Siarczany

SIARCZANY
Siarczany są solami kwasu siarkowego(VI) i siarkowego (IV), także są to estry tego kwasu i sole nieorganiczne szeroko stosowane w przemyśle chemicznym, papierniczym, farbiarskim. Jako nawozy sztuczne stanowią związki metali takich jak np. bar, ołów, wapń, magnez z anionami zespolonymi. Aniony te są trwałymi grupami, (jednostkami struktural-nymi), które nie rozpadają się w procesie dysocjacji : (SO4)2-, niekiedy także z dodatkowymi jonami (OH)-, Cl -, (CO3)2-. Siarczany powstają w wyniku rozpuszczenia metalu, tlenku metalu lub wodorotlenku metalu w kwasie siarkowym. Większość siarczanów rozpuszcza się w wodzie. Wyjątek stanowi siarczan baru jako papka barytowa połykany przez ludzi przed wykonaniem zdjęcia rentgenowskiego żołądka. Promienie X nie przenikają przez bar i dlatego żołądek widoczny jest na zdjęciu rentgenowskim. Kilka siarczanów występuje w złożach naturalnych i mogą być wydobywane z głębi ziemi, np. minerał alabaster i gips, który jest formą siarczku wapnia.
Najważniejszymi przedstawicielami grupy siarczanów są: gips, baryt, anhydryt i kainit.

GIPS CaSO4 . 2H2O
Gips może być bezbarwny, biały, szary, lub żółtawy. Przezroczyste, czyste odmiany gipsu nazywa się selenitem, zaś drobnokrystaliczne, zbite, o białej barwie - alabastrem. Ma on szklisty, jedwabisty, perłowy połysk, doskonałą łupliwość. Gips jest bardzo miękkim materiałem (2,0 - wzorcowa w skali Mohsa – oznacza to że da się on zarysować paznokciem). Powstaje głównie wskutek wytrącenia z wody morskiej, może się również tworzyć się jako produkt uwodnienia anhydrytu .Obecność gipsu wśród margli i łupków wapnistych tłumaczy się jako wynik działania kwasu solnego (HCl) na węglan wapnia (kalcyt). W Polsce największe złoża gipsu występują w Niecce Nidziańskiej.
Gips występuje w skupieniach grubotabliczkowych, ziarnistych, zbitych, a także włóknistych i łuskowatych. Jest on pospolitym minerałem w złożach solnych, gdzie tworzy nieraz pokłady, określane również jako gips. Gips stosowany jest w przemyśle cementowym jako dodatek przy produkcji cementu portlandzkiego, częściowo wypalony jest materiałem powszechnie stosowanym w budownictwie. Dodatkowo gips znajduje zastosowanie w rolnictwie do "gipsowania" gleb słonych.
BARYT BaSO4
Baryt to bezbarwna substancja krystaliczna lub śnieżnobiały proszek najczęściej bezbarwny, biały, szary z rozmaitymi odcieniami o bardzo dobrej łupliwości. Posiada szklisty lub perłowy połysk. Topi się w temp. 1580oC, jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, nie jest trujący (w odróżnieniu od innych związków baru), odporny na działanie siarkowodoru, czynników atmosferycznych i chemicznych, rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Występuje w przyrodzie jako minerał baryt. Baryt jest siarczanem baru o zawartości BaO 65,7%. Znany jest jako minerał hydrotermalnych złóż kruszcowych. Występuje też dość pospolicie w próżniach i szczelinach skalnych oraz pęcherzykach pogazowych zastygłych law. Niekiedy tworzy również spoiwo w niektórych piaskowcach Do celów technicznych otrzymywany przez mielenie naturalnego minerału barytu na sucho lub mokro albo z chlorku baru przez działanie siarczanem (VI) sodu: BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl. Jest stosunkowo miękki (3,0 - 3,5 w skali Mohsa - da się zarysować gwoździem żelaznym). Minerał ten ma szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, jest używany m.in. do wyrobu płuczek wiertniczych, jako materiał obciążający w przemyśle papierniczym i gumowym, do wyrobu bieli w przemyśle farbiarskim, w medycynie, a także jako surowiec do wyrobu różnych soli barowych. Stosowany jako pigment do produkcji farb, środek obciążający w produkcji papieru (papier fotograficzny), wypełniacz kauczuku i tworzyw sztucznych, w lecznictwie jako substancja kontrastowa w prześwietleniach przewodu pokarmowego oraz w kosmetyce do wyrobu pudrów.

ANHYDRYT CaSO4
To siarczan najczęściej bezbarwny, biały, szary z odcieniem niebieskim lub czerwonym, o połysku szklistym lub perłowym. Jego łupliwość jest dobra lub bardzo dobra. Jest stosunkowo miękki - 3,0 - 3,5 w skali Mohsa (da się zarysować gwoździem żelaznym). Anhydryt jest pospolitym składnikiem złóż gipsowo-solnych pochodzenia morskiego lub jeziornego. Często tworzy oddzielne pokłady, niekiedy o znacznych miąższościach. Poza tym może występować jako dodatkowy składnik w iłach, mułowcach i marglach. Znany jest także z pęcherzyków pogazowych law wulkanicznych. Anhydryt, podobnie jak gips, używany jest w przemyśle cementowym. Może być także stosowany do wyrobu kwasu siarkowego.

KAINIT KMgSO4Cl . 3H2O
Kainit posiada białą, czerwonawą, żółtawą, szarą, niebieską lub fioletową barwę i szklisty połysk. Jest miękkim siarczanem( 3,0 w skali Mohsa).Posiada doskonałą łupliwość. Kainit występuje w złożach solnych. Stosowany jest w rolnictwie jako nawóz
potasowo-magnezowy.

KILKA CIEKAWOSTEK O SIARCZANACH :

1. Siarczany są ważnym środkiem konserwującym, który również zapobiega kwaśnieniu wina. Młode i słodkie wina są szczególnie podatne na ten problem. Cukier zawarty w winie może być przemieniony w kwas w wyniku działania bakterii kwasu octowego lub mlekowego, przy czym przemiany te zmieniają smak. Siarczany poprawiają również kolor win czerwonych. Bez nich intensywność zabarwienia zmniejsza się wraz z upływem czasu; mogą też pojawić się inne kolory np. niebieski lub fioletowy. Zatem siarczany przeciwdziałają utracie kolorów i poprawiają estetyczne walory czerwonego wina. Dla wina białego funkcja ta jest oczywiście mniej istotna. Ostatnia, ale nie mniej ważna funkcja siarczanów to poprawa smaku wina przez usunięcie acetyloaldehydu, który jest tworzony przez drożdże podczas procesu produkcji wina. I nadaje mu nieprzyjemny smak.Zwykle używa się do tego celu siarczanu sodu.
2. Siarczany – to obok chlorków najbardziej rozpowszechnione zanieczyszczenia w wodzie. Dostają się one do niej wskutek wymywania skał osadowych, wyługowania gleby oraz niekiedy na skutek utleniania siarczków i siarki stanowiących produkty rozkładu białka pochodzącego ze ścieków. Znaczna zawartość siarczanów w wodzie może powodować choroby przewodu pokarmowego, a ponadto woda taka może być przyczyną korozji betonu i konstrukcji żelbetowych.
3. Siarczany mogą być obojętne M2SO4 (gdzie M- metal na stopniu utlenienia I) i (RO)2SO2 (R- alkil) lub kwaśne wodorosiarczany MHSO4 i HOSO2OR. Sole są ciałami krystalicznymi, mają szerokie zastosowanie między innymi jako nawozy sztuczne- głównie siarczany amonu (NH4)2SO4, siarczany potasu K2SO4; w produkcji szkieł- siarczan sodu Na2SO4, siarczan potasu; jako pigmenty do produkcji farb i wypełniacze do gumy, papieru- siarczan baru BaSO4 i wapnia CaSO4; w lecznictwie- siarczan magnezu (pod nazwą sól gorzka) i siarczan sodu (pod nazwą sól glauberska); do impregnacji drewna, ochrony roślin- siarczan miedzi CuSO4; estry są na ogół syropowatymi cieczami, najważniejsze siarczany to: metylu i etylu, stosowane w syntezie organicznej (do alkilowania).