Kalcijev sulfat
Kalcijev sulfat (CaSO4) je sulfatna ionska sol. Svojstva proizlaze iz sastava, veza, geometrije i ponašanja čestica u čistoj tvari ili otopini.
Osnovni podaci
Što govori formula
Jedna formulna jedinka CaSO4 sadrži 1 × kalcij (Ca), 1 × sumpor (S), 4 × kisik (O). Iz relativnih atomskih masa dobiva se molarna masa približno 136.134 g/mol. Indeksi označuju broj atoma; sami ne određuju naboje, geometriju ni oksidacijska stanja.
Maseni udjeli elemenata
Po masi najveći doprinos daje kisik (O, 47.0 %). Maseni udio ovisi i o broju atoma i o relativnim atomskim masama, pa se ne može zaključiti samo iz indeksa u formuli.
| Elementi u formuli | # | % m/m |
|---|---|---|
| kalcij (Ca) | 1 | 29.4 % |
| sumpor (S) | 1 | 23.6 % |
| kisik (O) | 4 | 47.0 % |
Građa i kemijske veze
Kalcijev sulfat CaSO₄ ionska je čvrsta tvar od Ca²⁺ i SO₄²⁻. Postoji kao bezvodni anhidrit, dihidrat CaSO₄·2H₂O poznat kao gips i prijelazni hidratizirani oblici; voda je u hidratima dio kristala.
Pri tumačenju građe treba razlikovati veze unutar čestice od sila među česticama. Polarnost veze, oblik molekule, delokalizacija elektrona ili mrežasta struktura na različite načine određuju topljivost, fazne prijelaze i reaktivnost.
R3 prikazi
Kemijsko ponašanje
CaSO₄ je u vodi samo ograničeno topljiv i uspostavlja ravnotežu između čvrste faze i hidratiziranih Ca²⁺/SO₄²⁻. Kontrolirano uklanjanje i ponovno vezanje kristalne vode temelj je stvrdnjavanja gipsanih materijala.
Brojčana svojstva imaju smisla samo uz navedene uvjete. Temperatura, tlak, čistoća i sastav smjese mogu mijenjati agregatno stanje, gustoću, topljivost i brzinu reakcije. Kod hlapljivih tvari važna je i koncentracija para, a kod čvrstih kristalni oblik i veličina čestica.
Otopine, ravnoteže i uvjeti
U otopini ili plinskoj smjesi ne mora prevladavati isti oblik kao u čistoj tvari. Hidratacija, asocijacija, dimerizacija ili reakcija s otapalom mogu promijeniti stvarnu raspodjelu kemijskih vrsta.
Pri usporedbi podataka zato treba navesti medij i koncentraciju. Ista sumarna formula ne govori jesu li prisutne odvojene molekule, opsežna mreža, hidratizirani oblik ili ravnotežna smjesa više vrsta.
Primjena i značenje
Koristi se u graditeljstvu, gipsanim proizvodima, kalupima i kao mineralni materijal.
Primjena tvari proizlazi iz kombinacije reaktivnosti, polarnosti, hlapljivosti, mehaničkih svojstava ili sposobnosti stvaranja drugih materijala. Korisno svojstvo u kontroliranom procesu može pri nekontroliranom izlaganju postati izvor rizika.
Sigurnost i pravilan kontekst
Kompaktna tvar ima malu akutnu toksičnost, ali fina prašina može nadraživati oči i dišne putove.
Sigurnosni profil ovisi o dozi, koncentraciji, agregatnom stanju i putu izlaganja. Kod plinova i hlapljivih tekućina ključno je prozračivanje, a kod prašina i veličina čestica. Sam kemijski naziv zato nije dovoljan za procjenu rizika.
Važna usporedba
U odnosu na CuSO₄ slabije je topljiv, a Ca²⁺ nema izraženu redoks kemiju.
Usporedba srodnih spojeva pokazuje da mala promjena funkcionalne skupine, oksidacijskog stanja ili prostorne građe može snažno promijeniti polarnost, reaktivnost, toksičnost i primjenu.