SULFATES DE CALCİUM

Les sulfates de calcium (ou sulfate de calcium) est un sel inorganique de formule chimique CaSO4.
Le sulfate de calcium existe sous plusieurs formes hydratées ; l'état anhydre (connu sous le nom d'anhydrite) est un solide cristallin blanc souvent trouvé dans les dépôts d'évaporites.
La forme dihydratée du sulfate de calcium 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.

Nom chimique : SULFATE DE CALCIUM
Synonymes : CaSO ; Calciumsulfat ; anhydrite ; anhydrouscalciumsulfate ; SULFATE DE CALCIUM, POUDRE ; Drierite, avec indicateur ; gibs ; KH2PO24 ; thiolite ; crysalba
Numéro CB : CB7151358
Formule moléculaire : Structure de Lewis du CaSO4
Poids moléculaire : 136.14
Numéro MDL : MFCD00799067
Fichier MOL : 7778-18-9.mol
Fichier MSDS : SDS
Fichier TDS : TDS

Propriétés du SULFATE DE CALCIUM
Point de fusion : 1450 °C
Densité : 2.960
Indice de réfraction : 1.575
Température de stockage : Conserver à température ambiante.
Solubilité : 2g/l
Forme : Poudre
Gravité spécifique : 2.96
Couleur : Blanc
Odeur : Poudre ou cristaux blancs à légèrement blancs-jaunâtres, inodores, insipides
Solubilité dans l'eau : Soluble dans l'eau.
Sensibilité : Sensible à l'humidité
Merck : 14,1706
Stabilité : Stable. Incompatible avec l'aluminium, les acides forts.
InChI : 1S/Ca.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2
InChIKey : OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L
LogP : -1.031 (estimé)
Référence de la base de données CAS : 7778-18-9 (Référence de la base de données CAS)
Substances ajoutées aux aliments (anciennement EAFUS) : SULFATE DE CALCIUM, FDA UNII, E934B3V59H
Système de registre des substances de l'EPA : Sulfate de calcium (7778-18-9)
Code UNSPSC : 41123003
NACRES : SB.52

Description
Les sulfates de calcium et leurs hydrates sont d'importants composés industriels qui ont été utilisés à travers l'histoire.
Le sulfate de calcium est obtenu naturellement à partir de la roche de gypse extraite, mais il existe également sous forme minérale.
Le gypse se forme en lits sous forme de roche sédimentaire lorsque le sulfate de calcium, qui est un composant naturel de l'eau de mer, se dépose lors de l'évaporation de plans d'eau marins peu profonds.
Le gypse est un minéral blanc, doux et transparent, et c'est le minéral de sulfate le plus commun.

Histoire
L'utilisation du gypse remonte à la préhistoire.
Les preuves archéologiques montrent qu'il était extrait de grottes et utilisé pour peindre d'anciennes pierres tombales.
La plus ancienne preuve de son utilisation comme matériau de construction remonte à 6000 avant notre ère dans les régions d'Asie du Sud-Ouest de l'ancienne Anatolie et de la Syrie.
Les Égyptiens utilisaient le gypse et le plâtre dans leurs bâtiments et monuments, les deux ayant été trouvés dans les Grandes Pyramides construites vers 3700 avant notre ère.
Le sulfate de calcium est utilisé depuis plus de 2 000 ans en Chine pour produire le tofu.
Le mot gypse vient du mot grec pour la craie, gypsos.
Le philosophe de la nature grec Théophraste (371–286 avant notre ère) a mentionné le gypse dans ses écrits.
Le gypse a été largement utilisé à l'époque romaine et tout au long du Moyen Âge.
Dans les années 1700, Paris était un centre majeur du plâtre, la plupart de ses bâtiments étant construits en utilisant du plâtre.
Après que le grand incendie de Londres en 1666 a détruit 80 pour cent de la ville, le roi de France a ordonné que toutes les maisons en bois de France soient recouvertes de plâtre comme protection contre le feu.
La forme hémihydratée a reçu le nom de plâtre de Paris en raison des vastes gisements de gypse exploités dans le quartier de Montmartre à Paris.
En 1765 et 1766, Antoine Lavoisier (1743–1794) a présenté des mémoires à l'Académie des sciences française sur le gypse qui expliquaient la prise du plâtre.
Lavoisier a déterminé que le gypse est un sel hydraté et que la prise du plâtre se produit lorsque la forme hémihydratée se réhydrate en gypse.

Propriétés chimiques
Poudre ou granules blancs.
Le sulfate de calcium et le sulfate de calcium dihydraté sont tous deux des poudres ou des granules fins, inodores, insipides et de couleur blanche ou blanc cassé.
Le sulfate de calcium forme des cristaux blancs à transparents.
Le sulfate de calcium est couramment rencontré sous la forme anhydre ou sous forme de dihydrate.

Propriétés physiques
Le sulfate de calcium anhydre est une substance cristalline ; orthorhombique ; la couleur peut varier entre le blanc, le gris, le bleu ou le rouge brique ; il se présente sous forme d'anhydrite insoluble ou d'anhydrite soluble poreuse ; densité de 2.96 g/cm3 ; dureté de 3.5 Mohs ; l'anhydrite insoluble est pratiquement insoluble dans l'eau (0.21 pour cent à 20°C) ; l'anhydrite soluble absorbe facilement l'humidité et est soluble dans l'eau.
L'hémihydrate est une fine poudre blanche ; peu soluble dans l'eau (3g/L à 25°C) ; se combine avec l'eau en durcissant en une masse solide.
Le dihydrate peut se présenter sous forme de morceaux ou de poudre ; densité de 2.32 g/cm3 ; perd partiellement son eau par chauffage à 100°C ; légèrement soluble dans l'eau (2.4 g/L à 25°C) ; KSP = 2.4x10-5 ; presque insoluble dans les solvants organiques.

Utilisations
La plus grande utilisation du sulfate de calcium se trouve dans l'industrie de la construction, qui représente plus de 90 pour cent de sa production.
Le gypse a des centaines d'autres applications en dehors de l'industrie de la construction.
Le sulfate de calcium peut être utilisé en agriculture à plusieurs fins : pour fournir du calcium et du soufre aux sols, pour équilibrer le pH et pour amender le sol.
Le sulfate de calcium de qualité alimentaire est utilisé comme supplément de calcium dans les aliments enrichis tels que la farine, les céréales et les produits de boulangerie.
Le sulfate de calcium est utilisé comme agent gélifiant et affermissant avec les légumes en conserve.
Le sulfate de calcium est le coagulant le plus courant pour le tofu.
L'ion calcium chargé positivement dans le sulfate de calcium attire les groupes chargés négativement dans les molécules de protéines, provoquant la coagulation des protéines thermiquement dénaturées.
Le sulfate de calcium anhydre est utilisé comme charge pour blanchir les aliments et les produits de consommation tels que les glaçages, les crèmes glacées, le papier, les peintures et le dentifrice.
Le gypse en poudre peut être utilisé comme craie pour marquer les terrains de sport et d'autres grandes surfaces.
Adjuvant pharmaceutique (diluant pour comprimés et gélules).
L'anhydrite insoluble est utilisée dans les formulations de ciment et comme charge pour le papier ; l'anhydrite soluble est utilisée comme agent de séchage ; l'hémihydrate est utilisé pour le plâtre mural et les plaques de plâtre ; le gypse est utilisé dans la fabrication du plâtre de Paris et du ciment Portland.
L'utilisation principale du sulfate de calcium est de produire du plâtre de Paris et du stuc.
Ces applications exploitent le fait que le sulfate de calcium qui a été réduit en poudre et calciné forme une pâte moulable lors de l'hydratation et durcit sous forme de sulfate de calcium dihydraté cristallin.
Il est également pratique que le sulfate de calcium soit peu soluble dans l'eau et ne se dissolve pas facilement au contact de l'eau après sa solidification.

Industrie alimentaire
Les hydrates de sulfate de calcium sont utilisés comme coagulant dans des produits tels que le tofu.
Pour la FDA, le sulfate de calcium est autorisé dans le fromage et les produits fromagers dérivés ; les farines de céréales, les produits de boulangerie, les desserts glacés, les édulcorants artificiels pour la gelée et les confitures, les légumes condiments, les tomates condiments et certains bonbons.
Le sulfate de calcium est connu dans la série des numéros E sous le nom d'E516, et la FAO de l'ONU connaît le sulfate de calcium comme un agent affermissant, un agent de traitement de la farine, un séquestrant et un agent levant.

Dentisterie
Le sulfate de calcium a une longue histoire d'utilisation en dentisterie.
Le sulfate de calcium a été utilisé dans la régénération osseuse comme matériau de greffe et liant de greffe (ou extenseur) et comme barrière dans la régénération guidée des tissus osseux.
Le sulfate de calcium est un matériau biocompatible et est complètement résorbé après l'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.

Déshydratant
Lorsqu'il est vendu à l'état anhydre comme déshydratant avec un agent indicateur de couleur sous le nom de Drierite, il apparaît bleu (anhydre) ou rose (hydraté) en raison d'une imprégnation au chlorure de cobalt(II), qui fonctionne comme indicateur d'humidité.

Définition
Anhydrite :
Une forme minérale anhydre importante du sulfate de calcium, CaSO4, formant des roches.
Le sulfate de calcium est chimiquement similaire au gypse mais il est plus dur et plus lourd et cristallise sous la forme rhombique (le gypse est monoclinique).
Dans les conditions naturelles, l'anhydrite s'hydrate lentement pour former du gypse.
Le sulfate de calcium se présente principalement en masses granulaires blanches et grisâtres et se trouve souvent dans le chapeau de roche de certains dômes de sel.
Le sulfate de calcium est utilisé comme matière première dans l'industrie chimique et dans la fabrication de ciment et d'engrais.

Méthodes de production
Le gypse est extrait dans le monde entier, avec des mines de gypse dans 90 pays.
En plus du gypse extrait, le gypse est produit synthétiquement comme sous-produit de processus chimiques.
La majeure partie du gypse synthétique provient de la désulfuration des gaz de combustion utilisée pour contrôler les émissions de soufre de la production d'électricité, en particulier des centrales électriques au charbon.
Dans ce processus, le carbonate de calcium réagit avec le dioxyde de soufre pour produire du sulfite de calcium (CaSO3) : CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g).
Le sulfite de calcium est ensuite oxydé en gypse : 2CaSO3(s) + O2(g) + 4H2O(l) → 2CaSO42H2O(s).
La deuxième source majeure de gypse synthétique est la neutralisation des acides.
La production de dioxyde de titane, TiO2, utilisé comme blanchisseur dans de nombreux produits commerciaux, produit du gypse comme sous-produit dans le processus de neutralisation des déchets acides.
Le gypse est également généré par la production de sucre et d'acide citrique.
Dans ce dernier cas, l'acide citrique dilué (C6H8O7) est précipité avec de l'hydroxyde de calcium sous forme de citrate de calcium (Ca3(C6H5O7)2).

Solubilité
La solubilité du sulfate de calcium diminue lorsque la température augmente.
Ce comportement ("solubilité rétrograde") est rare : la dissolution de la plupart des sels est endothermique et leur solubilité augmente avec la température.
La solubilité rétrograde du sulfate de calcium est également responsable de sa précipitation dans la zone la plus chaude des systèmes de chauffage et de sa contribution à la formation de tartre dans les chaudières, parallèlement à la précipitation du carbonate de calcium dont la solubilité diminue également lorsque le CO2 se dégage de l'eau chaude ou peut s'échapper du système.

Méthodes de production
Le sulfate de calcium anhydre se trouve naturellement sous forme de minéral d'anhydrite.
La roche de gypse naturelle peut être concassée et broyée pour être utilisée comme dihydrate ou calcinée à 1508°C pour produire l'hémihydrate.
Une variété plus pure de sulfate de calcium peut également être obtenue chimiquement en faisant réagir du carbonate de calcium avec de l'acide sulfurique ou par précipitation à partir de chlorure de calcium et d'un sulfate soluble.

Description générale
Poudre blanche inodore ou solide cristallin incolore.
Les cristaux ont parfois une teinte bleue, grise ou rougeâtre ou peuvent être rouge brique.
Densité : 2.96 g cm-3.

Risques pour la santé
Le sulfate de calcium est considéré comme une poussière de nuisance (poussière gênante).
Aucun effet indésirable n'a été signalé chez l'homme exposé au sulfate de calcium.
Des concentrations excessives devraient provoquer une visibilité réduite et une irritation de la peau et des voies respiratoires supérieures.
Un rapport sur les mineurs de gypse a attribué les effets indésirables au quartz respirable plutôt qu'au sulfate de calcium.

Utilisations agricoles
L'anhydrite est un minéral blanc, solide, d'origine naturelle, appelé sulfate de calcium anhydre (CaSO4).
Le sulfate de calcium diffère du gypse par sa dureté et son hydratation.
Le sulfate de calcium est utilisé comme matière première dans l'industrie chimique et dans la fabrication d'engrais et de ciment.

Applications pharmaceutiques
Le sulfate de calcium dihydraté est utilisé dans la formulation de comprimés et de gélules.
Sous forme granulaire, il présente de bonnes propriétés de compactage et des propriétés de désintégration modérées.
Le sulfate de calcium hémihydraté est utilisé dans la préparation de bandes de plâtre de Paris, qui sont utilisées pour l'immobilisation des membres et des fractures ; le sulfate de calcium ne doit pas être utilisé dans la formulation de comprimés ou de gélules.
Le sulfate de calcium anhydre est hygroscopique et est utilisé comme déshydratant.
L'absorption d'eau peut rendre les comprimés très durs et les empêcher de se désintégrer lors du stockage.
Par conséquent, le sulfate de calcium anhydre n'est pas recommandé pour la formulation de comprimés, de gélules ou de poudres pour administration orale.
Sur le plan thérapeutique, le sulfate de calcium est utilisé dans les procédures chirurgicales dentaires et cranio-faciales.

Sécurité
Le sulfate de calcium dihydraté est utilisé comme excipient dans les formulations orales de gélules et de comprimés.
Aux niveaux auxquels il est utilisé comme excipient, il est généralement considéré comme non toxique.
Cependant, l'ingestion d'une quantité suffisamment importante peut entraîner une obstruction des voies intestinales supérieures après absorption de l'humidité.
En raison de l'absorption intestinale limitée du calcium à partir de ses sels, l'hypercalcémie ne peut pas être induite même après l'ingestion de doses orales massives.
Les sels de calcium sont solubles dans le liquide bronchique.
Les sels purs n'induisent pas de pneumoconiose.

Exposition potentielle
Le sulfate de calcium est utilisé comme pigment ; dans le ciment Portland, dans les tuiles et le plâtre ; dans les poudres à polir, comme charge dans les peintures et les revêtements de papier ; dans le séchage des gaz et des liquides ; comme amendement du sol ; dans les moules et les plâtres chirurgicaux ; dans les plaques de plâtre, et bien d'autres applications.

Premiers secours
Si ce produit chimique entre en contact avec les yeux, retirez immédiatement les lentilles de contact si présentes et irriguez immédiatement pendant au moins 15 minutes, en soulevant occasionnellement les paupières supérieures et inférieures.
Consultez immédiatement un médecin.
Si ce produit chimique entre en contact avec la peau, retirez les vêtements contaminés et lavez immédiatement à l'eau et au savon.
Consultez immédiatement un médecin.
Si ce produit chimique a été inhalé, retirez la personne de l'exposition, commencez la respiration artificielle (en utilisant les précautions universelles, y compris un masque de réanimation) si la respiration s'est arrêtée et la réanimation cardiopulmonaire (RCP) si l'action cardiaque s'est arrêtée.
Transférez rapidement vers un établissement médical.
Lorsque ce produit chimique a été avalé, consultez un médecin.
Donnez de grandes quantités d'eau et provoquez le vomissement.
Ne faites pas vomir une personne inconsciente.

Stockage
Le sulfate de calcium est chimiquement stable.
Le sulfate de calcium anhydre est hygroscopique et peut s'agglomérer lors du stockage.
Conserver dans un récipient bien fermé dans un endroit sec, en évitant la chaleur.

Transport
Le sulfate de calcium est un MATÉRIAU NON RÉGLEMENTÉ (marchandise non dangereuse).

Incompatibilités
En présence d'humidité, les sels de calcium peuvent être incompatibles avec les amines, les acides aminés, les peptides et les protéines, qui peuvent former des complexes.
Les sels de calcium interféreront med la biodisponibilité des antibiotiques de la famille des tétracyclines.
Il est également prévu que le sulfate de calcium soit incompatible avec l'indométacine, l'aspirine, l'aspartame, l'ampicilline, la céphalexine et l'érythromycine puisque ces matériaux sont incompatibles avec d'autres sels de calcium.
Le sulfate de calcium peut réagir violemment, à haute température, avec le phosphore et la poudre d'aluminium ; le sulfate de calcium peut réagir violemment avec le diazométhane.

Incompatibilités
Le contact avec le diazométhane, l'aluminium, le phosphore et l'eau peut provoquer des explosions.
Note : Matériau hygroscopique (c'est-à-dire qu'il absorbe l'humidité de l'air).
Réagit avec l'eau, formant du gypse et du plâtre de Paris.

Élimination des déchets
Mise en décharge (Enfouissement technique)

Statut réglementaire
Listé GRAS (Généralement reconnu comme sain).
Accepté pour une utilisation en tant qu'additif alimentaire en Europe.
Inclus dans la base de données des ingrédients inactifs de la FDA (gélules orales, libération prolongée, comprimés).
Inclus dans les médicaments non parentéraux autorisés au Royaume-Uni et en Europe.
Inclus dans la liste canadienne des ingrédients non médicinaux acceptables.