CANXI SUNFUA (CAS): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT, SẢN XUẤT, SỬ DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các sulfide canxi là một yếu tố rắn vô cơ gồm canxi (Ca) và lưu huỳnh nguyên tố (S), trong các CaS công thức hóa học. Nó là một chất rắn màu trắng vàng, tan trong nước, được tìm thấy trong tự nhiên ở một số núi lửa và trong một số thiên thạch ở dạng khoáng chất gọi là oldhamite.

Khi CaS hòa tan trong nước, nó tạo thành các hợp chất khác nhau do ion sunfua S ^2- trở thành ion SH ^- và ion OH ^- được hình thành . Dung dịch thu được có tính kiềm. Hợp chất này được sử dụng làm cơ sở cho các hợp chất có khả năng phát quang hoặc tạo ra ánh sáng nhìn thấy trong các điều kiện nhất định. Những vật liệu này cũng được sử dụng trong sơn dạ quang.

Canxi sunfua CaS đã được tìm thấy trong một số thiên thạch. Tác giả: Родион Журавлёв. Nguồn: Pixabay.

CaS đã được coi là một loại thuốc có thể điều trị các vấn đề về tim và mạch máu như tăng huyết áp hoặc huyết áp cao, một căn bệnh ảnh hưởng đến một phần lớn dân số thế giới.

Với canxi sunfua có thể thu được các hợp chất khác như canxi nitrat và canxi cacbonat. Nó phải được xử lý cẩn thận và khi tiếp xúc với độ ẩm của bầu không khí, nó có thể tạo ra H ₂ S rất độc.

Kết cấu

Canxi sunfua là một hợp chất có tính ion cao được tạo thành bởi ion canxi Ca ²⁺ và ion sunfua S ^2- .

Nó kết tinh thành một cấu trúc hình khối giống như muối mỏ.

Cấu trúc tinh thể khối của canxi sunfua. Màu vàng = lưu huỳnh; trắng = canxi. Benjah-bmm27 / Miền công cộng. Nguồn: Wikimedia Commons.

Danh pháp

• Canxi sunfua

Tính chất vật lý

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh màu trắng hơi vàng, tinh thể lập phương như natri clorua.

Trọng lượng phân tử

72,144 g / mol

Độ nóng chảy

2528 ºC

Tỉ trọng

2,59 g / cm ³

Độ hòa tan

Hoà tan trong nước. Không tan trong etanol.

Tính chất hóa học

Dung dịch nước

Khi hòa tan trong nước, CaS phân tách thành các ion canxi Ca ²⁺ và lưu huỳnh S ^2- . Chất sau trong nước lấy một proton và trở thành ion hydrosunfua SH ^- giải phóng ion hydroxyl OH ^- .

S ^2- + H ₂ O ⇔ SH ^- + OH ^-

Do đó, các dung dịch canxi sunfua CaS có tính kiềm (chúng có pH cơ bản) và không có ion S ^2- mà là SH ^- .

Chỉ khi một lượng lớn chất kiềm như natri hydroxit NaOH được thêm vào dung dịch thì cân bằng mới chuyển dịch theo hướng hình thành các ion sunfua S ^2- .

Canxi sunfua hòa tan trong nước, tạo thành các hợp chất khác. Tác giả: Clker-Free-Vector-Images. Nguồn: Pixabay.

SH ^- có thể lấy một proton H ^{+ khác} từ nước, tạo thành hydro sulfua, là một hợp chất rất độc.

SH ^- + H ₂ O ⇔ H ₂ S + OH ^-

Vì lý do này, một lượng nhỏ H ₂ S được hình thành trong nước và khi tiếp xúc với độ ẩm trong môi trường, CaS tạo ra mùi khó chịu đặc trưng của hydrogen sulfide.

Các hợp chất có khi hòa tan trong nước

Kết quả của các phản ứng trong nước được chỉ ra ở trên là Ca (SH) ₂ , Ca (OH) ₂ và Ca (SH) (OH) được tạo thành.

CaS + H ₂ O → Ca (SH) (OH)

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

Phản ứng với axit

Các phản ứng tương tự xảy ra trong nước khiến CaS phản ứng với axit, tạo thành H ₂ S.

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

Các phản ứng khác

Nếu đun nóng dung dịch canxi sunfua với lưu huỳnh thì thu được các ion polysunfua S ₄ ^2- và S ₃ ^2- .

Nếu CaS được đun nóng trong không khí khô hoặc oxy nguyên chất, hợp chất sẽ bị oxy hóa thành canxi sunfua CaSO ₃ và sau đó thành canxi sunfat CaSO ₄ :

2 CaS + 3 O ₂ → 2 CaSO ₃

2 CaSO ₃ + O ₂ → 2 CaSO ₄

Với các chất oxy hóa như kali clorat KClO ₃ , kali nitrat KNO ₃ hoặc chì đioxit PbO ₂ phản ứng dữ dội xảy ra.

Thu được

Canxi sunfua có thể được điều chế bằng cách nung (đun nóng đến nhiệt độ rất cao) các nguyên tố canxi (Ca) và lưu huỳnh (S) trong môi trường trơ, nghĩa là không có oxy hoặc hơi nước, ví dụ, không có mặt.

Ca + S + nhiệt → CaS

Nó cũng có thể thu được bằng cách đun nóng canxi sunfat CaSO ₄ với than củi:

CaSO ₄ + 2 C → CaS + 2 CO ₂

Tuy nhiên, trong trường hợp thứ hai, CaS tinh khiết không thu được, vì nó còn phản ứng với CaSO ₄ tạo thành CaO và SO ₂ .

CaS cũng được tạo ra do đốt chất thải than.

Hiện diện trong tự nhiên

CaS có tự nhiên trong khoáng vật oldhamite. Đây là một thành phần của một số thiên thạch và rất quan trọng đối với các cuộc điều tra khoa học được thực hiện trên hệ mặt trời.

Oldhamite được cho là hình thành do sự ngưng tụ trong tinh vân hình thành nên hệ mặt trời. Nó cũng có trong núi lửa.

Canxi sunfua CaS có trong khoáng vật oldhamite, được tìm thấy trong một số thiên thạch. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Nguồn: Wikimedia Commons.

Ngoài ra, canxi sunfua được tạo ra tự nhiên do quá trình khử CaSO ₄ (thạch cao), có thể do hoạt động của vi khuẩn.

Các ứng dụng

Trong vật liệu dạ quang

Một trong những ứng dụng rộng rãi nhất của canxi sunfua là làm cơ sở cho các hợp chất phát quang. Đây là những chất phát ra ánh sáng nhìn thấy được trong những trường hợp nhất định.

Trong các hợp chất phát quang CaS, chất này hoạt động như một cơ sở và các chất hoạt hóa được thêm vào cấu trúc, chẳng hạn như clorua của một số nguyên tố như xeri (Ce ³⁺ ) và europium (Eu ²⁺ ).

Vật liệu tạo ra từ sự kết hợp của CaS và chất kích hoạt được sử dụng, ví dụ như trong các màn hình ống tia âm cực tạo nên màn hình cũ của máy tính hoặc máy tính hoặc TV cũ.

Màn hình máy tính cũ có các ống tia âm cực trong đó các hợp chất canxi sunfua phát quang và các chất hoạt hóa đôi khi được sử dụng. Tác giả: Andreas160578. Nguồn: Pixabay.

Chúng cũng được sử dụng trong đèn điốt phát quang hiện tại, hoặc đèn LED (Điốt phát quang).

Đèn LED. Một số có thể chứa hợp chất canxi sunfua phát quang. Không có tác giả đọc được bằng máy được cung cấp. APPER giả định (dựa trên khiếu nại về bản quyền). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Nguồn: Wikimedia Commons.

Những vật liệu này cũng được sử dụng trong sơn dạ quang và vecni.

Trong y học

Canxi sulfua đã được xem xét trong các nghiên cứu khoa học y tế như một loại thuốc để điều trị huyết áp cao (áp lực cao trong động mạch). Đây là một căn bệnh ảnh hưởng đến hệ thống tim mạch của nhiều người (tim và mạch máu).

CaS được coi là “người hiến tặng” H ₂ S. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh trương lực hoặc sức mạnh của mạch máu, vì vậy việc sử dụng CaS có thể là một phương thuốc khả thi để điều trị tăng huyết áp.

Canxi sulfua đã được nghiên cứu như một phương thuốc có thể điều trị huyết áp cao trong hệ thống tim mạch ở người bệnh. Tác giả: Mohamed Hassan. Nguồn: Pixabay.

Trong việc thu được các hợp chất khác

Canxi sunfua có thể điều chế các hợp chất khác như canxi nitrat Ca (NO ₃ ) ₂ :

CaS + 2 HNO ₃ → Ca (NO ₃ ) ₂ + H ₂ S

Nó cũng đã được sử dụng để thu được canxi cacbonat CaCO ₃ . Để làm điều này, một dung dịch nước của CaS bị cacbonat hóa với CO ₂ :

CaS + H ₂ O + CO ₂ → H ₂ S + CaCO ₃

Những ứng dụng khác

Canxi sunfua cũng được sử dụng như một chất phụ gia bôi trơn và như một chất nổi trong khai thác khoáng sản.

Rủi ro

Calcium Sulfide có thể gây kích ứng da, mắt và đường hô hấp. Nó phải được xử lý một cách thận trọng và với đầy đủ thiết bị an toàn.

Nó là một hợp chất rất độc đối với đời sống thủy sinh, vì vậy nó rất nguy hiểm cho những môi trường này.

Người giới thiệu

1. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
2. Lide, DR (chủ biên). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. Lần ^thứ 85 CRC Press.
3. Ropp, RC (2013). Nhóm 16 (O, S, Se, Te) Các hợp chất kiềm thổ. Canxi sunfua. Trong Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
4. Li, YF và cộng sự. (2009). Calcium sulfide (CaS), một chất cho hydrogen sulfide (H (2) S): một loại thuốc hạ huyết áp mới? Med Hypotheses, tháng 9 năm 2009; 73 (3): 445-7. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.
5. House JE và House, KA (2016). Lưu huỳnh, Selenium và Tellurium. Sự xuất hiện của Lưu huỳnh. Trong Hóa học Vô cơ Mô tả (Tái bản lần thứ ba). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Canxi sunfua. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
7. De Beer, M. và cộng sự. (2014). Chuyển hóa canxi sunfua thành canxi cacbonat trong quá trình thu hồi lưu huỳnh nguyên tố từ chất thải thạch cao. Waste Manag, 2014 tháng 11; 34 (11): 2373-81. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.gov.