Карбонат кальция

	Карбонат кальция
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) 0.0015 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,60
Структура
Кристаллическая структура	тригональная, пространств. гр. 32/m
Безопасность
Токсичность	0 0 0
	Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — <math>\mathsf{CaCO_3}</math>. 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).

Содержание

1 Применение
- 1.1 Массовое производство/использование
- 1.2 Строительство
2 Нахождение в природе
3 Геология
4 Изготовление
5 Химические свойства
6 Примечания
7 Ссылки

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:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Calcite-HUGE.jpg

Кальцит
Aragonite.jpg

Арагонит
MarbleUSGOV.jpg

Мрамор
Kalktuff-Block Schloss-Tuebingen 2.jpg

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 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

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]:

<math>\mathsf{CaO+H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}</math>

<math>\mathsf{Ca(OH)_2+CO_2 \longrightarrow CaCO_3+H_2O}</math>

Химические свойства

См. также: Карбонаты

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

<math>\mathsf{ CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2 \uparrow}</math>.

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

<math>\mathsf{CaCO_3+CO_2+H_2O \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}</math>.

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)

<math>\mathsf{CaCO_3 + 4C \longrightarrow CaC_2 + 3CO \uparrow}</math>.

Примечания

↑ [www.solvaypcc.com/safety_environment/0,0,1000044-_EN,00.html Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production]. Solvay S. A. (9 марта 2007). [www.webcitation.org/65KMWwAoH Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012].

Ссылки

[food-facts.ru/additives/colouring/calcium-carbonate.html Польза и возможный вред от карбоната кальция как пищевой добавки — е170]

[1] [www.solvaypcc.com/safety_environment/0,0,1000044-_EN,00.html Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production]. Solvay S. A. (9 марта 2007). [www.webcitation.org/65KMWwAoH Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012].

[1]