Kalcija sulfāts ir sāls, kas bagātīgi sastopams dabiskajā vidē un parādās arī kā dažu rūpniecisku procesu blakusprodukts. Tas ir kalcija, sēra un skābekļa savienojums, un tīrākajā veidā tā ķīmiskā formula ir CaSO4; to sauc par bezūdens – bezūdens – kalcija sulfātu vai minerālu anhidrītu. Tas ir arī “ūdens” formā, kas pazīstams kā minerālais ģipsis, kura formula ir CaSO4.2H2O. Dažādām formām ir plašs pielietojuma klāsts, tostarp būvmateriāli, desikanti, locekļu lūzumu apstrādei un mākslas darbu radīšana.
Rekvizīti
Ūdeni saturošajam savienojumam ir zema šķīdība ūdenī, kas sasniedz maksimumu nedaudz virs 100 ° F (38 ° C), bet samazinās zemākā vai augstākā temperatūrā. Mērena karsēšana izdzen lielāko daļu ūdens, atstājot daļēji hidratētu formu kā baltu pulveri, ko tautā dēvē par Parīzes apmetumu. No tā var atjaunot hidratēto formu, vienkārši pievienojot ūdeni: sākotnēji veidojas pasta, bet pēc neilga laika tā sacietē, jo savienojums absorbē ūdeni, izdalot siltumu. Spēcīgāka karsēšana izvada vairāk ūdens, atstājot bezūdens formu jeb anhidrītu.
Rašanās un ražošana
Ģipsis un anhidrīts ir izplatīti minerāli, kas var rasties lielos nogulumos. Tie parasti ir dzidri vai balti, bet piemaisījumu dēļ var iegūt citas krāsas, un tos var atrast kā kristālus vai kā granulētu iežu slāņus. Ģipša nogulsnes veidojās, iztvaikojot iekšzemes jūrām pirms daudziem miljoniem gadu: secīgi tika salikti dažādu minerālu slāņi, un, ūdenim pamazām izzūdot, vispirms veidojās tie, kuriem ir zemāka šķīdība. Vietās, kur šīs nogulsnes tika pakļautas karstumam, ūdens tika izvadīts, atstājot anhidrītu. 2011. gadā uz Marsa klintī tika atrasts ģipsis, kas liecina, ka kādreiz pagātnē ir bijis ūdens.
Dabā sastopamo ģipsi dažreiz sauc par alabastru, īpaši, ja to izmanto tēlniecībā, taču šis termins attiecas arī uz kalcija karbonātu. Abus var atšķirt, apstrādājot ar sālsskābi. Kalcija karbonāts reaģē, veidojot oglekļa dioksīda burbuļus, bet ģipsis lielākoties netiek ietekmēts.
Lielākā daļa kalcija sulfāta nāk no šīm atradnēm, kuras tiek iegūtas daudzās pasaules daļās. Daži no tiem tiek iegūti kā blakusprodukts dažādos rūpnieciskos procesos, īpaši tajos, kas saistīti ar kalciju saturošu iežu apstrādi ar sērskābi. Piemērs ir fosforskābes ražošana no kalcija fosfāta iežiem. Laboratorijā tīrās vielas paraugus var pagatavot, pievienojot sērskābi šķīstoša kalcija savienojuma šķīdumam; zemās šķīdības dēļ tas izgulsnējas kā smalks balts pulveris.
Izmanto
Ģipsis ir salīdzinoši mīksts minerāls, kas viegli iegriežas formās, un tāpēc tas ir plaši izmantots tēlniecībā, kur to var saukt par alabastru. Vēl viena izplatīta šīs kalcija sulfāta formas izmantošana ir celtniecība. Ģipša loksnes bieži tiek izmantotas māju iekšējo sienu būvniecībā, pateicoties tā ugunsizturībai — tas saglabājas salīdzinoši vēss, līdz tiek izvadīts lielākā daļa ūdens satura, palēninot mājas ugunsgrēka gaitu. Šis minerāls ir arī būtiska sastāvdaļa dažos cementa veidos.
Parīzes apmetumu plaši izmanto medicīnā, lai izgatavotu ģipša lējumus lauztām ekstremitātēm, kā arī mākslā un modeļu veidošanā. Bezūdens kalcija sulfātu izmanto kā desikantu, lai noņemtu mitrumu vietās, kur nepieciešami sausi apstākļi — komerciālās formas var saturēt savienojumu, kas ūdens klātbūtnē maina krāsu, norādot, kad tas ir izsmelts. Kad tas notiek, karsējot to var pārvērst atpakaļ bezūdens stāvoklī.
Kalcija sulfātu izmanto arī pārtikas rūpniecībā. To bieži pievieno pārtikas produktiem, lai iegūtu stingrāku tekstūru, un dažreiz kā kalcija avotu. Sojas proteīnu, piemēram, tofu, ražošanā tiek izmantots kalcija sulfāts, ko izmanto kā koagulantu, lai veicinātu mazu proteīna daļiņu salipšanu lielākos gabalos.