Sulfato de cálcio

OVERVIEW

Sulfato de cálcio (KAL-see-um SUL-fate) ocorre em três formas:

• sulfato de cálcio anidro (CaSO4); a forma anidra de sulfato de cálcio está disponível em duas formas, conhecida como anidrita insolúvel e anidrita solúvel;

sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4-2H2O), também conhecido como mineral branco, terra alba, spar spar leve, sulfato de cálcio precipitado, sulfato de cálcio nativo, e por outros nomes;

• sulfato de cálcio hemihidratado (CaSO4-1/2H2O), também conhecido como gesso de Paris e gesso seco;

KEY FACTTS

OUTROS NOMES:

Gesso anidro; ver também Overview para sinónimos de hidratos

FORMULA:

CaSO4

ELEMENTOS:

Cálcio, enxofre, oxigénio

TIPO DE AMBIENTE:

Sal (inorgânico)

ESTATAL:

Sólido

PESO MOLECULAR:

136.14 g/mol

PONTO DE MELHORIA:

1460°C (2660°F)

PONTO DE FUNCIONAMENTO:

Não aplicável

SOLUBILIDADE:

Insolúvel na água e na maioria dos solventes orgânicos

As propriedades físicas das três formas de sulfato de cálcio diferem um pouco uma da outra, mas as suas propriedades químicas são essencialmente as mesmas. O sulfato de cálcio anidro e o hemihidrato de cálcio são pós finos brancos inodoros ou sólidos cristalinos, enquanto que o dihidrato pode ocorrer quer como pó quer como grumos brancos. Ambos os hidratos são convertidos para a forma anidra após o aquecimento como, por exemplo: CaSO4-2H2O → CaSO4 + 2H2O.

Sulfato de cálcio anidro é essencialmente insolúvel na água. Como os seus nomes sugerem, a forma solúvel do composto (anidrita solúvel) é um pouco mais solúvel em água do que a forma insolúvel (anidrita insolúvel). O dihidrato e o hemihidrato são apenas ligeiramente solúveis em água. Quando se adiciona água ao hemihidrato, ocorre uma reacção que resulta na formação de uma massa dura e sólida (gesso de Paris) utilizada na fabricação de moldes, tais como os utilizados para manter os ossos partidos no lugar. Nem a forma anidra de sulfato de cálcio nem o dihidrato reagem com a água desta forma.

As formas anidra e dihidratada de sulfato de cálcio ocorrem naturalmente na forma dos minerais anidrite, angelite, muriacite, e carstenite (CaSO4); e gesso (CaSO4-2H2O). Estes minerais são conhecidos dos seres humanos e utilizados por eles há milhares de anos. O método de conversão do gesso natural em hemihidrato (gesso de Paris) também é conhecido e utilizado há muito tempo. Arqueólogos souberam que os egípcios desenvolveram um método de conversão de gesso em gesso de Paris, que foi depois utilizado como argamassa para unir blocos em edifícios, há mais de 5.000 anos.

HOW IT IS MADE

Gypsum é um mineral abundante que fornece um fornecimento natural pronto de sulfato de cálcio. O mineral consiste geralmente numa mistura das formas anidra e di-hidratada de sulfato de cálcio, que pode ser separada nas suas partes componentes. Argila, areia, calcário e outras impurezas estão também presentes na maioria dos depósitos de gesso. O processo de separação e purificação começa com a trituração do gesso natural e o seu aquecimento numa chaleira aberta a temperaturas de 100°C a 125°C (212°F a 257°F) durante algumas horas. O aquecimento converte o gesso em hemihidrato ou sulfato de cálcio anidro, dependendo da temperatura da reacção. A solubilidade do produto final também pode ser controlada pela temperatura utilizada no recipiente de aquecimento e pelo tempo durante o qual o material é aquecido.

Bastantes quantidades de sulfato de cálcio são também produzidas como subproduto de outras reacções ou por processos sintéticos. A produção de ácido fosfórico (H3PO4) a partir de ácido sulfúrico (H2SO4) e rocha fosfática, por exemplo, resulta na formação de sulfato de cálcio, que pode ser recuperado e purificado. O sulfato de cálcio também pode ser produzido na reacção entre outros compostos de cálcio, como o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e o ácido sulfúrico.

UTILIZAÇÕES COMUNS E PERIGOS POTENCIAIS

A forma mais utilizada de sulfato de cálcio é o dihidrato, gesso, que é uma importante matéria-prima na indústria da construção. É utilizado no fabrico de cimento Portland, em rebocos especializados (conhecidos como gessos de gesso) para paredes, na produção de painéis de parede, e em blocos de cimento e argamassas. O gesso é também amplamente utilizado na agricultura como agente condicionador que adiciona tanto iões de cálcio (Ca2+) como iões de sulfato (SO42-) ao solo. O composto é também utilizado como matéria-prima na síntese de outros compostos de cálcio e na produção de gesso de Paris.

A forma anidra do sulfato de cálcio tem também uma série de aplicações práticas, as mais importantes das quais são no fabrico de cimento e como carga na produção de papel. Um filler acrescenta corpo ao papel, tornando-o mais firme, mais brilhante, e mais fácil de escrever, desenhar e imprimir. A anidrite solúvel é utilizada como dessecante, que é um material que remove a água de outras substâncias. É geralmente vendido sob o nome comercial de Drierite®.

O uso primário do hemihidrato de cálcio é, evidentemente, na produção de gesso de Paris. O gesso de Paris tem uma série de aplicações importantes, tais como:

• Na construção de projectos de artes e ofícios, tais como máscaras, cerâmica, e cerâmica;
• Para a produção de gesso fundido utilizado para imobilizar ossos partidos;
• Como material de construção no fabrico de estuque, drywall, painéis de divisão, placas de tecto, placas de gesso, e gesso de parede.

Factos de interesse

• O sulfato de cálcio tem sido utilizado na China há mais de 2.000 anos para espessar leite de soja na produção de tofu.
• Uma razão pela qual o sulfato de cálcio hemihidratado é chamado gesso de Paris é que existem grandes depósitos de gesso (a partir do qual é feito o gesso de Paris) perto da cidade de Paris, França. Estes depósitos foram minados durante muito tempo para obter a forma hemihidratada de sulfato de cálcio.
• Os romanos antigos utilizavam o gesso de Paris para lançar cópias de estátuas gregas.

Algumas outras aplicações importantes do sulfato de cálcio incluem:

• Como agente reafirmante em alimentos tais como vegetais enlatados, gelados de conserva, gelados regulares, congelados, e gelatinas;
• Como aditivo em alimentos para animais para fornecer o cálcio e sulfato de que os animais necessitam nas suas dietas;

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li> Na produção de pós de polimento;
• Como pigmento de tinta (branco); e
• Em vários processos metalúrgicos, tais como a conversão de minerais de zinco em metal de zinco.

Embora não tóxico, o sulfato de cálcio pode irritar as vias respiratórias se inalado. Pode causar sintomas tais como tosse, falta de ar, e hemorragias nasais. O composto também pode irritar a pele e os olhos, causando vermelhidão e dor. A ingestão do composto pode causar dores de estômago, náuseas e vómitos.

Palavras a Saber

DESICCANTE Um material que remove a água de outras substâncias. SÍNTESE Uma reacção química em que algum produto químico desejado é feito a partir de simples produtos químicos de início, ou reagentes.

PARA MAIS INFORMAÇÕES

“Uma Breve História de Gesso e Gesso”. Association of Lifecasters International. http://www.artmolds.com/ali/history_plaster.html (acedido em 10 de Dezembro de 2005).

“Sulfato de Cálcio”. Programa Orgânico Nacional. Serviço de Marketing Agrícola. http://www.ams.usda.gov/nop/NationalList/TAPReviews/CaSO4.pdf (acedido em 10 de Dezembro de 2005).

“Sulfato de Cálcio, Anidro, Pó”. J. T. Baker. http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/c0497.htm (acedido em 10 de Dezembro de 2005).