KALCIJEV SULFID (CAS): STRUKTURA, SVOJSTVA, PROIZVODNJA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Kalcij sulfid anorganska krutina je element koji se sastoji od kalcija (Ca) i elementa sumpor (S), u za kemijske formule CaS. To je u vodi topljiva, žućkasto-bijela kruta tvar, koja se nalazi u prirodi kod nekih vulkana i u nekim meteoritima u obliku minerala koji se zove oldhamit.

Kad se CaS otopi u vodi, tvore razni spojevi zbog sulfidnog iona S ^{2- koji} postaje SH ^- ion i OH ^- ioni. Rezultirajuća otopina je alkalna. Ovaj spoj koristi se kao baza za spojeve koji su svjetlucavi ili koji pod određenim uvjetima stvaraju vidljivu svjetlost. Ti se materijali također koriste u svijetlim bojama.

Kalcijev sulfid CaS pronađen je u nekim meteoritima. Autor: Rodion Žuravlëv. Izvor: Pixabay.

CaS je smatran mogućim lijekom za liječenje problema sa srcem i krvnim žilama poput hipertenzije ili visokog krvnog tlaka, što je bolest koja pogađa veliki dio svjetske populacije.

S kalcijevim sulfidom mogu se dobiti drugi spojevi poput kalcijevog nitrata i kalcijevog karbonata. To mora se rukovati s oprezom iu dodiru s vlagom iz atmosfere se može proizvesti, H ₂ S, koji je vrlo otrovan.

Struktura

Kalcijev sulfid je visoko ionski spoj koji tvori kalcijev ion Ca ²⁺ i sulfidni ion S ^2-.

Kristalizira se u kubičnu strukturu poput kamene soli.

Kubična kristalna struktura kalcijevog sulfida. Žuta = sumpor; bijeli = kalcij. Benjah-bmm27 / Javna domena. Izvor: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Kalcijev sulfid

Fizička svojstva

Psihičko stanje

Žućkasto bijeli kristalni čvrsti, kubni kristali poput natrijevog klorida.

Molekularna težina

72.144 g / mol

Talište

2528 ºC

Gustoća

2,59 g / cm ³

Topljivost

Topiv u vodi. Netopljivo u etanolu.

Kemijska svojstva

Vodena otopina

Kada se otopi u vodi, CaS odvaja na kalcij Ca ²⁺ i sumpor S ^2- ione. Potonji u vodi uzima proton i postaje hidrosulfidni ion SH ^- oslobađajući hidroksil ion OH ^-.

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Stoga su otopine CaS kalcijevog sulfida alkalne (imaju bazični pH) i nemaju S ^2- ione, nego SH ^-.

Samo kada se doda velika količina lužine poput natrij hidroksida NaOH u otopinu radi ravnoteže pomak prema formiranju S ^2- sulfida iona.

Kalcijev sulfid se otapa u vodi, tvoreći druge spojeve. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Izvor: Pixabay.

SH ^- može uzeti drugi H ⁺ proton iz vode, stvarajući vodikov sulfid, koji je vrlo toksičan spoj.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Iz tog razloga, male količine H ₂ S nastaju u vodi i, kada je izložen vlazi u okolini, CAS ispušta neugodan miris tipičan sumporovodika.

Spojevi prisutni kada su otopljeni u vodi

Rezultat gore navedenih reakcija u vodi je da nastaju Ca (SH) ₂, Ca (OH) ₂ i Ca (SH) (OH).

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

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

Reakcija s kiselinama

Iste reakcije koje se javljaju u vodi uzrok CaS reagirati s kiselinama, tvoriti H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Ostale reakcije

Ako kalcij sulfid otopina se zagrijava sa sumporom, a ioni polisulfid S ₄ ^2- i S ₃ ^{dobije se 2-}.

Ako se CaS zagrijava na suhom zraku ili u čistom kisiku, spoj oksidira u kalcijev sulfit CaSO _3, a zatim u kalcijev sulfat CaSO ₄:

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Sa sredstvima za oksidaciju, kao što su kalijev klorat KClO ₃, kalijev nitrat kno ₃ ili olovo dioksid PbO ₂ nasilni reakcije odvijaju.

dobivanje

Kalcijev sulfid može se pripremiti kalciniranjem (zagrijavanjem na vrlo visoku temperaturu) elementima kalcijem (Ca) i sumporom (S) u inertnoj atmosferi, odnosno, na primjer, nema kisika ili vodene pare.

Ca + S + toplina → CaS

Može se dobiti i grijanjem kalcijevog sulfata CaSO ₄ drvenim ugljenom:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Međutim, u tom slučaju nije čista CaS dobije jer dodatno reagira s Caso ₄ formiranje CaO i SO ₂.

CaS nastaje i sagorijevanjem ugljenog otpada.

Prisutnost u prirodi

CaS je prirodno prisutan u mineralnom oldhamitu. Ovo je sastavni dio nekih meteorita i važno je za znanstvena istraživanja provedena na Sunčevom sustavu.

Smatra se da je Oldhamit nastao kondenzacijom u magli koja je nastala iz Sunčevog sustava. Prisutna je i u vulkanima.

Kalcijev sulfid CaS nalazi se u mineralnom oldhamitu, koji je pronađen u nekim meteoritima. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Izvor: Wikimedia Commons.

Povrh toga, kalcijev sulfid nastaje prirodno redukcijom CaSO ₄ (gipsa), možda uslijed djelovanja bakterija.

Prijave

U svjetlosnim materijalima

Jedna od najrasprostranjenijih primjena kalcijevog sulfida bila je baza za luminescentne spojeve. To su tvari koje pod određenim okolnostima emitiraju vidljivu svjetlost.

U luminescentnim spojevima CaS djeluje kao baza, a strukturi se dodaju aktivatori, poput klorida nekih elemenata poput cerija (Ce ³⁺) i europija (Eu ²⁺).

Materijal nastao spajanjem CaS-a i aktivatora, na primjer, koristi se na ekranima s katodnim zracima koji čine stare ekrane računala ili računala ili stare televizore.

Stari računalni monitori imali su katodne cijevi u kojima se ponekad koriste luminiscentni spojevi i aktivirači kalcijevog sulfida. Autor: Andreas160578. Izvor: Pixabay.

Također se koriste u trenutnim svjetlosnim diodama, ili LED (diodama).

LED svjetiljka. Neki mogu sadržavati luminiscentne spojeve kalcijevog sulfida. Nije dostupan autor čitljiv autor. APPER pretpostavlja (na temelju tvrdnji o autorskim pravima). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Izvor: Wikimedia Commons.

Ti se materijali također koriste u svijetlim bojama i lakovima.

U medicini

Kalcijev sulfid u medicinskim se znanstvenim istraživanjima smatra lijekom za liječenje visokog krvnog tlaka (visoki tlak u arterijama). Ovo je bolest koja utječe na kardiovaskularni sustav mnogih ljudi (srce i krvne žile).

CAS je smatra „donator” H ₂ S. Ona igra važnu ulogu u reguliranju ton ili snagu krvnih žila, pa je uprava CAS mogao biti moguće lijek za liječenje hipertenzije.

Kalcijev sulfid proučavan je kao mogući lijek za visoki krvni tlak u kardiovaskularnom sustavu kod bolesnih ljudi. Autor: Mohamed Hassan Izvor: Pixabay.

U dobivanju drugih spojeva

Kalcijev sulfid omogućuje pripremu ostalih spojeva poput kalcijevog nitrata Ca (NO ₃) ₂:

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃) ₂ + H ₂ S

Također se koristi za dobivanje kalcijevog karbonata CaCO ₃. Da bi se to postiglo, vodena otopina CaS podvrgava se karbonizaciji s CO ₂:

CaS + H ₂ O CO + ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Ostale aplikacije

Kalcijev sulfid se koristi i kao dodatak mazivima i kao sredstvo za flotaciju u ekstrakciji minerala.

rizici

Kalcijev sulfid može izazvati iritaciju kože, očiju i dišnih putova. S njim se mora postupati oprezno i ​​odgovarajućom sigurnosnom opremom.

To je vrlo toksičan spoj za vodeni život, pa je opasan za ta okruženja.

Reference

1. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.
2. Lide, DR (urednik). (2005). CRC Priručnik za kemiju i fiziku. 85 ^-og CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Skupina 16 (O, S, Se, Te) alkalni spojevi Zemlje. Kalcijev sulfid. U Enciklopediji alkalnih spojeva Zemlje. Oporavljeno od sciencedirect.com.
4. Li, YF i sur. (2009). Kalcijev sulfid (CaS), donator hidrogen sulfida (H (2) S): novi antihipertenzivni lijek? Med Hipoteze, 2009. rujna; 73 (3): 445-7. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
5. Kuća JE i kuća, KA (2016). Sumpor, selen i telur. Pojava sumpora. U opisnoj anorganskoj kemiji (treće izdanje). Oporavljeno od sciencedirect.com.
6. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Kalcijev sulfid. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. i sur. (2014). Pretvorba kalcijevog sulfida u kalcijev karbonat tijekom procesa obnavljanja elementarnog sumpora iz otpadnog gipsa. Upravljanje otpadom, 2014. Nov; 34 (11): 2373-81. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.