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Hémihydrate de sulfate de calcium

Hémihydrate de sulfate de calcium
Image illustrative de l’article Hémihydrate de sulfate de calcium
Identification
Synonymes

Sulfate de calcium hémihydraté

No CAS 10034-76-1
No RTECS EC Number 231-900-3
No E E516
SMILES
InChI
Apparence Poudre blanche hygroscopique
Propriétés chimiques
Formule brute HCaO4.5SCaSO4 H2O
Masse molaire[1] 145,148 ± 0,01 g/mol
H 0,69 %, Ca 27,61 %, O 49,6 %, S 22,09 %,
Propriétés physiques
fusion Perd son eau et devient anhydre à 163 °C, devient insoluble dans l'eau au dessus de 700 °C, fond en technique verrière à 1 450 °C.
Solubilité 2,3 g/L dans l'eau à 20 °C
Masse volumique 2,79 g/cm3 à 20 °C
Pression de vapeur saturante Négligeable
Précautions
Directive 67/548/EEC


Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'hémihydrate de sulfate de calcium est un composé chimique de formule CaSO4 H2O.

Cette matière hygroscopique, facilement obtenue en poudre pulvérulente, fait partie de la famille des hydrates de sulfate de calcium[2]. Composante de base du plâtre des Anciens, elle était obtenue depuis des temps immémoriaux par calcination du gypse.

L'hémihydrate de sulfate de calcium est aussi connu à l'état naturel, formant le minéral appelé bassanite.

Sommaire

Variétés microcristallines et productionModifier

Il existe au moins deux variétés microcristallines, fabriquées à partir du minéral gypse :

  • la variété alpha ou hémihydrate α, obtenue par traitement en autoclave ou par autoclavage, de pulpes de gypse à 120 °C destinée au plâtre de moulage et à certains usages nécessitant un matériau plus dur, permettant de dépasser 30 MPa en résistance mécanique. Sa masse volumique avoisine 2,76 g·cm-3.
  • la variété béta ou hémihydrate β, obtenue par simple cuisson en four vers 150 °C, destinée aux usages plus classiques du plâtre. Sa masse volumique avoisine 2,63 g·cm-3.

La fabrication de la première variété, dans certaines conditions, est moins onéreuse que celle de la seconde, lorsqu'on l'applique au phosphogypse. Le plâtre de Paris est essentiellement à base d'hémihydrate β.

Propriétés chimiquesModifier

L'hémihydrate de sulfate de calcium mis à bouillir dans l'eau donne une solution sursaturée de CaSO4 aqueux et de gypse. Au cours du refroidissement, en-dessous d'une température de 42 °C à la pression ambiante, se forment des cristaux en aiguilles fines et enchevêtrées de gypse. La réaction est fortement exothermique. Elle peut s'écrire :

(CaSO4  H2O)poudre ou masse solide plus ou moins pulvérulente +   H2Ovapeur d'eau ou eau liquide → (CaSO4 • 2 H2O)cristallin

Cette expérience permet d'expliquer le feutrage ou prise du plâtre lors du gâchage, c'est-à-dire lors de l'ajout d'eau à la poudre causant la réhydratation de l'hémihydrate. Elle montre aussi concrètement l'augmentation de volume, ce qui permet des moulages (techniques médicales pour enserrer tout ou partie de membres, avec une stabilisation en pression d'assez longue durée, prise d'empreintes...) et explique ainsi un usage important du plâtre de Paris.

Notes et référencesModifier

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. Il était dénommé trivialement semihydrate de sulfate de chaux.

Voir aussiModifier