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Le sulfate de calcium est une poudre dense blanc grisâtre qui se présente dans la nature sous forme anhydre (anhydrite) et sous forme hydratée (gypse) ; il est également le sous-produit de nombreuses réactions chimiques.
Le sulfate de calcium a de nombreuses utilisations industrielles ; par exemple, comme source de soufre et d'acide sulfurique, dans les ciments, les carreaux et le plâtre, comme amendement du sol, dans les peintures, les colorants et les produits de polissage, et comme additif alimentaire.
Le sulfate de calcium est un sel inorganique de formule chimique CaSO₄.
Numéro CAS : 99400-01-8
Formule moléculaire : CaO4S
Masse moléculaire : 136,14
Synonymes : SULFATE DE CALCIUM, 7778-18-9, gypse anhydre, Drierite, Karsténite, Muriacite, sulfate de calcium, sulfate de calcium basique, sulfate de calcium anhydre, Crysalba, Osteoset, Thiolite, sulfate de chaux anhydre, anhydrite naturelle, acide sulfurique, sel de calcium (1:1), sulfate de calcium anhydre, Oparex 10, Calmatrix, GIBS, Franklin Fiber H 45, SSS-A, Calcarea sulphurica, gypse calciné, anhydrite insoluble, Raddichem 27, sulfate de calcium (1:1), sulfate de calcium (CaSO₄), Denka sigma 1000, CAS 20, Shigao, Calcii sulfas, Calcarea sulphurica 30C, pâte de pierre, sulfate de calcium anhydre. Sulfate de calcium anhydre, Shi gao, sel de calcium de l'acide sulfurique (1:1), sulfate de calcium anhydre, INS n° 516, calcium (sous forme de sulfate), CI 77231, sulfate de calcium natif, INS-516, E934B3V59H, NSC-529649, sulfate de calcium précipité, SULFATE DE CALCIUM ANHYDRE (E516), E-516, CHEBI:31346, sulfate de calcium dihydraté (1:1), SEL DE CALCIUM(2+) DE L'ACIDE SULFURIQUE (1:1), 231-900-3, sel de calcium de l'acide sulfurique, Calc Sulph, Gypse, Dentaire, Calcarea Sulfurica, Calc Sulph 3X, Calc Sulph 6X, Calc Sulph 12X, Calc Sulph 14X, Calc Sulph 30X, Calc Sulph 200X, CALCAREA SULPH, Pierre dentaire artificielle, TONICPET 3, Pierre dentaire, Artificielle, Pierre, Dentaire artificielle, RefChem:917892, Calcarea Sulphurica 200CK, Calcarea Sulphurica 8003, Sulfate de calcium, non spécifié, WAT0DDB505, CALCAREA SULFURICA 6X, CALCAREA SULPHURICA 6X, SEL DE CALCIUM D'ACIDE SULFURIQUE, Bestmade Natural Products Calc Sulph, D-123, 604-615-0, Anhydrite, sulfate de calcium, CaSO₄, Acide sulfurique, sel de calcium, Sulfate de calcium anhydre, Puratronic (Métaux), Sulfate de calcium [NF], Drierite, maille 8 standard, MFCD00010912, Sulfate de calcium (NF), Calcium sulfuricum, 99400-01-8, Caswell n° 152, Sulfate de calcium naturel, CCRIS 3666, HSDB 902, EINECS 231-900-3, Code chimique des pesticides de l'EPA 005602, NSC 529649, Plâtre de Paris anhydrite, Kalziumsulfat, A 30, sulfate de calcium, UNII-E934B3V59H, AI3-02330, Sulfate de calcium FCC, CaO₄S, Drierite standard 6 mesh, Sulfate de calcium submicronique, Nanopoudre de sulfate de calcium, Drierite standard 4 mesh, Sulfate de calcium 325 mesh, Drierite commercial 4 mesh, Drierite commercial 6 mesh, Drierite commercial 8 mesh, Drierite indicateur 8 mesh, EC 231-900-3, SCHEMBL4120, Drierite, indicateur 4 mesh, SULFATE DE CALCIUM [MI], Drierite, indicateur 6 mesh, Drierite commercial 200 mesh, SULFATE DE CALCIUM [HSDB], CHEMBL2106140, Drierite, standard 10–20 mesh, Drierite, standard 20–40 mesh, DTXSID9029699, Drierite avec indicateur, 4 mesh, Drierite avec indicateur, 6 mesh, Drierite avec indicateur, 8 mesh, Drierite indicateur 10–20 mesh, CALCAREA SULPHURICA [HPUS], Drierite sans indicateur, 4 mesh, Drierite sans indicateur, 6 mesh, Drierite sans indicateur, 8 mesh, Drierite commercial 10–20 mesh, Drierite commercial 20–40 mesh, AKOS015902936, CALCIUM SULFATE ANHYDRE [II], DB15533, SULFATE DE CALCIUM, FORME NON SPÉCIFIÉE, Drierite avec indicateur, 10–20 mesh, Drierite sans indicateur, 20–40 mesh, DB-230081, Drierite sans indicateur, 10–20 mesh, NS00074390, Sulfate de calcium avec indicateur de chlorure de cobalt, Drierite® indicateur (CaSO₄), Qualité laboratoire, D09201, Solution USP de sulfate de calcium TS, F545124, Q407258, Sulfate de calcium anhydre, Puratronic (Métaux), PubChem, SULFATE DE CALCIUM ; Sulfate de calcium Fcc ; sulfate de calcium pour tofu ; (2-Bromo-5-méthoxy-59-méthyl-phényl)-méthano
Le sulfate de calcium se présente sous plusieurs formes hydratées ; l'état anhydre (connu sous le nom d'anhydrite) est un solide cristallin blanc que l'on trouve souvent dans les dépôts d'évaporites.
Sa forme dihydratée est le gypse minéral, qui peut être déshydraté pour produire de la bassanite, l'état hémihydraté.
Le gypse se présente dans la nature sous forme de cristaux (sélénite) ou de masses fibreuses (spath satiné), généralement incolores à blancs, bien que des impuretés puissent lui conférer d'autres teintes.
Toutes les formes de sulfate de calcium sont peu solubles dans l'eau et provoquent une dureté permanente lorsqu'elles y sont dissoutes.
Le sulfate de calcium est un composé inorganique de formule chimique CaSO₄.
Il est constitué de cations calcium (Ca²⁺) et d'anions sulfate (SO₄²⁻) disposés dans un réseau cristallin ionique.
Le sulfate de calcium se présente couramment sous plusieurs formes hydratées, notamment le gypse et le plâtre de Paris.
Le sulfate de calcium se présente naturellement sous forme de gypse minéral (CaSO₄·2H₂O).
Lorsqu'il est partiellement déshydraté, il forme de l'hémihydrate de sulfate de calcium (CaSO₄·½H₂O), communément appelé plâtre de Paris.
La forme anhydre (CaSO₄) se retrouve également dans la nature sous forme de minéral anhydrite.
Physiquement, le sulfate de calcium est un solide blanc à incolore.
Sa solubilité dans l'eau est relativement faible comparée à celle de nombreux autres sels de sulfate.
La solubilité varie en fonction de la température et du degré d'hydratation.
Chimiquement, le sulfate de calcium est stable dans les conditions environnementales normales.
Il ne se décompose pas facilement et est non volatil.
En milieu aqueux, il se dissocie légèrement en ions calcium et sulfate.
Le sulfate de calcium peut être produit industriellement à partir de gypse naturel ou comme sous-produit de procédés chimiques.
Du sulfate de calcium se forme également lors de la désulfuration des gaz de combustion dans les centrales électriques.
Des procédés contrôlés de déshydratation et de réhydratation permettent la conversion entre ses formes hydratées.
Le sulfate de calcium est largement étudié en science des matériaux, en géologie et en chimie environnementale.
Ses transformations de phase entre le gypse, l'hémihydrate et l'anhydrite sont bien caractérisées.
Ces transformations sont importantes tant pour les processus géologiques naturels que pour les applications industrielles.
Le sulfate de calcium présente des propriétés physiques et structurales distinctes selon son état d'hydratation.
Le gypse contient deux molécules d'eau par unité de formule, tandis que le plâtre de Paris en contient une demi-molécule et l'anhydrite aucune.
Ces différences influent fortement sur la dureté, la réactivité avec l'eau et la résistance mécanique.
Lorsqu'on mélange du sulfate de calcium hémihydraté avec de l'eau, il subit une réaction d'hydratation exothermique.
Cette réaction transforme le gypse et provoque sa prise et son durcissement.
Ce comportement de mise en place est à la base de son utilisation répandue dans les matériaux de fonderie et de construction.
En milieu aqueux, le sulfate de calcium présente une solubilité limitée et établit un équilibre dissolution-précipitation.
Cet équilibre joue un rôle important dans le contrôle de la dureté de l'eau et de l'entartrage.
Le sulfate de calcium est moins soluble que le chlorure de calcium mais plus soluble que le carbonate de calcium.
D'un point de vue géologique, les dépôts de sulfate de calcium se forment par évaporation d'eaux riches en sulfates.
D'importants gisements de gypse et d'anhydrite sont associés à des formations d'évaporites.
Ces dépôts fournissent de précieuses informations sur les conditions climatiques et marines anciennes.
Le sulfate de calcium est chimiquement neutre et ne modifie pas significativement le pH en solution.
Cette neutralité le distingue de nombreux autres sels de calcium.
De ce fait, il est compatible avec une large gamme de systèmes chimiques et biologiques.
Thermiquement, le gypse perd de l'eau par étapes lorsqu'il est chauffé.
La première étape de déshydratation forme de l'hémihydrate, suivie d'une déshydratation complète en anhydrite.
Ces changements de phase contrôlés sont essentiels dans les procédés industriels et la conception des matériaux.
Le sulfate de calcium présente également une bonne compatibilité avec les additifs organiques et inorganiques.
Cela permet de modifier le temps de prise, la résistance et la microstructure.
Un tel contrôle est essentiel dans les applications de construction, biomédicales et de matériaux spéciaux.
Point de fusion : >300°C
Température de stockage : Hygroscopique, température ambiante, sous atmosphère inerte
solubilité : Eau (légèrement)
forme : solide
Couleur : Blanc cassé à gris clair
Solubilité dans l'eau : 2,4 g/L
Constante du produit de solubilité (Ksp) : pKsp : 4,31
Constante diélectrique : 5,6 (0,0 °C)
Le sulfate de calcium se présente sous trois niveaux d'hydratation avec des structures cristallographiques différentes : anhydre, dihydraté et hémihydraté.
Le CaSO4 anhydre (anhydrite) cristallise sous la forme d'un réseau orthohombique étroitement lié avec le groupe d'espace Pnma, dans lequel chaque Ca2+ est 8-coordonné, ou entouré, par 8 atomes d'oxygène provenant de SO2−4 tétraédriques.
Sa topologie est similaire à celle du zircon.
Le dihydrate CaSO4·2H2O (gypse) forme un cristal monoclinique avec groupe d'espace C2/c.
Sa structure est constituée de couches alternées : l'une avec du Ca2+ coordonné avec du SO2−4 tétraédrique et l'autre avec des molécules d'eau interstitielles.
Le sulfate de calcium est utilisé en dentisterie depuis longtemps.
Le sulfate de calcium a été utilisé dans la régénération osseuse comme matériau de greffe et liant (ou extenseur) de greffe, ainsi que comme barrière dans la régénération guidée du tissu osseux.
Le sulfate de calcium est un matériau biocompatible qui est complètement résorbé après implantation.
Le sulfate de calcium ne provoque pas de réponse significative de l'hôte et crée un milieu riche en calcium dans la zone d'implantation.
Le sulfate de calcium a une solubilité relativement faible dans l'eau, ce qui est inhabituel parmi les sels de sulfate.
Sa solubilité diminue légèrement lorsque la température augmente, un phénomène connu sous le nom de solubilité rétrograde.
Cette caractéristique est importante dans les phénomènes d'entartrage des chaudières, des échangeurs de chaleur et des systèmes de dessalement.
Dans les eaux naturelles, le sulfate de calcium contribue à une dureté permanente.
Contrairement à la dureté temporaire causée par les bicarbonates, la dureté liée aux sulfates ne peut pas être éliminée par ébullition.
Cela rend le sulfate de calcium pertinent dans le traitement de l'eau et la gestion des eaux industrielles.
D'un point de vue cristallographique, le sulfate de calcium forme des structures cristallines bien définies.
Les cristaux de gypse se développent souvent sous forme tabulaire ou prismatique, produisant parfois de grands cristaux transparents appelés sélénite.
Ces formes cristallines sont étudiées en minéralogie et en recherche sur la croissance cristalline.
Dans les contextes biologiques et biomédicaux, le sulfate de calcium est considéré comme biocompatible.
Il peut se dissoudre progressivement dans les fluides physiologiques, libérant des ions calcium.
Cette propriété la rend adaptée aux applications biomédicales temporaires où la résorption est souhaitée.
Le sulfate de calcium joue un rôle dans la chimie des sols et l'agriculture.
Il fournit à la fois du calcium et du soufre, qui sont des nutriments essentiels pour les plantes.
Contrairement à la chaux, il améliore la structure du sol sans modifier significativement son pH.
Sur le plan industriel, le sulfate de calcium est apprécié pour son comportement prévisible en matière d'hydratation et de déshydratation.
La capacité à contrôler le temps de prise et la résistance mécanique grâce à des additifs est essentielle.
Cette capacité de réglage permet son utilisation dans les secteurs de la construction, du médical et des matériaux spéciaux.
D'un point de vue environnemental, le sulfate de calcium est stable et non toxique.
Le sulfate de calcium est présent naturellement et participe au cycle global du soufre.
Sa présence dans les sédiments et les roches aide les scientifiques à interpréter les conditions environnementales passées.
Le sulfate de calcium est principalement utilisé pour la production de plâtre et de stuc.
Ces applications exploitent le fait que le sulfate de calcium, une fois réduit en poudre et calciné, forme une pâte malléable lors de l'hydratation et durcit sous forme de dihydrate de sulfate de calcium cristallin.
Le sulfate de calcium présente également l'avantage d'être peu soluble dans l'eau et de ne pas se dissoudre facilement au contact de l'eau après sa solidification.
Utilisations :
Le sulfate de calcium est le plus souvent utilisé sous la forme de « gypse », c'est-à-dire le dihydrate.
Sous la forme de β-anhydrite (la forme presque anhydre), elle est utilisée comme dessiccant.
Le sulfate de calcium est également utilisé comme coagulant dans des produits comme le « tofu », qui est un « fromage de soja ».
Lorsqu'il est vendu comme variante indicatrice de couleur sous le nom de « Drierite », il apparaît bleu ou rose en raison de son imprégnation au chlorure de cobalt, qui sert d'indicateur d'humidité.
À l'état naturel, le sulfate de calcium non raffiné est une roche blanche translucide et cristalline.
On connaît de nombreuses formes de gypse, notamment « l’albâtre » et « le gypse », la sélénite, le spath satiné, la rose du désert et la fleur de gypse sont quatre variétés de minéraux de gypse ; toutes les quatre sont cristallines.
Les quatre variétés «cristallines» de gypse sont parfois regroupées sous le nom de sélénite.
Tous ont la même formule chimique, CaSO4·2H2O. Toutes les variétés de gypse sont des minéraux très tendres (dureté : 2 sur l’échelle de Mohs).
Il s'agit de la caractéristique d'identification la plus importante du gypse.
Le sulfate de calcium est largement utilisé dans le secteur de la construction.
Le gypse est utilisé pour fabriquer du plâtre, des plaques de plâtre et des plaques de plâtre pour les murs et les plafonds.
Le plâtre de Paris est utilisé pour le moulage, le coulage et la réalisation d'éléments architecturaux décoratifs.
En génie civil et du bâtiment, le sulfate de calcium est utilisé comme régulateur de prise dans le ciment.
De petits ajouts permettent de contrôler la vitesse d'hydratation du ciment et d'éviter une prise instantanée.
Cela garantit un béton maniable et un développement de résistance homogène.
Le sulfate de calcium est utilisé dans les applications médicales et biomédicales.
Le plâtre de Paris est utilisé pour les moulages orthopédiques, les moules et les empreintes dentaires.
Les granules de sulfate de calcium sont également utilisées comme matériaux de comblement osseux temporaires en raison de leur biocompatibilité et de leur résorbabilité.
En agriculture, le sulfate de calcium (gypse) est utilisé comme amendement du sol.
Il améliore la structure du sol, réduit sa sodicité et apporte des nutriments tels que le calcium et le soufre.
Contrairement à la chaux, il ne modifie pas significativement le pH du sol.
En alimentation, le sulfate de calcium est utilisé comme additif alimentaire.
Le sulfate de calcium agit comme agent raffermissant, coagulant et source de calcium.
La production de tofu et le traitement de la farine en sont des exemples courants.
Le sulfate de calcium est utilisé dans le traitement de l'eau.
Le sulfate de calcium contribue à contrôler la dureté, l'entartrage et l'équilibre minéral.
Il est également utilisé dans le traitement des eaux usées et le conditionnement des boues.
Dans les procédés industriels, le sulfate de calcium est utilisé comme charge et agent d'extension.
Le sulfate de calcium améliore la texture, la résistance et le rapport coût-efficacité des peintures, des plastiques et du papier.
Sa stabilité chimique la rend adaptée à une large gamme de formulations.
Le sulfate de calcium est également utilisé dans les applications de laboratoire et de recherche.
Le sulfate de calcium sert d'agent desséchant et de matériau de référence.
Ses propriétés bien caractérisées soutiennent la recherche analytique et sur les matériaux.
Le sulfate de calcium est un additif général disponible à la fois sous forme de sulfate de calcium anhydre, obtenu par calcination à haute température du gypse qui est ensuite broyé et séparé, et sous forme de sulfate de calcium dihydraté, obtenu par broyage et séparation du gypse contenant environ 20 % d'eau de cristallisation.
Le sulfate de calcium anhydre contient environ 29 % de calcium, et le sulfate de calcium dihydraté en contient environ 23 %.
Le sulfate de calcium est utilisé, entre autres, comme agent de remplissage et poudre à lever à des fins de standardisation ; comme agent raffermissant dans les pommes de terre, les tomates, les carottes, les haricots de Lima et les poivrons en conserve ; dans la pâte comme source d’ions calcium (car l’absence d’ions calcium rend la pâte à pain molle et collante et produit un pain de mauvaise qualité) ; dans la crème glacée molle pour produire de la sécheresse et de la fermeté ; comme source d’ions calcium pour la réaction avec les alginates afin de former des gels pour desserts ; et comme source de calcium pour l’enrichissement des aliments.
Le sulfate de calcium est utilisé dans l'industrie de la céramique et de la poterie comme matériau de moule.
Les moules en plâtre fabriqués à partir d'hémihydrate de sulfate de calcium absorbent efficacement l'eau et permettent un façonnage précis.
Ceci est essentiel pour le coulage en barbotine de composants en céramique.
Dans l'industrie verrière, le sulfate de calcium est utilisé comme agent de clarification et modificateur de fondant.
Le sulfate de calcium contribue à éliminer les bulles et à améliorer la clarté du verre lors de la fusion.
La teneur contrôlée en sulfate influence la viscosité et la qualité du verre.
Le sulfate de calcium est utilisé comme excipient dans la fabrication de produits pharmaceutiques.
Le sulfate de calcium est utilisé comme agent de remplissage, liant ou diluant dans les comprimés et les gélules.
Son inertie chimique et sa biocompatibilité le rendent adapté aux formes posologiques orales.
Dans la transformation du papier et de la pâte à papier, le sulfate de calcium est utilisé comme charge et pigment de revêtement.
Le sulfate de calcium améliore la blancheur, le lissage et l'imprimabilité du papier.
Elle contribue également à la stabilité dimensionnelle et à la réduction des coûts.
Le sulfate de calcium est utilisé dans les mines et la métallurgie.
Le sulfate de calcium est utilisé dans les procédés de flottation et comme sous-produit du traitement des minéraux.
Le gypse récupéré est souvent réutilisé dans la construction ou l'agriculture.
En génie environnemental, le sulfate de calcium est utilisé dans les systèmes de désulfuration des gaz de combustion.
Il est produit sous forme de gypse synthétique lors de l'élimination du dioxyde de soufre des gaz d'échappement.
Ce sous-produit est ensuite recyclé en matériaux de construction.
Le sulfate de calcium est utilisé dans l'art, la sculpture et l'éducation.
Le plâtre de Paris est largement utilisé pour le moulage artistique, les moules et les démonstrations pédagogiques.
Sa mise en route rapide et sa facilité d'utilisation en font un outil idéal pour une utilisation créative et pédagogique.
Dans la transformation des aliments autres que le tofu, le sulfate de calcium est utilisé pour améliorer la texture et la fermeté.
Profil de sécurité :
Le sulfate de calcium est généralement considéré comme peu toxique et n'est pas classé comme dangereux dans des conditions normales d'utilisation.
Le sulfate de calcium est un minéral naturel largement utilisé dans la construction, l'alimentation, le secteur médical et l'agriculture.
La manipulation normale ne présente pas de risques importants pour la santé.
L’exposition à la poussière ou aux particules fines peut provoquer une irritation mécanique des yeux, de la peau ou des voies respiratoires.
L'inhalation de poussière de sulfate de calcium peut provoquer une toux, une irritation de la gorge ou une gêne respiratoire de courte durée.
Des mesures adéquates de ventilation et de contrôle des poussières sont recommandées en milieu professionnel.
Un contact prolongé de la peau avec de la poudre de sulfate de calcium sèche peut provoquer une légère sécheresse ou irritation.
Cet effet est physique plutôt que chimique et il est généralement réversible.
Le port de gants de protection et le respect des règles d'hygiène de base contribuent à minimiser l'inconfort.
L'ingestion accidentelle de petites quantités n'est généralement pas nocive.
Cependant, une ingestion excessive peut provoquer des troubles gastro-intestinaux tels que la constipation ou une irritation.
Une telle exposition est peu probable en dehors des milieux industriels ou des laboratoires.
