Estrutura, propriedades, produção, usos do sulfeto de cálcio (CaS)

3819
Sherman Hoover
Estrutura, propriedades, produção, usos do sulfeto de cálcio (CaS)

O sulfeto de cálcio É um sólido inorgânico formado pelos elementos cálcio (Ca) e enxofre (S), a fórmula química é CaS. É um sólido branco-amarelado solúvel em água, encontrado na natureza em alguns vulcões e em alguns meteoritos na forma de um mineral chamado oldhamite..

Quando o CaS se dissolve na água, ele forma vários compostos devido ao íon sulfeto Sdois- torna-se íon SH- e íons OH são formados-. A solução resultante é alcalina. Este composto é usado como base para compostos que são luminescentes ou que produzem luz visível sob certas condições. Esses materiais também são usados ​​em tintas luminosas.

Sulfeto de cálcio CaS foi encontrado em alguns meteoritos. Autor: Родион Журавлёв. Fonte: Pixabay.

O CaS tem sido considerado uma possível droga para tratar problemas cardíacos e dos vasos sanguíneos, como hipertensão ou hipertensão, que é uma doença que afeta grande parte da população mundial.

Com sulfureto de cálcio, podem ser obtidos outros compostos, como nitrato de cálcio e carbonato de cálcio. Deve ser manuseado com cuidado e em contato com a umidade da atmosfera pode produzir HdoisS que é muito tóxico.

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades físicas
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão
    • 3.4 Densidade
    • 3.5 Solubilidade
  • 4 propriedades químicas
    • 4.1 Solução aquosa
    • 4.2 Compostos presentes quando dissolvidos em água
    • 4.3 Reação com ácidos
    • 4.4 Outras reações
  • 5 Obtendo
    • 5.1 Presença na natureza
  • 6 usos
    • 6.1 Em materiais luminosos
    • 6.2 Na medicina
    • 6.3 Na obtenção de outros compostos
    • 6.4 Outros aplicativos
  • 7 riscos
  • 8 referências

Estrutura

O sulfeto de cálcio é um composto altamente iônico formado por um íon cálcio Cadois+ e um íon sulfeto Sdois-.

Cristaliza-se em uma estrutura cúbica como sal-gema.

Estrutura cristalina cúbica do sulfeto de cálcio. Amarelo = enxofre; branco = cálcio. Benjah-bmm27 / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

  • Sulfeto de cálcio

Propriedades físicas

Estado físico

Sólido cristalino branco-amarelado, cristais cúbicos como os de cloreto de sódio.

Peso molecular

72,144 g / mol

Ponto de fusão

2528 ºC

Densidade

2,59 g / cm3

Solubilidade

Solúvel em água. Insolúvel em etanol.

Propriedades quimicas

Solução aquosa

À medida que o CaS se dissolve na água, ele se separa em seus íons de cálcio. dois+ e enxofre Sdois-. O último na água pega um próton e se torna o íon hidrossulfeto SH- liberando um íon hidroxila OH-.

Sdois- + HdoisO ⇔ SH- + Oh-

Portanto, as soluções de CaS de sulfeto de cálcio são alcalinas (têm um pH básico) e não têm íons S.dois- mas SH-.

Somente quando uma grande quantidade de álcali, como hidróxido de sódio NaOH é adicionado à solução, o equilíbrio muda para a formação de íons sulfeto Sdois-.

O sulfeto de cálcio se dissolve na água, formando outros compostos. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Fonte: Pixabay.

O SH- pode levar outro próton H+ da água, formando sulfeto de hidrogênio, que é um composto muito tóxico.

SH- + HdoisO ⇔ HdoisS + OH-

Por esse motivo, pequenas quantidades de H são formadas na água.doisSim e quando exposto à umidade do ambiente, o CaS exala um cheiro desagradável típico de sulfeto de hidrogênio.

Compostos presentes quando dissolvidos em água

O resultado das reações em água indicadas acima é que Ca (SH) é formadodois, Ca (OH)dois e Ca (SH) (OH).

CaS + HdoisO → Ca (SH) (OH)

Ca (SH) (OH) + HdoisO → Ca (OH)dois + HdoisS

Reação com ácidos

As mesmas reações que ocorrem na água fazem com que o CaS reaja com ácidos formando HdoisS.

CaS + 2 HCl → CaCldois + HdoisS

Outras reações

Se uma solução de sulfeto de cálcio é aquecida com enxofre, os íons polissulfeto S são obtidos.4dois- e S3dois-.

Se o CaS for aquecido em ar seco ou oxigênio puro, o composto oxida em sulfito de cálcio CaSO3 e então para sulfato de cálcio CaSO4:

2 CaS + 3 Odois → 2 CaSO3

2 CaSO3 + OUdois → 2 CaSO4

Com agentes oxidantes, como clorato de potássio KClO3, nitrato de potássio KNO3 ou dióxido de chumbo PbOdois reações violentas ocorrem.

Obtendo

O sulfeto de cálcio pode ser preparado pela calcinação (aquecimento a uma temperatura muito alta) os elementos cálcio (Ca) e enxofre (S) em uma atmosfera inerte, ou seja, nenhum oxigênio ou vapor de água, por exemplo, estão presentes..

Ca + S + calor → CaS

Também pode ser obtido por aquecimento de sulfato de cálcio CaSO4 com carvão:

Caso4 + 2 C → CaS + 2 COdois

No entanto, neste último caso, um CaS puro não é obtido, pois reage adicionalmente com o CaSO.4 formando CaO e SOdois.

CaS também é gerado pela queima de resíduos de carvão.

Presença na natureza

O CaS está naturalmente presente no mineral oldhamite. Este é um componente de alguns meteoritos e é importante para pesquisas científicas realizadas no sistema solar..

Acredita-se que o Oldhamite tenha se formado por condensação na nebulosa que deu origem ao sistema solar. Também está presente em vulcões.

O sulfeto de cálcio CaS está no mineral oldhamite, que foi encontrado em alguns meteoritos. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Além disso, o sulfeto de cálcio é produzido naturalmente pela redução do CaSO4 (gesso) possivelmente devido à ação de bactérias.

Formulários

Em materiais luminosos

Um dos usos mais difundidos do sulfeto de cálcio tem sido como base para compostos luminescentes. Estas são substâncias que emitem luz visível em certas circunstâncias..

Nos compostos luminescentes de CaS, ele atua como uma base e ativadores são adicionados à estrutura, como cloretos de certos elementos, como o cério (Ce3+) e európio (eudois+).

O material resultante da união do CaS e do ativador é utilizado, por exemplo, em telas de tubo de raios catódicos que compõem as telas antigas de computadores ou computadores ou televisores antigos..

Monitores de computador antigos tinham tubos de raios catódicos nos quais compostos e ativadores de sulfeto de cálcio luminescentes às vezes são usados. Autor: Andreas160578. Fonte: Pixabay.

Eles também são usados ​​em lâmpadas de diodo emissor de luz, ou LED. Diodos emissores de luz).

Lâmpada LED. Alguns podem conter compostos de sulfeto de cálcio luminescentes. Nenhum autor legível por máquina fornecido. APPER assumido (com base em reivindicações de direitos autorais). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Fonte: Wikimedia Commons.

Esses materiais também são usados ​​em tintas e vernizes luminosos..

Em medicina

O sulfeto de cálcio foi considerado em estudos científicos médicos como um medicamento para tratar a hipertensão (pressão alta nas artérias). Esta é uma doença que afeta o sistema cardiovascular de muitas pessoas (coração e vasos sanguíneos).

CaS é considerado um “doador” de HdoisS. Isso desempenha um papel importante na regulação do tônus ​​ou da força dos vasos sanguíneos, portanto, a administração de CaS pode ser um possível remédio para tratar a hipertensão.

O sulfeto de cálcio foi estudado como um possível remédio para a hipertensão no sistema cardiovascular em pessoas doentes. Autor: Mohamed Hassan. Fonte: Pixabay.

Na obtenção de outros compostos

O sulfeto de cálcio possibilita a preparação de outros compostos como o nitrato de cálcio Ca (NO3)dois:

CaS + 2 HNO3 → Ca (NÃO3)dois + HdoisS

Também tem sido usado para obter carbonato de cálcio CaCO3. Para fazer isso, uma solução aquosa de CaS é submetida à carbonatação com COdois:

CaS + HdoisO + COdois → HdoisS + CaCO3

Outros aplicativos

O sulfeto de cálcio também é usado como aditivo lubrificante e como agente de flotação na extração de minerais..

Riscos

O sulfeto de cálcio pode causar irritação na pele, nos olhos e no trato respiratório. Deve ser manuseado com cuidado e com equipamento de segurança adequado.

É um composto muito tóxico para a vida aquática, por isso é perigoso para esses ambientes.

Referências

  1. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
  2. Lide, D.R. (editor). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85º CRC Press.
  3. Ropp, R.C. (2013). Grupo 16 (O, S, Se, Te) compostos alcalinos terrosos. Sulfeto de cálcio. Em Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Recuperado de sciencedirect.com.
  4. Li, Y.F. et al. (2009). Sulfeto de cálcio (CaS), um doador de sulfeto de hidrogênio (H (2) S): uma nova droga anti-hipertensiva? Med Hypotheses, setembro de 2009; 73 (3): 445-7. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
  5. House J.E. e House, K.A. (2016). Enxofre, selênio e telúrio. Ocorrência de enxofre. Em Descriptive Inorganic Chemistry (Terceira Edição). Recuperado de sciencedirect.com.
  6. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Sulfeto de cálcio. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  7. De Beer, M. et al. (2014). Conversão de sulfureto de cálcio em carbonato de cálcio durante o processo de recuperação de enxofre elementar de resíduos de gesso. Gerenciamento de resíduos, novembro de 2014; 34 (11): 2373-81. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.

Ainda sem comentários