Síran vápenatý
Síran vápenatý (CaSO4) je síranová iónová soľ. Vlastnosti látky vyplývajú zo zloženia, väzieb, geometrie a z toho, ako sa častice správajú v čistom stave alebo v roztoku.
Základné údaje
Čo hovorí vzorec
Jedna vzorcová jednotka CaSO4 obsahuje 1 × vápnik (Ca), 1 × síra (S), 4 × kyslík (O). Z relatívnych atómových hmotností vychádza molárna hmotnosť približne 136.134 g/mol. Indexy vo vzorci udávajú počet atómov; samy osebe nehovoria o nábojoch, geometrii ani stupňoch oxidácie.
Hmotnostné zastúpenie prvkov
Pri hmotnostnom pohľade prispieva najviac kyslík (O, 47.0 %). Hmotnostný podiel závisí od počtu atómov aj od ich relatívnych atómových hmotností, preto sa nedá odhadnúť iba z veľkosti indexov.
| Prvky vo vzorci | # | % m/m |
|---|---|---|
| vápnik (Ca) | 1 | 29.4 % |
| síra (S) | 1 | 23.6 % |
| kyslík (O) | 4 | 47.0 % |
Štruktúra a väzby
Síran vápenatý CaSO₄ je iónová pevná látka z Ca²⁺ a SO₄²⁻. Existuje ako bezvodý anhydrit, dihydrát CaSO₄·2H₂O známy ako sadrovec a medzistupne hydratácie; voda je v hydrátoch súčasťou kryštálu.
Pri čítaní štruktúry treba odlišovať väzby vnútri častice od síl medzi časticami. Polarita väzby, tvar molekuly, delokalizácia elektrónov alebo sieťové usporiadanie ovplyvňujú rozpustnosť, teploty fázových premien a reaktivitu rôznymi mechanizmami.
Vizualizácie R3
Chemické správanie
CaSO₄ je vo vode iba obmedzene rozpustný a vytvára rovnováhu medzi pevnou fázou a hydratovanými Ca²⁺/SO₄²⁻. Riadené odstránenie a opätovné prijatie kryštálovej vody je základom tuhnutia sadrových materiálov.
Číselné vlastnosti majú význam iba s uvedenými podmienkami. Teplota, tlak, čistota a zloženie zmesi môžu meniť skupenstvo, hustotu, rozpustnosť aj rýchlosť reakcie. Pri prchavých látkach je dôležitá aj koncentrácia pár, pri pevných látkach zasa kryštalická forma a veľkosť častíc.
Roztoky, rovnováhy a podmienky
V roztoku alebo plynnej zmesi nemusí dominovať tá istá forma ako v čistej látke. Hydratácia, asociácia, dimerizácia alebo reakcia s rozpúšťadlom môžu meniť skutočné zastúpenie chemických druhov.
Pri porovnávaní údajov treba uviesť prostredie a koncentráciu. Rovnaký sumárny vzorec nehovorí, či ide o izolované molekuly, rozsiahlu sieť, hydratovanú formu alebo rovnovážnu zmes viacerých druhov.
Použitie a význam
Používa sa v stavebníctve, sadrových výrobkoch, formách a ako minerálny materiál.
Použitie látky vychádza zo spojenia jej reaktivity, polarity, prchavosti, mechanických vlastností alebo schopnosti tvoriť ďalšie materiály. Užitočná vlastnosť v riadenom procese môže byť pri nekontrolovanej expozícii zdrojom rizika.
Bezpečnosť a správny kontext
Kompaktná látka má nízku akútnu toxicitu, ale jemný prach môže dráždiť oči a dýchacie cesty.
Bezpečnostný profil závisí od dávky, koncentrácie, skupenstva a cesty expozície. Pri plynoch a prchavých kvapalinách je kľúčové vetranie; pri prachu aj veľkosť častíc. Chemický názov sám preto nestačí na posúdenie rizika.
Dôležité porovnanie
Oproti CuSO₄ je menej rozpustný a Ca²⁺ nemá výraznú redoxnú chémiu.
Porovnanie príbuzných zlúčenín ukazuje, že malá zmena funkčnej skupiny, oxidačného stavu alebo priestorového usporiadania môže zásadne zmeniť polaritu, reaktivitu, toxicitu aj použitie.