Калциум карбонат - биологија
825–899 ° C (распаѓање) [2]
практично нерастворлив во вода: 14 mg l-1 (20 ° C) [2]
6450 мг кг − 1 (стаорец, орален) [3]
Калциум карбонат (технички јазик), калциум карбонат или во германско тривијално име карбонат од вар, е хемиско соединение на елементите калциум, јаглерод и кислород со хемиска формула CaCO3. Како карбонат, тоа е калциумова сол на јаглеродна киселина и во цврста состојба се состои од јонска решетка со јони Ca 2+ и јони CO3 2− во однос 1: 1.
Појава
Калциум карбонат е едно од најчестите соединенија на земјата, особено во форма на седиментни карпи. Калциум карбонат се јавува главно во форма на минерали калцит и арагонит. Друга модификација на CaCO3 е минералот ватерит, кој преципитира во форма на микроскопски кристали, особено од презаситени раствори.
Калциум карбонат е главна компонента во мермер, варовник и доломит, се наоѓа во егзоскелетот на ракови, корали, школки, полжави и едноклеточни организми. Првите варовнички карпи од која било значајна големина биле формирани од строматолити пред повеќе од две милијарди години.
Спротивно на популарното верување, коските и забите на 'рбетниците не содржат калциум карбонат, туку содржат калциум-супстанции хидроксилапатит (во коски) [4] и флуорапатит во забите.
карактеристики
Самиот калциум карбонат е тешко растворлив во чиста вода. Меѓутоа, во присуство на растворен јаглерод диоксид, растворливоста се зголемува повеќе од сто пати. Времето на варовник се базира на овој ефект, при што се формира лесно растворлив калциум хидроген карбонат Ca (HCO3) 2. Поради својата растворливост, калциум хидроген карбонатот е компонента на повеќето природни води, во зависност од карпата во различни концентрации. Концентрацијата на калциум карбонат во водата е дадена во Германија како „степен на германска цврстина“ (1 ° dH = 10 mg/литар CaO или 17,85 mg/литар CaCO3 или 0,18 mmol/l). Во Франција, единицата за мерење е „степени на француска цврстина“, каде јони 1 ° fH = 0,1 mmol/l Ca 2+ или Mg 2+. Во Швајцарија се користи или директната индикација за mmol/l или француската цврстина. Калциум карбонат се раствора и од други кисели состојки на воздухот и со нитрификација во почвата. Повеќето природни појави на калциум карбонат го должат своето потекло на пресвртот на овој процес на растворање, отстранувањето на јаглерод диоксидот со зголемување на температурата. Комплицираниот механизам што е видлив во некои водотеци, како што се варовничките тераси во Памукале (Турција), се дефинира со рамнотежата на вар-јаглеродна киселина.
Измени во природата
Во природата, калциум карбонатот формира различни карпи кои се хемиски идентични, но се разликуваат на некој начин.
е фина, микрокристална седиментна карпа, која се формирала со таложење на калцит преципитиран со отстранување на фотосинтетички јаглеродни киселини и арагонитски школки на мали фосилни организми, како што се коколити на коколитофори и школки на фораминифера. Креда се појавува на бројни локации долж европскиот појас со креда, од Велика Британија до Франција до островот Риген во северна Германија, и се минира на места. Морска креда на дното на езерата или во свилени езерски сливови се состои скоро целосно од преципитиран калцит. Кредата на таблата што се користи во технологијата, од друга страна, главно е направена од гипс (калциум сулфат).
главно е формиран од живи суштества и е поцврстен од кредата. Таложењето на калциум се случува или директно или индиректно од остатоците на живи суштества, како што се полжави, школки, корали и сунѓери кои формираат карпи, кои депонираат калциум карбонат за да се изградат надворешни или внатрешни скелети. Таа е формирана индиректно од фактот дека живите организми, особено фототрофните, асимилираат СО2 и на тој начин ја алкализираат околината, што доведува до врнежи на калциум карбонат. Големината на карбонатните кристали е помеѓу големината на кредата и мермерот. Големи наоѓалишта на варовник може да се најдат, на пример, во Швапскиот и Франконскиот алб, во варовничките алпи и западните алпи, на Хималаите и во многу други области.
е грубо кристална, метаморфна карпа што се формира кога крестал, варовник или доломит се рекристализира под влијание на високи температури и/или високи притисоци (над 1000 бари). Големи мермерни наоѓалишта може да се најдат во Северна Америка и Европа, на пример во Австрија (Гумерн), Норвешка (Молде) или во Карара, Италија, домот на чистата бела статуа, од која Микеланџело ги создаде своите скулптури.
Синтетички калциум карбонат
Синтетички калциум карбонат се нарекува PCC (Англиски талог калциум карбонат "Врнежен калциум карбонат") - за разлика од ГЦЦ (вкл. мелен калциум карбонат "Мелен калциум карбонат"). Се таложи со внесување на јаглерод диоксид во млеко од вар (калциум хидроксид) и така се добива како талог:
Врнежите се одвиваат во содржина на цврсти материи од околу 20%. Различни кристални модификации (кристални морфологии) можат да се генерираат („одгледуваат“) преку контролата на процесот (температура, концентрација), по можност ромбохедрална или скалаенедрална кристална форма. Бидејќи можат да се користат високо чисти почетни производи, PCC се особено бели и исто така имаат предности во однос на непроирноста. Големите мелничари за хартија сега произведуваат PCC во „мрежа“ со враќање на јаглерод диоксид, кој се произведува во форма на димни гасови за време на согорувањето во електраните, со тоа што го врзуваат за калциум хидроксид. Сепак, ова не дава никаков придонес за намалување на концентрацијата на јаглерод диоксид во атмосферата (климатски промени) затоа што природниот варовник треба да се изгори при претходно неопходното производство на хидриран вар, со што повторно се ослободува СО2.
употреба
Природниот калциум карбонат (варовник) се користи во големи количини како суровина за индустријата на градежни материјали, како агрегат во индустријата за челик, како минерално ѓубриво и како минерал за полнење во разни индустриски апликации како што се хартија, бои, лакови, малтери, пластика и задниот дел на теписите. Вкупно, се експлоатираат над пет милијарди тони варовник секоја година. Главната употреба е производство на цемент (калциум силикат, калциум алуминат) и жива вар.
Во однос на обемот што се продава ширум светот, калциум карбонатот е најважниот филтер. [5] Иако повеќе од пет проценти од земјината кора се состои од карпи калциум карбонат, само неколку наслаги се погодни за екстракција на полнила, кои треба да бидат колку што е можно бели. Најголемиот индустриски корисник на бели калциум карбонати е индустријата за хартија со количина од над 10 милиони тони (ширум светот) годишно, а потоа следува индустријата за пластика и градежни материјали (малтери и бои) со вкупно уште 15 милиони тони годишно. За употреба во индустријата за хартија, особено како боја на обложување, депозитите во Франција, Италија, Германија, Норвешка и Австрија се експлоатираат во Европа, при што минералот се крши со влажно мелење и се продава како кашеста маса (понекогаш со цистерна).
Калциум карбонат се користел и како креда на табла, особено во Франција како т.н. Креда за шампањ, кој се состои од карпа од креда, хемиски многу чист калциум карбонат. Околу 55 проценти од продадената креда во Германија денес се состои од гипс (калциум сулфат). [6]
Калциум карбонат се користи како додаток на храна и боја (Е 170) и често се користи, на пример, при печење ролни од леб. За други апликации, калциум карбонатот се распаѓа и/или меле и се продава на парчиња или како брашно. За некои апликации, природните калциум карбонати не се оптимални, затоа тука се користат синтетички калциум карбонати.
Со етикетата Хидро-калцит Синтетички калциум карбонат се користи во технологијата на вода за да се закисели водата со „агресивна карбонска киселина“.
Градежен материјал
Горењето вар создава оган вар. Ова станува хидрирана вар (калциум хидроксид Ca (OH) 2), гасена вар) произведени. Со јаглерод диоксидот во воздухот, тој реагира и формира вар и го затвора технички циклус на вар. Хидрирана вар и вар се погодни како гипс или wallидни облоги како што се Таделакт. Првите откривачи на овој феномен биле Римјаните, кои работеле со вар печки во големи размери.
Вар е чувствителна на киселини. Сулфурните оксиди содржани во воздухот формираат сулфурна киселина (H2SO4) во водена средина. Ова ја претвора вар во калциум сулфат (CaSO4) или гипс (CaSO4 • 2 H2O). Калциум сулфат е исто така малку растворлив во вода со околу 2 g/l, но повеќе растворлив од калциум карбонат, што доведува до бавно миење од влага.