CALCIUMSULFAAT (CASE4): CHEMISCHE STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK - CHEMIE - 2025

Het calciumsulfaat is een ternair calciumzout, aardalkalimetaal (Mr Becambara), zwavel en zuurstof. De chemische formule is CaSO ₄ , wat betekent dat er voor elk Ca ^{2 +} -kation een SO ₄ ^2- anion ermee in wisselwerking staat. Het is een compound met een brede verspreiding in de natuur.

De meest voorkomende vormen zijn CaSO ₄ · 2H ₂ O (gips) en de watervrije vorm CaSO ₄ (anhydriet). Er is ook een derde vorm: gips, geproduceerd door verhitting van de gips (het hemidraat, CaSO ₄ · 1 / 2H ₂ O). De onderste afbeelding toont een vast deel van dit ternaire zout, met zijn witachtige uiterlijk.

Chemische structuur

De bovenste afbeelding toont de orthorhombische eenheidscel voor CaSO ₄ . Hier wordt aangenomen dat de interacties puur elektrostatisch zijn; dat wil zeggen, de Ca ²⁺ -kationen trekken de tetraëdrische anionen SO ₄ ^{2– aan} .

Ca ²⁺ is echter zeer vatbaar voor coördinatie, waardoor er polyedrische structuren omheen worden gevormd. Voor wat is dit? De elektronische beschikbaarheid van calcium om elektronen van basische of negatieve soorten te accepteren (zoals de O-atomen van SO ₄ ^2– ).

Gezien het vorige punt, accepteren de Ca ²⁺ -ionen nu datieve bindingen (bijgedragen door de O) en wordt de eenheidscel getransformeerd, zoals aangegeven in de onderstaande afbeelding:

In de bouw en in de kunst

Het wordt gebruikt bij de uitwerking van stucwerk om de muren van huizen en andere constructies te bevriezen die bijdragen aan de verfraaiing ervan. Daarnaast worden reliëfs gemaakt door middel van mallen op de plafonds en raamkozijnen. Het gips zit ook in de plafonds.

Calciumsulfaat wordt gebruikt om het probleem op te lossen dat optreedt bij de hydratatie van beton, en zo samen te werken bij de aanleg van wegen, lanen, enz.

Met de gipsen sculpturen worden vooral religieuze figuren gemaakt en op begraafplaatsen worden ze op grafstenen gebruikt.

Therapeutica

Veterinair

Experimenteel zijn steriele stukjes calciumsulfaat gebruikt in de diergeneeskunde om botdefecten of holtes te herstellen, zoals die achtergelaten door wonden of tumoren.

Gips van Paris kan worden gebruikt om botdefecten te herstellen vanwege zijn unieke vermogen om osteogenese te stimuleren. Röntgenonderzoeken en technetium (Tc99m) -medronaat ondersteunen het gebruik van gips uit Paris als alloplastische stof en het osteogene vermogen ervan bij implantatie in de frontale sinus.

Botregeneratie is aangetoond bij zes honden in een periode van 4 tot 6 maanden. Calciumsulfaat begon in 1957 op dit gebied te worden gebruikt, in de vorm van gips of parijs-tabletten, om defecten in de botten van honden te vullen.

De botvervanging van calciumsulfaat is vergelijkbaar met die waargenomen bij autogeen bot.

Ruhaimi (2001) bracht calciumsulfaat aan op een recentelijk vernietigd kaakbot van konijnen en observeerde een toename van osteogenese en botverkalking.

Geneesmiddel

Calciumsulfaat wordt in de geneeskunde gebruikt om gewrichten te immobiliseren die aan dislocaties en gebroken botten hebben geleden, en wordt ook gebruikt als hulpstof bij de vervaardiging van tabletten.

tandheelkunde

In de tandheelkunde wordt het gebruikt als basis voor het maken van tandprothesen, bij restauraties en afdrukken van tanden.

In voedselverwerking

Het wordt gebruikt als stollingsmiddel bij de productie van tofu, een voedingsmiddel gemaakt met soja en veel geconsumeerd in oosterse landen als vleesvervanger. Bovendien is het gebruikt als versteviging van voedsel en bij de behandeling van meel.

Als meststof en conditioner voor gewasbodems

Gips (CaSO ₄ · 2H ₂ O) werd in Europa sinds de 18e eeuw als meststof gebruikt en had het voordeel ten opzichte van het gebruik van kalk als bron van calcium met een grotere mobiliteit.

Calcium moet beschikbaar zijn voor de wortels van de planten voor voldoende toevoer. De toevoeging van calcium verbetert dus de tuinbouw- en aardnoot- (aardnoot) gewassen.

Pinda-wortelrot veroorzaakt door biologische pathogenen, evenals watermeloen- en tomatenbloesemrot, wordt gedeeltelijk bestreden met toepassingen van landbouwgips.

Gips helpt de verspreiding van klei te verminderen, waardoor korstvorming op de grond ontstaat. Door de korsten die op de grond worden gevormd te verminderen, vergemakkelijkt het gips de uitgang van de zaailingen. Het verhoogt ook de toegang van lucht en water naar de grond.

Gips helpt de bodem te verbeteren door de zuurgraad en toxiciteit van aluminium te verminderen en zo het gewas aan te passen aan natriumbodems.

Bij de productie van andere verbindingen

Calciumsulfaat reageert met ammoniumbicarbonaat om ammoniumsulfaat te vormen. Het is ook gebruikt in het productieproces van zwavelzuur.

Watervrij calciumsulfaat wordt gemengd met schalie of mager en als het mengsel wordt verwarmd, komt zwaveltrioxide in gasvorm vrij. Zwaveloxide is een voorloper van zwavelzuur.

Referenties

1. Rookvoet. (26 december 2015). Structuur van CaSO4. . Opgehaald op 6 mei 2018, van: commons.wikimedia.org
2. Takanori Fukami et al. (2015). Synthese, kristalstructuur en thermische eigenschappen van CaSO ₄ · 2H ₂ O eenkristallen. International Journal of Chemistry; Deel 7, nr. 2; ISSN 1916-9698 E-ISSN 1916-9701 Uitgegeven door Canadian Centre of Science and Education.
3. PubChem. (2018). Calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2018). Calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, van: en.wikipedia.org
5. Elsevier. (2018). calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, van: sciencedirect.com
6. Kimberlitesoftwares. (2018). Calciumsulfaat. Opgehaald op 6 mei 2018, van: worldofchemicals.com
7. Intagri. (2017). Handleiding voor het gebruik van landbouwgips als bodemverbeteraar. Opgehaald op 6 mei 2018, van: intagri.com