Соединения кальция
Ульянцев Евгений
Соединение, формула которого CaCO 3 , очень заинтересовало меня, потому что, оно представлено бесконечным многообразием форм как в живой, так и неживой природе
Мне захотелось узнать, какие формы карбоната кальция встречаются в природе, какие химические превращения они претерпевают. Эти вопросы и определили содержание моего исследования.
Образование огромных пластов природного карбоната кальция, различных форм известняка, мела, мрамора, в первую очередь связано с жизнедеятельностью морских организмов: известковых водорослей, раковинных простейших, многих моллюсков, иглокожих, кораллов, корненожек. Они строят свой скелет из соединений кальция, преимущественно из карбоната - CaCO 3 . Наш родной город Москва стоит именно на таких отложениях, которые сформировались еще в каменноугольный период 300 миллионов лет тому назад.
Карбонат кальция (углекислый кальций) CaCO 3 , средняя соль угольной кислоты (H 2 CO 3 ). В природе образует два минерала, различающиеся кристаллической структурой: широко распространённый кальцит и арагонит .
Карбонат кальция трудно растворяется в воде (14 мг кальцита в 1 л при 18 °С), легко - в кислотах.
Природный карбонат кальция (известняк, мрамор) применяют как строительный материал; мел как наполнитель для резиновых смесей, бумаги, линолеума
- в производстве зубного порошка, косметических средств и т.д.
При нагревании выше 900 °С карбонат кальция разлагается:
Кальцит (известковый шпат) минерал, химического состава CaCO 3 .
Кальцит - один из наиболее распространённых минералов в земной коре, встречается особенно часто среди гидротермальных образований, в вулканических породах. Выпадает из известковых горячих источников в виде туфа (травертина). Огромные массы кальцита образуются в виде осадка в морских бассейнах, частично биогенным путём.
Арагонит - минерал состава CaCO 3 , отличается от кальцита строением кристаллической решетки. Также от кальцита отличается большей твердостью и плотностью,
Мрамор (лат. marmor , от греч. marmaros - блестящий камень, каменная глыба) - кристаллическая метаморфическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка или доломита (CaCO 3 . MgCO 3 ). Мрамор может иметь белую, серую, зеленоватую, розовую и другие окраски, что зависит от примесей. Представляет собой высококачественный декоративный камень.
В интересной и причудливой форме встречается карбонат кальция в пещерах. Это возможно благодаря деятельности подземных вод. В известняковых массивах они местами энергично растворяют СаСО3, поэтому и возможно образование пещер, сталактитов и сталагмитов.
Взаимодействие карбоната кальция с кислотами, в том числе и с уксусной, которую можно найти дома, на кухне, является качественной реакцией на соли угольной кислоты - карбонаты. Так мрамор и известняки разрушаются под действием кислотных дождей.
Доказать, что выделяющийся газ является углекислым, можно с помощью качественной реакции на CO2: при взаимодействии углекислого газа (оксида углерода (IV)) с известковой водой (раствором гидроксида кальция Ca(OH)2) наблюдается помутнение, вызванное образованием нерастворимого карбоната кальция
Угольная кислота реагирует со своей средней солью - карбонатом кальция - и переводит его в растворимую кислую соль - гидрокарбонат
Та же реакция лежит в основе образования русла подземных ручьев и рек, карстовых пещер. Вода, растворяя CaCO3, становится обогащенной солями кальция. Такую воду называют жесткой. При кипячении жесткой воды на стенках чайника образуется накипь, т.е. при нагревании растворимый гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат, который и выпадает в виде осадка
Мне очень понравилось изучать свойства карбоната кальция. Я узнал много нового и интересного. К сожалению, я не смог охватить весь материал, связанный с природным CaCO 3 , например, мне бы очень хотелось рассмотреть вопросы, связанные с круговоротом кальция в природе, биологической ролью кальция и т.д.Я считаю свою работу актуальной,так как карбонат кальция-это вещество которое используется,и будет использоваться в дальнейшем в быту и в различных отраслях.
Скачать:
Подписи к слайдам:
Карбонат кальция в природе
Карбонат кальция претерпевает в природе интересные превращения
Образование огромных пластов природного карбоната кальция, различных форм известняка, мела, мрамора, в первую очередь связано с жизнедеятельностью морских организмов: известковых водорослей, раковинных простейших, многих моллюсков, иглокожих, кораллов, корненожек. Они строят свой скелет из соединений кальция, преимущественно из карбоната - CaCO3.
За миллионы лет известковые скелеты этих живых существ сложили многокилометровые толщи природного карбоната кальция, так называемого, осадочного происхождения.
Животный мир каменноугольного периода
Основные минералы, содержащие карбонат кальция: кальцит и арагонит
Карбонат кальция трудно растворяется в воде (14 мг кальцита в 1 л при 18 °С), легко - в кислотах. Природный карбонат кальция (известняк, мрамор) применяют как строительный материал; мел как наполнитель для резиновых смесей, бумаги, линолеума.
Более мягкий и тонкий продукт, полученный взаимодействием CaCl2 и Na2CO3:В производстве зубного порошка, косметических средств и т.д.
При нагревании выше 900 °С карбонат кальция разлагается:Это свойство лежит в основе получения негашеной извести CaO .
Кальцит (известковый шпат) минерал, химического состава CaCO3. Часто содержит примеси Mg, Fe, Mn (до 8%).. Твёрдость по минералогической шкале 3; плотность 2720-2800 кг/м3 . При нагревании разлагается при 825 °С; легко растворяется в кислотах.
Чистые и прозрачные разновидности кальцита - исландский шпат - находят применение в оптической промышленности.
Кальцит встречается часто среди гидротермальных образований, в вулканических породах. Выпадает из известковых горячих источников в виде туфа (травертина).
Арагонит - минерал состава CaCO3, отличается от кальцита строением кристаллической решетки, отличается большей твердостью и плотностью, его твердость составляет 3,5 – 4, а плотность - 2900-3000 кг/м3 . На поверхности Земли арагонит неустойчив и переходит постепенно в более устойчивую модификацию - тригональный кальцит.
. Из арагонита состоит значительная часть жемчуга и перламутрового слоя раковин многих моллюсков.
Образует игольчатые кристаллики
Горные породы, сложенные кальцитом
Минерал кальцит входит в состав многих горных пород. Так, например, мел и известняк имеют осадочное происхождение.Мрамор (лат. marmor, от греч. marmaros - блестящий камень, каменная глыба) . Может иметь белую, серую, зеленоватую, розовую и другие окраски, что зависит от примесей. Представляет собой высококачественный декоративный камень.
Удивительные природные явления: карбонатные сталактиты и другие известняковые образования
В интересной и причудливой форме встречается карбонат кальция в пещерах. Это возможно благодаря деятельности подземных вод. В известняковых массивах они местами энергично растворяют СаСО3, поэтому и возможно образование пещер, сталактитов и сталагмитов.
Река НемигаВода стекает по потолку и падает вниз, в месте, где она отрывается от потолка, постепенно образуются сталактиты. А в месте, где она падает, появляются сталагмиты. В коллекторах этот процесс происходит в десятки раз быстрее, чем в естественных пещерах. Со временем возможны образования сталагнатов - это когда сталактит и сталагмит сливаются в одну конструкцию.
Природа Крыма. Красная пещераУникальное достояние Крыма - Красная Пещера, она находится недалеко от Бахчисарая.
Памукалле
На Земле есть очень необычное место, где минерал кальцит, гидротермального происхождения, подобно снегу покрывает большую площадь.Памукалле - диковинный природный феномен, курорт в Турции, известный с древних времен своими лечебными свойствами и неземным пейзажем.Название «Памукалле» означает в переводе с турецкого «Хлопковый замок», что удивительно соответствует здешнему необычному и экзотическому природному ландшафту. В этом живописном месте действие горячих источников, содержащих большое количество гидрокарбоната кальция, привело к образованию известковых отложений на скалистых травертиновых террасах. Воды, богатые минеральными солями, падая с высоких уступов, создали причудливые окаменевшие ослепительно белые каскады.Тысячи туристов со всего мира привлекают красота этого места и целебные минеральные воды, омолаживающие свойства которых, были известны еще жителям античного города Иераполиса. Каждый турист, побывавший в здешних краях, считает своим долгом искупаться в бассейне Клеопатры и ощутить волшебное действие этих источников на себе.
Экспериментальная часть. Моделирование природных процессов в химической лаборатории
Почему же растворяется карбонат кальция и образуются карстовые пещеры? Как растут сталактиты и сталагмиты? Конечно, в основе всех этих явлений лежат химические процессы, которые я попытался смоделировать в химической лаборатории.Карбонат кальция считается практически не растворимым в воде соединением, но зато он легко растворяется в кислотах. При этом бурно выделяется углекислый газ:
Взаимодействие карбоната кальция с кислотами, в том числе и с уксусной, которую можно найти дома, на кухне, является качественной реакцией на соли угольной кислоты - карбонаты. Так мрамор и известняки разрушаются под действием кислотных дождей.С помощью соляной кислоты легко доказать, что известняк, входящий в состав сталактита, мел и мрамор - карбонаты. Для этого нужно капнуть соляной кислотой на кусочки данных веществ и посмотреть, что будет происходить.
Доказать, что выделяющийся газ является углекислым, можно с помощью качественной реакции на CO2: при взаимодействии углекислого газа (оксида углерода (IV)) с известковой водой (раствором гидроксида кальция Ca(OH)2) наблюдается помутнение, вызванное образованием нерастворимого карбоната кальция
Так, при пропускании выдыхаемого воздуха, содержащего относительно много углекислого газа, через известковую воду наблюдается помутнение - образование осадка CaCO3. Непосредственно сам карбонат кальция очень плохо растворяется в воде. Однако, углекислый газ обратимо реагирует с холодной водой, и в результате образуется слабая угольная кислотаТак, если пропускать избыток углекислого газа через взвесь карбоната кальция в воде, то можно увидеть, что через некоторое время осадок CaCO3 полностью растворяется.
Угольная кислота реагирует со своей средней солью - карбонатом кальция - и переводит его в растворимую кислую соль - гидрокарбонатТак, если пропускать избыток углекислого газа через взвесь карбоната кальция в воде, то можно увидеть, что через некоторое время осадок CaCO3 полностью растворяется.
Та же реакция лежит в основе образования русла подземных ручьев и рек, карстовых пещер. Вода, растворяя CaCO3, становится обогащенной солями кальция. Такую воду называют жесткой. При кипячении жесткой воды на стенках чайника образуется накипь, т.е. при нагревании растворимый гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат, который и выпадает в виде осадка
Соединения кальция.
СаО – оксид кальция или негашеная извасть, получают его разложением известняка: СаСО 3 =СаО + СО 2 – это оксид щелочноземельного металла, поэтому он активно взаимодействует с водой: СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2
Са(ОН) 2 – гидроксид кальция или гашеная известь, поэтому реакция СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2 называется гашением извести. Если раствор профильтровать, получается известковая вода – это раствор щелочи, поэтому он изменяет окраску фенолфталеина в малиновый цвет.
Широко в строительстве применяется гашеная известь. Ее смесь с песком и водой - хороший связывающий материал. Под действием углекислого газа смесь отвердевает Са(ОН) 2 + CO 2 = СаСОз +Н 2 О.
Одновременно часть песка и смеси превращается в силикат Ca(OH) 2 +SiO 2 = CaSiO 3 +H 2 O.
Уравнения Са (ОН) 2 + СО 2 = СаСО 2 +Н 2 О и СаСО 3 +Н 2 О + СО 2 = Са(НСО 3) 2 играют большую роль в природе и в формировании облика нашей планеты. Углекислый газ в образе ваятеля и зодчего создает подземные дворцы в толщах карбонатных пород. Он способен под землей перемещать сотни и тысячи тонн известняка. По трещинам в горных породах вода , содержащая растворенный в ней углекислый газ, попадает в толщу известняка, образуя полости - кастровые пещеры. Гидрокарбонат кальция существует только в растворе. Грунтовые воды перемещаются в земной коре, испаряя в подходящих условиях воду : Са(НСОз) 2 = СаСОз + Н 2 О + СО 2 , так образуются сталактиты и сталагмиты, схема образования которых предложена известным геохимиком А.Е. Ферсманом. Очень много кастровых пещер в Крыму. Их изучением занимается наука спелеология .
Применяется в строительстве карбонат кальция СаСОз - это мел, известняк, мрамор. Все вы видели наш железнодорожный вокзал: он отделан белым мрамором, привезенным из-за границы.
опыт: дуть через трубку в раствор известковой воды, она мутнеет.
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О
Приливает к образовавшемуся осадку уксусную кислоту, наблюдается вскипание, т.к. выделяется углекислый газ.
СаСО 3 +2СН 3 СООН = Са(СН 3 СОО) 2 +Н 2 О +СО 2
СКАЗКА О БРАТЬЯХ КАРБОНАТАХ.
На земле живут три брата
Из семейства Карбонатов.
Старший брат - красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
Строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом,
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
Как рисует, посмотри,
Этот СаСО 3 !
Любят братья порезвиться,
В жаркой печке прокалиться ,
СаО да СО 2 образуются тогда.
Это углекислый газ,
Каждый с ним знаком из вас,
Выдыхаем мы его.
Ну, а это СаО -
Жарко обожжённая ИЗВЕСТЬ НЕГАШЁНАЯ.
Добавляем к ней воды,
Тщательно мешая,
Чтобы не было беды,
Руки защищаем,
Круто замешённая ИЗВЕСТЬ, но ГАШЁНАЯ!
Известковым молоком
Стены белятся легко.
Светлый дом повеселел,
Превратив извёстку в мел.
Фокус-покус для народа:
Стоит лишь подуть сквозь воду,
Как она легко-легко
Превратилась в молоко!
А теперь довольно ловко
Получаю газировку:
Молоко плюс уксус. Ай!
Льётся пена через край!
Всё в заботах, всё в работе
От зари и до зари –
Эти братья Карбонаты,
Эти СаСО 3 !
Повторение:
CaO
– оксид кальция, негашеная известь;
Ca(OH)
2
– гидроксид кальция (гашеная известь, известковая вода, известковое молоко в зависимости от концентрации раствора).
Общее – одна и та же химическая формула Са(ОН) 2 . Отличие: известковая вода – прозрачный насыщенный раствор Са(ОН) 2 , а известковое молоко – это белая взвесь Са(ОН) 2 в воде.
CaCl
2
- хлорид кальция, хлористый кальций;
CaCO
3
– карбонат кальция, мел, мрамор ракушечник, известняк.
Л/Р: коллекции.
Далее демонстрируем коллекцию имеющихся в школьной лаборатории минералов : известняк, мел, мрамор, ракушечник.
CaS0
4
∙ 2H
2
0
- кристаллогидрат сульфата кальция, гипс;
CaCO
3
- кальцит, карбонат кальция входит в состав многих минералов, которые покрывают на земле 30 млн км 2 .
Самый важный из этих минералов – известняк . Ракушечники, известняки органического происхождения. Он идет на производство цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести, в металлургии. Известняк – это основа строительной индустрии, из него делают многие строительные материалы.
Мел это не только зубной порошок и школьный мел. Это и ценная добавка при производстве бумаги (мелованная – высшего качества) и резины; в строительстве и ремонте зданий – в качестве побелки.
Мрамор – плотная кристаллическая порода. Есть цветной – белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в различные цвета . Чистый белый мрамор встречается редко и в основном идет на работу скульпторам (статуи Микеланджело, Родена. В строительстве цветной мрамор используют как облицовочный материал (Московское метро) или даже в качестве основного строительного материала дворцов (Тадж-Махал).
В мире интересного «МАВЗОЛЕЙ “Тадж-Махал”»
Шах – Джахан из династии Великих Моголов держал в страхе и повиновении едва ли не всю Азию. В 1629 году умерла Мумзат-Махал, любимая жена Шах-Джахана в 39 лет во время родов в походе (это был их 14 ребенок, причем все были мальчики). Она была необыкновенно красива, светла, умна, император во всем ее слушался. Перед смертью она просила мужа построить гробницу, заботится о детях, не жениться. Опечаленный царь посланцев своих отправил во все большие города, столицы соседних государств – в Бухару, Самарканд, Багдад, Дамаск, чтобы разыскать и пригласить лучших мастеров – в память о жене царь решил возвести лучшее в мире здание. Одновременно гонцы отправили в Агру (Индия) планы всех лучших сооружений Азии и лучшие строительные материалы. Везли даже из России и Урала малахит. Главные каменщики приехали из Дели и Кандагара; архитекторы – из Стамбула, Самарканда; декораторы – из Бухары; садоводы – из Бенгалии; художники – из Дамаска и Багдада, а руководил всем известный мастер Устад-Иса.
Совместными усилиями за 25 лет было построено меломраморное сооружение в окружении зеленых садов, голубых фонтанов и мечети из красного песчаника . 20000 рабов возводили это чудо 75 м (с25-этажный дом). Неподалеку хотел построить второй мавзолей из черного мрамора для себя, но не успел. Его сверг с престола родной сын (2-ой, причем он же убил и всех своих братьев).
Последние годы жизни правитель и повелитель Агры провел, смотря из узкого окошка своей темницы. 7 лет так отец любовался своим творением. Когда отец ослеп, сын сделал ему систему зеркал, чтобы отец мог любоваться мавзолеем. Похоронен он был в Тадж-Махале, рядом со своей Мумтаз.
Входящие в мавзолей видят кенотафы - ложные гробницы. Места вечного упокоения великого хана и его жены находятся внизу, в подвале. Там все инкрустировано драгоценными камнями, которые светятся, будто живые, а ветви сказочных деревьев, переплетаясь с цветами, причудливыми узорами украшают стены гробницы. Обработанные лучшими резчиками бирюзово-голубые лазуриты, зелено-черные нефриты и красные аметисты воспевают любовь Шах-Джахала и Мумзат-Махал.
Ежедневно в Агру спешат туристы , желающие увидеть истинное чудо света – мавзолей Тадж-Махал, будто парящий над землей.
CaCO 3 – это строительный материал наружного скелета моллюсков, кораллов, ракушек и др., скорлупы яиц. (иллюстрации или Животные кораллового биоценоза” и показ коллекции морских кораллов, губок, ракушечника) .
Известняк — очень известный материал, который используется разными сферами народной промышленности. Одним из ярких его представителей является обычный мел, используемый для получения негашеной извести.
Также существуют и другие виды данной породы, которые являются намного прочней, что позволяет делать из них облицовочную плитку. Такой материал очень востребован в строительном мире, так обладает уникальными декоративными характеристиками.
При выборе таких изделий, цена на плитку из известняка может варьироваться в зависимости от ее качества.
Состав известняков
Данная порода образовалась при наслоении органических кальциевых останков живых существ. Известняк, в основной своей массе, состоит из нескольких видов минералов:
- 1. Кальцит входит в состав всех видов пород. Его массовая доля в чистых известняка может достигать более 90%.
- 2. Глинистые минералы.
- 3. Доломит.
- 4. Кварц.
- 5. Гипс (очень редко может присутствовать в составе).
- 6. Органические останки и много др.
Точный состав такого вещества зависит конкретно от условий среды, в котором оно и образовывалось. Например, если говорить о доломитизированном известняке, то в его состав входит оксид магния (MgO), процентное соотношение которого может достигать 17%, а в мергелистом известняке наоборот присутствует соотношение SiO2+R3О3 в количестве от 6% до 21%.
Зачастую известняки называют по преобладающему в составе веществе. Так, песчанистые породы вмещают в себе кварц, опал и халцедон.
Основные характеристики
Известняки имеют определенную цветовую гамму. Основным цветом считается белый с оттенками серого и желтого. Также существуют породы, которые имеют бурый или красноватый окрас, что свидетельствует о наличии железа и марганца в его составе.
Если при образовании известняка брали участие и водоросли, тогда они могут окрасить его в зеленоватый цвет. Также существует материал черного цвета, но такие виды пород встречаются очень редко.
Плотность данной породы также варьируется и для каждого вида вещества может отличаться в разы.
Известняк используется для изготовления различных видов плит для облицовки, а также его применяют для строительства дорог и других покрытий. Иногда его применяют в качестве фильтров для установки на специальные гидросооружения.
Известняк — уникальное вещество, которое обладает разными свойствами, что делает его очень популярным в различных сферах.
Из чего состоит известняк, детально рассказывает видео:
Хорошим примером геологических противоречий в вопросах определения камня является сравнение мрамора и известняка . Это очень близкие породы, мономинеральные - состоящие преимущественно из мелкозернистого кальцита. Чтобы понять разницу между мрамором и известняком, следует узнать историю их происхождения.
Известняк образуется в районе бывших морских бассейнов, при участии населявших их организмов. Часто известняк в большом количестве содержит останки древней фауны: моллюсков, членистоногих, улиток и прочих. К слову сказать, наука палеонтология (изучение вымерших форм жизни) базируется на изучении толщ горных пород. Прочность и пористость известняков колеблются в широких пределах. Как правило, чем меньший возраст известняковой толщи, тем эти породы более рыхлые, слабоцементированные.
Далее этот пористый известняк может попасть в эпицентр геологических событий, которые сопровождаются мощным выбросом энергий. На толщу известняка оказываются колоссальные температуры или давления, характерные при подвижках земной коры, извержении вулкана, внутренних движениях магмы. В зонах контакта со стихией известняк подвергается процессу метаморфизма - видоизменения. Известняк укрепляется, становится более плотным, твердым. Можно сказать, камень «закаляется». Меняется даже зернистость породы - из крупнозернистого обломочного порода переходит в мелкозернистый, иногда даже скрытокристаллический вид. Поэтому мрамор, будучи более плотным и мелкозернистым, легко поддается полировке. При полировке высшего класса мрамор приобретает глянцевый, зеркальный блеск. Известняк же не может достичь такого высокого уровня полировки в силу своих структурных особенностей.
В процессе мраморизации физические характеристики заметно растут. К примеру, плотность может поменяться от 800 кг/м3 до 2800 кг/м3. А плотность на сжатие растет с 4 до 300 МПа.
Таким образом, мрамор - это метаморфизованный известняк, отличный от него лишь по кристаллической структуре. Остается единственный открытый вопрос - какой объективный критерий различия этих пород? К сожалению, невозможно точно оценить степень метаморфизма известняка. При длительных воздействиях температур и давлений известняк уплотняется постепенно, фаза за фазой.
Когда мы видим породу средней кристаллической структуры мы называем ее мраморизованный известняк . Такая порода попадает в обе категории нашего каталога. Мраморизованные известняки являются идеальными материалами и для отделки, и для изготовления скульптурных элементов. Обладая высокой плотностью, такой камень легко поддается резке - даже высокохудожественной.
Месторождение юрского мраморизованного известняка. Бавария, Германия
Популярные сорта мраморизованных известняков: группа юрских камней (Jura Beige , Jura Polau Blau , Jura Brown), а также белоснежный Bianco Neve , легендарный кирпично-красный Rosso Verona , и даже сверх популярный бежевый Crema Marfil !
Юрские сорта камня очень востребованы в нашей стране. Это очень популярный фасадный материал, достойно выдерживающий все коллизии российского климата. Камень имеет естественную и органичную текстуру с заметными останками организмов юрского периода. Юрский камень прекрасно обрамляет интерьер: в качестве отделки пола, стен и лестниц, в форме столешниц и каминов.
Crema Marfil - это самый популярный сорт мрамора, привозимый к нам из почти опустошенного карьера Испании. Crema Marfil чаще всего используется для создания подоконников, каминных порталов, столиков и интерьерных лестниц. Изысканный кремовый оттенок этого камня прекрасно встраивается в пространство любой стилистической направленности.
Rosso Verona - веронский мрамор абсолютно уникального оттенка - итальянская терракота. Встречается в современной отделке, а также в архитектурных памятниках Италии, приуроченных к давно ушедшим эпохам.
Структурная формула
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: CCaO 3
Химический состав Карбоната кальция
Молекулярная масса: 100,088
Карбонат кальция (углекислый кальций) - неорганическое химическое соединение, угольной кислоты и кальция. Химическая формула - CaCO 3 . В природе встречается в виде минералов - кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Нерастворим в воде и этаноле . Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).
Применение
Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.
Массовое производство/использование
Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция - одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.
Производители пластмассы - одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно - это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.
Строительство
Строительство - ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики - все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии - средств для чистки сантехники, кремов для обуви.
Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.
Нахождение в природе
Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:
- Арагонит
- Кальцит
- Фатерит (или μ-CaCO 3)
Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:
- Известняк
- Мрамор
- Травертин
Геология
Карбонат кальция является распространенным минералом. В природе встречаются три полиморфные модификации (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит). Некоторые горные породы (известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы) практически полностью состоят из карбоната кальция с некоторыми примесями. Кальцит является стабильным полиморфом карбоната кальция и встречается в самом разнообразном геологическом окружении: в осадочных, метаморфических и магматических горных породах. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные преимущественно кальцитовыми остатками раковин морских организмов. Арагонит является вторым по устойчивости полиморфом CaCO 3 и в-основном образуется в раковинах моллюсков и скелетах некоторых других организмов. Также арагонит может образовываться и в неорганических процессах, например в карстовых пещерах или гидротермальных источниках. Фатерит является наименее стабильной разновидностью этого карбоната, и очень быстро превращается в воде либо в кальцит либо в арагонит. В природе встречается относительно редко, когда его кристаллическая структура стабилизирована теми или иными примесями.
Изготовление
Подавляющее большинство карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из чистого источника (как правило, мрамор). В качестве альтернативы карбонат кальция может быть приготовлен кальцинацией оксида кальция. растворяется, образуя кислую соль - гидрокарбонат кальция Ca(HCO 3) 2: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2 . Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту. При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II) CaCO 3 + 4C → CaC 2 + 3CO.
