- Structure
- Nomenclature
- Propriétés physiques
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Densité
- Solubilité
- Propriétés chimiques
- Solution aqueuse
- Composés présents lorsqu'ils sont dissous dans l'eau
- Réaction avec les acides
- Autres réactions
- Obtention
- Présence dans la nature
- Applications
- En matériaux lumineux
- En médecine
- En obtenant d'autres composés
- Autres applications
- Des risques
- Références
Le sulfure de calcium est un élément solide inorganique constitué de calcium (Ca) et d'élément soufre (S), de formule chimique CaS. C'est un solide soluble dans l'eau, blanc jaunâtre, trouvé dans la nature dans certains volcans et dans certaines météorites sous la forme d'un minéral appelé oldhamite.
Lorsque le CaS se dissout dans l'eau, il forme divers composés en raison du fait que l'ion sulfure S 2- devient l'ion SH - et des ions OH - se forment. La solution résultante est alcaline. Ce composé est utilisé comme base pour des composés luminescents ou qui produisent de la lumière visible dans certaines conditions. Ces matériaux sont également utilisés dans les peintures lumineuses.
Du sulfure de calcium CaS a été trouvé dans certaines météorites. Auteur: Родион Журавлёв. Source: Pixabay.
Le CaS a été considéré comme un médicament possible pour traiter les problèmes cardiaques et vasculaires tels que l'hypertension ou l'hypertension artérielle, qui est une maladie qui affecte une grande partie de la population mondiale.
Avec le sulfure de calcium, d'autres composés tels que le nitrate de calcium et le carbonate de calcium peuvent être obtenus. Il doit être manipulé avec précaution et au contact de l'humidité de l'atmosphère, il peut produire du H 2 S qui est très toxique.
Structure
Le sulfure de calcium est un composé hautement ionique formé par un ion calcium Ca 2+ et un ion sulfure S 2-.
Il cristallise en une structure cubique comme le sel gemme.
Structure cristalline cubique du sulfure de calcium. Jaune = soufre; blanc = calcium. Benjah-bmm27 / Domaine public. Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Sulfure de calcium
Propriétés physiques
État physique
Solide cristallin blanc jaunâtre, cristaux cubiques semblables à ceux du chlorure de sodium.
Poids moléculaire
72,144 g / mol
Point de fusion
2528 ºC
Densité
2,59 g / cm 3
Solubilité
Soluble dans l'eau. Insoluble dans l'éthanol.
Propriétés chimiques
Solution aqueuse
Lorsqu'il est dissous dans l'eau, le CaS se sépare en ses ions calcium Ca 2+ et soufre S 2-. Ce dernier dans l'eau prend un proton et devient l'ion hydrosulfure SH - libérant un ion hydroxyle OH -.
S 2- + H 2 O ⇔ SH - + OH -
Par conséquent, les solutions de CaS de sulfure de calcium sont alcalines (elles ont un pH basique) et n'ont pas d'ions S 2- mais SH -.
Ce n'est que lorsqu'une grande quantité d'alcali tel que l'hydroxyde de sodium NaOH est ajoutée à la solution que l'équilibre se déplace vers la formation d'ions sulfure S 2-.
Le sulfure de calcium se dissout dans l'eau, formant d'autres composés. Auteur: Clker-Free-Vector-Images. Source: Pixabay.
SH - peut prendre un autre proton H + de l'eau, formant du sulfure d'hydrogène, qui est un composé très toxique.
SH - + H 2 O ⇔ H 2 S + OH -
Pour cette raison, de petites quantités de H 2 S se forment dans l'eau et, lorsqu'il est exposé à l'humidité de l'environnement, le CaS dégage une odeur désagréable typique du sulfure d'hydrogène.
Composés présents lorsqu'ils sont dissous dans l'eau
Le résultat des réactions dans l'eau indiquées ci-dessus est qu'il se forme Ca (SH) 2, Ca (OH) 2 et Ca (SH) (OH).
CaS + H 2 O → Ca (SH) (OH)
Ca (SH) (OH) + H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 S
Réaction avec les acides
Les mêmes réactions qui se produisent dans l'eau provoquent la réaction du CaS avec les acides, formant du H 2 S.
CaS + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 S
Autres réactions
Si une solution de sulfure de calcium est chauffée avec du soufre, les ions polysulfure S 4 2- et S 3 2- sont obtenus.
Si le CaS est chauffé à l'air sec ou à l'oxygène pur, le composé s'oxyde en sulfite de calcium CaSO 3 puis en sulfate de calcium CaSO 4:
2 CaS + 3 O 2 → 2 CaSO 3
2 CaSO 3 + O 2 → 2 CaSO 4
Avec des agents oxydants tels que le chlorate de potassium KClO 3, le nitrate de potassium KNO 3 ou le dioxyde de plomb PbO 2, des réactions violentes se produisent.
Obtention
Le sulfure de calcium peut être préparé par calcination (chauffage à très haute température) des éléments calcium (Ca) et soufre (S) dans une atmosphère inerte, c'est-à-dire sans oxygène ni vapeur d'eau par exemple.
Ca + S + chaleur → CaS
Il peut également être obtenu en chauffant du sulfate de calcium CaSO 4 avec du charbon:
CaSO 4 + 2 C → CaS + 2 CO 2
Cependant, dans ce dernier cas, un CaS pur n'est pas obtenu, car il réagit en outre avec CaSO 4 en formant CaO et SO 2.
Le CaS est également généré par la combustion des déchets de charbon.
Présence dans la nature
Le CaS est naturellement présent dans l'oldhamite minérale. Ceci est un composant de certaines météorites et est important pour la recherche scientifique menée sur le système solaire.
On pense que l'Oldhamite s'est formée par condensation dans la nébuleuse à l'origine du système solaire. Il est également présent dans les volcans.
Le sulfure de calcium CaS se trouve dans l'oldhamite minérale, qui a été trouvée dans certaines météorites. Leon Hupperichs / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Source: Wikimedia Commons.
De plus, le sulfure de calcium est produit naturellement par la réduction du CaSO 4 (gypse), éventuellement sous l'action de bactéries.
Applications
En matériaux lumineux
L'une des utilisations les plus répandues du sulfure de calcium a été comme base pour des composés luminescents. Ce sont des substances qui émettent de la lumière visible dans certaines circonstances.
Dans les composés luminescents de CaS, cela agit comme une base et des activateurs sont ajoutés à la structure, tels que les chlorures de certains éléments tels que le cérium (Ce 3+) et l'europium (Eu 2+).
Le matériau résultant de l'union du CaS et de l'activateur est utilisé par exemple dans les écrans à tube cathodique qui composent les anciens écrans d'ordinateurs ou d'ordinateurs ou d'anciens téléviseurs.
Les vieux moniteurs d'ordinateur avaient des tubes à rayons cathodiques dans lesquels des composés de sulfure de calcium luminescents et des activateurs sont parfois utilisés. Auteur: Andreas160578. Source: Pixabay.
Ils sont également utilisés dans les lampes à diodes électroluminescentes actuelles ou à LED (diodes électroluminescentes).
Lampe à LED. Certains peuvent contenir des composés de sulfure de calcium luminescents. Aucun auteur lisible par machine fourni. APPER supposé (basé sur les revendications de droits d'auteur). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Source: Wikimedia Commons.
Ces matériaux sont également utilisés dans les peintures et vernis lumineux.
En médecine
Le sulfure de calcium a été considéré dans les études scientifiques médicales comme un médicament pour traiter l'hypertension artérielle (pression artérielle élevée). Il s'agit d'une maladie qui affecte le système cardiovasculaire de nombreuses personnes (cœur et vaisseaux sanguins).
Le CaS est considéré comme un «donneur» de H 2 S. Il joue un rôle important dans la régulation du tonus ou de la force des vaisseaux sanguins, de sorte que l'administration de CaS pourrait être un remède possible pour traiter l'hypertension.
Le sulfure de calcium a été étudié comme remède possible contre l'hypertension artérielle du système cardiovasculaire chez les personnes malades. Auteur: Mohamed Hassan. Source: Pixabay.
En obtenant d'autres composés
Le sulfure de calcium permet de préparer d'autres composés comme le nitrate de calcium Ca (NO 3) 2:
CaS + 2 HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + H 2 S
Il a également été utilisé pour obtenir du carbonate de calcium CaCO 3. Pour ce faire, une solution aqueuse de CaS est soumise à une carbonatation avec du CO 2:
CaS + H 2 O + CO 2 → H 2 S + CaCO 3
Autres applications
Le sulfure de calcium est également utilisé comme additif lubrifiant et comme agent de flottation dans l'extraction minérale.
Des risques
Le sulfure de calcium peut provoquer une irritation de la peau, des yeux et des voies respiratoires. Il doit être manipulé avec précaution et avec un équipement de sécurité adéquat.
C'est un composé très toxique pour la vie aquatique, donc il est dangereux pour ces environnements.
Références
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- Lide, DR (éditeur). (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 e CRC Press.
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- Li, YF et coll. (2009). Le sulfure de calcium (CaS), donneur d'hydrogène sulfuré (H (2) S): un nouvel antihypertenseur? Hypothèses Med, septembre 2009; 73 (3): 445-7. Récupéré de ncbi.nlm.nih.gov.
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