แคลเซียมซัลไฟด์ (CAS): โครงสร้างคุณสมบัติการผลิตการใช้งาน - เคมี - 2026

แคลเซียมซัลไฟด์เป็นองค์ประกอบนินทรีย์ที่เป็นของแข็งประกอบด้วยแคลเซียม (Ca) และธาตุกำมะถัน (S) ของ CAS สูตรทางเคมี เป็นของแข็งสีขาวอมเหลืองที่ละลายน้ำได้ซึ่งพบได้ในธรรมชาติในภูเขาไฟบางแห่งและในอุกกาบาตบางชนิดในรูปของแร่ที่เรียกว่าโอลด์ฮาไมท์

เมื่อ CAS ละลายในน้ำมันเป็นสารประกอบต่าง ๆ เนื่องจากการที่ซัลไฟด์ไอออน S ^2-กลายเป็น SH ^-ไอออนและ OH ^-ไอออนที่เกิดขึ้น สารละลายที่ได้คือด่าง สารประกอบนี้ใช้เป็นฐานสำหรับสารประกอบที่เรืองแสงหรือผลิตแสงที่มองเห็นได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ วัสดุเหล่านี้ยังใช้เป็นสีเรืองแสง

แคลเซียมซัลไฟด์ CaS ถูกพบในอุกกาบาตบางชนิด ผู้แต่ง: РодионЖуравлёв. ที่มา: Pixabay

CaS ถือเป็นยาที่เป็นไปได้ในการรักษาปัญหาเกี่ยวกับหัวใจและหลอดเลือดเช่นความดันโลหิตสูงหรือความดันโลหิตสูงซึ่งเป็นโรคที่ส่งผลกระทบต่อประชากรส่วนใหญ่ของโลก

ด้วยแคลเซียมซัลไฟด์สามารถหาสารประกอบอื่น ๆ เช่นแคลเซียมไนเตรตและแคลเซียมคาร์บอเนตได้ ต้องจัดการด้วยความระมัดระวังและเมื่อสัมผัสกับความชื้นในบรรยากาศจะทำให้เกิด H ₂ S ซึ่งเป็นพิษมาก

โครงสร้าง

แคลเซียมซัลไฟด์เป็นสารประกอบไอออนิกสูงเกิดจากแคลเซียมไอออน Ca ²⁺และซัลไฟด์ไอออน S 2-

มันตกผลึกเป็นโครงสร้างลูกบาศก์เหมือนเกลือสินเธาว์

โครงสร้างผลึกของแคลเซียมซัลไฟด์ สีเหลือง = กำมะถัน; ขาว = แคลเซียม Benjah-bmm27 / สาธารณสมบัติ. ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

• แคลเซียมซัลไฟด์

คุณสมบัติทางกายภาพ

สภาพร่างกาย

ผลึกสีขาวอมเหลืองผลึกลูกบาศก์เหมือนโซเดียมคลอไรด์

น้ำหนักโมเลกุล

72.144 ก. / โมล

จุดหลอมเหลว

2528 ºC

ความหนาแน่น

2.59 ก. / ซม. ³

การละลาย

ละลายในน้ำ ไม่ละลายในเอทานอล

คุณสมบัติทางเคมี

สารละลายที่เป็นน้ำ

เมื่อละลายในน้ำ CAS แยกออกเป็นแคลเซียมของ Ca ²⁺และกำมะถัน S ^2-ไอออน หลังใช้เวลาในน้ำโปรตอนและกลายเป็น SH ไอออน hydrosulfide ^-ปล่อยไอออนไฮดรอกซิโอ-

ส^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

ดังนั้นการแก้ปัญหาแคลเซียมซัลไฟด์ CAS เป็นด่าง (พวกเขามีค่า pH พื้นฐาน) และไม่ได้มี S ^2-ไอออนแต่ SH -

เฉพาะเมื่อเป็นจำนวนมากด่างเช่นโซเดียมไฮดรอกไซ NaOH จะถูกเพิ่มเพื่อแก้ปัญหาไม่เปลี่ยนสมดุลต่อการก่อตัวของซัลไฟด์ไอออน S 2-

แคลเซียมซัลไฟด์ละลายในน้ำกลายเป็นสารประกอบอื่น ๆ ผู้แต่ง: Clker-Free-Vector-Images ที่มา: Pixabay

SH ^-สามารถรับโปรตอน H ⁺อื่นจากน้ำกลายเป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นสารประกอบที่เป็นพิษมาก

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂วินาที+ OH ^-

ด้วยเหตุนี้ H ₂ S จำนวนเล็กน้อยจึงเกิดขึ้นในน้ำและเมื่อสัมผัสกับความชื้นในสิ่งแวดล้อม CaS จะให้กลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ตามแบบฉบับของไฮโดรเจนซัลไฟด์

สารประกอบมีอยู่เมื่อละลายในน้ำ

ผลของปฏิกิริยาในน้ำที่ระบุข้างต้นคือเกิด Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂และ Ca (SH) (OH)

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

Ca (SH) (OH) + H ₂ O → Ca (OH) ₂ + H ₂วินาที

ปฏิกิริยากับกรด

ปฏิกิริยาเดียวกับที่เกิดในน้ำทำให้ CaS ทำปฏิกิริยากับกรดกลายเป็น H ₂ S

CAS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

ปฏิกิริยาอื่น ๆ

หากการแก้ปัญหาแคลเซียมซัลไฟด์จะมีความร้อนที่มีกำมะถันไอออน polysulfide เอส₄ ²และ S ₃ ² จะได้รับ

ถ้า CaS ได้รับความร้อนในอากาศแห้งหรือออกซิเจนบริสุทธิ์สารประกอบจะออกซิไดซ์เป็นแคลเซียมซัลไฟต์ CaSO ₃แล้วเปลี่ยนเป็นแคลเซียมซัลเฟต CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

ด้วยสารออกซิไดซ์เช่นโพแทสเซียมคลอเรต KClO _{3 จะ}เกิดปฏิกิริยารุนแรงโพแทสเซียมไนเตรต KNO ₃หรือตะกั่วไดออกไซด์ PbO ₂

การได้รับ

แคลเซียมซัลไฟด์สามารถเตรียมได้โดยการเผา (ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงมาก) องค์ประกอบแคลเซียม (Ca) และกำมะถัน (S) ในบรรยากาศเฉื่อยนั่นคือไม่มีออกซิเจนหรือไอน้ำเป็นต้น

Ca + S + ความร้อน→ CaS

นอกจากนี้ยังสามารถรับได้โดยการให้ความร้อนแคลเซียมซัลเฟต CaSO ₄ด้วยถ่าน:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

อย่างไรก็ตามในกรณีหลังจะไม่ได้รับ CaS บริสุทธิ์เนื่องจากทำปฏิกิริยากับ CaSO _{4 ที่}สร้าง CaO และ SO ₂เพิ่มเติม

CaS ยังเกิดจากการเผาขยะถ่านหิน

มีอยู่ในธรรมชาติ

CaS มีอยู่ตามธรรมชาติในแร่ Oldhamite นี่เป็นส่วนประกอบของอุกกาบาตบางชนิดและมีความสำคัญต่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบสุริยะ

เชื่อกันว่า Oldhamite เกิดจากการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำในเนบิวลาที่กำเนิดระบบสุริยะ นอกจากนี้ยังมีอยู่ในภูเขาไฟ

แคลเซียมซัลไฟด์ CaS อยู่ในแร่ Oldhamite ซึ่งพบในอุกกาบาตบางชนิด Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ที่มา: Wikimedia Commons

นอกจากนี้แคลเซียมซัลไฟด์ยังผลิตได้ตามธรรมชาติโดยการลดลงของ CaSO ₄ (ยิปซั่ม) ซึ่งอาจเกิดจากการกระทำของแบคทีเรีย

การประยุกต์ใช้งาน

ในวัสดุเรืองแสง

หนึ่งในการใช้แคลเซียมซัลไฟด์อย่างแพร่หลายมากที่สุดคือเป็นฐานสำหรับสารประกอบเรืองแสง สารเหล่านี้เป็นสารที่เปล่งแสงที่มองเห็นได้ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง

ในสารประกอบเรืองแสงของ CaS สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นฐานและตัวกระตุ้นจะถูกเพิ่มเข้าไปในโครงสร้างเช่นคลอไรด์ของธาตุบางชนิดเช่นซีเรียม (Ce ³⁺ ) และยูโรเทียม (Eu ²⁺ )

วัสดุที่เกิดจากการรวมกันของ CaS และตัวกระตุ้นถูกนำมาใช้เช่นในหน้าจอหลอดรังสีแคโทดที่ประกอบเป็นหน้าจอเก่าของคอมพิวเตอร์หรือคอมพิวเตอร์หรือทีวีเก่า

จอคอมพิวเตอร์รุ่นเก่ามีหลอดรังสีแคโทดซึ่งบางครั้งใช้สารประกอบแคลเซียมซัลไฟด์เรืองแสงและตัวกระตุ้น ผู้แต่ง: Andreas160578 ที่มา: Pixabay

นอกจากนี้ยังใช้ในไดโอดเปล่งแสงปัจจุบันหรือหลอดไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง)

หลอดไฟ LED บางชนิดอาจมีสารประกอบแคลเซียมซัลไฟด์เรืองแสง ไม่มีผู้เขียนที่อ่านได้โดยเครื่อง APPER สันนิษฐาน (ตามการร้องเรียนการละเมิดลิขสิทธิ์) / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) ที่มา: Wikimedia Commons

วัสดุเหล่านี้ยังใช้ในสีเรืองแสงและเคลือบเงา

ในทางการแพทย์

แคลเซียมซัลไฟด์ได้รับการพิจารณาในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ว่าเป็นยาเพื่อรักษาความดันโลหิตสูง (ความดันสูงในหลอดเลือดแดง) เป็นโรคที่มีผลต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดของคนจำนวนมาก (หัวใจและหลอดเลือด)

CaS ถือเป็น "ผู้บริจาค" ของ H ₂ S มีบทบาทสำคัญในการควบคุมโทนสีหรือความแข็งแรงของหลอดเลือดดังนั้นการให้ CaS อาจเป็นวิธีการรักษาที่เป็นไปได้ในการรักษาความดันโลหิตสูง

แคลเซียมซัลไฟด์ได้รับการศึกษาว่าเป็นวิธีการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับความดันโลหิตสูงในระบบหัวใจและหลอดเลือดในผู้ป่วย ผู้แต่ง: Mohamed Hassan ที่มา: Pixabay

ในการได้รับสารประกอบอื่น ๆ

แคลเซียมซัลไฟด์ช่วยให้สามารถเตรียมสารประกอบอื่น ๆ เช่นแคลเซียมไนเตรต Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (ไม่ใช่₃ ) ₂ + H ₂ S

นอกจากนี้ยังถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ในการทำเช่นนี้สารละลายที่เป็นน้ำของ CaS ต้องผ่านการอัดลมด้วย CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

แอพอื่น ๆ

แคลเซียมซัลไฟด์ยังใช้เป็นสารหล่อลื่นและเป็นสารลอยตัวในการสกัดแร่

ความเสี่ยง

แคลเซียมซัลไฟด์อาจทำให้ผิวหนังตาและทางเดินหายใจระคายเคือง ต้องจัดการด้วยความระมัดระวังและมีอุปกรณ์ความปลอดภัยที่เพียงพอ

เป็นสารประกอบที่เป็นพิษร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำดังนั้นจึงเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมเหล่านี้

อ้างอิง

1. ฝ้ายเอฟอัลเบิร์ตและวิลคินสันจอฟฟรีย์ (1980) เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง. พิมพ์ครั้งที่สี่. John Wiley & Sons
2. Lide, DR (บรรณาธิการ) (2548). คู่มือ CRC เคมีและฟิสิกส์. 85 ^TH CRC กด
3. Ropp, RC (2013). กลุ่มที่ 16 (O, S, Se, Te) สารประกอบอัลคาไลน์เอิร์ ธ แคลเซียมซัลไฟด์ ในสารานุกรมของสารประกอบอัลคาไลน์เอิร์ ธ . กู้คืนจาก sciencedirect.com.
4. Li, YF และคณะ (2009) แคลเซียมซัลไฟด์ (CaS) ผู้บริจาคไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H (2) S): ยาลดความดันโลหิตตัวใหม่? Med Hypotheses, 2009 ก.ย. ; 73 (3): 445-7. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
5. House JE and House, KA (2016). ซัลเฟอร์ซีลีเนียมและเทลลูเรียม การเกิดซัลเฟอร์ ในเคมีอนินทรีย์เชิงพรรณนา (พิมพ์ครั้งที่สาม). กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019). แคลเซียมซัลไฟด์ กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. et al. (2014) การเปลี่ยนแคลเซียมซัลไฟด์เป็นแคลเซียมคาร์บอเนตในระหว่างกระบวนการกู้คืนธาตุกำมะถันจากกากยิปซัม Waste Manag, 2014 พ.ย. ; 34 (11): 2373-81 กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov