Kalcijev sulfat
Kalcijev sulfat (CaSO4) je sulfatna ionska sol. Lastnosti izhajajo iz sestave, vezi, geometrije ter iz obnašanja delcev v čisti snovi in v raztopini.
Osnovni podatki
Kaj pove formula
Ena formulna enota CaSO4 vsebuje 1 × kalcij (Ca), 1 × žveplo (S), 4 × kisik (O). Iz relativnih atomskih mas dobimo molsko maso približno 136.134 g/mol. Indeksi pomenijo število atomov; sami ne določajo naboja, geometrije ali oksidacijskega stanja.
Masni deleži elementov
Po masi največ prispeva kisik (O, 47.0 %). Masni delež je odvisen od števila atomov in njihovih relativnih atomskih mas, zato ga ne moremo sklepati samo iz indeksov v formuli.
| Elementi v formuli | # | % m/m |
|---|---|---|
| kalcij (Ca) | 1 | 29.4 % |
| žveplo (S) | 1 | 23.6 % |
| kisik (O) | 4 | 47.0 % |
Zgradba in vezi
Kalcijev sulfat CaSO₄ je ionska trdna snov iz Ca²⁺ in SO₄²⁻. Obstaja kot brezvodni anhidrit, dihidrat CaSO₄·2H₂O, znan kot sadra, in vmesne hidratirane oblike; voda je v hidratih del kristala.
Pri razlagi zgradbe moramo ločiti vezi znotraj delca od sil med delci. Polarnost vezi, oblika molekule, delokalizacija elektronov ali mrežna zgradba vplivajo na topnost, fazne prehode in reaktivnost po različnih mehanizmih.
Prikazi R3
Kemijsko obnašanje
CaSO₄ je v vodi le omejeno topen in vzpostavi ravnotežje med trdno fazo ter hidratiranimi Ca²⁺/SO₄²⁻. Nadzorovano odstranjevanje in ponovno vezanje kristalne vode je osnova strjevanja mavčnih materialov.
Številčne lastnosti imajo pomen le skupaj s pogoji. Temperatura, tlak, čistost in sestava zmesi lahko spreminjajo agregatno stanje, gostoto, topnost in hitrost reakcij. Pri hlapnih snoveh je pomembna tudi koncentracija hlapov, pri trdnih pa kristalna oblika in velikost delcev.
Raztopine, ravnotežja in pogoji
V raztopini ali plinski zmesi ni nujno, da prevladuje ista oblika kot v čisti snovi. Hidratacija, asociacija, dimerizacija ali reakcija s topilom lahko spremenijo dejansko porazdelitev kemijskih vrst.
Pri primerjavi podatkov moramo navesti okolje in koncentracijo. Ista sumarna formula ne pove, ali imamo ločene molekule, razsežno mrežo, hidratirano obliko ali ravnotežno zmes več vrst.
Uporaba in pomen
Uporablja se v gradbeništvu, mavčnih izdelkih, kalupih in kot mineralni material.
Uporaba snovi izhaja iz kombinacije reaktivnosti, polarnosti, hlapnosti, mehanskih lastnosti ali sposobnosti tvorbe drugih materialov. Koristna lastnost v nadzorovanem procesu je lahko pri nenadzorovani izpostavitvi vir tveganja.
Varnost in pravilen kontekst
Kompaktna snov ima majhno akutno toksičnost, vendar lahko fini prah draži oči in dihala.
Varnostni profil je odvisen od odmerka, koncentracije, agregatnega stanja in poti izpostavitve. Pri plinih in hlapnih tekočinah je ključno prezračevanje, pri prahu pa tudi velikost delcev. Samo kemijsko ime zato ne zadošča za oceno tveganja.
Pomembna primerjava
V primerjavi s CuSO₄ je manj topen, Ca²⁺ pa nima izrazite redoks kemije.
Primerjava sorodnih spojin pokaže, da lahko majhna sprememba funkcionalne skupine, oksidacijskega stanja ali prostorske zgradbe močno spremeni polarnost, reaktivnost, toksičnost in uporabo.