КАЛЦИЈУМ КАРБОНАТ: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ФОРМИРАЊЕ, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Калцијум карбонат је неорганско једињење чија хемијска формула је ЦаЦО ₃ . Углавном се налази у минералима попут калцита и арагонита. Такође чини кречњак, седиментна стена у којој је присутан минерал калцит.

Овај важан метални карбонат се добија индустријски помоћу екстракције и мељења минерала који га садрже; у ту сврху се углавном користи мермер. Други поступак се састоји у употреби калцијумовог оксида, који се претвара у калцијум хидроксид, из њега излучује калцијум-карбонат додавањем угљен-диоксида. На овај начин се добијају кристали широког распона величина.

Шкољка пужева састоји се углавном од калцијум-карбоната. Извор: Пикабаи.

Шкољке од шкољки, љуске јаја и шкољке остриге у којима се налази такође се могу користити за индустријску производњу ЦаЦО ₃ у мањем обиму.

Калцијум карбонат присутан у кречњаку растворен је угљендиоксидом у води, стварајући калцијум бикарбонат. Ова акција може проузроковати каверне и узрокује алкализацију воде; догађај од великог значаја за одржавање живота у њему.

Коришћен је у изради и изради скулптура; примери су Партенон у Атини, катедрала у Кракову и скулптура Абрахама Линцолна у Васхингтону. Међутим, његова осетљивост на киселе кише смањила је његову употребу у грађевинарству.

Калцијум карбонат је имао вишеструку примену у индустрији као материјал за пуњење пластике и папира. У медицини се користи за контролу желудачне киселости; као додатак калцијуму у исхрани; за контролу фосфатемије код пацијената са хроничним затајивањем бубрега итд.

Структура

ЦаЦО3 кристална структура представљена просторним моделом пуњења. Извор: ЦЦоил

Формула за калцијум карбоната, ЦаЦО ₃ , показује да је однос Ца ^{2+ да} ЦО ₃ ^2- јона је 1: 1; то јест, за сваки Ца2 ⁺ постоји електростатички међусобно интерактиван ЦО ₃ ^2- . Тако се јонска веза завршава тако што уређује ове јоне да формирају структурне обрасце који дефинишу кристал.

Горња слика приказује структуру ЦаЦО ₃ . Зелене сфере одговарају ка ²⁺ катионима , а црвене и црне сфере ЦО ₃ ^2- анионима . Имајте на уму да се чини да се структура састоји од више слојева: један од калцијума, а други од карбоната; што значи да се кристализира у компактну шестерокутну структуру.

Ова хексагонална фаза (β-ЦаЦО ₃ ) одговара полиморфу. Постоје још два: орторомбиц (λ-ЦаЦО ₃ ) и још гушћи шестерокут (μ-ЦаЦО ₃ ). Слика испод помаже бољој визуелизацији срећног шестерокутника:

Шестерокутна структура калцита. Материјалиста у енглеској Википедији

Међутим, у зависности од температуре (а за ову со у мањој мери и притиска), јони у својим вибрацијама прилагођавају се другим структурама; ово су већ споменути полиморфи (β, λ и μ).

Како звуче, нису баш познати, осим ако се у будућем одељку помену са својим минералошким именима.

Тврдоћа протеина

ЦаЦО ₃ кристали нису сами: могу угостити нечистоће као што су други метални катиони који их обоје; или протеина, који садрже органску матрицу која на неки начин доприноси његовој природној тврдоћи.

Протеини смањују напетост коју кристали доживљавају једни против других под притиском или ударом. Како? Када је заглављен између плоча, понашајући се као да је то "јастучић" (слично сету од цигле-цемента).

Због тога је ово једињење или минерал биокомпатибилно, па није изненађујуће да је део ноктију, шкољки, шкољки или костију јежева. Био је извор инспирације за оне који су посвећени развоју нових материјала.

Својства

Друга имена

-Арагонит

-Цалците

-Волтерито

-Калцијум млеко

-Вхитебоард

-Марбле

Моларна маса

100.086 г / мол.

Физички опис

Бели прах без мириса.

Укус

Креда, без укуса.

Тачке топљења и кључања

Разлаже се јер ослобађа ЦО ₂ пре него што се још топи или завре.

Растворљивост

Практично нерастворљив у води и алкохолу. Етервесно се раствара у разблаженој сирћетној и хлороводоничној киселини. Хидроксиди, међутим, смањују његову растворљивост. У међувремену, амонијум соли и угљен диоксид повећавају растворљивост калцијумовог карбоната у води.

Густина

2,7 до 2,95 г / цм ³ .

Декомпозиција

Око 825 ° Ц разграђује се у калцијум оксид (креч) и угљен диоксид (ЦО ₂ ).

пХ

8 до 9

Индекс преламања

-1.7216 на 300 нм и 1.6584 на 589 нм (калцит).

-1.5145 на 300 нм и 1.4864 на 589 нм (арагонит).

Некомпатибилности

Са киселинама, алумом и амонијум соли.

Енталпија фузије

36 кЈ / мол на 800 ° Ц (калцит).

Константа растворљивости

3,36 · 10 ^-9 на 25 ° Ц.

Тврдоћа

-3.0 (калцит)

-3.5 - 4.0 (арагонит) на Мохсовој скали.

Фазни прелази

Арагонит је метастабилан и неповратно се мења у калцит при загревању на сувом ваздуху на 400 ° Ц.

Реактивност

Калцијум карбонат реагује са киселинама, ослобађајући угљен диоксид, јонски калцијум и воду.

Калцијум карбонат се комбинује са водом засићеном угљен-диоксидом, еквивалентном угљеничној киселини (Х ₂ ЦО ₃ ), да би се створио калцијум бикарбонат.

обука

Креда, мермер и вапненац, прва два минерала и стеновити материјал трећи, садрже калцијум карбонат и седиментног су порекла, а сматра се да су настали таложењем пужева током више година.

ПХ би могао бити најважнији фактор у стварању полиморфа при температури од 24 ° Ц. Ватерит је главни производ у распону пХ између 8,5 и 10; арагонит је пХ 11; и калцит при пХ> 12.

Такође, познато је да многе слатководне алге граде кристале калцита када се узгајају у окружењу засићеном калцијумом. Поред тога, микроалге могу изазвати таложење калцијум-карбоната.

Облици калцијумовог карбоната

Слике доле приказују три главна облика или полиморфе калцијумовог карбоната:

Калцитни кристал. Извор: Родитељ Гери

Арагонит кристал. Извор: Баттистини Риццардо

Кристали ватерита. Извор: Роб Лавински, иРоцкс.цом - ЦЦ-БИ-СА-3.0

Одозго су полиморфни калцит, арагонит и ватерит. На први поглед приметите разлику између морфологије његових кристала (боја је типична за његово порекло и карактеристике његове околине).

Ватерит је непрозирнији од калцита, потоњи чак постаје потпуно прозиран (исландска лопта) и због тога се користи у накиту и оптичким апликацијама. У међувремену, кристали арагонита наликују малим издуженим монолитима.

Ако се узорци ова три полиморфа посматрају под електронским микроскопом, њихови кристали (са сивкастим тоновима због чињенице да техника не допушта резолуцију боја), нашли би се исте морфологије као у макроскопским скалама; то јест голим оком.

Међу ова три полиморфа, калцит је најзаступљенији и најстабилнији, затим арагонит и последњи ватерит, најређи облици ЦаЦО ₃

Апликације

Индустриал

Калцијум карбонат повећава отпорност на торзију и вучу синтетичког и природног каучука, одржавајући његову флексибилност. Користи се у грађевинарству као састојак цемента и као сировина за креч. Његова употреба је смањена јер је оштећена киселом кишом.

Калцијум карбонат се користи у пречишћавању гвожђа. У облику каменца уклања сумпорни диоксид присутан у металу. Користи се за пречишћавање шећера од репе. Некада је коришћена као креда на плочи, али је замењена малтером за ову апликацију.

Калцијум карбонат је помешан са китом који се користи за постављање стакла. Земља се користи као материјал за пуњење у микропорозном филму који се користи у пеленама. Такође се користи као материјал за пуњење у пластици као што је ПВЦ. Поред тога, повећава чврстоћу пластике.

Калцијум карбонат се користи за повећање покривне способности боја. Користи се као материјал за пуњење папира јер је јефтинији од дрвених влакана и може представљати више од 10% папира.

Лекари

Користи се као антацид за борбу против желучане хиперацидности и ублажавање пробавних сметњи. Користи се као додатак прехрани калцијуму и у лечењу и превенцији остеопорозе. Користи се у лечењу хиперфосфатемије код пацијената са хроничним затајивањем бубрега.

Коришћен је за смањивање нежељених ефеката инхибитора протеазе који се користе у лечењу ХИВ-а, а код пацијената је примећено смањење дијареје.

Производи пад крвног притиска у трудница са хипертензијом и прееклампсијом, јер обоје могу бити повезани са повећаном потражњом за калцијумом због присуства фетуса.

Други

Калцијум карбонат се користи у пољопривреди као ђубриво и за борбу против киселости у земљишту. Користи се као конзерванс, задржавање боје и учвршћивање хране.

Уз то, састојак је пасте за зубе, а служи као абразив у облику прашка за чишћење и прање.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Калцијум карбонат. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Калцијум карбонат. ПубЦхем база података., ЦИД = 10112. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
4. Каи-Иин Цхонг, Цхин-Хуа Цхиа и Сарани Закариа. (2014). Полиморфи калцијум карбонат на температурну реакцију. Зборник АИП конференције 1614, 52; дои.орг/10.1063/1.4895169
5. Грег Ватри. (1. новембар 2016). Откривање како кристали калцијум-карбоната добијају снагу. Предност пословног маркетинга. Опоравак од: рдмаг.цом
6. Америцан Елементс. (2019). Калцијум карбонат. Опоравак од: америцанелементс.цом
7. ЕлСевиер. (2019). Калцијум карбонат. СциенцеДирецт. Опоравак од: сциенцедирецт.цом
8. Хемијска књига. (2017). Калцијум карбонат. Опоравак од: цхемицалбоок.цом