황산칼슘(CaSO4)은 자연적으로 발생하거나 산업적으로 생산되는 백색 분말입니다. 결합제, 충전제, 영양분으로서의 특성으로 인해 건축, 식품 및 의약품에 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 황산칼슘 |
| 분자식 | CaSO4 |
| CAS 번호 | 7778-18-9 |
| 동의어 | 석고, 무수석고, 경석고, 이수화물, 칼슘염, 아셀렌산염 |
| 인치 | InChI=1S/Ca·H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 |
황산칼슘의 성질
황산칼슘 공식
황산칼슘의 화학식은 CaSO4입니다. 이는 각 황산칼슘 분자에 칼슘 원자 1개, 황 원자 1개, 산소 원자 4개가 포함되어 있음을 의미합니다. 이 공식은 황산칼슘의 조성을 화학 방정식으로 표현하고 화학 반응에 필요한 반응물의 양을 계산하는 데 사용됩니다.
황산칼슘 몰 질량
CaSO4의 몰 질량은 약 136.14 g/mol입니다. 이 값은 화합물에 포함된 칼슘 원자 1개, 황 원자 1개, 산소 원자 4개의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 몰 질량은 화학 반응에 필요한 CaSO4의 양을 결정하고 용액 내 농도를 계산하는 데 사용됩니다.
황산칼슘의 끓는점
CaSO4는 끓는점에 도달하기 전에 열분해되기 때문에 끓는점이 정의되어 있지 않습니다. 그러나 분해되지 않고 200°C 이상의 온도로 가열될 수 있습니다. 더 높은 온도에서 CaSO4는 흡열 분해를 거쳐 산화칼슘과 삼산화황을 형성합니다.
황산칼슘 융점
CaSO4의 녹는점은 수화 상태에 따라 달라집니다. 무수 형태의 CaSO4의 녹는점은 약 1460°C인 반면, 이수화물 형태의 녹는점은 약 128°C입니다. 반수화물과 삼수화물 형태는 중간 정도의 녹는점을 가집니다.
황산칼슘의 밀도 g/mL
CaSO4의 밀도는 모양과 수화 상태에 따라 달라집니다. 무수 형태의 CaSO4의 밀도는 약 2.96g/mL인 반면, 이수화물 형태의 밀도는 약 2.32g/mL입니다. 반수화 형태와 삼수화 형태는 중간 밀도를 갖습니다.
황산칼슘의 분자량
CaSO4의 분자량은 약 136.14g/mol입니다. 이 값은 화합물에 포함된 칼슘 원자 1개, 황 원자 1개, 산소 원자 4개의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 분자량은 화학 반응에 필요한 CaSO4의 양을 계산하고 용액 내 농도를 결정하는 데 사용됩니다.
황산칼슘의 구조
CaSO4는 수화 상태에 따라 결정 구조가 달라질 수 있습니다. 무수 형태의 CaSO4는 사방정계로 분류되는 결정 구조를 갖는 반면, 이수화물 형태는 단사정계 결정 구조를 갖습니다. 반수화물 형태와 삼수화물 형태는 무수물 형태와 이수화물 형태의 중간인 서로 다른 결정 구조를 가지고 있습니다.
| 모습 | 흰색 또는 고체 분말 |
| 비중 | 2.96(무수), 2.32(이수화물) |
| 색상 | 흰색 또는 무색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 136.14g/몰 |
| 밀도 | 2.96g/cm3(무수물), 2.32g/cm3(이수화물) |
| 융합점 | 1460°C(무수), 128°C(2수화물) |
| 비점 | 끓는점이 정의되어 있지 않음 |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 0.24g/100ml (20°C) |
| 용해도 | 물과 글리세롤에 용해되고 에탄올에는 용해되지 않습니다. |
| 증기압 | 무시할 만한 |
| 증기 밀도 | 해당 없음 |
| pKa | 9.8(1차 해리), 11.8(2차 해리) |
| pH | 7(중립) |
황산칼슘의 안전성과 위험성
CaSO4는 일반적으로 사용 및 취급이 안전한 것으로 간주되지만 적절하게 취급하지 않을 경우 건강에 위험을 초래할 수 있습니다. CaSO4 분진을 흡입하면 호흡기계에 자극을 줄 수 있으며, 다량의 화합물을 섭취하면 위장 장애를 일으킬 수 있습니다. CaSO4가 눈과 피부에 닿으면 자극이나 건조함을 유발할 수 있습니다. CaSO4는 특정 화학물질과 반응하여 위험한 부산물을 생성할 수도 있습니다. 따라서 CaSO4를 취급할 때는 적절한 개인 보호 장비를 착용해야 하며, 부적합 물질로부터 멀리 떨어진 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 곳에 보관해야 합니다.
| 위험 기호 | 없음 |
| 보안 설명 | 삼키면 유해하다. 피부와 눈에 자극을 일으킵니다. |
| UN 식별 번호 | 규제되지 않음 |
| HS 코드 | 2833.29.00 |
| 위험등급 | 규정 (EC) No 1272/2008 [CLP]에 따라 위험 물질 또는 혼합물로 분류되지 않음 |
| 포장그룹 | 해당 없음 |
| 독성 | LD50(경구, 쥐): > 2000mg/kg |
황산칼슘 합성 방법
여러 가지 방법을 통해 원하는 형태와 화합물의 수화 상태에 따라 CaSO4를 합성할 수 있습니다.
일반적인 방법은 탄산칼슘 이나 산화칼슘을 황산과 반응시키는 것입니다. 반응을 통해 각각 CaSO4와 이산화탄소 또는 물이 생성됩니다.
또 다른 방법은 염화칼슘 과 황산나트륨 을 반응시켜 CaSO4를 침전시키는 것입니다. CaSO4 이수화물의 천연 광물 형태인 석고의 열 탈수는 CaSO4를 생성합니다.
발전소 배연 탈황과 같은 일부 산업 공정에서는 부산물로 CaSO4가 생성됩니다. 이 과정에서 이산화황은 탄산칼슘 과 반응하여 아황산칼슘을 형성하고, 이는 산화되어 CaSO4를 생성합니다.
CaSO4에 사용되는 합성 방법은 입자 크기, 결정화도 및 순도와 같은 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 화합물의 의도된 적용에 적합한 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
황산칼슘의 용도
CaSO4는 낮은 독성, 높은 융점 및 백색을 포함한 독특한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. CaSO4의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
- 건축: 시멘트와 석고보드의 핵심 구성요소로 바인더와 퍼티 역할을 합니다.
- 식품 및 음료: 두부 생산 시 응고제로 사용되며 일부 치즈 및 야채 통조림에서는 경화제로 사용됩니다.
- 의약품: 정제 및 캡슐 생산 시 필러 및 결합제로 사용됩니다.
- 농업: 토양 구조를 개선하고 작물 수확량을 늘리기 위해 토양 개량제로 사용됩니다.
- 화학물질: 안료, 종이, 직물 가공 등 다양한 화학물질 생산에 사용됩니다.
- 화장품: 벌크화제 및 불투명화제로 화장품 제제에 사용됩니다.
- 수처리 : 불순물을 제거하고 스케일을 줄이기 위해 수처리에 사용됩니다.
- 플라스틱 및 고무: 플라스틱 및 고무 제품의 충전재 및 강화제로 사용됩니다.
질문:
Q: 황산칼슘은 완전 채식인가요?
답변: 예, CaSO4는 동물성 원료에서 나오지 않기 때문에 완전 채식으로 간주됩니다.
Q: 병원에서 황산칼슘의 주요 용도는 무엇이었나요?
A: CaSO4는 병원에서 골절용 깁스로 흔히 사용되었습니다.
Q: 황산칼슘과 인의 질량은 얼마입니까?
A: 이 질문은 불완전하며 구체적인 답변을 제공하려면 추가 정보가 필요합니다.
질문: CaSO4는 물에 용해됩니까?
A: CaSO4는 물에 대한 용해도가 낮으며, 실온에서 용해도는 약 2.05g/L입니다.
Q: CaSO4는 용해되나요?
A: 황산칼슘은 물에 대한 용해도가 낮으며, 실온에서 용해도는 약 2.05g/L입니다.
Q: CaSO4의 몰 질량은 얼마입니까?
A: CaSO4의 몰 질량은 약 136.14g/mol입니다.
Q: pH가 7 미만인 소금은 무엇입니까? KBr, HCOOK, CaSO4, NH4NO3
답변: 나열된 염 중 순수한 형태의 pH가 7 미만인 염은 없습니다. 그러나 물에 용해되면 NH4NO3(질산암모늄)은 pH < 7의 산성 용액을 생성합니다.