Карбонат кальция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Карбонат кальция
Calcium carbonate.jpg
Calcium carbonate.pngCalcium-carbonate-xtal-3D-vdW.png
Общие
Систематическое
наименование
карбонат кальция
Традиционные названия углекислый кальций
Хим. формула CaCO3
Физические свойства
Состояние твёрдые белые кристаллы
Молярная масса 100.0869 г/моль
Плотность (кальцит) 2.74 г/см³
(арагонит) 2.83 г/см³
Термические свойства
Т. плав. (кальцит) 825 °C,
(арагонит) 1339 °C
Т. разл. 900−1000 °C
Химические свойства
pKa 9.0
Растворимость в воде (25 °C) 0.00015 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления 1,60
Структура
Кристаллическая структура тригональная, пространств. гр. 32/m
Классификация
Рег. номер CAS 471-34-1
PubChem 10112
Рег. номер EINECS 207-439-9
SMILES
RTECS FF9335000
ChemSpider 9708
Безопасность
Токсичность
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — ~\mathsf{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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Таблетки из карбоната кальция

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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Геология[править | править вики-текст]

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 CaCO3 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[править | править вики-текст]

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. Вода добавляется к этому оксиду, давая гидроксид кальция, и затем проводится углекислый газ, который проходит через этот раствор для осаждения желаемого карбоната кальция[1]:

~\mathsf{CaO+H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}
~\mathsf{Ca(OH)_2+CO_2 \longrightarrow CaCO_3+H_2O}

Химические свойства[править | править вики-текст]

При нагревании до 900−1000 °C расщепляется на кислотный оксид — углекислый газ CO2 и оксид — негашёную известь CaO по уравнению:

\mathsf{ CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2 \uparrow}.

В воде с углекислым газом растворяется, образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2:

\mathsf{CaCO_3+CO_2+H_2O \longrightarrow 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)

\mathsf{CaCO_3 + 4C \longrightarrow CaC_2 + 3CO \uparrow}.

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]