Kalksvovl

den nøjagtige kemiske reaktion, der fører til syntesen af kalksvovl, er dårligt kendt og skrives generelt som:

Ca(OH)
2 + s koks + efter produkter (s
2O2−
3, SO2−
3, SO2−
4), Hvor h = 2-8 og H værdi ofte findes omkring 5, calcium pentasulfid, et polysulfid

som rapporteret i et dokument fra det amerikanske landbrugsministerium (USDA).

denne vage reaktion er forvirrende, fordi den involverer reduktion af elementært svovl, og der vises intet reduktant i ovennævnte ligning, mens svovloksideringsprodukter også nævnes. Den indledende pH af opløsningen pålagt af dårligt opløselig hydreret kalk er alkalisk (pH = 12,5), mens den endelige pH ligger i området 11-12, typisk for sulfider, som også er stærke baser.

elementært svovl kan dog gennemgå en disproportioneringsreaktion, også kaldet dismutation. Den her ovennævnte reaktion ligner en disproportioneringsreaktion. Den omvendte komproportioneringsreaktion er den reaktion, der forekommer i Claus-processen, der anvendes til afsvovling af olie-og gasråprodukter i raffineringsindustrien.

Claus-proces:

2 H2S + 3 O2-liter 2 SO2 + 2 H2O-4 H2S + 2 SO2-liter 3 S2 + 4 H2O

ved at omskrive den sidste reaktion i omvendt retning opnår man en reaktion, der er i overensstemmelse med det, der observeres i den globale kalksvovlreaktion:

3 S2 + 4 H2O-liter 4 H2S + 2 SO2

under alkaliske forhold giver den:

3 S2 + 4 H2O + 12 OH– liter 4 S2– + 2 SO32– + 10 H2O

og efter forenkling eller mere nøjagtigt genanvendelse af vandmolekyler i ovenstående reaktion:

3 S2 + 12 OH– liter 4 s2– + 2 SO32– + 6 H2O

tilføjelse af 6 Ca2+ kationer fra hydreret kalk af hensyn til elektroneutralitet opnår man den globale reaktion.

Kalksvovlreaktion:

3 s2 + 6 Ca(OH)2 liter 4 CaS + 2 CaSO3 + 6 H2O

denne sidste reaktion er i overensstemmelse med den globale kalksvovlreaktion, der er nævnt i USDA-dokumentet. Det tager dog ikke hensyn til alle detaljer, bl.a., produktion af thiosulfat og sulfat blandt reaktionens slutprodukter. I mellemtiden er det en god første ordens tilnærmelse, og det fremhæver med fordel det samlede kalksvovlreaktionsskema, fordi kemien i reducerede eller delvist iltede former for svovl er særlig kompleks, og alle mellemtrin eller involverede mekanismer er svære at opklare. Desuden vil kalksvovlsystemet, når det først er udsat for atmosfærisk ilt og mikrobiel aktivitet, gennemgå en hurtig iltning, og dets forskellige produkter vil fortsætte med at udvikle sig og endelig komme ind i den naturlige svovlcyklus.

tilstedeværelsen af thiosulfat i kalksvovlreaktionen kan forklares ved reaktionen mellem sulfit og elementært svovl (eller med sulfid og polysulfider) og sulfat ved fuldstændig iltning af sulfit eller thiosulfat efter et mere komplekst reaktionsskema. Mere information om calciumthiosulfatproduktion er beskrevet i et patent registreret af Hajjatie et al. (2006).

Hajjatie et al. (2006) skrev kalksvovlreaktionen på forskellige måder afhængigt af graden af polymerisering af calciumpolysulfider, men følgende reaktion er sandsynligvis den enkleste af deres serie:

3 Ca(OH)
2 + 6 s lut 2 CaS
2 + CaS
2o