Kalsiumsulfaatti on suola, jota esiintyy runsaasti luonnossa ja esiintyy myös joidenkin teollisuusprosessien sivutuotteena. Se on kalsiumin, rikin ja hapen yhdiste, ja sen puhtaimmassa muodossa on kemiallinen kaava CaSO4; tämä tunnetaan vedettömänä-vedettömänä-kalsiumsulfaattina tai mineraalianhydriittinä. Se on myös “vesipitoisessa” muodossa, joka tunnetaan nimellä mineraalikipsi, jonka kaava on CaSO4.2H2O. Eri muodoilla on laaja käyttöalue, mukaan lukien rakennusmateriaalit, kuivausaineet, valettujen raajojen hoitoon ja taideteosten luominen.
ominaisuudet
Vesipitoisen yhdisteen liukoisuus veteen on heikko, ja se saavuttaa maksimiarvon hieman yli 100 ° C: n lämpötilassa, mutta vähenee alemmissa tai korkeammissa lämpötiloissa. Kohtalainen lämmitys ajaa pois suurimman osan vedestä ja jättää osittain hydratoituneen muodon valkoiseksi jauheeksi, joka tunnetaan yleisesti Pariisin kipsi. Hydratoitu muoto voidaan luoda uudelleen yksinkertaisesti lisäämällä vettä: aluksi muodostuu tahna, mutta se kovettuu lyhyen ajan kuluttua, kun yhdiste imee vettä ja luovuttaa lämpöä. Voimakkaampi lämmitys ajaa pois enemmän vettä jättäen vedettömän muodon tai anhydriitin.
Esiintyminen ja tuotanto
Kipsi ja anhydriitti ovat yleisiä mineraaleja, joita voi esiintyä suurissa kerrostumissa. Ne ovat yleensä kirkkaita tai valkoisia, mutta ne voivat saada muita värejä epäpuhtauksien vuoksi, ja niitä voi esiintyä kiteinä tai rakeisen kiven kerroksina. Kipsikerrostumat muodostuivat sisävesien haihtumisesta miljoonia vuosia sitten: eri mineraalikerroksia asetettiin peräkkäin, ja alhaisemman liukoisuuden kerrokset muodostuivat ensin veden hitaasti katoamisen jälkeen. Jos nämä saostumat altistettiin lämmölle, vesi ajettiin pois jättäen anhydriittiä. Vuonna 2011 Marsista löytyi kipsiä kipsistä, mikä osoittaa, että vettä on täytynyt olla läsnä joskus aiemmin.
Luonnossa esiintyvää kipsiä kutsutaan joskus alabasteriksi, varsinkin kun sitä käytetään veistoksessa, mutta tätä termiä sovelletaan myös kalsiumkarbonaattiin. Nämä kaksi voidaan erottaa käsittelemällä suolahapolla. Kalsiumkarbonaatti reagoi tuottamalla hiilidioksidikuplia, kun taas kipsi ei suurelta osin vaikuta.
Suurin osa kalsiumsulfaatista tulee näistä saostumista, joita louhitaan monissa osissa maailmaa. Osa niistä otetaan talteen erilaisten teollisuusprosessien sivutuotteena, erityisesti kalsiumia sisältävien kivien käsittelyssä rikkihapolla. Esimerkki on fosforihapon tuotanto kalsiumfosfaattikivestä. Laboratoriossa puhtaasta aineesta voidaan valmistaa näytteitä lisäämällä rikkihappoa liukoisen kalsiumyhdisteen liuokseen; se saostuu hienona valkoisena jauheena alhaisen liukoisuutensa vuoksi.
käytät
Kipsi on suhteellisen pehmeä mineraali, joka on helposti kaiverrettu muotoihin, ja siksi sitä on käytetty laajasti veistoksessa, jossa sitä voidaan kutsua alabasteriksi. Toinen yleinen käyttö tämän kalsiumsulfaatin muodolle on rakentaminen. Kipsilevyjä käytetään usein talojen sisäseinien rakentamisessa sen palonkestävyyden vuoksi – se pysyy suhteellisen viileänä, kunnes suurin osa vesipitoisuudesta on poistettu, mikä hidastaa talon tulipalon etenemistä. Tämä mineraali on myös olennainen ainesosa joissakin sementin muodoissa.
Pariisin kipsiä käytetään laajalti lääketieteessä kipsivalujen valmistamiseen murtuneille raajoille, sekä taiteessa että mallien valmistuksessa. Vedetöntä kalsiumsulfaattia käytetään kuivausaineena kosteuden poistamiseksi, jos kuivia olosuhteita tarvitaan – kaupalliset muodot voivat sisältää yhdistettä, joka muuttaa väriä veden läsnä ollessa ilmaistakseen, milloin se on käytetty. Kun näin tapahtuu, se voidaan muuttaa takaisin vedettömäksi kuumentamalla.
Kalsiumsulfaattia käytetään myös elintarviketeollisuudessa. Sitä lisätään usein elintarvikkeisiin kiinteämmän rakenteen saamiseksi ja joskus kalsiumin lähteenä. Soijaproteiinien, kuten tofun, tuotanto sisältää kalsiumsulfaattia, jota käytetään hyytymisaineena kannustamaan pienten proteiinipartikkeleiden kasautumista suuremmiksi paloiksi.