- estructura
- Nomenclatura
- propietats físiques
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- densitat
- solubilitat
- propietats químiques
- solució aquosa
- Compostos presents a l'dissoldre en aigua
- Reacció amb àcids
- altres reaccions
- obtenció
- Presència a la natura
- usos
- En materials lluminosos
- en medicina
- En l'obtenció d'altres compostos
- altres aplicacions
- Riscos
- referències
El sulfur de calci és un sòlid inorgànic format per l'element calci (Ca) i l'element sofre (S), de fórmula química és CaS. És un sòlid blanc groguenc soluble en aigua, que es troba en la naturalesa en alguns volcans i en alguns meteorits en forma d'un mineral anomenat oldhamita.
El CaS a l'dissoldre en aigua forma diversos compostos pel fet que el ió sulfur S 2- esdevé ió SH - i es formen ions OH -. La solució resultant és alcalina. Aquest compost s'utilitza com a base per a compostos luminescents o que produeixen llum visible sota certes condicions. Aquests materials també es fan servir en pintures lluminoses.
El sulfur de calci CaS ha estat trobat en alguns meteorits. Autor: Родион Журавлёв. Font: Pixabay.
El CaS s'ha considerat com a possible medicament per tractar problemes de cor i els vasos sanguinis com la hipertensió o pressió alta, la qual és una malaltia que afecta gran part de la població mundial.
Amb el sulfur de calci es poden obtenir altres compostos com el nitrat de calci i el carbonat de calci. Ha de manejar-se amb precaució i en contacte amb la humitat de l'atmosfera pot produir H 2 S el qual és molt tòxic.
estructura
El sulfur de calci és un compost altament iònic format per un ió calci Ca 2+ i un ió sulfur S 2-.
Cristal·litza en una estructura cúbica com la sal de roca.
Estructura cristal·lina cúbica de l'sulfur de calci. Groc = sofre; blanc = calci. Benjah-bmm27 / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Sulfur de calci
propietats físiques
estat físic
Sòlid cristal·lí blanc groguenc, cristalls cúbics com els de el clorur de sodi.
pes molecular
72,144 g / mol
Punt de fusió
2528 ºC
densitat
2,59 g / cm 3
solubilitat
Soluble en aigua. Insoluble en etanol.
propietats químiques
solució aquosa
A l'dissoldre en aigua el CaS es separa en els seus ions calci Ca 2+ i sulfur S 2-. Aquest últim en aigua pren un protó i es converteix en l'ió hidrosulfur SH - alliberant un ió hidroxil OH -.
S 2- + H 2 O ⇔ SH - + OH -
Per tant les solucions de sulfur de calci CaS són alcalines (tenen pH bàsic) i no posseeixen ions S 2- sinó SH -.
Només en el cas que s'afegeixi a la solució una gran quantitat d'àlcali com hidròxid de sodi NaOH l'equilibri es desplaça cap a la formació d'ions sulfur S 2-.
El sulfur de calci es dissol en aigua formant altres compostos. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Font: Pixabay.
L'SH - pot prendre un altre protó H + de l'aigua, formant sulfur d'hidrogen, el qual és un compost molt tòxic.
SH - + H 2 O ⇔ H 2 S + OH -
Per això en aigua es formen petites quantitats de H 2 S i a l'estar exposat a la humitat de l'ambient el CaS desprèn una olor desagradable típic de l'sulfur d'hidrogen.
Compostos presents a l'dissoldre en aigua
El resultat de les reaccions en aigua anteriorment indicades és que es formen Ca (SH) 2, Ca (OH) 2 i Ca (SH) (OH).
CaS + H 2 O → Ca (SH) (OH)
Ca (SH) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S
Reacció amb àcids
Les mateixes reaccions que ocorren en aigua fan que el CaS reaccioni amb àcids formant H 2 S.
CaS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S
altres reaccions
Si s'escalfa una solució de sulfur de calci amb sofre s'obtenen els ions polisulfur S 4 2- i S 3 2-.
Si s'escalfa l'CaS en aire sec o oxigen pur el compost s'oxida a sulfit de calci CAS 3 i després a sulfat de calci CAS 4:
2 CaS + 3 O 2 → 2 CAS 3
2 CAS 3 + O 2 → 2 CAS 4
Amb agents oxidants com clorat de potassi KClO 3, nitrat de potassi KNO 3 o diòxid de plom PbO 2 ocorren reaccions violentes.
obtenció
El sulfur de calci pot preparar calcinant (escalfant a molt alta temperatura) els elements calci (Ca) i sofre (S) en atmosfera inert, és a dir, que no estiguin presents per exemple ni oxigen ni vapor d'aigua.
Ca + S + calor → CaS
També pot obtenir-se escalfant sulfat de calci CAS 4 amb carbó:
CAS 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2
No obstant això, en aquest últim cas no s'obté un CaS pur, ja que reacciona addicionalment amb el CAS 4 formant CaO i SO 2.
També es genera CaS cremant deixalles de carbó.
Presència a la natura
El CaS es troba present de forma natural en el mineral oldhamita. Aquest és un component d'alguns meteorits i té importància per les investigacions científiques que es realitzen sobre el sistema solar.
Es creu que la oldhamita es va formar per condensació a la nebulosa que va originar el sistema solar. També està present en els volcans.
El sulfur de calci CaS està en el mineral oldhamita, el qual s'ha trobat present en alguns meteorits. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Font: Wikimedia Commons.
A més el sulfur de calci es produeix naturalment per la reducció de l'CAS 4 (guix) possiblement per l'acció de bacteris.
usos
En materials lluminosos
Un dels usos més estesos de el sulfur de calci ha estat com a base per a compostos luminiscents. Aquests són substàncies que emeten llum visible sota certes circumstàncies.
En els compostos luminiscents de CaS aquest actua com a base i s'afegeixen activadors a l'estructura com ara clorurs de certs elements com ceri (Ce 3+) i europi (Eu 2+).
El material resultant de la unió de l'CaS i l'activador s'utilitza per exemple en pantalles de tubs de raigs catòdics que conformen les antigues pantalles dels ordinadors o computadores o antics aparells de TV.
Els monitors d'ordinadors antics posseïen tubs de raigs catòdics en els quals en ocasions s'empren compostos luminiscents de sulfur de calci i activadors. Autor: Andreas160578. Font: Pixabay.
També s'empren en les actuals làmpades de díodes emissors de llum, o LED (sigles de l'anglès Light-Emitting Diodes).
Llum LED. Algunes poden contenir compostos luminiscents de sulfur de calci. No machine-readable Autor provided. APPER assumed (based on copyright claims). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Font: Wikimedia Commons.
Aquests materials també són utilitzats en pintures lluminoses i vernissos.
en medicina
El sulfur de calci ha estat considerat en estudis medicocientíficos com a fàrmac per tractar la hipertensió arterial (pressió alta a les artèries). Aquesta és una malaltia que afecta el sistema cardiovascular de moltes persones (cor i vasos sanguinis).
Es considera el CaS com un "donant" d'H 2 S. Aquest juga un paper important en la regulació de el to o força dels vasos sanguinis, de manera que l'administració de CaS podria ser un possible remei per tractar la hipertensió.
El sulfur de calci s'ha estudiat com a possible remei per la pressió alta de el sistema cardiovascular de persones malaltes. Autor: Mohamed Hassan. Font: Pixabay.
En l'obtenció d'altres compostos
El sulfur de calci permet preparar altres compostos com ara el nitrat de calci Ca (NO 3) 2:
CaS + 2 HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + H 2 S
També s'ha utilitzat per obtenir carbonat de calci CaCO 3. Per a això es sotmet una solució aquosa de CaS a carbonatació amb CO 2:
CaS + H 2 O + CO 2 → H 2 S + CaCO 3
altres aplicacions
El sulfur de calci també s'empra com a additiu per a lubricants i com a agent de flotació en l'extracció de minerals.
Riscos
El sulfur de calci pot causar irritació de la pell, dels ulls i de l'tracte respiratori. Ha de manipular-se amb precaució i amb implements de seguretat adequats.
És un compost molt tòxic per a la vida aquàtica, pel que és perillós per a aquests ambients.
referències
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Lide, DR (editor). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 th CRC Press.
- Ropp, RC (2013). Group 16 (O, S, Se, Te) Alkaline Earth Compounds. Calcium Sulfide. In Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Recuperat de sciencedirect.com.
- Li, IF et al. (2009). Calcium sulfide (CaS), a donor of hydrogen sulfide (H (2) S): a new antihypertensive drug? Med Hypotheses, 2009 Set; 73 (3): 445-7. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- House JE and House, KA (2016). Sulfur, Selenium, and Tellurium. Ocurrence of Sulfur. In Descriptive Inorganic Chemistry (Third Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- US National Library of Medicine. (2019). Calcium sulphide. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- De Beer, M. et al. (2014). Conversion of calcium sulphide to calcium carbonate during the process of recovery of elemental sulphur from gypsum waste. Waste Manag, 2014 novembre; 34 (11): 2373-81. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.