Kalciumsulfat är ett salt som förekommer rikligt i den naturliga miljön och som även förekommer som en biprodukt av vissa industriella processer. Det är en förening av kalcium, svavel och syre, och har i sin renaste form den kemiska formeln CaSO4; detta är känt som vattenfritt – vattenfritt – kalciumsulfat, eller mineralet anhydrit. Det kommer också i en ”vattenfri” form, känd som mineralgips, som har formeln CaSO4.2H2O. De olika formerna har ett brett användningsområde, inklusive byggmaterial, torkmedel, tillverkning av avgjutningar för behandling av frakturerade lemmar och skapande av konstverk.
Fastigheter
Den vattenhaltiga föreningen har en låg löslighet i vatten som når ett maximum vid drygt 100°F (38°C), men minskar vid lägre eller högre temperaturer. Måttlig uppvärmning driver bort större delen av vattnet och lämnar den delvis hydratiserade formen som ett vitt pulver, populärt känt som gips av Paris. Den hydratiserade formen kan återskapas från detta helt enkelt genom att tillsätta vatten: till en början bildas en pasta, men denna stelnar efter en kort tid eftersom föreningen absorberar vattnet och avger värme. Starkare uppvärmning driver bort mer vatten och lämnar den vattenfria formen, eller anhydrit.
Förekomst och produktion
Gips och anhydrit är vanliga mineraler som kan förekomma i stora avlagringar. De är vanligtvis klara eller vita, men kan anta andra färger på grund av föroreningar, och kan hittas som kristaller eller som lager av granulär sten. Gipsavlagringar bildades genom avdunstning av insjöar för många miljoner år sedan: lager av olika mineral lades ner i en sekvens, där de med lägre löslighet bildades först när vattnet långsamt försvann. Där dessa avlagringar utsattes för värme drevs vatten bort och lämnade anhydrit. 2011 hittades gips i en sten på Mars, vilket tyder på att vatten måste ha funnits någon gång i det förflutna.
Naturligt förekommande gips kallas ibland alabaster, särskilt när det används i skulptur, men denna term används också för kalciumkarbonat. De två kan särskiljas genom behandling med saltsyra. Kalciumkarbonat reagerar genom att producera bubblor av koldioxid, medan gips är i stort sett opåverkat.
Det mesta av kalciumsulfat kommer från dessa fyndigheter, som bryts i många delar av världen. En del återvinns som en biprodukt av olika industriella processer, särskilt de som involverar behandling av kalciumhaltiga bergarter med svavelsyra. Ett exempel är produktionen av fosforsyra från kalciumfosfatbergart. I laboratoriet kan prover av den rena substansen framställas genom att tillsätta svavelsyra till en lösning av en löslig kalciumförening; det fälls ut som ett fint vitt pulver på grund av dess låga löslighet.
du använder
Gips är ett relativt mjukt mineral som lätt skärs in i former, och på grund av detta har det använts i stor utsträckning i skulptur, där det kan kallas alabaster. En annan vanlig användning för denna form av kalciumsulfat är i byggnaden. Gipsskivor används ofta vid konstruktion av innerväggar i hus, på grund av dess brandmotstånd – det förblir relativt svalt tills det mesta av vatteninnehållet har drivits bort, vilket bromsar utvecklingen av en husbrand. Detta mineral är också en viktig ingrediens i vissa former av cement.
Gips av Paris används ofta inom medicin för att göra gipsavgjutningar för trasiga lemmar, såväl som inom konsten och för modelltillverkning. Vattenfritt kalciumsulfat används som ett torkmedel, för att avlägsna fukt där torra förhållanden krävs – kommersiella former kan innehålla en förening som ändrar färg i närvaro av vatten för att indikera när den har tagit slut. När detta händer kan det omvandlas tillbaka till vattenfritt tillstånd genom uppvärmning.
Kalciumsulfat används också inom livsmedelsindustrin. Det tillsätts ofta till livsmedel för att ge en fastare konsistens och ibland som en källa till kalcium. Produktionen av sojaproteiner som tofu involverar kalciumsulfat, som används som koaguleringsmedel för att uppmuntra sammanklumpning av små proteinpartiklar till större bitar.