporar as moléculas de água.

Essas moléculas podem ser intercaladas e coordenadas com o cálcio; isto é, eles substituem um ou dois grupos sulfato.

Por outro lado, nem toda a água integra o poliedro de CaO8. Alguns, por outro lado, formam pontes de hidrogênio com sulfatos. Estes servem como uma união para duas seções em ziguezague, produtos do arranjo dos íons no cristal.

Propriedades

Fórmula molecular

CaSO4 · nH2O.

Peso molecular anidro

136,134 g / mol.

Cheirar

É inodoro.

Aparência

No caso da anidrite, ela se parece com um pó branco ou cristais ortorrômbicos sólidos ou monoclínicos. Os cristais são de uma cor variável: podem ser brancos ou com uma coloração azulada, acinzentada ou avermelhada; Também pode ser vermelho tijolo.

Densidade

2,96 g / cm3 (forma anidra). 2,32 g / cm3 (forma di-hidratada).

Ponto de fusão

1450 ºC (2840 ºF). Característica das fortes interações eletrostáticas entre os íons divalentes Ca2+ Eu sou42-.

Solubilidade

0,2-0,3% em água a 25 ° C. É pouco solúvel em água e insolúvel em etanol.

Estabilidade

Estável à temperatura ambiente.

Usos

Na construção e na arte

É utilizado na elaboração de estuques para enquadrar as paredes de casas e outras construções que contribuem para o seu embelezamento. Além disso, relevos são feitos em moldes mediantes nos telhados e caixilhos das janelas. O gesso também está nos tetos.

O sulfato de cálcio é usado para ajudar a resolver o problema que ocorre na hidratação do concreto, colaborando assim na construção de estradas, avenidas, etc.

Com as esculturas de gesso são feitas, especialmente figuras religiosas, e cemitérios são usados ​​em lápides.

Terapêutica

Veterinária

Experimentalmente, peças de sulfato de cálcio estéreis têm sido usadas em veterinária para reparar defeitos ósseos ou cavidades, tais como aquelas deixadas por feridas ou tumores.

O gesso ou gesso de Paris pode ser usado para reparar defeitos ósseos por sua capacidade única de estimular a osteogênese. Estudos de raios-x e medronato de tecnécio (Tc99m) apoiam o uso do gesso parisiense como um aloplasto e sua capacidade osteogênica quando implantados no seio frontal.

A regeneração óssea foi demonstrada em seis cães em um período de 4 a 6 meses. O sulfato de cálcio começou a ser usado neste campo em 1957, na forma de tabletes de gesso de Paris, preenchendo defeitos nos ossos de cães.

A substituição óssea do sulfato de cálcio é comparável àquela observada no osso autogênico.

Ruhaimi (2001) aplicou sulfato de cálcio em osso da mandíbula recém-destruído, observando aumento da osteogênese e calcificação óssea.

Medicina

O sulfato de cálcio é utilizado na medicina para imobilizar articulações que sofreram deslocamentos e ossos fraturados, além de ser utilizado como excipiente na fabricação de comprimidos.

Odontologia

Na odontologia, é utilizado como base para confecção de próteses dentárias, restaurações e impressões de dentes.

Na preparação de alimentos

É usado como coagulante na elaboração de tofu, um alimento feito com soja e de grande consumo nos países orientais como substituto da carne. Além disso, tem sido usado como uma firmeza de alimentos e no tratamento de farinhas.

Como fertilizante e condicionador para solos agrícolas

Gesso (CaSO4· 2H2O) foi utilizado como fertilizante na Europa desde o século XVIII, tendo a vantagem sobre o uso da cal como fonte de cálcio para maior mobilidade.

O cálcio deve estar disponível para as raízes das plantas para o seu fornecimento adequado. Então, a adição de cálcio melhora as culturas hortícolas e de amendoim (amendoim).

O apodrecimento das raízes do amendoim produzido por patógenos biológicos, assim como a podridão apical da melancia e do tomate, são parcialmente controlados com as aplicações do gesso agrícola.

O gesso ajuda a reduzir a dispersão da argila, que causa a formação de crostas no solo. Ao reduzir as crostas formadas no solo, o emplastro facilita a saída das mudas. Também aumenta a entrada de ar e água no solo.

O gesso ajuda a melhorar o solo, atenuando a acidez e a toxicidade do alumínio, adaptando assim a cultura aos solos de sódio.

Na produção de outros compostos

Sulfato de cálcio reage com o bicarbonato de amônio para formar sulfato de amônio. Também tem sido utilizado no processo de produção de ácido sulfúrico.

O sulfato de cálcio anidro é misturado com xisto ou pobre e, quando a mistura é aquecida, o trióxido de enxofre é liberado na forma gasosa. O óxido de enxofre é um precursor do ácido sulfúrico.

Referências

  1. Smokefoot. (26 de dezembro de 2015). Estrutura do CaSO4. [Figura] Retirado em 6 de maio de 2018, de: commons.wikimedia.org
  2. Takanori Fukami et al. (2015). Síntese, estrutura cristalina e propriedades térmicas do CaSO4· 2H2Ou cristais simples. Revista Internacional de Química; Vol. 7, No. 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Publicado pelo Centro Canadense de Ciências e Educação.
  3. PubChem. (2018) Sulfato De Cálcio. Retirado em 6 de maio de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Wikipédia. (2018) Sulfato de cálcio Retirado em 6 de maio de 2018, de: en.wikipedia.org
  5. Elsevier (2018) sulfato de ccio. Retirado em 6 de maio de 2018, de: sciencedirect.com
  6. Kimberlitesoftwares. (2018) Sulfato De Cálcio. Retirado em 6 de maio de 2018, de: worldofchemicals.com
  7. Intagri. (2017). Manual de Uso do Gesso Agrícola como Melhorador do Solo. Obtido em 6 de maio de 2018 a partir de: intagri.com