Sulfato de cálcio (CaSO4): Estrutura Química, Propriedades, Usos - Ciência - 2023

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o Sulfato de Calcio É um sal ternário de cálcio, metal alcalino-terroso (Sr. Becambara), enxofre e oxigênio. Sua fórmula química é CaSO₄, o que significa que para cada cátion Ca²⁺ há um ânion SO₄^2- interagindo com ele. É um composto com ampla distribuição na natureza.

Suas formas mais abundantes são CaSO₄2h₂O (gesso) e a forma anidra CaSO₄ (a anidrita). Existe também uma terceira forma: o gesso de Paris, produzido por aquecimento do gesso (o hemidrato, CaSO₄1 / 2H₂OU). A imagem inferior mostra uma porção sólida deste sal ternário, de aspecto esbranquiçado.

Estrutura química

A imagem superior mostra a célula unitária ortorrômbica para CaSO₄. Aqui, assume-se que as interações são puramente eletrostáticas; ou seja, os cátions Ca²⁺ atrair os ânions tetraédricos SO₄^2–.

No entanto, o Ca²⁺ é altamente propenso a se coordenar, formando estruturas poliédricas ao seu redor. A que se deve? Para a disponibilidade eletrônica de cálcio para aceitar elétrons de espécies básicas ou negativas (como os átomos de O de SO₄^2–).

Considerando o ponto anterior, agora os íons de Ca²⁺ Eles aceitam links dativos (fornecidos pelo O) e a célula unitária é transformada, conforme indicado na imagem abaixo:

Consequentemente, o poliedro CaO é formado₈ (a esfera verde de Ca²⁺ rodeado por oito esferas vermelhas de O do tetraedro SO₄ nas proximidades).Poliedros de cálcio e tetraedros de sulfato; esta é a estrutura cristalina do CaSO₄ anidro.

Além disso, quando os cristais se hidratam - formando o sal di-hidratado ou o hemidrato (CaSO₄1/2 H₂O) - a estrutura se expande para incorporar as moléculas de água.

Essas moléculas podem se intercalar e coordenar com o cálcio; isto é, eles substituem um ou dois grupos sulfato.

Por outro lado, nem toda a água passa a fazer parte do poliedro CaO.₈. Alguns, por outro lado, formam ligações de hidrogênio com sulfatos. Eles servem como uma junção para duas seções em zigue-zague, produtos da disposição dos íons no cristal.

Propriedades

Fórmula molecular

CaSO4 · nH2O.

Peso molecular anidro

136,134 g / mol.

Odor

É inodoro.

Aparência

No caso da anidrita, parece um pó branco ou cristais sólidos ortorrômbicos ou monoclínicos. Os cristais são de cor variável: podem ser brancos ou com tonalidade azulada, acinzentada ou avermelhada; também pode ser vermelho tijolo.

Densidade

2,96 g / cm3 (forma anidra). 2,32 g / cm3 (forma di-hidratada).

Ponto de fusão

1450 ° C (2840 ° F). Característica de fortes interações eletrostáticas entre íons de Ca divalentes²⁺ Eu sou₄^2-.

Solubilidade

0,2-0,3% em água a 25 ° C É pouco solúvel em água e insolúvel em etanol.

Estabilidade

Estável à temperatura ambiente.

Formulários

Na construção e na arte

É utilizado na elaboração de estuques para frisar paredes de residências e outras construções que contribuem para seu embelezamento. Além disso, os relevos são feitos por meio de moldes nos tetos e caixilhos das janelas. O gesso também está nos tetos.

O sulfato de cálcio é utilizado para ajudar a resolver o problema que ocorre na hidratação do concreto, colaborando assim na construção de estradas, avenidas, etc.

Com o gesso são feitas esculturas, principalmente figuras religiosas, e nos cemitérios são utilizadas em lápides.

Terapêutica

Veterinário

Experimentalmente, pedaços estéreis de sulfato de cálcio têm sido usados na medicina veterinária para reparar defeitos ósseos ou cavidades, como as deixadas por feridas ou tumores.

O gesso pode ser usado para reparar defeitos ósseos devido à sua capacidade única de estimular a osteogênese. Os estudos radiográficos e o medronato de tecnécio (Tc99m) apoiam o uso do gesso como aloplástico e sua capacidade osteogênica quando implantado no seio frontal.

A regeneração óssea foi demonstrada em seis cães em um período de 4 a 6 meses. O sulfato de cálcio começou a ser utilizado nesta área em 1957, na forma de pastilhas de gesso, podendo preencher defeitos em ossos de cães.

A substituição óssea do sulfato de cálcio é comparável à observada no osso autogênico.

Ruhaimi (2001) aplicou sulfato de cálcio em um osso de mandíbula de coelho recentemente destruído, observando um aumento na osteogênese e calcificação óssea.

Remédio

O sulfato de cálcio é utilizado na medicina para imobilizar articulações que sofreram luxações e fraturas ósseas, além de ser utilizado como excipiente na fabricação de comprimidos.

odontologia

Na odontologia é utilizado como base para a confecção de próteses dentárias, em restaurações e moldagens de dentes.

No processamento de alimentos

É usado como coagulante na produção de tofu, alimento feito com soja e muito consumido nos países orientais como substituto da carne. Além disso, tem sido utilizado como endurecedor de alimentos e no tratamento de farinhas.

Como fertilizante e condicionador para solos de cultivo

Gesso (CaSO₄2h₂O) era utilizado como fertilizante na Europa desde o século XVIII, tendo a vantagem sobre a utilização da cal como fonte de cálcio com maior mobilidade.

O cálcio deve estar disponível para as raízes das plantas para seu abastecimento adequado. Portanto, a adição de cálcio melhora as safras de horticultura e de amendoim (amendoim).

A podridão da raiz do amendoim causada por patógenos biológicos, assim como a podridão da extremidade da flor da melancia e do tomate, são parcialmente controladas com aplicações de gesso agrícola.

O gesso ajuda a reduzir a dispersão da argila, que causa crostas no solo. Ao reduzir as crostas formadas no solo, o gesso facilita a saída das mudas. Também aumenta a entrada de ar e água no solo.

O gesso ajuda a melhorar o solo ao atenuar a acidez e a toxicidade do alumínio, adaptando a cultura aos solos sódicos.

Na produção de outros compostos

O sulfato de cálcio reage com o bicarbonato de amônio para formar sulfato de amônio. Também tem sido usado no processo de produção de ácido sulfúrico.

O sulfato de cálcio anidro é misturado ao xisto ou pobre e, à medida que a mistura é aquecida, o trióxido de enxofre é liberado na forma gasosa. O óxido de enxofre é um precursor do ácido sulfúrico.

Referências

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