硫化カルシウム

硫化カルシウムは、化学式CaSで表される化合物です。この白色の物質は、岩塩のように立方体状に結晶化します。CaSは、排煙脱硫の副産物である石膏をリサイクルするプロセスにおける成分として研究されてきました。硫化物イオンを含む多くの塩と同様に、CaSは一般的にH₂S臭を放ちますが_、これは塩の加水分解によって生成される少量のH₂Sガスに由来します。

原子構造の観点から見ると、CaSは塩化ナトリウムと同じモチーフで結晶化しており、この物質の結合が非常にイオン性であることを示している。高い融点も、イオン性固体としての説明と一致する。結晶中では、各S ^{2 −}イオンは6個のCa ^{2 +イオンからなる}八面体に囲まれ、同様に、各Ca ^{2 +}イオンは6個のS ^{2 −}イオンに囲まれている。

硫化カルシウム（CaS）は、硫酸カルシウムの炭素還元によって生成される。この過程では、通常は木炭として存在する炭素が二酸化炭素に変換される。

CaSO₄ + ₂ C → CaS + 2 _CO₂

さらに反応することも可能：

3 CaSO ₄ + CaS → 4 CaO + 4 SO ₂

2番目の反応では、硫酸塩（酸化状態+6 ）が硫化物（酸化状態-2）を酸化して二酸化硫黄（酸化状態+4）にする一方で、硫酸塩自身も還元されて二酸化硫黄（酸化状態+4）になる。

CaSは、かつて炭酸ナトリウムを製造する主要な工業プロセスであったルブラン法の副産物でもある。そのプロセスでは、硫化ナトリウムが炭酸カルシウムと反応する。^{[ 2 ]}

Na ₂ S + CaCO ₃ → CaS + Na ₂ CO ₃

数百万トンもの硫化カルシウム副産物が廃棄され、広範囲にわたる汚染と論争を引き起こした。^{[ 3 ]}

石灰乳（Ca(OH) _₂）は単体硫黄と反応して「石灰硫黄合剤」を生成し、これは殺虫剤として使用されてきた。有効成分はおそらくCaSではなくポリ硫化カルシウムである。^{[ 4 ]}

_{硫化カルシウムは、湿った空気を含む水と接触すると分解し、Ca(SH) 2}、Ca(OH) ₂、およびCa(SH)(OH)の混合物を生成します。

CaS + _H₂O → Ca(SH)(OH)

Ca(SH)(OH) + H ₂ O → Ca(OH) ₂ + H ₂ S

塩酸などの酸と反応して、有毒な硫化水素ガスを発生させる。

CaS + 2 HCl → CaCl ₂ + H ₂ S

硫化カルシウムは燐光を発し、光源を取り除いた後も最大1時間、血のような赤色に光ります。^{[ 5 ]}

ルブラン法の有害な副産物として、炭酸カルシウムと硫化水素に変換することができ、後者は鉛室法における硫黄源として利用され、ルブラン法に必要な硫酸を生成する。

CaS(s) + CO ₂ (g) + H ₂ O(l) → CaCO ₃ (s) + H ₂ S(g)

オールドハマイトはCaSの鉱物学的形態の名称です。これは一部の隕石の希少な成分であり、太陽星雲の研究において科学的に重要です。^{[ 6 ] [ 7 ]}石炭の廃棄場の燃焼によってもこの化合物が生成される可能性があります。^{[ 8 ]}

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