- بناء
- التسمية
- الخصائص الفيزيائية
- الحالة الفيزيائية
- الوزن الجزيئي الغرامي
- نقطة الانصهار
- كثافة
- الذوبان
- الخواص الكيميائية
- محلول مائي
- توجد المركبات عند إذابتها في الماء
- تفاعل مع الأحماض
- ردود أفعال أخرى
- الحصول
- الوجود في الطبيعة
- التطبيقات
- في مواد مضيئة
- في الطب
- في الحصول على مركبات أخرى
- تطبيقات أخرى
- المخاطر
- المراجع
و كبريتيد الكالسيوم هو عنصر الصلبة غير العضوية التي تتكون من الكالسيوم (الكالسيوم) والكبريت عنصر (S)، من و CAS الصيغة الكيميائية. إنه مادة صلبة قابلة للذوبان في الماء ، بيضاء مصفرة ، توجد في الطبيعة في بعض البراكين وفي بعض النيازك على شكل معدن يسمى أولدهاميت.
عندما CAS يذوب في الماء، فإنه يشكل مركبات مختلفة نظرا لكبريتيد أيون S 2- يصبح SH - أيون وOH - تتشكل أيونات. الحل الناتج قلوي. يستخدم هذا المركب كقاعدة للمركبات المضيئة أو التي تنتج ضوءًا مرئيًا في ظل ظروف معينة. تستخدم هذه المواد أيضًا في الدهانات المضيئة.
تم العثور على كبريتيد الكالسيوم CaS في بعض النيازك. المؤلف: Родион Журавлёв. المصدر: Pixabay.
تم اعتبار CaS دواءً محتملاً لعلاج مشاكل القلب والأوعية الدموية مثل ارتفاع ضغط الدم أو ارتفاع ضغط الدم ، وهو مرض يصيب جزءًا كبيرًا من سكان العالم.
باستخدام كبريتيد الكالسيوم يمكن الحصول على مركبات أخرى مثل نترات الكالسيوم وكربونات الكالسيوم. يجب التعامل معها بحذر وعلى اتصال مع رطوبة الجو ويمكن ان تنتج H 2 S والتي هي سامة جدا.
بناء
كبريتيد الكالسيوم مركب أيوني للغاية يتكون من أيون الكالسيوم Ca 2 + وأيون الكبريتيد S 2-.
يتبلور في هيكل مكعب مثل الملح الصخري.
التركيب البلوري المكعب لكبريتيد الكالسيوم. أصفر = كبريت أبيض = الكالسيوم. Benjah-bmm27 / Public domain. المصدر: ويكيميديا كومنز.
التسمية
- كبريتيد الكالسيوم
الخصائص الفيزيائية
الحالة الفيزيائية
بلورات صلبة بيضاء مصفرة ، بلورات مكعبة مثل كلوريد الصوديوم.
الوزن الجزيئي الغرامي
72.144 جم / مول
نقطة الانصهار
2528 درجة مئوية
كثافة
2.59 جم / سم 3
الذوبان
يذوب في الماء. غير قابل للذوبان في الإيثانول.
الخواص الكيميائية
محلول مائي
عندما يذوب في الماء، CAS يفصل في الكالسيوم في كاليفورنيا 2+ والكبريت S 2- الأيونات. يأخذ الأخير في الماء بروتونًا ويصبح أيون هيدروكلفيد SH - مطلقًا أيون الهيدروكسيل OH -.
S 2- + H 2 O ⇔ SH - + OH -
لذلك، CAS كبريتيد الكالسيوم الحلول قلوية (لديهم درجة الحموضة الأساسية) وليس لديهم S 2- الأيونات لكن SH -.
فقط عندما يتم إضافة كمية كبيرة من القلويات مثل هيدروكسيد الصوديوم NaOH إلى المحلول ، يتحول التوازن نحو تكوين أيونات الكبريتيد S 2-.
يذوب كبريتيد الكالسيوم في الماء مكونًا مركبات أخرى. المؤلف: Clker-Free-Vector-Images. المصدر: Pixabay.
SH - يمكن أن آخر H + بروتون من الماء، وتشكيل كبريتيد الهيدروجين، وهو مركب سام جدا.
SH - + H 2 O ⇔ H 2 S + OH -
لهذا السبب ، تتشكل كميات صغيرة من H 2 S في الماء ، وعند تعرضها للرطوبة في البيئة ، تنبعث CaS رائحة كريهة نموذجية من كبريتيد الهيدروجين.
توجد المركبات عند إذابتها في الماء
نتيجة التفاعلات في الماء المشار إليها أعلاه هي تشكيل Ca (SH) 2 و Ca (OH) 2 و Ca (SH) (OH).
CaS + H 2 O → Ca (SH) (OH)
Ca (SH) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S.
تفاعل مع الأحماض
تتسبب التفاعلات نفسها التي تحدث في الماء في تفاعل الكالسيوم مع الأحماض ، مكونًا H 2 S.
CaS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S.
ردود أفعال أخرى
إذا تم تسخين محلول كبريتيد الكالسيوم بالكبريت ، يتم الحصول على أيونات عديد كبريتيد S 4 2- و S 3 2-.
إذا تم تسخينه CAS في الهواء الجاف أو الأكسجين النقي للأكسدة مركب إلى سلفيت الكالسيوم كاسو 3 ثم إلى كبريتات الكالسيوم كاسو 4:
2 CAS + 3 O 2 → 2 كاسو 3
2 كاسو 3 + O 2 → 2 كاسو 4
مع العوامل المؤكسدة مثل كلورات البوتاسيوم KClO 3 ، نترات البوتاسيوم KNO 3 أو ثاني أكسيد الرصاص PbO 2 تحدث تفاعلات عنيفة.
الحصول
يمكن تحضير كبريتيد الكالسيوم عن طريق تكليس (التسخين إلى درجة حرارة عالية جدًا) عنصري الكالسيوم (Ca) والكبريت (S) في جو خامل ، أي عدم وجود الأكسجين أو بخار الماء ، على سبيل المثال.
Ca + S + heat → CaS
يمكن الحصول عليها أيضًا عن طريق تسخين كبريتات الكالسيوم CaSO 4 بالفحم:
CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2
ومع ذلك ، في الحالة الأخيرة ، لا يتم الحصول على CaS نقي ، لأنه يتفاعل بشكل إضافي مع CaSO 4 مكونًا CaO و SO 2.
يتم إنشاء CaS أيضًا عن طريق حرق نفايات الفحم.
الوجود في الطبيعة
الكالسيوم موجود بشكل طبيعي في المعدن القديم. هذا مكون من بعض النيازك وهو مهم للبحث العلمي الذي يتم إجراؤه على النظام الشمسي.
يُعتقد أن الأولدهاميت قد تشكل عن طريق التكثيف في السديم الذي نشأ النظام الشمسي. كما أنه موجود في البراكين.
يوجد كبريتيد الكالسيوم CaS في المعدن القديم ، والذي تم العثور عليه في بعض النيازك. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). المصدر: ويكيميديا كومنز.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج كبريتيد الكالسيوم بشكل طبيعي عن طريق تقليل CaSO 4 (الجبس) ، ربما بسبب عمل البكتيريا.
التطبيقات
في مواد مضيئة
كان أحد أكثر استخدامات كبريتيد الكالسيوم انتشارًا كقاعدة لمركبات الإنارة. هذه هي المواد التي ينبعث منها الضوء المرئي في ظل ظروف معينة.
في المركبات المضيئة لـ CaS يعمل هذا كقاعدة ويتم إضافة المنشطات إلى البنية مثل كلوريدات بعض العناصر مثل السيريوم (Ce 3+) والأوروبيوم (Eu 2+).
يتم استخدام المواد الناتجة عن اتحاد CaS والمنشط على سبيل المثال في شاشات أنبوب أشعة الكاثود التي تشكل الشاشات القديمة لأجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الكمبيوتر أو أجهزة التلفزيون القديمة.
تحتوي شاشات الكمبيوتر القديمة على أنابيب أشعة الكاثود التي تستخدم فيها أحيانًا مركبات كبريتيد الكالسيوم والمنشطات المضيئة. المؤلف: Andreas160578. المصدر: Pixabay.
كما أنها تستخدم في الصمام الثنائي الباعث للضوء الحالي ، أو مصابيح LED (الثنائيات الباعثة للضوء).
مصباح LED. قد يحتوي بعضها على مركبات كبريتيد الكالسيوم المضيئة. لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض APPER (بناءً على مطالبات حقوق النشر). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). المصدر: ويكيميديا كومنز.
تستخدم هذه المواد أيضًا في الدهانات والورنيشات المضيئة.
في الطب
تم اعتبار كبريتيد الكالسيوم في الدراسات العلمية الطبية كدواء لعلاج ارتفاع ضغط الدم (ارتفاع الضغط في الشرايين). هذا مرض يصيب الجهاز القلبي الوعائي لكثير من الناس (القلب والأوعية الدموية).
يعتبر CaS "متبرعًا" بـ H 2 S. ويلعب دورًا مهمًا في تنظيم نبرة أو قوة الأوعية الدموية ، لذلك يمكن أن يكون إعطاء CaS علاجًا ممكنًا لعلاج ارتفاع ضغط الدم.
تمت دراسة كبريتيد الكالسيوم كعلاج محتمل لارتفاع ضغط الدم في نظام القلب والأوعية الدموية لدى المرضى. المؤلف: محمد حسن. المصدر: Pixabay.
في الحصول على مركبات أخرى
يجعل كبريتيد الكالسيوم من الممكن تحضير مركبات أخرى مثل نترات الكالسيوم Ca (NO 3) 2:
CaS + 2 HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + H 2 S.
كما تم استخدامه للحصول على كربونات الكالسيوم CaCO 3. للقيام بذلك ، يتعرض محلول مائي لـ CaS للكربنة باستخدام CO 2:
CaS + H 2 O + CO 2 → H 2 S + CaCO 3
تطبيقات أخرى
يستخدم كبريتيد الكالسيوم أيضًا كمادة مضافة للتشحيم وكعامل تعويم في استخلاص المعادن.
المخاطر
يمكن أن يسبب كبريتيد الكالسيوم تهيج الجلد والعين والجهاز التنفسي. يجب التعامل معها بحذر ومع معدات أمان مناسبة.
إنه مركب شديد السمية للحياة المائية ، لذلك فهو خطير على هذه البيئات.
المراجع
- قطن ، ف.ألبرت وويلكينسون ، جيفري. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. طبعة رابعة. جون وايلي وأولاده.
- Lide ، DR (محرر). (2005). كتيب CRC للكيمياء والفيزياء. 85 تشرين CRC برس.
- روب ، آر سي (2013). المجموعة 16 (O ، S ، Se ، Te) مركبات الأرض القلوية. كبريتيد الكالسيوم. في موسوعة مركبات الأرض القلوية. تعافى من sciencedirect.com.
- لي ، ويف وآخرون. (2009). كبريتيد الكالسيوم (CaS) ، مانح لكبريتيد الهيدروجين (H (2) S): دواء جديد خافض للضغط؟ فرضيات ميد، 2009 سبتمبر؛ 73 (3): 445-7. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
- House JE and House ، KA (2016). الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم. حدوث الكبريت. في الكيمياء الوصفية غير العضوية (الطبعة الثالثة). تعافى من sciencedirect.com.
- المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). كبريتيد الكالسيوم. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- De Beer، M. et al. (2014). تحويل كبريتيد الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم خلال عملية استرجاع عنصر الكبريت من مخلفات الجبس. إدارة النفايات ، نوفمبر 2014 ؛ 34 (11): 2373-81. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.