కాల్షియం సల్ఫేట్

కాల్షియం సల్ఫేట్ అనునది ఒక రసాయన సంయోగ పదార్థం. కాల్షియం సల్ఫేట్ ఒక అకర్బన రసాయన సమ్మేళన పదార్థం. ఈరసాయన సంయోగ పదార్థం కాల్సియం, సల్ఫర్ (గంధకం,, ఆక్సిజన్ మూలకాల పరమాణు సంయోగం వలన ఏర్పడినది. ఈ రసాయన పదార్థం రసాయన సంకేత పదం CaSO4. కాల్షియం సల్ఫేట్ ఆర్ద్ర, అనార్ద్ర/నిర్జల రూపాలలో లభిస్తుంది. γ- కాల్షియం సల్ఫేట్ అన్ హైడ్రైట్ (γ-anhydrite, అనార్ద్ర/నిర్జలరూపస్థితి ) ను తేమ, చెమ్మను తొలగించు డెసిక్కంట్ (desic cant) గా ఉపయోగిస్తారు.ప్లాస్టర్ ఆఫ్ పారిస్ గా పిలవబడు, వాడబడు రసాయన పదార్థం ఆర్ద్ర కాల్షియం సల్ఫేట్ . పరిశ్రమాలలో కాల్షియం సల్ఫేట్ ను పలువిధాలుగా ఉపయోగిస్తున్నారు. కాల్షియం సల్ఫేట్ యొక్క అన్ని రూపస్థితులు నీటిలో అతి తక్కువ ప్రమాణంలో ద్రావణీయత గుణాన్నికల్గి ఉన్నాయి. సహజంగా, స్వాభావికంగా ప్రకృతిలోలభించు ఖనిజం జిప్సం కూడా కాల్షియం సల్ఫేట్ యొక్క మరో భౌతిక స్థితి పదార్థం.

భౌతిక గుణాలు
కాల్షియం సల్ఫేట్ తెల్లని ఘనపదార్థం.కాల్సియం సల్ఫేట్ రసాయన సంయోగ పదార్థానికి వాసన లేదు.

అణుభారం
నిర్జల కాల్షియం సల్ఫేట్ అణుభారం 136.14 గ్రాములు/మోల్.అర్ద జలాణువు (hemihydrate) కల్గిన కాల్షియం సల్ఫేట్ అణుభారం 145.15గ్రాములు/మోల్.రెండుజలాణువులు ఉన్న కాల్షియం సల్ఫేట్ అణుభారం 172.172 గ్రాములు/మోల్.

సాంద్రత
సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్జల కాల్షియం సల్ఫేట్ సాంద్రత 2.96గ్రాములు/ సెం.మీ3. రెండు జలాణువులున్న కాల్షియం సల్ఫేట్ సాంద్రత 2.32గ్రాములు/సెం.మీ3.

ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత
నిర్జల కాల్షియం సల్ఫేట్ ద్రవీభవన స్థానం 1,450 °C

ద్రావణీయత
నీటిలో చాలా నెమ్మదిగా అత్యంత స్వల్ప ప్రమాణంలో కరుగును. 20 °C వద్ద 100 మి.లీ, నీటిలోం.21గ్రాముల నిర్జల కాల్షియం సల్ఫేట్ కరుగును.ద్విజలాణువు కాల్షియం సల్ఫేట్ 0.24గ్రాములు కరుగును.గ్లిజరాల్ లో స్వల్పంగా ద్రావణీయత కల్గి ఉంది.

ఎసిడీటి
నిర్జల కాల్షియం సల్ఫేట్ ఆమ్ల తత్వం10.4pK,, ద్విజలాణువు కాల్షియం సల్ఫేట్ ఆమ్లగుణం7.3pk

రసాయన పదార్థం నిర్మాణం
ఈ సంయోగ పదార్థం మూడు రకాల హైడ్రేసన్ స్థితు లలో లభ్యమగును.
నిర్జల స్థితి (ఖనిజం పేరు అన్ హైడ్రేట్) రూపం. రసాయన ఫార్ములా, CaSO4
ద్వి జలాణుయుత (dehydrate) స్థితి (ఖనిజం పేరు:జిప్సం), రసాయన ఫార్ములా CaSO4 (H2O) 2
అర్ద జలాణుయుత (hemihydrate) స్థితి, రసాయన ఫార్ములా CaSO4 (H2O) 0.5. అర్ద జలాణుయుత కాల్షియం సల్ఫేట్ ను ఆల్ఫా హేమీ హైడ్రేట్,, బీటా హేమీ హైడ్రేట్ అని వేరుగా కూడా వ్యవహరిస్తారు.

ఆర్ద్రీకరణం(Hydration), నిర్జలీకరణము(dehydration) చర్యలు
జిప్సాన్ని ఒక మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత మధ్యలో వేడిచేసిన కాల్సియం సల్ఫేట్ హెమిహైడ్రేట్ అను డిహైడ్రేట్ ఖనిజం, కాల్చబడిన/భస్మికరించిన జిప్సం,, ప్లాస్టరు ఆఫ్ పారిస్ ఏర్పడును. నిర్మాణ పదార్థంలోని నీటిని తొలగించుటకు చర్యా సమయంలో 100 °C నుండి150 °C ఉష్ణోగ్రత అవసరం. పారిశ్రామికాల్సినేసన్ కై కాల్సియం సల్ఫేట్ ను 170 °C వరకు అంతకు మించి వేడి చేయుదురు ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద γ-అన్హైడ్రేట్ ఏర్పడటం ప్రారంభ మగును. ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మొదట పదార్థ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుటకు బదులు, కాల్సియం సల్ఫేట్లోని నీరువేడెక్కి, బయటకు పంపబడును. ఆతరువాత వేగంగా పదార్థం వేడెక్కును.

పాక్షిక నిర్జలీకరణ (dehydration) సమీకరణం ఈ దిగువ సూచించిన విధంగా ఉండును.:
CaSO4•2H2O → CaSO4•½H2O + 1½H2O (నీటి ఆవిరి)
ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కాల్సియం సల్ఫేట్ ఆక్సిజన్ వాయువును విడుదల కావించి, ఆక్సీకరణ కారకం వలె పనిచేయును.

180 °C వరకు వేడి చేసిన, దాదాపు, నిర్జల స్థితిలో, γ-అన్ హైడ్రేట్ అనబడు స్థితిలో (CaSO4•nH2O, ఇక్కడ n=0 నుండి 0.05వరకు) ఏర్పడును. γ-అన్ హైడ్రేట్ నెమ్మదిగా నీటితో చర్య వలన ద్వి జలాణుస్థితికి వచ్చును. γ-అనార్ద్ర స్థితి (అన్ హైడ్రేట్) నుండి ద్వి జలాణుస్థితికి వచ్చు లక్షణాన్ని ఆధారంగా దీనిని చెమ్మ/తేమను పేల్చు పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. 250 °C మించి వేడి చెయ్యడం వలన సంపూర్ణ నిర్జల స్థితిఅయిన β- అన్ హైడ్రేట్ లేదా స్వాభావిక అన్ హైడ్రేట్ స్థితికి వచ్చును.అన్ హైడ్రేట్ లేదా స్వాభావిక అన్ హైడ్రేట్ నీటితో చర్య జరపదు.

స్వాభావిక లభ్యత
కాల్సియం సల్ఫేట్ యొక్క ముఖ్య లభ్యవనరులు స్వాభావికంగా లభించు జిప్సం, అన్ హైడ్రేట్ లు,  ఇవి ప్రపంచ వ్యాప్తంగా పలు ప్రాంతాలలో evaporites గా లభ్యం.వీటిని ఓపన్ కాస్ట్ క్వారియింగ్ (open-cast quarrying) లేదా డిప్ మైనింగ్ పద్ధతిలో వెలికి తీయుదురు.ప్రప్రంచ వ్యాప్తంగా ఏడాదికి ఉత్పత్తి కావించబడుతున్న స్వాభావిక/నాచురల్ జిప్సం పరిమాణం 127 మిలియన్ టన్నులు.స్వాభావికంగా లభించు కాల్సియం సల్ఫేట్ తో పాటు ఇతర రసాయన ప్రక్రియలలో ఉప ఉత్పత్తిగా కూడా కాల్సియం సల్ఫేట్ ఉత్పత్తి చేస్తున్నారు.

అంగారకుడు మీద కాల్సియం సల్ఫేట్ నిల్వలు
2011 లోమార్స్ (అంగారక) గ్రహం పైకి పంపిన అపర్చునిటి రోవర్ ప్రయోగాలలో అంగారకగ్రహం ఉపరి తలంలో కాల్సియం సల్ఫేట్ నిల్వలు ఉన్నట్లు తెలిసింది.లభించిన చిత్రాల ఆధారంగా ఈ ఖనిజం జిప్సం రూపంలో ఉన్నట్లు తెలుస్తున్నది.

ఉత్పత్తి
శిలాజ ఇంధనాలను ఉపయోగించి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి కావించు పరిశ్రమలలో,, సిమెంట్ పరిశ్రమలలో ఉత్పత్తి అగు వ్యర్ధ వాయువుల (flue-gas) నుండి సల్ఫర్ ఆక్సైడ్ ను డిసల్ఫురిజేసన్ (desulfurization) చేయుటకు, సున్నపు రాయి లేదా సున్నము యొక్క మొత్తని పొడిని చల్లడం వలన అశుద్ధ/మలినాలు కలిగిన కాల్సియం సల్ఫైట్ ఏర్పడును.ఏర్పడిన కాల్సియం సల్ఫైట్ ను నిల్వ ఉంచినపుడు ఆక్సీకరణ వలన కాల్సియం సల్ఫేట్ ఏర్పడును.

ఫాస్ఫేట్ శిల/రాయి నుండి పాస్ఫారిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేయునపుడు, కాల్సియం ఫాస్ఫేట్, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్యవలన కాల్సియం సల్ఫేట్ అవక్షేపంగా ఏర్పడును. హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్ రసాయన పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేయునపుడు, కాల్సియం ఫ్లోరైడ్, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్య వలన కాల్సియం సల్ఫేట్ అవక్షేపంగా ఏర్పడును.

ఉపయోగాలు
కాల్షియం సల్ఫేట్ ను ఎక్కువగా ప్లాస్టర్ ఆఫ్ పారిస్ పదార్థాన్ని తయారు చేయుటకు ఉపయోగిస్తారు. కాల్షియం సల్ఫేట్ రసాయన సంయోగ పదార్థం హైద్రేసన్ వలన వంచుటకు అనువైన పేస్ట్/ముద్దగా తయారీ అవుతుంది, ఆతరువాత హెమిహైడ్రేట్ వలన గట్టి పడును.అంతియే కాకుండా కాల్షియం సల్ఫేట్ నీటిలో అత్యల్ప ప్రమాణంలో కరుగు గుణం వలన, దీని ప్లాస్టరు నిర్మాణం నీటిలో కరుగదు.

కాల్సియం సల్ఫేట్ హైడ్రేట్ పదార్థాలను టోపు (topu) వంటి పదార్థాలను తయారు చేయుటకు ఘనీభవకం (coagulant ) ఉపయోగిస్తారు.1970 సంవత్సరం వరకు వ్యాపార స్థాయిలో సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని తయారు చేయుటకు anhydrite కాల్సియం సల్ఫేట్ ను ఉపయోగించేవారు. anhydrite కాల్సియం సల్ఫేట్ను షెల్ (shale) లేదా మార్ల్ (marl) కలిపి/మిశ్రం చేసి, రోస్ట్ చెయ్యడం వలన, సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ వాయువు విడుదల అగును. సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ వాయువు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల ఉత్పత్తికి పూర్వగామి (precursor). అంతియే కాకుండగాఈ రసాయన చర్యలో సిమెంట్ ఉత్పత్తికి పూర్వగామిగా పనిచేయు కాల్షియం సిలికేట్ ఉత్పత్తి అగును.

ఇవికూడా చూడండి
కాల్సియం
సల్ఫర్

మూలాలు/ఆధారాలు

రసాయన సమ్మేళనాలు
కాల్షియం సమ్మేళనాలు
అకర్బన సమ్మేళనాలు