Sulfeto de cálcio (CaS): estrutura, propriedades, produção, usos

Sulfeto de cálcio (CaS): estrutura, propriedades, produção, usos

O sulfeto de cálcio é um elemento sólido inorgânico constituído por cálcio (Ca) e elemento enxofre (S), da fórmula química 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 oldhamita.

Ao dissolver em água, CaS forma vários compostos porque o ião sulfureto S 2 é convertido em ião SH e OH iões são formadas . 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 utilizados em tintas leves.

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

Com o sulfeto de cálcio, outros compostos, como nitrato de cálcio e carbonato de cálcio, podem ser obtidos. Ele deve ser manuseada com cautela e em contacto com a humidade 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- .

Cristaliza em uma estrutura cúbica como sal-gema.

Nomenclatura

  • Sulfeto de cálcio

Propriedades físicas

Estado físico

Sólido cristalino branco amarelado, cristais cúbicos como os do 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 seus íons Ca 2+ e sulfeto S 2 de cálcio . Este último na água pega um próton e se converte no íon hidrosulfeto SH liberando um íon hidroxil OH .

S 2- + H 2 O ⇔ SH + OH

Portanto, as soluções de sulfeto de cálcio CaS são alcalinas (possuem pH básico) e não possuem íons S2 , mas SH .

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Apenas no caso em que uma grande quantidade de alcali tal como hidróxido de sódio é adicionado NaOH à solução faz a deslocar o equilíbrio no sentido da formação de S 2- iões sulfureto .

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

SH + H 2 O ⇔ H 2 S + OH

Por esta razão, as pequenas quantidades de H 2 S são formadas na água e quando exposta à humidade no ambiente, CAS emite um odor desagradável típico de sulfureto de hidrogénio.

Compostos presentes quando dissolvidos em água

O resultado das reações acima da água 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 ácida

As mesmas reacções que ocorrem na água causam CAS para reagir com ácidos para formar H 2 S.

CaS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S

Outras reações

Se uma solução de sulfeto de cálcio é aquecida com enxofre, os íons polissulfeto S 4 2- e S 3 2- são obtidos .

Se os CaS é aquecido em ar seco ou oxigénio puro, o composto é oxidado a CaSO 3 de sulfito de cálcio e, em seguida, para CaSO 4 sulfato de cálcio :

2 CaS + 3 O 2 → 2 CaSO 3

2 CaSO 3 + O 2 → 2 CaSO 4

Reações violentas ocorrem com agentes oxidantes, como cloreto de potássio KClO 3 , nitrato de potássio KNO 3 ou dióxido de chumbo PbO 2 .

Obtenção

O sulfeto de cálcio pode ser preparado pela calcinação (aquecimento a temperatura muito alta) dos elementos cálcio (Ca) e enxofre (S) em uma atmosfera inerte, ou seja, por exemplo, que não há oxigênio nem vapor de água.

Ca + S + calor → CaS

Ele também pode ser obtido por aquecimento de CaSO 4 sulfato de cálcio com carvão vegetal:

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CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2

No entanto, neste último caso, um SAC puros não é obtido, uma vez que reage adicionalmente com CaSO 4 formação de CaO e SO 2 .

O CaS também é gerado pela queima de resíduos de carvão.

Presença na natureza

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 a Oldhamita tenha se formado por condensação na nebulosa que originou o sistema solar. Também está presente em vulcões.

Além disso, o sulfureto de cálcio é naturalmente produzida pela redução de CaSO 4 (gesso), possivelmente por acção de bactérias.

Formulários

Em materiais luminosos

Um dos usos mais difundidos do sulfeto de cálcio tem sido a base de compostos luminescentes. São substâncias que emitem luz visível sob certas circunstâncias.

Nos compostos luminescentes de CaS, atua como base e são adicionados à estrutura ativadores, como cloretos de certos elementos, como cério (Ce 3+ ) e európio (Eu 2+ ).

O material resultante da ligação do CaS e do ativador é usado, por exemplo, em telas de tubo de raios catódicos que compõem as telas antigas de computadores ou computadores ou aparelhos de TV antigos.

Eles também são usados em lâmpadas atuais de luz – diodos emissores de luz, ou LED (sigla para o Inglês Light-Emitting Diodes ).

Estes materiais também são utilizados em tintas e vernizes leves.

Em medicina

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

CAS é considerada como um “doador” de H 2 S. Este 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.

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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 foi usado para obter carbonato de cálcio CaCO 3 . Para 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 para lubrificantes e como agente de flotação na extração mineral.

Riscos

O sulfeto de cálcio pode causar irritação na pele, olhos e trato respiratório. Deve ser manuseado com cuidado e com equipamento de segurança adequado.

É um composto muito tóxico para a vida aquática, tornando-o perigoso para esses ambientes.

Referências

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