Kalcium-szulfid

Kalcium-szulfid
A cikk szemléltető képe Kalcium-szulfid
Azonosítás
IUPAC név kalcium-szulfid
Szinonimák

Kalcium-monoszulfid
Hepar
mész-szulfid
Oldhamit

N o CAS 20548-54-3
N o ECHA 100 039 869
N o EC 243-873-5
PubChem 30182
Megjelenés higroszkópos fehér kristályok
Kémiai tulajdonságok
Brute formula Ez S
Moláris tömeg 72,143 ± 0,009  g / mol
Ca 55,55%, S 44,45%,
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió 2525  ° C
Oldékonyság etanolban
oldhatatlan vízben alig oldódik , savakkal reagál
Térfogat 2,59  g · cm -3
Kristályográfia
Kristály rendszer kocka alakú
Pearson szimbólum
Kristályosztály vagy űrcsoport Fm 3 m (n ° 225)
Tipikus szerkezet NaCl
Optikai tulajdonságok
Törésmutató 2.137
Óvintézkedések
67/548 / EGK irányelv
Izgató
Xi Maró
VS Környezetre veszélyes
NEM Jelképek  :
Xi  : Irritatív
C  : Maró
N  : Környezetre veszélyes

R mondatok  :
R31  : Savakkal érintkezve mérgező gázok képződnek.
R50  : Nagyon mérgező a vízi szervezetekre.
R36 / 37/38  : Irritálja a szemet, a légzőrendszert és a bőrt.

S-mondatok  :
S2  : Gyermekektől elzárva tartandó.
S28  : A bőrrel való érintkezés után azonnal és alaposan mossuk le (megfelelő termékeket a gyártó jelzi).
S61  : Kerülje a környezetbe jutást . Olvassa el a speciális utasításokat / biztonsági adatlapot.

R-mondatok  :  31, 36/37/38, 50,
S-mondatok  :  2, 28, 61,
Kapcsolódó vegyületek
Egyéb kationok Magnézium-
szulfid Stroncium-
szulfid Bárium-szulfid
Egyéb anionok Kalcium-oxid
Egység SI és STP hiányában.

A kalcium-szulfid a kémiai vegyület a tapasztalati képlete CaS. Ez a fehér só köbös rendszerben kristályosodik, mint az asztali só (NaCl). Kalcium-szulfid vizsgáltuk, mint egy folyamat része, hogy újra a gipsz (CaSO 4 ) vagy egy terméket a kéntelenítő a gáz égési . Azt is tanulmányozták, mint a Leblanc-folyamat maradványait, amely lehetővé teszi nátrium-karbonát nyerését tengeri sóból. Mint sok sók tartalmazó szulfid ionok , S 2- , kalcium-szulfid egy záptojás szaga miatt a hidrogén-szulfid , H 2 S, eredő hidrolízise a vegyület.

Atomi szerkezetét tekintve a CaS ugyanolyan mintával kristályosodik, mint a nátrium-klorid, jelezve, hogy a vegyületben a kötések erősen ionosak . A vízmentes vegyület magas olvadáspontja (2525 ° C) összhangban van egy ionos szilárd anyaggal is . A kristály, minden szulfidion körül egy oktaéder hat kalcium kationok , Ca 2+ és fordítva egyes Ca 2+ középpontjában egy oktaéder 6 S 2- ionok.

Termelés

A kalcium-szulfidot a kalcium-szulfát karbotermális redukciójával állítják elő, egyidejűleg a szén ( szén ) szén-dioxidban történő oxidációjával együtt  :

CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2

és egy mellékreakció , amely mészt és kén-dioxidot termel  :

3 CaSO 4 + CaS → 4 CaO + 4 SO 2

A nátrium-szulfát termokémiai redukcióján alapuló Leblanc-folyamat két reakciója azonban lehetővé teszi ennek a korlátnak a leküzdését:

Na 2 SO 4 + 2 C → Na 2 S + 2 CO 2Na 2 S + CaCO 3 → CaS + Na 2 CO 3

Mivel a Leblanc-eljárással előállított kalcium-szulfid CaS nem nyerhető vissza, millió tonna nagyon lúgos kalcium-szulfid kibocsátása a környezetbe régóta óriási szennyező forrást jelent, mivel a szulfid-anion nagyon bázikus.

Reakciókészség és felhasználások

Hidrolízis vizes oldatban

A kalcium-szulfid vízzel és nedvességgel érintkezve hidrolizálva kalcium-hidrogén- szulfid és mész (Ca (HS) 2 , Ca (OH) 2 és Ca (HS) (OH)), valamint hidrogén-szulfid (H 2 S) keverékét kapja . :

CaS + H 2 O → Ca (HS) (OH)Ca (HS) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S

Nantes zabkása

A mésztej , Ca (OH) 2 feloldunk telítésig H 2 O, reagál a elemi kén , így kénezett mész, mészkénlé , amelynek felhasználásával a rovarirtó . Ez a reakció magában foglalja az elemi kén lúgos körülmények közötti aránytalanságát szulfidionokká (S 2– ) és szulfitionokká (SO 3 2– ).

A Nantes-keverék előállításakor előforduló kén aránytalanságát leíró reakciók közül a legegyszerűbb a következő:

3 S 2 + 6 Ca (OH) 2 → 4 CaS + 2 CaSO 3 + 6 H 2 O

Hajjatie és mtsai. (2006) más sztöchiometriai kémiai egyenleteket is javasol , amelyek leírhatják a kén aránytalanságát olyan nagyon lúgos körülmények között is, mint például a mész . Az egyik reakciójuk redukált és oxidált dimer kénfajok kialakulásához a következő:

3 S 2 + 3 Ca (OH) 2 → 2 CaS 2 + CaS 2 O 3 + 3 H 2 O

ahol az S 2 2– faj megfelel a diszulfid- anionnak - S - S - ( a 2 kénatom között kovalens kötéssel ), mint a piritben (FeS 2 ), a Fe (II) diszulfidjában is. Az S 2 O 3 2– faj a tioszulfát .

A szulfidok kifejezetten hajlamosak összefűzni poliszulfidokat képezni .

A hatóanyag feltehetően nem jegyzett kalcium- poliszulfid .

Egyéb felhasználások

A homeopátia , Hepar Sulfuris Calcareum gyakrabban nevezik Hepar kén, amely eredményeket a vörös eldörzsölés keverékéből kén és osztriga kagyló gazdag CaCO 3 és szerves anyag (redukálószer), elsősorban tartalmaz szulfid és poliszulfidok kalcium.

A kalcium-szulfid foszforeszkáló és a fényforrásból való eltávolítása után akár egy órán keresztül vérvörösen izzik.

Maró jelleg

A kalcium-szulfid nagyon maró hatású a fémekre, mivel minden szulfidhoz hasonlóan feszültségkorróziót produkál, és a levegőben is könnyen oxidálódik , így tioszulfátokat kap, S 2 O 3 2–felelős a mélyedések korróziós problémáért . Mint minden redukált kénfaj, ez is súlyos korróziós károkat okozhat.

Természetes előfordulás

Az oldhamit a CaS ásványtani formájának neve. Egyes meteoritok ritka alkotóeleme, amely fontos a napköd megértéséhez . A szénmaradványok magas hőmérsékletre juttatása szintén előállíthatja ezt az ásványi anyagot.

használat

A kalcium-szulfid felhasználásai közül különösen a következőket kell megemlíteni:

Megjegyzések

  1. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
  2. (in) Christian Thieme, "Nátrium-karbonát" a Ullmann Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim, Wiley-VCH,2000( ISBN  978-3527306732 , DOI  10.1002 / 14356007.a24_299 )
  3. David M. Kiefer : „  Az alkáliról volt szó  ”, a mai vegyész munka közben , vol.  11, n o  1,2002. január, P.  45–6 ( online olvasás )
  4. „  Eljárás előre kifizetett kalcium-tioszulfát oldat  ” (hozzáférhető a 1 -jén május 2020 )
  5. Hajjatie MM, III HCK, Aspengren MD, Clarkson MP, Lockhart CLF (2006). A kalcium-hidroxid kénnel történő szulfidálása kalcium-poliszulfid képződéséhez, lehűlés oxidációra, szűrés tiszta koncentrátum tisztaságú termék előállításához; melléktermék-gátlás, hatékonyság; opcionális kiindulási anyag kalcium-oxid. Szabadalom # US6984368 B2. Letöltve 2014. október 16-án a http://www.google.com/patents/US6984368 webhelyről .
  6. Holleman, AF; Wiberg, E. "Szervetlen kémia" Academic Press: San Diego, 2001. ( ISBN  0-12-352651-5 ) .
  7. "  Piros fény a sötét porban - kalcium-szulfid  "
  8. https://www.mindat.org/min-2970.html
  9. https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  10. Ł. Kruszewski „  Oldhamite-periklász-portiandit-fluorit szerelés és együttélésre ásványok égetett lerakó Siemianowice Śląskie-Dąbrówka Wielka terület (Felső-Szilézia, Lengyelország) - előzetes jelentés  ”, mineralogia Polonica - Speciális papírok , vol.  28,2006. január, P.  118–120 ( online olvasás )
  11. A mérnök technikája