Сульфат кальцію – це неорганічна речовина, сіль сірчаної кислоти. У промисловості використовується як в безводному вигляді, так і в формі дигідратів. Активно застосовується в косметології, медицині, харчовій промисловості. Речовині присвоєно код харчової добавки Е516, відноситься до агентів, що запобігає злежуванню, володіє стабілізуючими і пластифікуючими властивостями. Сульфат кальцію вважається безпечним для людини, може бути використаний для заповнення дефіциту кальцію, збагачує продукти харчування мінералами.
Що таке сульфат кальцію, формула, рівняння
Сульфат кальцію-це середня кальцієва сіль сірчаної кислоти. Хімічна формула CaSO4. Позбавлене води з’єднання в нормальних умовах-порошкоподібний ангідрид високої щільності з безбарвними або білуватими кристалами ромбічної кристалічної решітки, іноді можлива наявність жовтуватого відтінку.
Порошок позбавлений запаху, смак неприємний: кисло-гіркий, солоний. Погано розчиняється у воді, с при нагріванні розчинність зменшується, не розчинний в спиртах. Розчиняється в органічних розчинниках: ефірах, гліцерині, кислотах, амонійних солях. Плавиться повільно, відрізняється високою гігроскопічністю.
У природі сульфат кальцію зустрічається у вигляді дигідрату-молекули солі, з’єднаної з двома молекулами води: CaSO4 * 2H2O, найбільш відомого як гіпс. Гіпс – це осадовий матеріал, здавна застосовуваний людьми в багатьох сферах. З мінералу виготовляли декоративні скульптури, використовували в архітектурі, а також в якості добрива. До сих пір гіпс необхідний в медицині для накладання фіксуючих пов’язок.
Гіпс має рівний скляний блиск, розколюється на тонкі пластинки в одному напрямку, утворюючи нерівний злам. Колірна гамма від білого до червоного, може бути бурим, сірим, рожевим або жовтим. Родовищ безліч, в Росії зустрічається в багатьох регіонах: Перм, Татарстан, Самара, Краснодар.
Алебастр – це різновид гіпсу, що має зернисту структуру, поширена повсюдно. Сьогодні видобувається як сировина для отримання кальцієвої солі сірчаної кислоти, в минулому активно використовувався в декоративно-прикладній творчості. Селеніт (місячний камінь) відрізняється тим, що має волокнисту будову, досить м’який, зустрічається у великих родовищах глиняних осадових порід. Застосуємо як вставочний натуральний камінь в недорогі прикраси, добре шліфується і просвічує.
Дигідрат відрізняється за властивостями від ангідриду. Він здатний переходити в інші форми при нагріванні. При підвищенні температури до 180 °С частина води випаровується, речовина стає напівводним. Якщо продовжити нагрівання, довівши температурний режим до 220 °С, сульфат кальцію повністю віддасть воду. При тривалому зберіганні він дуже повільно переходить в напівводну форму. Хімічна реакція трансформації дигідрату в напівгідрат:
CaSO4 * 2Н2О ? CaSO4 * 0, 5Н2О + 1, 5Н2О
Коли ангідрид продовжують обробляти високими температурами (понад 900 °С), він стає гідравлічним, при контакті з водою швидко застигає. Це явище важливо для косметології та медицини.
Кристалічна структура сульфату кальцію
Хімічний склад, характеристики, харчова цінність
Добавка сульфат кальцію не калорійна, не має вираженої харчової цінності. Практичне значення полягає в тому, що при вживанні в організм потрапляє додаткова кількість кальцію, що важливо для водно-сольового обміну. 100 грам харчової добавки містить:
Речовина Зміст
Сульфат кальцію не менше 95,7%
Домішка:
селен (Se)
фториди (HF, солі фтороводню)
не більше 4,3%
З’єднання, взаємодії, рівняння
Сульфат кальцію вступає в усі реакції, властиві середнім солям. Якісною реакцією на речовину є взаємодія з хлоридом барію, при цьому випадає осад білого кольору:
CaSO4 + BaCl2 ? CaCl2 + BaSO4?
Термічне розкладання сульфату кальцію протікає при температурі понад 1450 °С:
1450 °С: CaSO4 ? 2cao + 2so2? + O2?
Сполука реагує з простими речовинами, наприклад, з вуглецем з утворенням вуглекислого газу і сульфіду кальцію:
CaSO4 + с ? 4СО2? + CaS
У реакціях зі складними речовинами, оксидами при нагріванні до 700-800 °С виділяється чадний газ і сульфід кальцію:
CaSO4 + 4 со ? 4СО2 ? + CaS
Сульфат кальцію при взаємодії з кислотами сірчанокислий кальцій переходить в кислу сіль:
CaSO4 + H2SO4 ? Ca(HSO4)2
Сульфат кальцію не реагує з лугами, але може вступати в реакцію з солями:
CaSO4 + Na2CO3 ? Na2SO4 + CaCO3?
В результаті формується нерозчинний осад світлого відтінку карбонату кальцію, відбувається утворення двох солей.
Отримання та виробництво
У лабораторних умовах отримання сульфату кальцію йде декількома шляхами. Для цього необхідні реактиви, очищені від домішок. Синтез можливий при нагріванні до 800 °С при взаємодії кальцієвої солі соляної кислоти і сірчанокислим калієм:
CaCl2 +K2SO4 ? CaSO4 + 2KCl
Речовина також отримують реакцією сульфату магнію зі складним неорганічним з’єднанням – перхлоратом кальцію (сіль кальцію і хлорної кислоти):
MgSO4 + Ca(ClO4)2 ? CaSO4 + Mg(ClO4)2
Сульфат кальцію синтезують також шляхом нейтралізації сірчаної кислоти гашеним вапном:
Ca(OH)2 + H2SO4 ? CaSO4 + H2O
У промисловому виробництві найчастіше використовується механічний видобуток з природних мінералів (дигідратів), а також хімічну реакцію сплаву хлористого кальцію з сірчанокислим калієм. Рідше застосовують обробку меленого вапняку концентрованими розчинами сірчаної кислоти.
Вплив на організм
Сульфат кальцію в організмі розпадається, при цьому макроелемент всмоктується в плазму крові в тонкому кишечнику і включається в метаболізм, надаючи позитивну дію на здоров’я. Харчова добавка не шкодить людині, дозволена у всіх країнах світу, гранично допустима концентрація не регламентована.
Шкода для організму, протипоказання, побічні ефекти
Сірчанокислий кальцій (сульфат кальцію) не приносить шкоди. Надмірне вживання добавки може привести до розладу шлунково-кишкового тракту, викликане проносною дією добавки. При комбінації сполуки з іншими кальцієвмісними препаратами може виникнути стан гіперкальціємії-надмірне підвищення вмісту макроелемента в плазмі крові. При цьому відбувається відкладання мінералу в стінках судин, що знижує їх еластичність і збільшує ймовірність пошкодження.
Протипоказання до прийому продуктів харчування, багатих добавкою Е516 – індивідуальна непереносимість. Це вкрай рідкісне явище, оскільки речовина часто зустрічається в природі і легко і швидко засвоюється. Непереносимість може полягати в збоях в роботі шлунково-кишкового тракту, нудоті, блювоті. Побічні ефекти зазвичай не виникають.
Корисні властивості
Користь сульфату кальцію полягає в унікальних фізико-хімічних властивостях. Здатність ангідридів поглинати вологу після обробки високими температурами дозволяє застосовувати їх в медицині і косметології. У їжі речовина виконує стабілізуючі і емульгуючі функції, виступає в якості замінника хлориду натрію, дозволяє змішувати незмішувані продукти.
Збагачення крові кальцієм призводить до позитивних результатів. Цей важливий макроелемент відіграє роль у багатьох біохімічних реакціях, а також:
- підтримує щільність кісткової і зубної тканини;
- в якості антагоніста іонів калію бере участь в нервово-м’язових реакціях, особливо в процесах збудження і гальмування ритміки міокарда;
- регулює роботу ферментних систем;
- впливає на проникність клітинних мембран;
- є необхідним компонентом процесу згортання крові;
- відповідальний за передачу гормональних сигналів;
- зміцнює імунітет.
Прийом продуктів харчування, в складі яких є харчова добавка сульфат кальцію, збагачує раціон, робить його більш збалансованим. Макроелемент також сприяє засвоєнню інших мінеральних сполук, має загальнозміцнюючу дію.
Застосування сульфату кальцію
Кальцієва сіль сірчаної кислоти застосовується в багатьох сферах. Речовина важливо для медичного користування Як швидко твердне компонент гіпсових пов’язок, для приготування зліпків зубного ряду. У харчовій промисловості сульфат кальцію цінується як якісний і натуральний осушувач, стабілізатор і емульгатор. У косметології мінеральне з’єднання входить до складу лицьових масок.
Застосування сульфату кальцію в харчовій промисловості
Сірчанокислий кальцій забирає воду з продуктів, тому застосовується як харчова отрутобавка при заготівлі сушених грибів, сухофруктів, овочів. Осушувальні властивості необхідні і при виробництві сухого молока, супів швидкого приготування, соусів, різних прянощів.
Для збагачення продукту кальцієм і поліпшення структури харчову добавку Е516 вноситься до складу продукції:
- хлібобулочні вироби;
- хлібопекарські дріжджі;
- заморожені морепродукти;
- крабові палички;
- алкогольні напої (вино, пиво);
- сири і сирні продукти;
- консервовані фрукти і овочі.
В алкогольних напоях харчова добавка грає роль регулятора кислотності. Вона стабілізує pH виноградного сусла і пивного солоду. У фруктово-овочевій консервації харчова добавка Е516 зберігає хрустку структуру, запобігає розпушення волокон рослинної тканини. Харчова добавка Е516 забезпечує формування якісного згустку в сирах, сирі і тофу. Внесення добавки продовжує цикл заморозки-розморожування у продукції, що зберігається при негативних температурах. У дієтичному харчуванні з’єднання виступає як аналог кухонної солі.
У хлібопекарській діяльності харчова добавка сульфат кальцію застосовується як підгодівля для дріжджових культур, а також в якості поліпшувача борошна, для придушення життєдіяльності патогенних мікроорганізмів і цвілевих грибків, для підвищення еластичності і однорідності готового тіста.
Застосування сульфату кальцію в медицині і косметології
Затверділі гіпсові пов’язки засновані на здатності прожареного ангідриду сульфату кальцію тверднути при контакті з водою. Гіпсові листи попередньо змочуються у воді і послідовно накладаються на пошкоджену кінцівку. Застосування необхідно при переломах, тріщинах і сильних ударах з метою іммобілізувати ділянку для поліпшення зрощення і зниження болю.
В ортопедичній стоматології сірчанокислий кальцій входить до складу відбиткових матеріалів, які потрібні для виробництва зубних протезів. У цій сфері з’єднання виконує кілька функцій:
- Фіксує обриси зубного ряду, щелепи.
- Входить до складу формувальної суміші.
- Вноситься при паянні протезів.
- Додатково використовується при установці готових моделей в стоматологічні інструменти.
У косметичних засобах Е516-пластифікуючий компонент альгінатних масок. Після нанесення на шкіру вони застигають і легко знімаються цілком. Випускаються на основі морських водоростей та інших рослин, сульфат кальцію виступає як натуральна емульгуюча і стабілізуюча добавка. У скрабах та інших засобах для пілінгу речовина виступає в якості матуючого агента.
Продаються термічні маски, в яких присутня добавка сульфат кальцію. Вони характеризуються самостійним розігріванням після намазування на тіло. За рахунок підвищення температури відкриваються пори. Мінеральне з’єднання в таких товарах сприяє утворенню гомогенної суміші, прискорює застигання.
Допустимі норми прийому
Для сульфату кальцію не встановлено допустимих норм прийому, що пов’язано з його абсолютною безпекою для організму, швидким засвоюванням і виведенням з продуктами обміну. Відсутність нормативних документів, що регламентують прийом Е516, вказує на те, що практично неможливо через продукти харчування і косметику зловжити даними з’єднанням.
Клас небезпеки, зберігання
Сульфат кальцію (сірчанокислий кальцій) відноситься до 3 класу небезпеки, надає помірно небезпечну дію на організм. Це відноситься до аерозолю сульфату, розпорошеного на виробництвах в повітрі у вигляді найдрібніших крапель.
Сульфат кальцію необхідно зберігати в сухому місці, при відносній вологості не більше 70%. Приміщення повинно бути вентильоване, харчова добавка Е516 зберігається в оригінальній упаковці, захищений від впливу сонячного світла. Термін придатності 2 роки з моменту виготовлення при температурі не вище 25-30 °С.
Де купити і скільки коштує сульфат кальцію
Харчову добавку сульфат кальцію можна придбати оптом у заводів-виробників. У Росії існує тільки одна фірма, що здійснює виробництво і продаж Е516. Лідер серед імпортерів-Китай. Ціна коливається від 80 до 170 рублів за кг при мінімальному замовленні від 20-25 кг.
Укладення
Сульфат кальцію – це неорганічна сполука, з якою давно знайоме людство. Воно видобувається з природних джерел або синтезується з хімічних реактивів в лабораторних умовах. Речовина володіє особливими фізичними властивостями, хімічно активно. При вживанні насичує організм кальцію, надаючи позитивний вплив на здоров’я. Сіль застосовується в різних областях, в тому числі в медицині, косметології. У харчовій промисловості сірчанокислий кальцій має статус харчової добавки Е516 і використовується як емульгатор, стабілізатор, осушувач.
