- Uzbūve
- Nomenklatūra
- Fizikālās īpašības
- Fiziskais stāvoklis
- Molekulārais svars
- Kušanas punkts
- Blīvums
- Šķīdība
- Ķīmiskās īpašības
- Ūdens šķīdums
- Savienojumi, kas ir izšķīduši ūdenī
- Reakcija ar skābēm
- Citas reakcijas
- Iegūšana
- Klātbūtne dabā
- Lietojumprogrammas
- Gaismas materiālos
- Medicīnā
- Citu savienojumu iegūšanā
- Citas lietotnes
- Riski
- Atsauces
Kalcijs sulfīds ir neorganisks ciets elements, kas sastāv no kalcija (Ca) un elementu sēra (S), no to ķīmiskā formula cas. Tā ir ūdenī šķīstoša, dzeltenīgi balta cieta viela, kas dabā sastopama dažos vulkānos un dažos meteorītos minerāla formā, ko sauc par oldhamītu.
Kad cas šķīst ūdenī, tas veido dažādi savienojumi, kas rodas sakarā ar sulfīda jonu S 2- kļūst SH - jonu un OH - joni veidojas . Iegūtais šķīdums ir sārmains. Šo savienojumu izmanto kā bāzi savienojumiem, kas ir luminiscējoši vai noteiktos apstākļos rada redzamu gaismu. Šie materiāli tiek izmantoti arī gaismas krāsās.
Dažos meteorītos ir atrasts kalcija sulfīds CaS. Autors: Родион Журавлёв. Avots: Pixabay.
CaS tiek uzskatīts par iespējamu narkotiku tādu sirds un asinsvadu problēmu ārstēšanai kā hipertensija vai paaugstināts asinsspiediens, kas ir slimība, kas skar lielu daļu pasaules iedzīvotāju.
Ar kalcija sulfīdu var iegūt citus savienojumus, piemēram, kalcija nitrātu un kalcija karbonātu. Ar to jārīkojas piesardzīgi un, nonākot saskarē ar atmosfēras mitrumu, tas var radīt ļoti toksisku H 2 S.
Uzbūve
Kalcija sulfīds ir ļoti jonu savienojums, ko veido kalcija jons Ca 2+ un sulfīda jons S 2- .
Tas izkristalizējas kubiskā struktūrā, piemēram, akmens sāls.
Kalcija sulfīda kubiskā kristāla struktūra. Dzeltens = sērs; balts = kalcijs. Benjah-bmm27 / Publiskais īpašums. Avots: Wikimedia Commons.
Nomenklatūra
- Kalcija sulfīds
Fizikālās īpašības
Fiziskais stāvoklis
Dzeltenīgi balti kristāliski cietie, kubiskie kristāli, piemēram, nātrija hlorīda kristāli.
Molekulārais svars
72,144 g / mol
Kušanas punkts
2528 ºC
Blīvums
2,59 g / cm 3
Šķīdība
Šķīst ūdenī. Nešķīst etanolā.
Ķīmiskās īpašības
Ūdens šķīdums
Izšķīdis ūdenī, CaS savos kalcija Ca 2+ un sēra S 2 jonos atdalās . Pēdējais ūdenī ņem protonu un kļūst par hidrosulfīda jonu SH - atbrīvojot hidroksiljonu OH - .
S 2- + H 2 O ⇔ SH - + OH -
Tādēļ, kalcija sulfide cas risinājumi ir sārmains (tie ir sārmainu pH) un nav S 2- jonus , bet SH - .
Tikai tad, ja šķīdumam pievieno lielu daudzumu sārmu, piemēram, nātrija hidroksīdu NaOH, līdzsvars mainās uz S2 - sulfīda jonu veidošanos .
Kalcija sulfīds izšķīst ūdenī, veidojot citus savienojumus. Autors: Clker-Free-Vector-Images. Avots: Pixabay.
SH - var ņemt no ūdens vēl vienu H + protonu , veidojot sērūdeņradi, kas ir ļoti toksisks savienojums.
SH - + H 2 O ⇔ H 2 S + OH -
Šī iemesla dēļ ūdenī veidojas neliels daudzums H 2 S , un, nonākot apkārtējās vides mitrumā, CaS izdala nepatīkamu sērūdeņraža smaku.
Savienojumi, kas ir izšķīduši ūdenī
Iepriekš norādīto ūdens reakciju rezultāts ir Ca (SH) 2 , Ca (OH) 2 un Ca (SH) (OH) veidošanās.
CaS + H 2 O → Ca (SH) (OH)
Ca (SH) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S
Reakcija ar skābēm
Tās pašas reakcijas, kas notiek ūdenī, izraisa CaS reakciju ar skābēm, veidojot H 2 S.
CAS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S
Citas reakcijas
Ja kalcija sulfīda šķīdumu uzkarsē ar sēru, iegūst polisulfīda jonus S 4 2- un S 3 2 .
Ja CaS silda sausā gaisā vai tīrā skābeklī, savienojums oksidējas par kalcija sulfītu CaSO 3 un pēc tam par kalcija sulfātu CaSO 4 :
2 CaS + 3 O 2 → 2 CaSO 3
2 CaSO 3 + O 2 → 2 CaSO 4
Ar oksidējošiem līdzekļiem, piemēram, kālija hlorātu KClO 3 , rodas kālija nitrāta KNO 3 vai svina dioksīda PbO 2 reakcijas.
Iegūšana
Kalcija sulfīdu var pagatavot, kalcinējot (karsējot līdz ļoti augstai temperatūrai) kalcija (Ca) un sēra (S) elementus inertā atmosfērā, tas ir, piemēram, nav skābekļa vai ūdens tvaiku.
Ca + S + siltums → CaS
To var iegūt arī karsējot kalcija sulfātu CaSO 4 ar kokogli:
CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2
Tomēr pēdējā gadījumā tīru CaS neiegūst, jo tas papildus reaģē ar CaSO 4, veidojot CaO un SO 2 .
CaS rodas arī sadedzinot ogļu atkritumus.
Klātbūtne dabā
CaS dabiski atrodas minerālajā vanahamītā. Šī ir dažu meteorītu sastāvdaļa un ir svarīga zinātniskiem pētījumiem, ko veic Saules sistēmā.
Tiek uzskatīts, ka Oldhamite ir izveidojies kondensācijas rezultātā miglājā, no kura izveidojās Saules sistēma. Tas ir sastopams arī vulkānos.
Kalcija sulfīds CaS ir minerālūdeņu vanahamītā, kas ir atrasts dažos meteorītos. Leons Hupperičs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Avots: Wikimedia Commons.
Turklāt kalcija sulfīdu dabiski ražo, samazinot CaSO 4 (ģipsis), iespējams, baktēriju iedarbības dēļ.
Lietojumprogrammas
Gaismas materiālos
Viens no visizplatītākajiem kalcija sulfīda lietojumiem ir bijis luminiscējošu savienojumu pamats. Tās ir vielas, kas noteiktos apstākļos izstaro redzamu gaismu.
CaS luminiscējošos savienojumos tas darbojas kā bāze, un struktūrai tiek pievienoti aktivatori, piemēram, noteiktu elementu, piemēram, cerija (Ce 3+ ) un europium (Eu 2+ ) hlorīdi .
Materiālu, kas rodas no CaS un aktivatora savienības, izmanto, piemēram, katodstaru lampu ekrānos, kas veido datoru vai datoru vecos ekrānus vai vecos televizorus.
Veciem datoru monitoriem bija katodstaru lampas, kurās dažreiz tika izmantoti luminiscējoši kalcija sulfīda savienojumi un aktivatori. Autors: Andreas160578. Avots: Pixabay.
Tos izmanto arī pašreizējās gaismas diodes vai LED (gaismas diodes) lampās.
LED lampa. Daži no tiem var saturēt luminiscējošus kalcija sulfīda savienojumus. Nav sniegts neviens mašīnlasāms autors. APPER pieņemts (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Avots: Wikimedia Commons.
Šie materiāli tiek izmantoti arī gaismas krāsās un lakās.
Medicīnā
Medicīnas zinātniskajos pētījumos kalcija sulfīds tiek uzskatīts par narkotiku paaugstināta asinsspiediena (paaugstināta spiediena artērijās) ārstēšanai. Šī ir slimība, kas ietekmē daudzu cilvēku sirds un asinsvadu sistēmu (sirdi un asinsvadus).
CaS tiek uzskatīts par H 2 S “donoru”. Tam ir svarīga loma asinsvadu tonusa vai stipruma regulēšanā, tāpēc CaS ievadīšana varētu būt iespējams līdzeklis hipertensijas ārstēšanai.
Kalcija sulfīds ir pētīts kā iespējams līdzeklis pret paaugstinātu asinsspiedienu sirds un asinsvadu sistēmā slimiem cilvēkiem. Autors: Mohameds Hasans. Avots: Pixabay.
Citu savienojumu iegūšanā
Kalcija sulfīds ļauj sagatavot citus savienojumus, piemēram, kalcija nitrātu Ca (NO 3 ) 2 :
CAS + 2 HNO 3 → Ca (NO 3 ) 2 + H 2 S
To izmanto arī, lai iegūtu kalcija karbonātu CaCO 3 . Lai to izdarītu, CaS ūdens šķīdumu karbonizē ar CO 2 :
CaS + H 2 O + CO 2 → H 2 S + CaCO 3
Citas lietotnes
Kalcija sulfīdu izmanto arī kā smērvielas piedevu un kā flotācijas līdzekli minerālu ieguvē.
Riski
Kalcija sulfīds var izraisīt ādas, acu un elpošanas ceļu kairinājumu. Ar to jārīkojas piesardzīgi un ar atbilstošu drošības aprīkojumu.
Tas ir ļoti toksisks savienojums ūdens organismiem, tāpēc ir bīstams šai videi.
Atsauces
- Kokvilna, F. Alberts un Vilkinsons, Džefrijs. (1980). Uzlabotā neorganiskā ķīmija. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.
- Lide, DR (redaktors). (2005). CRC ķīmijas un fizikas rokasgrāmata. 85 th CRC Press.
- Ropps, RC (2013). 16. grupa (O, S, Se, Te) sārmzemju savienojumi. Kalcija sulfīds. Sārmainās zemes savienojumu enciklopēdijā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
- Li, YF et al. (2009). Kalcija sulfīds (CaS), sērūdeņraža (H (2) S) donors: jauna antihipertensīva zāle? Med. Hipotēzes, 2009. g. 73 (3): 445-7. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
- Māja JE un Māja, KA (2016). Sērs, selēns un tellūrs. Sēra rašanās. Aprakstošajā neorganiskajā ķīmijā (trešais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
- ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Kalcija sulfīds. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- De Beer, M. et al. (2014). Kalcija sulfīda pārvēršana kalcija karbonātā elementārā sēra reģenerācijas procesā no ģipša atkritumiem. Atkritumu manga, 2014. gada nov .; 34 (11): 2373-81. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.