- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades físicas
- Estado físico
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Densidade
- Solubilidade
- Propriedades quimicas
- Solução aquosa
- Compostos presentes quando dissolvidos em água
- Reação com ácidos
- Outras reações
- Obtendo
- Presença na natureza
- Formulários
- Em materiais luminosos
- Em medicina
- Na obtenção de outros compostos
- Outros aplicativos
- Riscos
- Referências
O sulfeto de cálcio é um elemento sólido inorgânico constituído pelo cálcio (Ca) e pelo elemento enxofre (S), de fórmula química CaS. É um sólido branco-amarelado solúvel em água, que é 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 S 2- tornar-se o íon SH - e os 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 é considerado um possível medicamento para tratar problemas cardíacos e dos vasos sanguíneos, como hipertensão ou hipertensão, 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 H 2 S que é muito tóxico.
Estrutura
O sulfeto de cálcio é um composto altamente iônico formado por um íon cálcio Ca 2+ e um íon sulfeto S 2-.
Ele se cristaliza em uma estrutura cúbica como o sal-gema.
Estrutura cristalina cúbica do sulfeto de cálcio. Amarelo = enxofre; branco = cálcio. Benjah-bmm27 / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Sulfureto 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 / cm 3
Solubilidade
Solúvel em água. Insolúvel em etanol.
Propriedades quimicas
Solução aquosa
Quando dissolvido em água, o CaS se separa em íons cálcio Ca 2+ e enxofre S 2-. Este último na água pega um próton e se torna o íon hidrossulfeto SH - liberando um íon hidroxila OH -.
S 2- + H 2 O ⇔ SH - + OH -
Portanto, as soluções de CaS de sulfeto de cálcio são alcalinas (têm um pH básico) e não possuem íons S 2, mas SH -.
Somente quando uma grande quantidade de álcali, como hidróxido de sódio NaOH, é adicionada à solução, o equilíbrio muda para a formação de íons sulfeto S 2.
O sulfeto de cálcio se dissolve na água, formando outros compostos. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Fonte: Pixabay.
SH - pode retirar outro próton H + da água, formando sulfeto de hidrogênio, que é um composto muito tóxico.
SH - + H 2 O ⇔ H 2 S + OH -
Por esse motivo, pequenas quantidades de H 2 S se formam na água e, quando exposto à umidade do ambiente, o CaS exala um cheiro desagradável típico do sulfeto de hidrogênio.
Compostos presentes quando dissolvidos em água
O resultado das reações em água indicadas acima é que Ca (SH) 2, Ca (OH) 2 e Ca (SH) (OH) são formados.
CaS + H 2 O → Ca (SH) (OH)
Ca (SH) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S
Reação com ácidos
As mesmas reações que ocorrem na água fazem com que o CaS reaja com ácidos, formando H 2 S.
CaS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S
Outras reações
Se uma solução de sulfeto de cálcio for aquecida com enxofre, os íons polissulfeto S 4 2- e S 3 2- são obtidos.
Se o CaS for aquecido em ar seco ou oxigênio puro, o composto oxida em sulfito de cálcio CaSO 3 e depois em sulfato de cálcio CaSO 4:
2 CaS + 3 O 2 → 2 CaSO 3
2 CaSO 3 + O 2 → 2 CaSO 4
Com agentes oxidantes, como clorato de potássio KClO 3, nitrato de potássio KNO 3 ou dióxido de chumbo PbO 2 ocorrem reações violentas.
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 aquecendo o sulfato de cálcio CaSO 4 com carvão:
CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2
No entanto, neste último caso, um CaS puro não é obtido, uma vez que adicionalmente reage com CaSO 4 formando CaO e SO 2.
O 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 CaSO 4 (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. São substâncias que emitem luz visível em certas circunstâncias.
Em compostos luminescentes CaS, atua como uma base e ativadores são adicionados à estrutura, como cloretos de certos elementos, como cério (Ce 3+) e európio (Eu 2+).
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 diodos emissores de luz atuais 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 H 2 S. Ela desempenha um papel importante na regulação do tom ou resistência dos vasos sanguíneos, então a administração de CaS poderia ser possível um remédio para tratar a hipertensão.
O sulfeto de cálcio foi estudado como um possível remédio para a hipertensão arterial no sistema cardiovascular em pessoas doentes. Autor: Mohamed Hassan. Fonte: Pixabay.
Na obtenção de outros compostos
O sulfeto de cálcio torna possível a preparação de outros compostos, como o nitrato de cálcio Ca (NO 3) 2:
CaS + 2 HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + H 2 S
Também tem sido usado para obter carbonato de cálcio CaCO 3. Para fazer isso, uma solução aquosa de CaS é submetida à carbonatação com CO 2:
CaS + H 2 O + CO 2 → H 2 S + CaCO 3
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
- Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
- Lide, DR (editora). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 th CRC Press.
- Ropp, RC (2013). Grupo 16 (O, S, Se, Te) compostos alcalinos terrosos. Sulfeto de cálcio. Em Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Recuperado de sciencedirect.com.
- Li, YF et al. (2009). Sulfeto de cálcio (CaS), 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.
- House JE e House, KA (2016). Enxofre, selênio e telúrio. Ocorrência de enxofre. Em Descriptive Inorganic Chemistry (Terceira Edição). Recuperado de sciencedirect.com.
- Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. (2019). Sulfeto de cálcio. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- De Beer, M. et al. (2014). Conversão de sulfeto de cálcio em carbonato de cálcio durante o processo de recuperação do enxofre elementar dos resíduos de gesso. Waste Manag, novembro de 2014; 34 (11): 2373-81. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.