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Concept
Sulfure de calcium
Résumé
Le sulfure de calcium est le composé chimique de formule brute CaS. Ce sel blanc cristallise dans un système cubique comme le sel de table (NaCl). Le sulfure de calcium a été étudié en tant qu'élément d'un processus qui permettrait de recycler le gypse (CaSO4) ou d'un produit de désulfuration des gaz de combustion. Il a aussi été étudié en tant que résidu du procédé Leblanc qui permet d'obtenir du carbonate de sodium à partir de sel marin. Comme beaucoup de sels contenant des ions sulfure, S2−, le sulfure de calcium a une odeur d’œuf pourri due à l'hydrogène sulfuré, H2S, issu de l'hydrolyse du composé.
En termes de structure atomique, CaS cristallise avec le même motif que le chlorure de sodium ce qui indique que les liaisons dans ce composé sont hautement ioniques. Le haut point de fusion (2 525 °C) du composé anhydre est aussi cohérent avec un solide ionique. Dans le cristal, chaque ion sulfure est entouré d'un octaèdre de six cations calcium, Ca2+ et réciproquement chaque Ca2+ est au centre d'un octaèdre de 6 ions S2−
Le sulfure de calcium est produit par la réduction carbothermique du sulfate de calcium accompagnée simultanément de l'oxydation du carbone (charbon) en dioxyde de carbone :
CaSO4 + 2 C → CaS + 2 CO2
et d'une réaction parasite qui produit de la chaux et du dioxyde de soufre :
3 CaSO4 + CaS → 4 CaO + 4 SO2
Deux réactions du procédé Leblanc basé sur la réduction thermo-chimique du sulfate de sodium permettent cependant de s'affranchir de cette limitation :
Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2
Na2S + CaCO3 → CaS + Na2CO3
Le sulfure de calcium CaS produit par le procédé Leblanc n'étant pas valorisable, le rejet de millions de tonnes de sulfure de calcium très alcalin dans l'environnement a longtemps été une énorme source de pollution car l'anion sulfure est très basique.
Le sulfure de calcium s'hydrolyse au contact de l'eau et de l'humidité en donnant un mélange d'hydrogenosulfure de calcium et de chaux (Ca(HS)2, Ca(OH)2 et Ca(HS)(OH)) ainsi que du sulfure d'hydrogène (H2S) :
CaS + H2O → Ca(HS)(OH)
Ca(HS)(OH) + H2O → Ca(OH)2 + H2S
Bouillie nantaise
Le lait de chaux, Ca(OH)2 dissout à saturation dans H2O, réagit également avec le soufre élémentaire pour donner une chaux sulfurée, la bouillie nantaise, qui a été utilisée comme insecticide.
Source officielle
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