Кальций сульфатының негізгі қолданылуы – Париж гипсі және штукатурка жасау. Бұл қолданыстар кальций сульфатын ұнтақтап, қыздырғанда су қосылғанда қалыптауға болатын қоспаға айналып, кристалдық кальций сульфаты дигидраты түрінде қатаюын пайдаланады. Сонымен қатар, кальций сульфаты суда нашар еритінетіні және қатып қалғаннан кейін сумен жанасқанда оңай еритін емес болуы да ыңғайлы.
The main use of calcium sulfate is to produce plaster of Paris and stucco. These applications exploit the fact that calcium sulfate which has been powdered and calcined forms a moldable paste upon hydration and hardens as crystalline calcium sulfate dihydrate. It is also convenient that calcium sulfate is poorly soluble in water and does not readily dissolve in contact with water after its solidification.
Гидратациялық және дегидратациялық реакциялар
Гипсті сақтықпен қыздырғанда, ол бассанит немесе Париж гипсі деп аталатын жартылай сусыздалған минералға айналады. Бұл материалдың формуласы CaSO4·(nH2O), мұнда 0,5 ≤ n ≤ 0,8. АҚШ-тың Тағам және Дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) үшін, ірімшік және оған байланысты өнімдерге; астық ұнына; нан өнімдеріне; мұздатылған десерттерге; желе және консервілерге арналған жасанды тәттілендіргіштерге; дәмдеуге арналған көкөністерге; дәмдеуге арналған томаттарға және кейбір тәттілерге қолдануға рұқсат етіледі. Ол Е нөмірлері сериясында E516 ретінде белгілі, ал БҰҰ-ның Азық-түлік және Ауыл шаруашылығы ұйымы (FAO) оны қатырушы, ұнға қосылатын зат, тұтқырлатқыш және көбітуші зат ретінде таниды. Ол сүйек тінінің қайта жаңаруында трансплантат материал ретінде және трансплантат байланыстырғышы (немесе кеңейткіші) ретінде, сондай-ақ басқарылатын сүйек тінінің қайта жаңаруында тосқауыл ретінде қолданылған. Бұл биологиялық үйлесімді материал және имплантациядан кейін толығымен сіңіріледі. Ол организмде маңызды жауап реакциясын тудырмайды және имплантацияланған жерде кальцийге бай орта жасайды.
With judicious heating, gypsum converts to the partially dehydrated mineral called bassanite or plaster of Paris. This material has the formula CaSO4·(nH2O), where 0.5 ≤ n ≤ 0.8. For the FDA, it is permitted in cheese and related cheese products; cereal flours; bakery products; frozen desserts; artificial sweeteners for jelly & preserves; condiment vegetables; and condiment tomatoes and some candies. It is known in the E number series as E516, and the UN's FAO knows it as a firming agent, a flour treatment agent, a sequestrant, and a leavening agent. It has been used in bone regeneration as a graft material and graft binder (or extender) and as a barrier in guided bone tissue regeneration. It is a biocompatible material and is completely resorbed following implantation. It does not evoke a significant host response and creates a calcium rich milieu in the area of implantation.
Ретрогралдық еритіндігі
Судағы кальций сульфатының әртүрлі кристалдық фазаларының еріуі экзотермиялық болып, жылу шығарады (Энталпияның төмендеуі: ΔH < 0). Осының тікелей салдары ретінде, реакцияның жүруі үшін еріту реакциясы реакцияның өнімі ретінде қарастырылатын осы жылуды шығаруы қажет. Егер жүйе суытылса, Ле Шателье принципіне сәйкес еріту тепе-теңдігі оңға қарай жылжып, кальций сульфаты оңайрақ ериді. Осылайша, кальций сульфатының ерігіштігі температура төмендегенде артады, ал температура көтерілгенде кемиді. Егер жүйенің температурасы көтерілсе, реакциялық жылу тарала алмайды және Ле Шателье принципі бойынша тепе-теңдік солға қарай кері шегінеді. Кальций сульфатының ерігіштігі температураның жоғарылауымен төмендейді. Бұл күтпеген ерігіштік мінез-құлқы кері ерігіштік деп аталады. Бұл, еріту реакциясы эндотермиялық (яғни реакцияға жылу қажет: Энталпияның өсуі: ΔH > 0) және ерігіштігі температурамен артатын көптеген тұздарға қарағанда сирек кездеседі. Тағы бір кальций қосылысы – кальций гидроксиді (Ca(OH)2, портландит) де термодинамикалық себептерге байланысты кері ерігіштік көрсетеді: өйткені оның еріту реакциясы да экзотермиялық және жылу шығарады. Сондықтан, судағы кальций сульфаты немесе кальций гидроксидінің максималды мөлшерін еріту үшін, оның температурасын көтерудің орнына ерітіндіні мұздату қажет. Кальций сульфатының кері ерігіштігі сонымен қатар оның жылыту жүйелерінің ең ыстық аймақтарында тұнбаға түсуіне және қазандықта қабыршақ пайда болуына себеп болады, сондай-ақ ыстық судан CO2 газы шығу кезінде немесе жүйеден қашу кезінде кальций карбонатының ерігіштігінің төмендеуіне де ықпал етеді.
The dissolution of the different crystalline phases of calcium sulfate in water is exothermic and releases heat (decrease in Enthalpy: ΔH < 0). As an immediate consequence, to proceed, the dissolution reaction needs to evacuate this heat that can be considered as a product of reaction. If the system is cooled, the dissolution equilibrium will evolve towards the right according to the Le Chatelier principle and calcium sulfate will dissolve more easily. Thus the solubility of calcium sulfate increases as the temperature decreases and vice versa. If the temperature of the system is raised, the reaction heat cannot dissipate and the equilibrium will regress towards the left according to Le Chatelier principle. The solubility of calcium sulfate decreases as temperature increases. This counter intuitive solubility behaviour is called retrograde solubility. It is less common than for most of the salts whose dissolution reaction is endothermic (i. e., the reaction consumes heat: increase in Enthalpy: ΔH > 0) and whose solubility increases with temperature. Another calcium compound, calcium hydroxide (Ca(OH)2, portlandite) also exhibits a retrograde solubility for the same thermodynamic reason: because its dissolution reaction is also exothermic and releases heat. So, to dissolve the maximum amount of calcium sulfate or calcium hydroxide in water, it is necessary to cool the solution down close to its freezing point instead of increasing its temperature. The retrograde solubility of calcium sulfate is also responsible for its precipitation in the hottest zone of heating systems and for its contribution to the formation of scale in boilers along with the precipitation of calcium carbonate whose solubility also decreases when CO2 degasses from hot water or can escape out of the system.
Марс планетасында
2011 жылы Opportunity марсоходы Марс планетасында жүргізген зерттеулер нәтижесінде жер бетіндегі тамырда кальций сульфатының бір түрі табылды. Суреттер бұл минералдың гипс екенін көрсетеді.
2011 findings by the Opportunity rover on the planet Mars show a form of calcium sulfate in a vein on the surface. Images suggest the mineral is gypsum.