硫酸鈣（calcium sulfate）是一種無(wú)機(jī)化合物，化學(xué)式為CaSO4，白色結(jié)晶性粉末，無(wú)臭，具澀味，密度2.960克/立方厘米，微溶于水、甘油，不溶于乙醇。

硫酸鈣在食品加工、建筑工業(yè)、造紙工業(yè)等方面具有應(yīng)用。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

硫酸鈣為白色結(jié)晶性粉末，無(wú)臭，具澀味，密度2.960克/立方厘米，微溶于水、甘油，不溶于乙醇。具有吸濕性，通常含有2個(gè)結(jié)晶水，128℃失去1分子結(jié)晶水，163℃全部失水，自然界中以石膏礦形式存在。分子量為136.14，為無(wú)色單斜晶系，天然產(chǎn)的因含有不純物稍帶青色，也有準(zhǔn)安定單斜晶系，在1193℃時(shí)轉(zhuǎn)為單斜晶系。解離壓：1200攝氏度時(shí)為400帕，1360攝氏度時(shí)為5400帕。折射率α：1.570；β：1.575；γ：1.614。硬度2.5-3.5，光軸角為 42°，線(xiàn)膨脹系數(shù)（12～25攝氏度時(shí)）為0.000025每攝氏度。彈性模數(shù)為3600牛頓每平方毫米，壓縮系數(shù)為2.45-1.53×106兆帕每平方厘米，磁化率為-49.7。硫酸鈣溶解度及比熱如下：

硫酸鈣溶解度

溫度（攝氏度） 0 10 30 40 60 70 100

溶解度（克每百毫升溶液） 0.1959 0.1928 0.209 0.2097 0.2047 0.1996 0.1619

硫酸鈣比熱

溫度（K） 53.5 94.6 140.7 192.2 230.3 278.7 295.7

比熱（J/g·K） 0.03313 7.595 0.1094 1.367 1.523 1.694 1.744

化學(xué)性質(zhì)

受熱分解

硫酸鈣加熱到1000攝氏度分解，化學(xué)方程式：2CaSO42CaO 2SO2↑ O2↑。

與酸反應(yīng)

硫酸鈣和濃硫酸反應(yīng)，溶解為硫酸氫鈣，化學(xué)方程式：CaSO4 H2SO4(濃)=Ca(HSO4)2。

與氣體反應(yīng)

硫酸鈣溶液和氨氣、二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨，化學(xué)方程式：H2O CaSO4 2NH3 CO2=CaCO3 (NH4)2SO4。

和鹽反應(yīng)

硫酸鈣和鉀鹽在80攝氏度條件反應(yīng)，生成鉀石膏：K2SO4 CaSO4 H2OK2SO4·CaSO4·H2O；或K2SO4 5CaSO4 H2OK2SO4·5CaSO4·H2O。

硫酸鈣與碳酸銨反應(yīng)則產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和硫酸銨溶液：CaSO4 2H2O (NH4)2CO3=CaCO3 (NH4)2SO4。

制備方法

工業(yè)制備

1.由天然石膏礦除凈雜質(zhì)、泥土于電爐上加熱至300℃煅燒磨粉而得硫酸鈣。

2.氨堿法的副產(chǎn)物氯化鈣中加入硫酸鈉，通過(guò)氯化鈣一硫酸鈉沉淀法，產(chǎn)物經(jīng)精制而得，反應(yīng)方程式：

CaCl2 Na2SO4=CaSO4↓ NaCl。

3.有機(jī)酸制造時(shí)的副產(chǎn)物。例如，制造草酸時(shí)所得的草酸鈣用硫酸分解，精制而得。反應(yīng)方程式：

CaC2O4 2H2SO4=CaSO4 2CO2↑ 2H2O SO2↑

4.以二水硫酸鈣為原料，溶于水形成的懸浮液在密閉反應(yīng)釜中不斷攪拌，加熱到一定的溫度，達(dá)到一定的壓力后即得到硫酸鈣晶須?；蛘咴谝欢ǖ臏囟认?，使高濃度的二水硫酸鈣在酸性溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧罨蚶w維狀的晶須。

實(shí)驗(yàn)室制法

硫酸鈣在實(shí)驗(yàn)室通?？捎每扇苄遭}鹽與硫酸鹽作用制取，如：

Ca(H2PO4)2 Fe2(SO4)3=CaSO4 2FePO4 2H2SO4。

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.氫鍵供體數(shù)量：0

2.氫鍵受體數(shù)量：4

3.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量：0

4.互變異構(gòu)體數(shù)量：0

5.拓?fù)浞肿訕O性表面積：88.6

6.重原子數(shù)量：6

7.表面電荷：0

8.復(fù)雜度：62.2

9.同位素原子數(shù)量：0

10.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

11.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量：0

12.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

13.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量：0

14.共價(jià)鍵單元數(shù)量：2。

應(yīng)用領(lǐng)域

食品加工

硫酸鈣可作面粉處理劑（作為過(guò)氧化苯甲酰的稀釋劑），最大使用量1.5克每千克；在食品加工中作凝固劑。用于制造豆腐，每升大豆約添加14-20克于豆乳內(nèi)（過(guò)量會(huì)發(fā)生苦味）。按0.15%添加于小麥粉內(nèi)，用作酵母食料、面團(tuán)調(diào)節(jié)劑。添加于番茄、土豆罐頭用作組織強(qiáng)化劑。釀造啤酒用作水的硬化劑、酒的風(fēng)味增強(qiáng)劑。還可用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。

工業(yè)生產(chǎn)

1.建筑工業(yè)：硫酸鈣在建筑工業(yè)中可用于建材、隔熱材料、涂料、增強(qiáng)材料等。硫酸鈣晶須具有良好的摩擦、保溫、隔熱、防火、非導(dǎo)體絕緣等性能，可代替石棉作為摩擦材料、保溫隔熱材料以及防火（阻燃）材料。在混凝土外加劑中作為早強(qiáng)劑，一般摻量在3％左右，用以調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間且混磨于水泥中。當(dāng)混凝土中摻入硫酸鈣時(shí)則有明顯的早強(qiáng)作用。

2.造紙工業(yè)：硫酸鈣用于造紙工業(yè)，可代替部分或大部分紙漿。長(zhǎng)徑比小于等于50的可作紙張的高級(jí)填料，這樣可以大大增加紙的產(chǎn)量，減少木材消耗，有利于保護(hù)環(huán)境，減少?gòu)U水污染。

3.化工工業(yè)：在化工工業(yè)可做增強(qiáng)材料，無(wú)水硫酸鈣晶須可在塑料造粒時(shí)使用，以增強(qiáng)塑料粒子的強(qiáng)度，耐高溫性能，并降低成本。在聚氯乙烯、聚乙烯、丙烯、聚苯烯等塑料生產(chǎn)中可以增強(qiáng)產(chǎn)品各個(gè)方面的性能，提高精細(xì)度、尺寸的穩(wěn)定性、表面光潔度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性率和熱變形溫度，并減少設(shè)備的磨損。作為瀝青填料可以顯著提高瀝青的軟化點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)

硫酸鈣在農(nóng)業(yè)中可用作化肥，能降低土壤堿度，改善土壤性能。

醫(yī)藥

硫酸鈣用作骨移植替代物已有很長(zhǎng)的歷史。早在1892年，Dreesman就用硫酸鈣填充治療骨缺損，9例中6例完全治愈。以后許多學(xué)者進(jìn)行了類(lèi)似的探索并獲得成功,未發(fā)現(xiàn)與硫酸鈣相關(guān)的并發(fā)癥。眾多研究和成功的臨床應(yīng)用表明硫酸鈣陶瓷具有以下特點(diǎn)：生物相容性良好；植入體內(nèi)后可被生物降解；具有骨傳導(dǎo)性；具有良好的微孔性；強(qiáng)度較低。

安全措施

健康危害

鈣與硫酸根是人體正常成分，并且硫酸鈣溶解度小，很難在消化道吸收。所以硫酸鈣幾乎無(wú)毒。ADI不作特殊規(guī)定(FAO/WHO，1994)。

危害防治

硫酸鈣與重氮甲烷混合反應(yīng)放熱,，爆炸；與磷化物混合高溫自燃；熱分解排出有毒硫氧化物煙霧，一種公害塵。儲(chǔ)運(yùn)時(shí)須保證庫(kù)房低溫通風(fēng)干燥。

安全標(biāo)志

危險(xiǎn)品標(biāo)志：T，N，Xi；

危險(xiǎn)類(lèi)別碼：49-42/43-51/53-36/37-68-60-50/53；

安全說(shuō)明：53-22-36/37-45-60-24/25-36-26-61；

危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)：UN30779/PG3。

檢測(cè)方法

取試樣約0.2克，精密稱(chēng)定，加稀鹽酸10毫升，水100毫升，使溶解，在攪拌情況下，加入0.05摩爾每升乙二胺四醋酸二鈉液20毫升，再加入20%氫氧化鈉溶液15毫升，紫脲酸銨指示劑（取紫脲酸銨0.1克，加氯化鈉使成20克，即得）0.2-0.3克，繼續(xù)用0.05摩爾每升乙二胺四醋酸二鈉液滴至溶液由桃紅色變?yōu)樽仙Ｃ?毫升的0.05摩爾每升乙二胺四醋酸二鈉液相當(dāng)于6.307毫克的硫酸鈣，進(jìn)而計(jì)算純度。