硫酸鈣(鈣 Sulfate)是一種無機(jī)化合物,化學(xué)式為CaSO4,白色結(jié)晶性粉末,無臭,具澀味,其密度為2.960g/cm3。無水硫酸鈣俗稱硬石膏。硫酸鈣微溶于水,溶于酸、硫代硫酸鈉和銨鹽溶液,不溶于乙醇和多數(shù)有機(jī)溶劑。硫酸鈣能夠發(fā)生分解、與部分單質(zhì)、酸、堿、鹽以及非金屬氧化物反應(yīng)。硫酸鈣一般可由天然石膏礦經(jīng)除雜、煅燒、磨粉而得,也可從磷酸鹽工業(yè)或其他工業(yè)的副產(chǎn)品中獲得。硫酸鈣在醫(yī)療、食品、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。
自然分布
天然硫酸鈣指的是石膏礦,同時(shí)硫酸鈣在巖鹽、海水中也有存在。石膏是一種分布廣泛的單斜晶系礦物,自然界資源十分豐富,全球已有100多個(gè)國家和地區(qū)勘探出石膏資源,其中俄羅斯石膏儲(chǔ)量為32億噸,中國13億噸,美國7億噸,加拿大4.5億噸,巴西2.3億噸,其他石膏資源較豐富的國家還有英國、印度、西班牙、法國等。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
硫酸鈣外觀為白色粉末,無臭,具澀味,其密度為2.960克/立方厘米。硫酸鈣微溶于水、甘油,溶于酸、硫代硫酸鈉和銨鹽溶液,不溶于乙醇和多數(shù)有機(jī)溶劑,熔點(diǎn)為1450°C,需要注意的是硫酸鈣在1200°以上會(huì)開始分解。
化學(xué)性質(zhì)
分解反應(yīng)
硫酸鈣很穩(wěn)定,加熱至1200 °C以上才會(huì)開始分解,生成氧化鈣、二氧化硫和氧氣。
與單質(zhì)反應(yīng)
硫酸鈣在高溫下能被碳或硫等單質(zhì)還原成二氧化硫或者硫化物。
與酸反應(yīng)
硫酸鈣與硫酸反應(yīng)會(huì)生成酸式鹽或硫酸合物。
硫酸鈣能被氫碘酸還原成二氧化硫或硫化氫。
與堿反應(yīng)
硫酸鈣與堿反應(yīng)會(huì)生成氫氧化鈣沉淀。
與鹽反應(yīng)
硫酸鈣能與鹽反應(yīng)生成沉淀或復(fù)鹽結(jié)晶。
與非金屬氧化物反
硫酸鈣能與二氧化碳或二氧化硅反應(yīng)生成碳酸鈣或硅酸鈣沉淀。
制備方法
硫酸鈣一般可由天然石膏礦經(jīng)除雜、煅燒、磨粉而得,也可從磷酸鹽工業(yè)或其他工業(yè)的副產(chǎn)品中獲得。一般可由硫酸鹽與可溶性鈣鹽制得,反應(yīng)方程式如下:
應(yīng)用領(lǐng)域
醫(yī)療領(lǐng)域
硫酸鈣因具有降解速度快、自硬硬強(qiáng)度高的特點(diǎn),在醫(yī)學(xué)上主要用于骨外科固定材料、骨缺損填充和矯形外科,如應(yīng)用于牙周骨缺損、股骨骨折、脛骨創(chuàng)傷性缺損、骨囊腫、纖維發(fā)育不良、巨細(xì)胞手術(shù)后缺損等。硫酸鈣還能夠作為藥物載體,如糖肽、阿莫西林、氨基糖苷類抗生素的載體,能夠起到緩釋作用,可用于骨髓炎等的治療。
食品領(lǐng)域
硫酸鈣在食品領(lǐng)域可作為食品添加劑,如在生產(chǎn)豆制品時(shí)充當(dāng)蛋白質(zhì)凝固劑使得變形后的大豆蛋白凝固,得到老豆腐、豆腐干、豆腐腦等;硫酸鈣還可在生產(chǎn)番茄、陽芋罐頭時(shí)作為組織強(qiáng)化劑;添加于浮小麥內(nèi)作為酵母食料、面團(tuán)調(diào)節(jié)劑等。
工業(yè)領(lǐng)域
硫酸鈣可作為橡膠和塑料的填充劑。硫酸鈣容易分散,不會(huì)影響橡膠的硫化速度,因而能夠直接混入橡膠,并且硫化鈣的折光率和橡膠相近,可用于透明制品;將硫化鈣應(yīng)用于塑料制品,能夠提高塑料制品的尺寸穩(wěn)定性,如復(fù)合材料鈣塑塑料中就大量使用了硫酸鈣作為填料。
建筑領(lǐng)域
硫酸鈣可作為油漆白顏料,二水硫酸鈣可用于制造水泥。α型半水硫酸鈣主要應(yīng)用為制作建筑上的高強(qiáng)度石膏構(gòu)件、石膏板等,β型半水硫酸鈣可作為建筑材料,粉飾石膏構(gòu)件等。
安全事宜
毒性
鈣和硫酸根均為人體內(nèi)正常成分,且硫酸鈣的溶解度小,在消化道內(nèi)很難被吸收,因而硫酸鈣對人體無毒性。
健康危害
長期暴露于濃度為13-51mg/m3的硫酸鈣(石膏)粉塵中,有可能出現(xiàn)呼吸道黏膜的改變以及肺紋理增強(qiáng)的癥狀;暴露于6-375mg/m3的硫酸鈣粉塵中時(shí),有可能出現(xiàn)慢性結(jié)膜炎、嗅覺減退、鼻粘膜干燥、味覺減退等癥狀,患上呼吸系統(tǒng)的非特異性疾病。
防護(hù)措施
穿戴好防護(hù)服、防護(hù)眼鏡、口罩,保護(hù)好呼吸道;遵守個(gè)人衛(wèi)生措施,做好生產(chǎn)場所的除粉塵工作。
參考資料 >
Calcium sulfate | CaSO4 - PubChem.PubChem.2023-02-24