SULFID VÁPENATÝ (CAS): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, VÝROBA, POUŽITIE - CHÉMIA - 2026

Sulfid vápenatý je anorganický pevný prvok pozostávajúci z vápnika (Ca) a prvok síry (S), z na chemický vzorec CAS. Je to vo vode rozpustná žltkastobiela tuhá látka, ktorá sa v prírode vyskytuje v niektorých sopkách a niektorých meteoritoch vo forme minerálu nazývaného oldhamit.

Keď CAS rozpúšťa vo vode, tvoria rôzne zlúčeniny vzhľadom k sulfidu iónov S ² stáva SH ^- ion a OH ^- vznikajú ióny . Výsledný roztok je zásaditý. Táto zlúčenina sa používa ako báza pre zlúčeniny, ktoré sú luminiscenčné alebo ktoré za určitých podmienok produkujú viditeľné svetlo. Tieto materiály sa tiež používajú vo svetelných farbách.

Sulfid vápenatý CaS sa našiel v niektorých meteoritoch. Autor: Родион Журавлёв. Zdroj: Pixabay.

CaS sa považuje za možný liek na liečbu problémov so srdcom a krvnými cievami, ako je hypertenzia alebo vysoký krvný tlak, čo je ochorenie postihujúce veľkú časť svetovej populácie.

Sírnikom vápenatým je možné získať ďalšie zlúčeniny, ako je dusičnan vápenatý a uhličitan vápenatý. To je potrebné zaobchádzať opatrne a pri kontakte s vlhkosťou v atmosfére to môže produkovať H ₂ S, ktorý je veľmi toxický.

štruktúra

Sulfid vápenatý je vysoko iónová zlúčenina tvorená vápnikovým iónom Ca2 ⁺ a sulfidovým iónom ^S2- .

Kryštalizuje do kubickej štruktúry ako kamenná soľ.

Kubická kryštalická štruktúra sulfidu vápenatého. Žltá = síra; biela = vápnik. Benjah-bmm27 / verejné vlastníctvo. Zdroj: Wikimedia Commons.

názvoslovie

• Sulfid vápenatý

Fyzikálne vlastnosti

Fyzický stav

Nažltlá biela kryštalická tuhá látka, kryštalické kryštály podobné kryštálom chloridu sodného.

Molekulová hmotnosť

72,144 g / mol

Bod topenia

2528 ° C

Hustota

2,59 g / cm ³

rozpustnosť

Rozpustný vo vode. Nerozpustný v etanole.

Chemické vlastnosti

Vodný roztok

Keď sa rozpustí vo vode, CaS sa separuje na svoje vápnikové Ca2 ⁺ a síru S ^2- ióny . Ten vo vode berie protón a stáva sa hydrosulfidovým iónom SH ^- uvoľňujúcim hydroxylový ión OH ^- .

S ² + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Preto sú roztoky CaS sulfidu vápenatého zásadité (majú zásadité pH) a neobsahujú S2 ^- ióny, ale SH ^- .

K rovnovážnemu posunu smerom k tvorbe iónov S ^- sulfidu dochádza iba vtedy, keď sa k roztoku pridá veľké množstvo zásady, ako je hydroxid sodný NaOH .

Sulfid vápenatý sa rozpúšťa vo vode a vytvára ďalšie zlúčeniny. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Zdroj: Pixabay.

SH ^- môže z vody vziať ďalší H ⁺ protón a vytvoriť sírovodík, čo je veľmi toxická zlúčenina.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Z tohto dôvodu, malé množstvo H ₂ S sú tvorené vo vode a, keď sú vystavené vlhkosti v prostredí, CAS vydáva nepríjemný zápach typický sírovodíka.

Zlúčeniny prítomné po rozpustení vo vode

Výsledkom vyššie uvedených reakcií vo vode je, že sa tvoria Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ a Ca (SH) (OH).

Čas + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

Ca (SH) (OH) + H ₂ O → Ca (OH) ₂ + H ₂ S

Reakcia s kyselinami

Rovnaké účinky, ktoré sa vo vode, spôsobujú Čas sa reagovať s kyselinami za vzniku H ₂ S.

Čas + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Iné reakcie

Ak je sírnik vápenatý roztok sa zahrieva so sírou, polysulfidových iónov S ₄ ^2- a S ₃ ^{2 sú získané} .

Ak sa CaS zahrieva na suchom vzduchu alebo v čistom kyslíku, zlúčenina sa oxiduje na síran vápenatý CaSO ₃ a potom na síran vápenatý CaSO ₄ :

2 ČAS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

S okysličovadlami, ako je chlorečnan draselný KClO ₃ , dusičnanu draselného KNO ₃ alebo oxid olovičitý PbO ₂ dochádza búrlivé reakcie.

získanie

Sulfid vápenatý sa môže pripraviť kalcináciou (zahriatím na veľmi vysokú teplotu) prvky vápnik (Ca) a síra (S) v inertnej atmosfére, to znamená, že napríklad nie je prítomný žiadny kyslík alebo vodná para.

Ca + S + teplo → CaS

To môže tiež byť získaný síranu kúrenie vápenatého CaSO ₄ s aktívnym uhlím:

CaSO ₄ + 2 C → Čas + 2 CO ₂

Avšak, v tomto prípade sa nezíska čistý čas, pretože navyše reaguje s CaSO ₄ tvorí CaO a SO ₂ .

CaS sa vytvára aj spaľovaním uhlia.

Prítomnosť v prírode

CaS je prirodzene prítomný v minerálnom Oldhamite. Je súčasťou niektorých meteoritov a je dôležitý pre vedecký výskum v oblasti slnečnej sústavy.

Verí sa, že Oldhamit vznikol kondenzáciou v hmlovine, ktorá vznikla zo slnečnej sústavy. Vyskytuje sa tiež v sopkách.

Sulfid vápenatý CaS je v minerálnom Oldhamite, ktorý sa našiel v niektorých meteoritoch. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Okrem toho, sulfid vápenatý je produkovaný prirodzene redukciou CaSO ₄ (sadra), pravdepodobne v dôsledku pôsobenia baktérií.

aplikácia

V svetelných materiáloch

Jedným z najrozšírenejších použití sulfidu vápenatého je základ pre luminiscenčné zlúčeniny. Sú to látky, ktoré za určitých okolností vyžarujú viditeľné svetlo.

V luminiscenčných zlúčeninách CaS to pôsobí ako báza a do štruktúry sa pridávajú aktivátory, ako sú chloridy určitých prvkov, ako napríklad cér (Ce ³⁺ ) a europium (Eu ²⁺ ).

Materiál, ktorý je výsledkom spojenia CaS a aktivátora, sa používa napríklad na obrazovkách obrazoviek, ktoré tvoria staré obrazovky počítačov alebo počítačov alebo staré televízory.

Staré počítačové monitory mali katódové trubice, v ktorých sa niekedy používajú luminiscenčné zlúčeniny sulfidu vápenatého a aktivátory. Autor: Andreas160578. Zdroj: Pixabay.

Používajú sa aj v bežných svetelných diódach alebo v LED diódach.

LED lampa. Niektoré môžu obsahovať luminiscenčné zlúčeniny sulfidu vápenatého. Nebol poskytnutý žiadny strojovo čitateľný autor. Predpokladá sa APPER (na základe nárokov na autorské práva). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Zdroj: Wikimedia Commons.

Tieto materiály sa tiež používajú vo svetelných farbách a lakoch.

V medicíne

Sulfid vápenatý sa v lekárskych vedeckých štúdiách považuje za liek na liečbu vysokého krvného tlaku (vysoký tlak v artériách). Toto ochorenie ovplyvňuje kardiovaskulárny systém mnohých ľudí (srdca a krvných ciev).

Čas je považovaný za "darcu" H ₂ S. To zohráva dôležitú úlohu v regulácii tón alebo silu krvných ciev, takže podávanie čas by mohlo byť možné prostriedok na liečbu hypertenzie.

Sulfid vápenatý sa študoval ako možný liek na vysoký krvný tlak v kardiovaskulárnom systéme u chorých. Autor: Mohamed Hassan. Zdroj: Pixabay.

Pri získavaní ďalších zlúčenín

Sulfid vápenatý umožňuje pripraviť ďalšie zlúčeniny, ako je dusičnan vápenatý Ca (NO ₃ ) ₂ :

Čas + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

Bolo tiež použiť na získanie uhličitanu vápenatého CaCO ₃ . K tomu, vodný roztok Čas sa podrobí karbonatácii s CO ₂ :

Čas + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Ďalšie aplikácie

Sulfid vápenatý sa tiež používa ako lubrikačná prísada a ako flotačné činidlo pri extrakcii minerálov.

riziká

Sulfid vápenatý môže spôsobiť podráždenie pokožky, očí a dýchacích ciest. S ním sa musí zaobchádzať opatrne as primeraným bezpečnostným vybavením.

Je to veľmi toxická zlúčenina pre vodné organizmy, takže je pre tieto prostredia nebezpečná.

Referencie

1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Štvrté vydanie. John Wiley a synovia.
2. Lide, DR (editor). (2005). CRC Príručka chémie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Zlúčeniny alkalických zemín zo skupiny 16 (O, S, Se, Te). Sulfid vápenatý. V encyklopédii zlúčenín alkalických zemín. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
4. Li, YF a kol. (2009). Sulfid vápenatý (CaS), darca sírovodíka (H (2) S): nové antihypertenzívum? Med Hypotheses, 9. sep; 73 (3): 445-7. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Dom JE a dom, KA (2016). Síra, selén a telúr. Výskyt síry. In Descriptive Anorganická chémia (3. vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
6. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Sulfid vápenatý. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. a kol. (2014). Konverzia sulfidu vápenatého na uhličitan vápenatý počas procesu získavania elementárnej síry z odpadov zo sadry. Odpadové hospodárstvo, 2014 november; 34 (11): 2373-81. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.