Siarczan glinianu wapnia

Struktura krystaliczna
Struktura krystaliczna hydratu siarczanu glinowo-wapniowego w rzucie wzdłuż c
Generał
Nazwisko	Siarczan glinianu wapnia
inne nazwy	Sulfoglinian wapnia Hexacalciumhexaoxotris [sulfato (2 -)] diglinian (12-)
Wzór proporcji	Ca 6 Al 2 O 6 (SO 4 ) 3
Krótki opis	niepalne ciało stałe
Identyfikatory zewnętrzne / bazy danych
numer CAS 12004-14-7 12252-12-9 (etryngit lub nieokreślony hydrat) Numer WE 234-448-5 Karta informacyjna ECHA 100.031.303 Wikidane Q1026338
nieruchomości
Masa cząsteczkowa	678,62 g mol- 1 − 1255,11 g mol- 1 (26 hydratów)
Stan fizyczny	mocno
gęstość	1,80 g cm- 3 1,30-1,40 g cm- 3 (hydrat)
Temperatura topnienia	> 400 ° C 80 ° C (początek rozkładu z utratą wody krystalicznej) (hydrat)
rozpuszczalność	słabo rozpuszczalny w wodzie (0,62 g/l w temp. 20°C) ok. 1 g/l w wodzie (hydrat)
instrukcje bezpieczeństwa
Oznakowanie zagrożeń GHS brak piktogramów GHS Zwroty H i P H: bez zwrotów H P: bez zwrotów P
W miarę możliwości i zwyczajowo stosowane są jednostki SI . O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych .

Siarczan glinianu wapnia jest związkiem chemicznym z grupy glinianów wapnia o wzorze stosunku Ca ₆ Al ₂ O ₆ (SO ₄ ) ₃ . Występuje głównie jako hydrat.

Zawiesina siarczanu glinianu wapnia , zwana również casul lub sulfoglinianem wapnia , jest siarczanem glinianu wapnia w postaci zawieszonej. Empiryczny wzór związanego stałego związku to Ca ₆ Al ₂ [(OH) ₁₂ (SO ₄ ) ₃ ] · 24 H ₂ O lub Ca ₆ Al ₂ [(OH) ₁₂ (SO ₄ ) ₃ ] · 26 H ₂ O W chemii budowlanej wzór sumy tlenkowej jest zwykle używany jako zapis : 3CaO · Al ₂ O ₃ · 3CaSO ₄ · 32 H ₂ O.

W przypadku związku z 26 molami wody krystalizacyjnej i masą molową 1255.11, 32 mole wody lub 46 % wag. mogą zostać uwolnione podczas ogrzewania z powodu dodatkowego rozkładu jonów wodorotlenkowych . Woda rozpuszczalność wapnia glinowy siarczanu hydratu wynosi około 1 g / litr, a zatem około połowę tak duża jak rozpuszczalność siarczanu wapnia .

Występowanie

Sól, która zawiera wodę krystalizacyjną, występuje również w przyrodzie jako mineralny etryngit , zwłaszcza w złożach wulkanicznych, np. w wulkanicznym Eifel.

Produkcja syntetyczna

Przy wytwarzaniu zawiesiny siarczanu glinianu wapnia ważne jest, aby generować szczególnie drobno rozdrobnione kryształy ettringitu w krótkim czasie reakcji, ponieważ tylko one mają znaczenie w zastosowaniach przemysłowych. Naturalnie „hodowany” etryngit nie nadaje się do marketingu przemysłowego.

Obecnie znane są dwa procesy syntezy:

• Strącanie z roztworu siarczanu glinu przez dodanie roztworu wodorotlenku wapnia ( mleka wapiennego ) w celu uzyskania bieli satynowej , co było praktykowane już w XIX wieku w przemyśle papierniczym:

${\ displaystyle {\ ce {Al2 (SO4) 3 + 6Ca (OH) 2 + 26H2O -> Ca6Al2 [(OH) 12 (SO4) 3] .26H2O}}}$

W procesie tym powstaje drobnokrystaliczny, jasnobiały osad, który zawiesza się w odpowiednich dyspergatorach, takich jak poliakrylany lub kazeina, tworząc zawiesiny zawierające od 30% do 50% substancji stałych.

• Produkcja termodynamiczna z hydratu glinianu wapnia (katoit) i gipsu do produkcji casul.

${\ displaystyle {\ ce {Ca3Al2 (OH) 12 + 3CaSO4.2H2O + 20H2O -> Ca6Al2 [(OH) 12 (SO4) 3] .26H2O}}}$

Za pomocą tego opatentowanego procesu można wytworzyć szczególnie silnie skoncentrowaną zawiesinę zawierającą do 70% części stałych. Reakcja ta odgrywa również ważną rolę w krzepnięciu cementu .

• Zanieczyszczony etryngit jest wytwarzany ze ścieków zawierających siarczany poprzez dodanie glinianów i wapna.

Specjalne właściwości

SEM obraz Casul

Siarczan glinianu wapnia jest szczególnie białym produktem. Powstaje dopiero przy wartości pH powyżej 12 i rozkłada się na składniki glinian wapnia i siarczan wapnia przy wartości pH poniżej 9. Ze względu na swój igłowy, kryształowy pokrój ma tendencję do matowienia farb, co objawia się silnym efektem adhezyjnym, wcześniej odczuwanym jako niekorzystny, tak że biel satynowa nazywana była również „białą diabelską” lub „białą szatańską”. przemysł papierniczy. Efekt klejenia jest dziś używany jako pozytywna właściwość, zwłaszcza w farbach, takich jak farby emulsyjne i płynne tynki.

Chociaż współczynnik załamania światła przy n _D = 1,49 dla białego pigmentu jest bardzo niski, a krycie na mokro jest odpowiednio słabe (podobne do alabastru ), krycie na sucho powłok zawierających siarczan glinianu wapnia jest spowodowane odbiciem i absorpcją światła zależną od gęstości współczynnik (wg Kubelki-Munk ), bardzo dobry. Drobno rozdrobniony siarczan glinianu wapnia (średnia wielkość cząstek <0,5 µm) jest zatem szczególnie odpowiedni jako składnik nadający połysk masy powlekającej do powlekania papieru. Papiery powlekane i dodatkowo satynowane charakteryzują się przede wszystkim wysoką białością, nieprzezroczystością, gładkością i połyskiem oraz nadają papierowi przyjemny w dotyku . Stosowane są jako papier artystyczny z doskonałym nadrukiem oraz jako papier do pakowania żywności wysokiej jakości.

Dzięki wysokiej wartości pH i lekko rozpuszczonym jonom glinu, siarczan glinowo-wapniowy działa antybakteryjnie, dzięki czemu farby i farby ścienne są chronione przed bakteriami i pleśnią nawet bez konserwantów .

podanie

• Jako biały minerał do produkcji farb .
• Jako biały pigment w farbach kryjących do powlekania papieru .
• Jako spoiwo mineralne w płynnych tynkach

Indywidualne dowody

1. ↑ ^{b c d e f} wejście na Hexacalciumhexaoxotris [sulfato (2 -)] dialuminate (12-) na bazie substancji o GESTIS w IFA , dostępnym w dniu 28 lutego 2017 r. (wymagany JavaScript)
2. ↑ ^{a b} Karta charakterystyki Remondis Lippewerk
3. ↑ patrz pod Ettringite
4. ↑ G: Römpp Lexikon Chemie, wydanie 10, 1996-1999 Tom 2: Cm - G . Georg Thieme Verlag, 2014, ISBN 3-13-199971-3 , s. 1245 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce Google Book). 
5. ^ AE Moore, HFW Taylor: Struktura krystaliczna etryngitu . W: Acta Crystallographica, sekcja B . 26, 1970, s. 386-393. doi : 10.1107 / S0567740870002443 .
6. ↑ słownik papierowy; Gernsbach 1999; ISBN 3-88640-080-8
7. ↑ Patent EPA 98 963 436,5; Roślina Remondis Lippe
8. ↑ patrz pod Ettringite
9. ↑ Konwersja rozpuszczonych siarczanów ze ścieków procesowych i ścieków na surowce wtórne; WLB 6/1996.