Kalsiyum sülfat, kimyasal formülü CaSO4 olan alçı taşı ve jips olarak da bilinen beyaz renkli inorganik bir bileşiktir. Doğada bolca miktarda bulunan
kalsiyum sülfat, ısıtılıp kurutulduğunda sertleşerek çabucak donar. Doğal halinde yapısında iki su molekülü bulundurur. Endüstride birçok alanda kullanımı mevcuttur. Hemihidrat yapısı da mevcuttur.
Kalsiyum Sülfat Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Nelerdir?
- Kimyasal bileşimine iki su molekülü olarak kristal örgüsünü tamamlar
- Suda çözünürlüğü yok denecek kadar azdır
- Kimyasal Bileşimi anhidrit iken; CaSO4, dihidrat formunda iken; CaSO4.2H2O
- Mol kütlesi anhidrit (Susuz) formda iken 136.14 g/mol, dihidrat formunda iken 172.14 g/mol'dür
- Kristal Geometrisi: Monoklinik
- Kristal Görünümü; ince-kalın levhamsı kristalli, kısa-uzun rizmatik, iğnemsi, masif, taneli, lifsi.
- Renk; doğal rengi beyaz katıdır. Ancak içinde bulundurduğu safsızlığa göre sarımsı, yeşilimsi, kırmızımsı, şeffaf-yarı şeffaf görünümde olabilir.
- Hemihidrat yapıdayken yapısında mol başına yarım su molekülü alır.
Kalsiyum Sülfat Eldesi
Kalsiyum sülfat bileşiği doğadaki alçı taşının 120-180 dereceye kadar ısıtılması sonucu elde edilir.
Temel kaynağı ve doğada bulunuş şekli olan iki sulu jips doğal alçı taşıdır. Dünyada yıllık jips üretimi 127 milyon tondur.
Doğal olarak bulunmasının yanı sıra bazı tepkimeler ile de eldesi mümkündür.
Özellikle başka kimyasalların eldesi sırasında atık olarak oluşabilir. Bu tepkimeler;
- Fosil yakıt güç istasyonları ve buna benzer üretim tesislerinden çıkan sülfür oksit gazının kalsiyum karbonat içerisinden geçirilmesiyle atık olarak elde edilir.
- Fosfat kayaçlarından fosforik asit eldesin sırasında kalsiyum fosfatın sülfürik asit ile tepkimesi sonucu kalsiyum sülfat çöker.
- Hidrojen florür eldesi sırasında, kalsiyum florürün sülfürik asit ile muamelesi sonucu kalsiyum sülfat çöker.
- Çinko eldesi sırasında çinko sülfatın kireç ile muamelesi sonucu kalsiyum sülfat çöker.
Kalsiyum Sülfatın Kullanım Alanları
Kalsiyum sülfat yapısına iki su aldığında çok dayanıklı bir malzeme oluşturur. Bu nedenle de birçok kullanım alanı bulur. Özellikle kullanıldığı yerler arasında;
- Kimyada birçok üretim prosesinde kullanılır
- Tıpta ortopedik ameliyatlarda kemik malzemesi olarak
- Gıdada ekmek yapımında kullanılan mayanın üretimi sırasında maya için besin olarak ve metal bağlayıcı ajan olarak
- Tarımda toprağın ıslahında kullanılır
- Zor alevlenebildiği için alev ve duman geciktirici özelliğe sahiptir. Bu nedenle banyo sistemi ve duş sisteminde bir yalıtım malzemesi olarak kullanılır.
- Özellikle tofu türü peynirlerin üretiminde kullanılır
Kalsiyum Sülfatın Doğada Bulunuşu; Özellikle bazı volkanik alanlarda, deniz kıyılarında bulunur.
Kalsiyum Sülfatın Isıtılması
Kalsiyum sülfat bileşiği doğal halinde yapısına 2 su molekülü bulundurur. Bu su molekülleri kristal örgüde kalsiyum ve sülfat iyonlarının arasındaki boşluklara yerleşerek kristal örgüyü tamamlar. Bu su moleküllerinin yapıdan çıkmasının tek yolu bu bileşiğin ısıtılmasıdır. Isıtma sırasında gerçekleşen olayları inceleyecek olursak;
- 100 dereceye kadar yapıdaki 2 mol su uzaklaşmaz
- 100-150 derece aralığında su molekülleri ayrılmaya başar. Ancak tamamı ayrılmaz ve anhidrit oluşmaya başlar.
- 180 dereceden sonra anhidrit olarak adlandırılabilir ama tamamen susuz değildir
- 250 dereceden sonra tamamen suyunu kaybeder ve doğal anhidrit oluşur
