Calciumsulfaat

Het wordt voor diverse doeleinden gebruikt waaronder als droogmiddel in bouwmaterialen, in de tandheelkunde als afdrukmateriaal, gietvorm of mal en in de geneeskunde voor immobilisatie. Het is in diverse vormen en hydradatiestadia verkrijgbaar. In de medische industrie wordt het vaak met polymeren gemengd, die vervolgens als botreparatiecement kunnen worden gebruikt.

Synoniemen
Gypsum, E516, Plaster of Paris, Anhydrite, Selenite, Alabaster
Chemische formule
CaSO4
CAS-nummer
7778-18-9 (anhydrous), 10034-76-1 (hemihydrate), 10101-41-4 (dihydrate)

Kenmerken

Molair gewicht
172.17 g/mol (dihydrate)
Smeltpunt
1,460°C (anhydrous)
Vlampunt
non flammable
Dichtheid
2.32 g/cm³ (dihydrate)
Formulieren
Poeder, Wit, Vast

Gebruik en toepassingen

Belangrijkste toepassingen

  • Voedingsadditief
  • Oil & Gas
  • Landbouw
  • Geneesmiddelen
  • Dierenvoeding
  • Cosmeticaproducten
  • Bouw- en constructieproducten

Algemene informatie

Calciumsulfaat behoort tot de groep van calciumverbindingen en sulfaten. De chemische formule is CaSO4. Calciumsulfaat dihydraat wordt veel gebruikt en is bekend onder de naam gips.
De stof komt van nature voor in de vorm van de mineralen anhydriet (watervrije vorm), gips (dihydraat) en bassaniet (hemihydraat) in evaporieten - een chemisch sedimentgesteente in zee- of meerbekkens.
Calciumsulfaatdihydraat kan traditioneel worden verkregen door gipsafzettingen te ontginnen. Als calciumsulfaat industrieel wordt geproduceerd, wordt het verkregen door precipitatie uit zwavelzuur water met kalkmelk of kalksteen.
De doelbewuste productie van calciumsulfaat, vooral het dihydraat gips, in grote hoeveelheden is echter niet nodig, omdat het als bijproduct in tal van chemische processen wordt geproduceerd. Bijvoorbeeld bij de productie van citroenzuur of in de voedingsindustrie bij de productie van wijnsteenzuur. Daarnaast wordt calciumsulfaat als dihydraat geproduceerd in afvalwaterbehandelingsprocessen tijdens de neutralisatie van sulfaathoudend procesafvalwater of tijdens het beitsen met zwavelzuur. Het wordt ook in grote hoeveelheden geproduceerd tijdens rookgasontzwaveling.
Eigenschappen van calciumsulfaat
Calciumsulfaat is een kleurloze en reukloze vaste stof in kristalvorm. Het is slecht oplosbaar in water en ontleedt bij een temperatuur van ongeveer 1 450 °C. Er wordt calciumoxide en zwavel gevormd. Er ontstaat calciumoxide en zwaveltrioxide.
Calciumsulfaat is hygroscopisch, dat wil zeggen dat het vocht absorbeert. Onder 66 °C kristalliseert calciumsulfaat uit een waterige oplossing als monoklien dihydraat (gips). Als het dihydraat wordt verwarmd, laat het kristalwater gedeeltelijk los en wordt het hemihydraat gevormd. De watervrije vorm komt in de natuur voor als anhydriet.
GettyImages-1147516912
Close up of a woman's hands showing her freshly baked Focaccia Bread Art

Calciumsulfaat in de voedingsindustrie

Sinds 1995 is calciumsulfaat in de voedingsindustrie onder de naam E 516 in de EU goedgekeurd als voedingsadditief zonder enige kwantitatieve beperking. Het wordt gebruikt als zuurteregelaar, draagstof - bijvoorbeeld voor voedselkleurstoffen -, verstevigingsmiddel en meelbehandelingsmiddel, maar ook als complexvormer en stabilisator.
In bakmengsels heeft calciumsulfaat de taak om de zuurtegraad te regelen, het deeg te stabiliseren en te verstevigen. In brood bevordert het ook de verspreiding van gistculturen. In ingeblikt voedsel dient calciumsulfaat als verstevigingsmiddel voor bijvoorbeeld tomaten, aardappelen, wortelen, bonen en paprika's. Calciumsulfaat dient als stollingsmiddel bij de productie van tofu. Het maakt het snijbestendig.
Het lichaam neemt calciumsulfaat heel gemakkelijk op. Daarom wordt het toegevoegd aan voedingssupplementen als bron van calcium. Het wordt ook toegevoegd aan voedsel - vooral voor kinderen, bijvoorbeeld in cornflakes - om "extra calcium" aan te prijzen. De hardheid van bron-, drink- en leidingwater wordt bepaald door de calciumsulfaat-, calciumchloride- en overeenkomstige magnesiumzouten die erin zijn opgelost.
Close-up of a female pharmacist searching for prescription medicine in storage rack. Woman hands looking for medicine in a storage rack in the hospital pharmacy store. GettyImages-1349026574.jpg

Calciumsulfaat in de geneeskunde

In de tandheelkunde en kaakchirurgie wordt calciumsulfaat gebruikt voor de regeneratie van bot en weefsel. Sinuslifts (kaakreconstructie door verdikking van de benige bodem van de kaakbijholte) kunnen worden uitgevoerd en tandheelkundige implantaten kunnen worden geplaatst. Prothese- en tandmodellen worden gemaakt met gips.
Ook in de geneeskunde worden botbreuken gefixeerd met behulp van gips, dat eerst vochtig om de gebroken plek wordt gewikkeld en na uitharding een stabiele steun vormt.

Calciumsulfaat in het laboratorium

In scheikundelaboratoria is watervrij calciumsulfaat een populair droogmiddel voor organische oplosmiddelen omdat het goedkoop en veelzijdig is.
Layers of various colored papers in stack close-up view

Calciumsulfaat in de papierindustrie

De papierindustrie gebruikt onder andere gips als vulmiddel, dat in papier aanwezig kan zijn in verhoudingen tot 30%. De reden: de meeste vulstoffen zijn goedkoper dan de gebruikte pulp, zodat de productiekosten kunnen worden verlaagd. Vulstoffen dienen ook om de witheidsgraad te verhogen. Ze beïnvloeden ook het basisgewicht en het absorptievermogen van het papier - relevante aspecten voor de afdrukkwaliteit. De industrie produceert ook vaak papier dat is gecoat met calciumsulfaat, waardoor het glanzender en scheurbestendiger wordt.