Canxi sunfat

Dữ liệu cơ bản

Công thức cho biết điều gì

Một đơn vị công thức CaSO4 chứa 1 × canxi (Ca), 1 × lưu huỳnh (S), 4 × oxi (O). Từ khối lượng nguyên tử tương đối, khối lượng mol xấp xỉ 136.134 g/mol. Chỉ số trong công thức cho biết số nguyên tử, không tự nó cho biết điện tích, số oxi hóa hay hình học.

Phần trăm khối lượng nguyên tố

Xét theo khối lượng, thành phần đóng góp lớn nhất là oxi (O, 47.0 %). Phần trăm khối lượng phụ thuộc đồng thời vào số nguyên tử và khối lượng nguyên tử tương đối, nên không thể suy ra chỉ từ các chỉ số.

Cấu trúc và liên kết

Canxi sunfat CaSO₄ là chất rắn ion gồm Ca²⁺ và SO₄²⁻; ngoài dạng khan còn có đihiđrat CaSO₄·2H₂O là thạch cao và dạng hemihiđrat rất quan trọng. Mức độ hiđrat hóa ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc tinh thể, khối lượng riêng và khả năng đông cứng của vật liệu.

Cần phân biệt liên kết bên trong phân tử hoặc ion với lực tương tác giữa các tiểu phân. Độ phân cực của liên kết, hình học phân tử, sự phân bố điện tích và khả năng tạo liên kết hiđro hay tương tác ion chi phối độ tan, nhiệt độ chuyển pha và tính phản ứng theo những cơ chế khác nhau.

Hình minh họa R3

Tính chất hóa học

CaSO₄ có độ tan thấp nhưng không hoàn toàn không tan, với cân bằng CaSO₄(s) ⇌ Ca²⁺ + SO₄²⁻. Khi đun nóng, đihiđrat mất nước theo từng bước; thêm nước trở lại hemihiđrat làm vật liệu tái kết tinh và đóng rắn, là cơ sở của thạch cao xây dựng.

Các giá trị tính chất chỉ có ý nghĩa khi gắn với điều kiện đo. Nhiệt độ, áp suất, nồng độ, độ tinh khiết, dạng tinh thể hoặc dung môi có thể làm thay đổi khối lượng riêng, độ tan, trạng thái pha và tốc độ phản ứng. Vì vậy một giá trị đại diện là điểm tham chiếu, không phải hằng số bất biến trong mọi điều kiện.

Dung dịch, cân bằng và điều kiện

Trong dung dịch nước, không nhất thiết chỉ tồn tại đúng dạng tiểu phân như trong chất tinh khiết. Sự hiđrat hóa, cân bằng axit–bazơ, sự kết hợp, phân li hoặc thủy phân có thể làm thay đổi tỉ lệ các dạng hóa học thực sự có mặt.

Khi nồng độ hoặc pH thay đổi, vị trí cân bằng và tốc độ phản ứng cũng có thể thay đổi. Vì vậy khi mô tả tính chất của một chất cần nêu rõ môi trường; công thức hóa học cho biết thành phần nhưng không đại diện cho mọi dạng hóa học trong dung dịch.

Ứng dụng và ý nghĩa

CaSO₄ được dùng trong tấm thạch cao, khuôn đúc, xi măng và vật liệu cố định y tế.

Ứng dụng của một chất xuất phát từ sự kết hợp giữa tính phản ứng, độ tan, độ bay hơi, tính chất nhiệt và tương tác với hệ sinh học. Một tính chất có thể hữu ích trong quy trình được kiểm soát nhưng lại trở thành nguồn rủi ro khi điều kiện sử dụng thay đổi.

An toàn và ngữ cảnh đúng

Cần hạn chế hít nhiều bụi và chú ý nhiệt phát ra khi các dạng đã nung được trộn lại với nước.

Không thể đánh giá an toàn chỉ từ tên chất. Cần xét lượng, nồng độ, nhiệt độ, đường phơi nhiễm, thông gió và khả năng tương thích với các chất khác, đồng thời dùng dữ liệu an toàn phù hợp với sản phẩm hoặc điều kiện thí nghiệm thực tế.

So sánh quan trọng

So với CuSO₄, CaSO₄ kém tan hơn và không có màu mạnh hay hóa học tạo phức đặc trưng của ion kim loại chuyển tiếp.

Hai chất có công thức gần giống hoặc có chung nguyên tố vẫn có thể khác mạnh về tính chất nếu cách liên kết, hình học, điện tích hoặc nhóm chức thay đổi. Khi so sánh cần nhìn cả điểm giống lẫn khác biệt cấu trúc tạo ra hành vi hóa học khác nhau.

Các nguyên tố trong công thức