KALSIUMSULFID (CAS): STRUKTUR, EGENSKAPER, PRODUKSJON, BRUK - KJEMI - 2026

Den kalsium-sulfid er et uorganisk fast element som består av kalsium (Ca) og elementet svovel (S), ved den kjemiske formelen CaS. Det er et vannløselig, gulhvit fast stoff, som finnes i naturen i noen vulkaner og i noen meteoritter i form av et mineral som kalles oldhamite.

Når CaS løses opp i vann, danner det forskjellige forbindelser på grunn av at sulfidionet S ² blir til SH ^- ion og OH ^- ioner dannes . Den resulterende løsningen er alkalisk. Denne forbindelsen brukes som base for forbindelser som er selvlysende eller som produserer synlig lys under visse forhold. Disse materialene brukes også i lysende maling.

Kalsiumsulfid CaS er funnet i noen meteoritter. Forfatter: Родион Журавлёв. Kilde: Pixabay.

CaS har blitt sett på som et mulig medikament for å behandle hjerte- og blodkarproblemer som hypertensjon eller høyt blodtrykk, som er en sykdom som rammer en stor del av verdens befolkning.

Med kalsiumsulfid kan andre forbindelser som kalsiumnitrat og kalsiumkarbonat oppnås. Den må håndteres med forsiktighet og i kontakt med luftfuktigheten kan den produsere H ₂ S som er veldig giftig.

Struktur

Kalsiumsulfid er en sterkt ionisk forbindelse dannet av et kalsiumion Ca ²⁺ og et sulfidion S ^2- .

Det krystalliserer seg til en kubisk struktur som steinsalt.

Kubisk krystallstruktur av kalsiumsulfid. Gul = svovel; hvitt = kalsium. Benjah-bmm27 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

• Kalsiumsulfid

Fysiske egenskaper

Fysisk tilstand

Gulhvite krystallinske faste, kubiske krystaller som natriumklorid.

Molekylær vekt

72,144 g / mol

Smeltepunkt

2528 ºC

tetthet

2,59 g / cm ³

løselighet

Løselig i vann. Uoppløselig i etanol.

Kjemiske egenskaper

Vandig løsning

Når den er oppløst i vann, separerer CaS seg i sine kalsium Ca ²⁺ og svovel S ^2- ioner . Sistnevnte i vann tar et proton og blir hydrosulfidion SH ^- frigjør en hydroksylion OH ^- .

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Derfor er kalsiumsulfid CaS-oppløsninger alkaliske (de har en grunnleggende pH) og har ikke S ^2- ioner, men SH ^- .

Bare når en stor mengde alkali såsom natriumhydroksyd NaOH tilsettes til oppløsningen gjør likevekt forskyvning mot dannelsen av sulfid-ioner S ^2- .

Kalsiumsulfid løses opp i vann og danner andre forbindelser. Forfatter: Clker-Free-Vector-Images. Kilde: Pixabay.

SH ^- kan ta en annen H ⁺ -proton fra vann og danne hydrogensulfid, som er en veldig giftig forbindelse.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Av denne grunn, små mengder av H ₂ S er dannet i vann og, når de utsettes for fuktighet i miljøet, CaS avgir en ubehagelig lukt som er typisk for hydrogensulfid.

Forbindelser til stede når de er oppløst i vann

Resultatet av reaksjonene i vann indikert over er at Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ og Ca (SH) (OH) dannes.

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

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

Reaksjon med syrer

De samme reaksjonene som oppstår i vann får CaS til å reagere med syrer, og danner H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Andre reaksjoner

Hvis en kalsium-sulfid-løsning oppvarmes med svovel, det polysulfid-ioner S ₄ ² og S- _3- ^{2- oppnås} .

Hvis CaS varmes opp i tørr luft eller rent oksygen, oksiderer forbindelsen til kalsiumsulfitt CaSO ₃ og deretter til kalsiumsulfat CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Med oksidasjonsmidler som kaliumklorat KClO ₃ , kaliumnitrat KNO ₃ eller blydioksid PbO ₂ oppstår voldelige reaksjoner.

Å skaffe

Kalsiumsulfid kan fremstilles ved kalsinering (oppvarming til en veldig høy temperatur) elementene kalsium (Ca) og svovel (S) i en inert atmosfære, det vil si at for eksempel ikke oksygen eller vanndamp er til stede.

Ca + S + varme → CaS

Det kan også oppnås ved å varme opp kalsiumsulfat CaSO ₄ med trekull:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Men i sistnevnte tilfelle en ren CaS ikke oppnås, fordi det i tillegg reagerer med CaSO ₄ danner CaO og SO ₂ .

CaS genereres også ved å brenne kullavfall.

Tilstedeværelse i naturen

CaS er naturlig til stede i mineralet oldhamite. Dette er en komponent av noen meteoritter og er viktig for vitenskapelig forskning utført på solsystemet.

Det antas at Oldhamite har dannet seg ved kondens i nebulaen som oppsto fra solsystemet. Den er også til stede i vulkaner.

Kalsiumsulfid CaS er i mineralet oldhamite, som er funnet i noen meteoritter. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

I tillegg produseres kalsiumsulfid naturlig ved reduksjon av CaSO ₄ (gips), muligens på grunn av bakterienes virkning.

applikasjoner

I lysende materialer

En av de mest utbredte bruksområdene av kalsiumsulfid har vært som base for selvlysende forbindelser. Dette er stoffer som avgir synlig lys under visse omstendigheter.

I CaS selvlysende forbindelser fungerer dette som en base og aktivatorer tilsettes strukturen, slik som klorider av visse elementer som cerium (Ce ³⁺ ) og europium (Eu ²⁺ ).

Materialet som stammer fra forening av CaS og aktivatoren, brukes for eksempel i katodestrålerørskjermer som utgjør de gamle skjermene til datamaskiner eller datamaskiner eller gamle TV-apparater.

Gamle datamaskinmonitorer hadde katodestrålerør hvori selvlysende kalsiumsulfidforbindelser og aktivatorer brukes. Forfatter: Andreas160578. Kilde: Pixabay.

De brukes også i nåværende lysemitterende dioder, eller LED (Lysemitterende dioder) lamper.

LED-lampe. Noen kan inneholde selvlysende kalsiumsulfidforbindelser. Ingen maskinlesbar forfatter gitt. APPER antok (basert på krav om opphavsrett). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Kilde: Wikimedia Commons.

Disse materialene brukes også i lysende maling og lakk.

I medisin

Kalsiumsulfid har i medisinsk vitenskapelige studier blitt betraktet som et medikament for å behandle høyt blodtrykk (høyt trykk i arteriene). Dette er en sykdom som påvirker hjerte- og karsystemet hos mange mennesker (hjerte og blodkar).

CaS regnes som en "giver" av H ₂ S. Det spiller en viktig rolle i å regulere tonen eller styrken i blodkar, så administrering av CaS kan være et mulig middel for å behandle hypertensjon.

Kalsiumsulfid er blitt studert som et mulig middel mot høyt blodtrykk i hjerte- og karsystemet hos syke mennesker. Forfatter: Mohamed Hassan. Kilde: Pixabay.

Ved å oppnå andre forbindelser

Kalsiumsulfid gjør det mulig å fremstille andre forbindelser som kalsiumnitrat Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

Det har også blitt brukt for å oppnå kalsiumkarbonat CaCO ₃ . For å gjøre dette blir en vandig løsning av CaS utsatt for karbonering med CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Andre apper

Kalsiumsulfid brukes også som smøremiddeladditiv og som flytemiddel i mineralekstraksjon.

risiko

Kalsiumsulfid kan forårsake irritasjon av hud, øyne og luftveier. Det må håndteres med forsiktighet og med tilstrekkelig sikkerhetsutstyr.

Det er en veldig giftig forbindelse for vannlevende liv, så det er farlig for disse miljøene.

referanser

1. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
2. Lide, DR (redaktør). (2005). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85 ^th CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Gruppe 16 (O, S, Se, Te) Alkaliske jordforbindelser. Kalsiumsulfid. I Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
4. Li, YF et al. (2009). Kalsiumsulfid (CaS), en donor av hydrogensulfid (H (2) S): et nytt antihypertensivt middel? Med Hypoteses, 2009 Sep; 73 (3): 445-7. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
5. House JE and House, KA (2016). Svovel, selen og Tellurium. Forekomst av svovel. In Descriptive Inorganic Chemistry (Tredje utgave). Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. US National Library of Medicine. (2019). Kalsiumsulfid. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. et al. (2014). Konvertering av kalsiumsulfid til kalsiumkarbonat under utvinning av elementært svovel fra gipsavfall. Waste Manag, 2014 nov; 34 (11): 2373-81. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.