SULFID VÁPENATÝ (CAS): STRUKTURA, VLASTNOSTI, VÝROBA, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Sulfid vápenatý je anorganický pevný prvek sestávající z vápníku (Ca) a prvek síry (S), z na chemický vzorec CaS. Je to ve vodě rozpustná, nažloutlá bílá pevná látka, která se vyskytuje v přírodě u některých sopek a některých meteoritů ve formě minerálu zvaného oldhamit.

Když CAS rozpouští ve vodě, tvoří různé sloučeniny vzhledem k sulfidu iontů S ² stává SH ^- ion a OH ^- vznikají ionty. Výsledný roztok je alkalický. Tato sloučenina se používá jako báze pro sloučeniny, které jsou luminiscenční nebo které za určitých podmínek produkují viditelné světlo. Tyto materiály se také používají ve světelných barvách.

U některých meteoritů byl nalezen síran vápenatý CaS. Autor: Родион Журавлёв. Zdroj: Pixabay.

CaS byl považován za možný lék k léčbě srdečních a cévních problémů, jako je vysoký krevní tlak nebo vysoký krevní tlak, což je nemoc, která postihuje velkou část světové populace.

Se sulfidem vápenatým lze získat další sloučeniny, jako je dusičnan vápenatý a uhličitan vápenatý. To je třeba zacházet opatrně a při styku s vlhkostí v atmosféře to může produkovat H ₂ S, který je velmi toxický.

Struktura

Sulfid vápenatý je vysoce iontová sloučenina tvořená vápenatých iontů Ca ²⁺ a sulfid iontů S ².

Krystalizuje do krychlové struktury jako kamenná sůl.

Kubická krystalická struktura sulfidu vápenatého. Žlutá = síra; bílá = vápník. Benjah-bmm27 / public domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Sulfid vápenatý

Fyzikální vlastnosti

Fyzický stav

Nažloutlá bílá krystalická pevná látka, krychlové krystaly jako krystaly chloridu sodného.

Molekulární váha

72,144 g / mol

Bod tání

2528 ° C

Hustota

2,59 g / cm ³

Rozpustnost

Rozpustný ve vodě. Nerozpustný v ethanolu.

Chemické vlastnosti

Vodný roztok

Když je rozpuštěn ve vodě, CaS se rozdělí na své ionty vápníku Ca ²⁺ a síry S ^2-. Ten ve vodě bere proton a stává se hydrosulfidovým iontem SH ^- uvolňujícím hydroxylový ion OH ^-.

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Proto jsou roztoky CaS sulfidu vápenatého zásadité (mají bazické pH) a neobsahují S ^2- ionty, ale SH ^-.

Pouze tehdy, když velké množství alkálie, jako je hydroxid sodný NaOH se přidá k roztoku činí posun rovnováhy směrem k tvorbě sulfid iontů S ².

Sulfid vápenatý se rozpustí ve vodě a vytváří další sloučeniny. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Zdroj: Pixabay.

SH ^- může vzít z vody další H ⁺ proton a vytvořit sirovodík, což je velmi toxická sloučenina.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Z tohoto důvodu, malé množství H ₂ S jsou tvořeny ve vodě a když jsou vystaveny vlhkosti v prostředí, CAS vydává nepříjemný zápach typický sirovodíku.

Sloučeniny přítomné po rozpuštění ve vodě

Výsledkem výše uvedených reakcí ve vodě je, že vznikají Ca (SH) ₂, Ca (OH) ₂ a Ca (SH) (OH).

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

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

Reakce s kyselinami

Stejné účinky, které se ve vodě, způsobují CaS se reagovat s kyselinami za vzniku H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Jiné reakce

Pokud je sirník vápenatý roztok se zahřívá se sírou, polysulfidových iontů S ₄ ^2- a S ₃ ^{2 jsou získány}.

Pokud se CaS zahřívá na suchém vzduchu nebo v čistém kyslíku, oxiduje se sloučenina na siřičitan vápenatý CaSO ₃ a poté na síran vápenatý CaSO ₄:

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

S oxidačními činidly, jako je chlorečnan draselný KClO ₃, dusičnan draselný KNO ₃ nebo oxid olovnatý PbO _2, dochází k prudkým reakcím.

Získání

Sulfid vápenatý může být připraven kalcinací (zahřátím na velmi vysokou teplotu) prvky vápník (Ca) a síra (S) v inertní atmosféře, tj. Například není přítomen žádný kyslík nebo vodní pára.

Ca + S + teplo → CaS

Lze jej také získat zahřátím síranu vápenatého CaSO ₄ s aktivním uhlím:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Nicméně, v tomto případě se nezíská čistý CaS, protože navíc reaguje s CaSO ₄ tvoří CaO a SO ₂.

CaS vzniká také spalováním uhlí.

Přítomnost v přírodě

CaS je přirozeně přítomen v minerálním oldhamitu. Je to součást některých meteoritů a je důležitý pro vědecký výzkum prováděný na sluneční soustavě.

Věří se, že Oldhamite vznikl kondenzací v mlhovině, která vznikla ze sluneční soustavy. To je také přítomné v sopkách.

Sulfid vápenatý CaS je v minerálním oldhamitu, který byl nalezen v některých meteoritech. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Kromě toho se sulfid vápenatý produkuje přirozeně redukcí CaSO ₄ (sádra), pravděpodobně v důsledku působení bakterií.

Aplikace

Ve světelných materiálech

Jedním z nejrozšířenějších použití sulfidu vápenatého je základ pro luminiscenční sloučeniny. Jsou to látky, které za určitých okolností emitují viditelné světlo.

V luminiscenčních sloučeninách CaS to působí jako báze a ke struktuře se přidávají aktivátory, jako jsou chloridy určitých prvků, jako je cer (Ce ³⁺) a europium (Eu ²⁺).

Materiál, který je výsledkem spojení CaS a aktivátoru, se používá například na obrazovkách s katodovými trubicemi, které tvoří staré obrazovky počítačů nebo počítačů nebo staré televizory.

Staré počítačové monitory měly zkumavky s katodovým paprskem, ve kterých se někdy používají luminiscenční sloučeniny sulfidu vápenatého a aktivátory. Autor: Andreas160578. Zdroj: Pixabay.

Používají se také v běžných světelných emisních diodách nebo LED (světelných diodách).

LED lampa. Některé mohou obsahovat luminiscenční sloučeniny sulfidu vápenatého. Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Převzato APPER (na základě nároků na autorská práva). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Zdroj: Wikimedia Commons.

Tyto materiály se také používají ve světelných barvách a lacích.

V medicíně

Sulfid vápenatý byl v lékařských vědeckých studiích považován za lék k léčbě vysokého krevního tlaku (vysoký tlak v tepnách). Toto je onemocnění, které ovlivňuje kardiovaskulární systém mnoha lidí (srdce a cévy).

CaS je považován za „dárce“ H ₂ S. To hraje důležitou roli v regulaci tón nebo sílu krevních cév, takže podávání CaS by mohlo být možné prostředek k léčbě hypertenze.

Sulfid vápenatý byl studován jako možný lék na vysoký krevní tlak v kardiovaskulárním systému u nemocných. Autor: Mohamed Hassan. Zdroj: Pixabay.

Při získávání dalších sloučenin

Sulfid vápenatý umožňuje přípravu dalších sloučenin, jako je dusičnan vápenatý Ca (NO ₃) ₂:

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃) ₂ + H ₂ S

Bylo také použít k získání uhličitanu vápenatého CaCO ₃. K tomu, vodný roztok CaS se podrobí karbonataci s CO ₂:

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Další aplikace

Sulfid vápenatý se také používá jako mazací aditivum a jako flotační činidlo při extrakci minerálů.

Rizika

Sulfid vápenatý může způsobit podráždění kůže, očí a dýchacích cest. S ním se musí zacházet opatrně as odpovídajícím bezpečnostním vybavením.

Je to velmi toxická sloučenina pro vodní život, takže je pro tato prostředí nebezpečná.

Reference

1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
2. Lide, DR (editor). (2005). CRC Příručka chemie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Skupina 16 (O, S, Se, Te), sloučeniny alkalických zemin. Sulfid vápenatý. V encyklopedii sloučenin alkalických zemin. Obnoveno z sciposedirect.com.
4. Li, YF a kol. (2009). Sulfid vápenatý (CaS), dárce sirovodíku (H (2) S): nové antihypertenzivum? Med Hypotheses, 9. září 2009; 73 (3): 445-7. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Dům JE a dům, KA (2016). Síra, selen a tellur. Výskyt síry. V deskriptivní anorganické chemii (3. vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Sulfid vápenatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. a kol. (2014). Konverze sulfidu vápenatého na uhličitan vápenatý během procesu získávání elementární síry z odpadů ze sádry. Waste Manag, 2014 Nov; 34 (11): 2373-81. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.