stringtranslate.com

Сульфит кальция

Сульфит кальция , или сульфит кальция , — химическое соединение, кальциевая соль сульфита с формулой CaSO 3 ·x(H 2 O). Известны две кристаллические формы: полугидрат и тетрагидрат, соответственно CaSO 3 ·½(H 2 O) и CaSO 3 ·4(H 2 O). [2] Все формы представляют собой белые твердые вещества. Наиболее известен как продукт десульфурации дымовых газов .

Производство

Его производят в больших масштабах путем десульфурации дымовых газов (ДДГ). При сжигании угля или другого ископаемого топлива образуется побочный продукт, известный как дымовой газ . Дымовые газы часто содержат SO 2 , выбросы которых часто регулируются во избежание кислотных дождей . Диоксид серы очищается до того, как оставшиеся газы выбрасываются через дымоход . Экономичным способом очистки дымовых газов от SO 2 является обработка сточных вод гашеной известью Ca(OH) 2 или известняком CaCO 3 . [3]

Очистка известняком приводит к следующей идеализированной реакции:

SO 2 + CaCO 3 → CaSO 3 + CO 2

Очистка гашеной известью следует следующей идеализированной реакции: [4] [5]

SO 2 + Ca(OH) 2 → CaSO 3 + H 2 O

Образующийся сульфит кальция окисляется на воздухе с образованием гипса:

CaSO 3 + 1 ⁄ 2 O 2 → CaSO 4

Гипс, если он достаточно чистый, можно использовать в качестве строительного материала.

Использование

Гипсокартон

Сульфит кальция образуется как промежуточный продукт при производстве гипса, который является основным компонентом гипсокартона . Типичный дом в США содержит 7 тонн такого гипсокартона. [6]

Пищевая добавка

В качестве пищевой добавки он используется в качестве консерванта под номером Е E226. Наряду с другими антиоксидантными сульфитами он обычно используется для консервирования вина, сидра, фруктовых соков, консервированных фруктов и овощей. Сульфиты являются сильными восстановителями в растворе, они действуют как антиоксиданты, поглощающие кислород, сохраняя пищу, но маркировка необходима, поскольку некоторые люди могут быть гиперчувствительны .

Производство древесной массы

Химическая целлюлоза – это удаление целлюлозы из древесины путем растворения лигнина, который связывает целлюлозу. Сульфит кальция можно использовать при производстве древесной массы посредством сульфитного процесса в качестве альтернативы крафт-процессу , в котором вместо сульфитов используются гидроксиды и сульфиды . Использовался сульфит кальция, но его в значительной степени заменили сульфиты и бисульфиты магния и натрия для воздействия на лигнин. [ нужна цитата ]

Гипс

Существует возможность использования сульфита кальция для получения гипса путем окисления (добавления O 2 ) его в водной смеси катионом марганца ( Mn 2+ ) или сернокислотными катализаторами . [7] [8]

Состав

Рентгеновская кристаллография показывает, что безводный сульфит кальция имеет сложную полимерную структуру. [9] Тетрагидрат кристаллизуется в виде твердого раствора Ca 3 (SO 3 )2(SO 4 ) . 12H 2 O и Ca 3 (SO 3 )2(SO 3 ) . 12H 2 O. Смешанный сульфит-сульфат представляет собой промежуточный продукт окисления сульфита в сульфат, что практикуется при производстве гипса . Этот твердый раствор состоит из катионов [Ca 3 (SO 3 ) 2 (H 2 O) 12 ] 2+ и сульфита или сульфата в качестве аниона. [2] [10] Эти кристаллографические исследования подтверждают, что сульфит-анион принимает пирамидальную геометрию.

Естественное явление

Полугидрат сульфита кальция(III) встречается в природе как редкий минерал ханнебахит. [11] [12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Джон Рамбл (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99 изд.). ЦРК Пресс. стр. 5–188. ISBN 978-1138561632.
  2. ^ аб Авраам Коэн; Мендель Занген (1984). «Исследования щелочноземельных сульфитов. Структура и устойчивость нового соединения Ca3(SO3)2SO4.12H2O и его твердого раствора в тетрагидрате сульфита кальция». Химические письма . 13 (7): 1051–1054. дои : 10.1246/кл.1984.1051 .
  3. ^ Виршинг, Франц (2000). «Сульфат кальция». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a04_555. ISBN 3527306730.
  4. ^ Хадсон, JL (1980). Окисление серы в скрубберных системах . Университет Вирджинии.
  5. ^ Миллер, Брюс (2004). Угольные энергетические системы . Эльзевир Научные технологии. стр. 294–299.
  6. ^ "Статистика и информация по гипсу USGS" . Геологическая служба США . Проверено 26 июня 2016 г.
  7. ^ Ли, Юран; Чжоу, Цзиньтин; Чжу, Тингюй; Цзин, Пэнфэй (01 февраля 2014 г.). «Окисление сульфита кальция и рост кристаллов в процессе остатка карбида кальция для производства гипса». Валоризация отходов и биомассы . 5 (1): 125–131. дои : 10.1007/s12649-013-9206-2. ISSN  1877-2641. S2CID  98774317.
  8. ^ «Как мы можем преобразовать сульфит кальция в сульфат кальция после…» ResearchGate . Проверено 18 мая 2018 г.
  9. ^ Ясуэ, Тамоцу; Арай, Ясуо (1986). «Кристаллическая структура сульфита кальция». Гипс и Известь (яп. язык) . 203 : 235–44.
  10. ^ Мацуно, Такаши; Такаянаги, Хироаки; Фурухата, Кимио; Койши, Масуми; Огура, Харуо (1984). «Кристаллическая структура полугидрата сульфита кальция». Бюллетень Химического общества Японии . 57 (4): 1155–6. дои : 10.1246/bcsj.57.1155 .
  11. ^ "Ханнебахит".
  12. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.