- estructura
- duresa proteica
- propietats
- altres noms
- massa molar
- Descripció física
- sabor
- Punts de fusió i ebullició
- solubilitat
- densitat
- descomposició
- pH
- Índex de refracció
- Incompatibilitats
- Entalpia de fusió
- Constant del producte de solubilitat
- duresa
- Transicions de fase
- reactivitat
- formació
- Formes de el carbonat de calci
- usos
- industrials
- metges
- altres
- referències
El carbonat de calci és un compost inorgànic la fórmula química és CaCO 3. Es troba principalment en minerals com la calcita i la aragonita. Així mateix, compon la pedra calcària, una roca sedimentària en què està present el mineral calcita.
Aquest important carbonat metàl·lic s'obté industrialment mitjançant l'extracció i mòlta dels minerals que el contenen; amb aquesta finalitat es fa servir principalment el marbre. Un altre procés rau en l'ús de l'òxid de calci, el qual es converteix en hidròxid de calci, precipitant el carbonat calci de mitjançant l'addició de diòxid de carboni. D'aquesta manera s'obtenen vidres d'un ampli interval de mides.
La closca dels cargols està composta principalment de carbonat de calci. Font: Pixabay.
També poden usar-se per a la producció industrial de CaCO 3, a petita escala, les petxines de les cloïsses, les closques d'ou i les petxines d'ostres en què està present.
El carbonat de calci present en la pedra calcària és dissolt pel diòxid de carboni a l'aigua, generant-se el bicarbonat de calci. Aquesta acció pot originar les cavernes i és una causa de la alcalinación de l'aigua; esdeveniment de gran importància en el manteniment de la vida en ella.
Ha estat utilitzat en la construcció i elaboració d'escultures; exemples d'això són el Partenó d'Atenes, la Catedral de Cracòvia, i l'escultura d'Abraham Lincoln a Washington. No obstant això, la seva susceptibilitat a la pluja àcida ha disminuït el seu ús en la construcció.
El carbonat de calci ha tingut múltiples aplicacions en la indústria com a material de rebliment de plàstic i paper. En la medicina s'ha fet servir per controlar l'acidesa gàstrica; com a suplement dietètic de calci; per controlar la fosfatemia en pacients amb insuficiència renal crònica, etc.
estructura
Estructura cristal·lina de l'CaCO3 representada amb un model d'ompliment espacial. Font: CCoil
La fórmula de l'carbonat de calci, CaCO 3, indica que la proporció entre els ions Ca 2+ i CO 3 2- és 1: 1; és a dir, que per cada Ca 2+ hi ha un CO 3 2- de contrapart interaccionant electrostàticament amb ell. Així, l'enllaç iònic acaba per disposar aquests ions per formar patrons estructurals que defineixen un vidre.
A la imatge superior es mostra l'estructura de l'CaCO 3. Les esferes verdes corresponen als cations Ca 2+, i les esferes vermelles i negres als anions CO 3 2-. Cal notar que l'estructura sembla estar formada per múltiples capes: una de calci, i una altra de carbonat; el que significa que cristal·litza en una estructura hexagonal compacta.
Aquesta fase hexagonal (β-CaCO 3) correspon a un polimorf. Hi ha altres dos: el ortorrómbico (λ-CaCO 3) i una hexagonal encara més densa (μ-CaCO 3). La imatge inferior ajuda a visualitzar millor el maleït hexàgon:
Estructura hexagonal de la calcita. Materialscientist at English Wikipedia
No obstant això, depenent de la temperatura (i per aquesta sal en menor grau la pressió) dels ions en les seves vibracions es reajusten a altres estructures; aquestes són els polimorfs ja esmentats (β, λ i μ).
Tal com sonen no són molt conegudes, llevat que se'ls s'esmentin amb els seus noms mineralògics en un proper apartat.
duresa proteica
Els cristalls de CaCO 3 no estan sols: poden allotjar impureses com altres cations metàl·lics que els tenyeixen de colors; o proteïnes, incorporant una matriu orgànica que d'alguna manera contribueix a la seva duresa natural.
Les proteïnes disminueixen la tensió que experimenten els vidres entre si davant d'una pressió o impacte. Com? A l'intercalar-se entre els vidres, actuant com si fos una "coixinet" (semblant a el conjunt maó-ciment-maó).
És per això que aquest compost o mineral és biocompatible, i no s'estranya que formi part de les ungles, petxines marines, closques o ossos dels eriçons. Ha estat una font d'inspiració per als que es dediquen a desenvolupar nous materials.
propietats
altres noms
-Aragonito
-Calcito
-Volterito
-Llet de calci
-Tiza
-Marbre
massa molar
100,086 g / mol.
Descripció física
Pols blanc inodor.
sabor
Semblant al guix, insípid.
Punts de fusió i ebullició
Es descompon a causa que allibera CO 2 abans de si més no fondre o bullir.
solubilitat
Pràcticament insoluble en aigua i alcohol. Es dissol amb efervescència en els àcids acètic i clorhídric diluïts. Els hidròxids però redueixen la seva solubilitat. Mentrestant, les sals d'amoni i el diòxid de carboni incrementen la solubilitat de l'carbonat de calci en aigua.
densitat
2,7-2,95 g / cm 3.
descomposició
Al voltant de 825 ºC es descompon en òxid de calci (calç) i diòxid de carboni (CO 2).
pH
8 a 9
Índex de refracció
-1,7216 a 300 nm i 1,6584 a 589 nm (calcita).
-1,5145 a 300 nm i 1,4864 a 589 nm (aragonita).
Incompatibilitats
Amb àcids, alum i sals d'amoni.
Entalpia de fusió
36 kJ / mol a 800 º C (calcita).
Constant del producte de solubilitat
3,36 · 10 -9 a 25 ° C.
duresa
-3,0 (calcita)
-3,5 - 4,0 (aragonita) en l'escala Mohs.
Transicions de fase
La aragonita és metastable i canvia irreversiblement a calcita quan se la s'escalfa en aire sec a 400 ° C.
reactivitat
El carbonat de calci reacciona amb els àcids, alliberant diòxid de carboni, calci iònic i aigua.
El carbonat de calci es combina amb aigua saturada amb diòxid de carboni, equivalent a àcid carbònic (H 2 CO 3), per formar el bicarbonat de calci.
formació
El guix, el marbre i la pedra calcària, els dos primers minerals i un material rocós el tercer, contenen carbonat de calci i són d'origen sedimentari, Es pensen que es van formar per la sedimentació de cargols durant milions d'anys.
El pH podria ser el factor més important en la formació dels polimorfs a una temperatura de 24 ºC. La vaterita és el producte principal en una gamma de pH entre 8,5 i 10; la aragonita ho és a pH 11; i la calcita a pH> 12.
Així mateix, se sap que moltes algues d'aigua dolça construeixen cristalls de calcita quan creixen en un ambient saturat de calci. A més, les microalgues són capaços de provocar la precipitació de l'carbonat de calci.
Formes de el carbonat de calci
En les imatges a continuació es mostraran les tres formes o polimorfs principals per al carbonat de calci:
Cristall de calcita. Font: Parent Géry
Cristall d'aragonita. Font: Battistini Riccardo
Cristalls de vaterita. Font: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
De dalt a baix hi ha els polimorfs calcita, aragonita i vaterita. Cal notar a primera vista la diferència entre la morfologia dels seus cristalls (el color és propi dels seus orígens i característiques dels seus entorns).
La vaterita és més opaca que la calcita, arribant aquesta última fins i tot a ser completament transparent (espat d'Islàndia) i, per tant, s'ha usat en joieries i en aplicacions òptiques. Mentrestant, els vidres de la aragonita s'assemblen a petits monòlits allargats.
D'observar-mostres d'aquests tres polimorfs sota el microscopi electrònic, les seves vidres (de tonalitats grisenques pel fet que la tècnica no permet la resolució de la color), es trobarien les mateixes morfologies que en escales macroscòpiques; és a dir, a simple vista.
Entre aquests tres polimorfs, la calcita és la més abundant i estable, seguida de la aragonita, i finalment la vaterita, la més rara de les formes de l'CaCO 3
usos
industrials
El carbonat de calci augmenta la resistència a la torsió i tracció de l'cautxú sintètic i natural, mantenint la seva flexibilitat. S'utilitza en la indústria de la construcció com a ingredient de el ciment i com a matèria primera per a la calç. S'ha disminuït el seu ús perquè és danyat per la pluja àcida.
El carbonat de calci es fa servir en la purificació de l'ferro. Sota la forma de calç elimina el diòxid de sofre present en el metall. S'empra en la purificació de l'sucre de la remolatxa. Es va arribar a utilitzar com a guix per a pissarra, però ha estat substituït pel guix per a aquesta aplicació.
El carbonat de calci es barreja amb la massilla que s'empra en la col·locació de vidres. Mòlt s'usa com a material de rebliment en la pel·lícula microporosa emprada en els bolquers. També s'usa com a material de farciment en plàstics com el PVC. A més, augmenta la fortalesa de l'plàstic.
El carbonat de calci és utilitzat per augmentar la capacitat de cobriment de les pintures. S'empra com a material de rebliment de el paper per ser més econòmic que la fibra de fusta, podent representar més de l'10% de el paper.
metges
És emprat com antiàcid per combatre la hiperacidesa gàstrica i alleujar la indigestió. S'usa com a suplement dietètic de calci i en el tractament i prevenció de l'osteoporosi. S'empra en el tractament de la hiperfosfatèmia en els pacients amb insuficiència renal crònica.
Ha estat emprat per reduir els efectes indesitjables dels inhibidors de proteases utilitzats en el tractament de l'HIV, observant-se en els pacients una reducció en la diarrea.
Produeix una disminució de la pressió arterial en dones embarassades amb hipertensió i preeclàmpsia, ja que totes dues podrien estar associades a un augment de la demanda de calci causa de la presència fetal.
altres
El carbonat de calci és utilitzat en l'agricultura com a fertilitzant i per combatre l'acidesa de terra. És emprat com a conservant, retenidor de l'color, i reafirmant dels aliments.
A més, és un ingredient de la pasta dental, i serveix com abrasiu en forma de pols en la neteja i rentat.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Calcium carbonate. Recuperat de: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Calcium carbonate. PubChem Database., CID = 10112. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Kai-Yin Chong, Chin-Hua Chia, and Sarani Zakaria. (2014). Polymorphs Calcium Carbonate on Temperature Reaction. AIP Conference Proceedings 1614, 52; doi.org/10.1063/1.4895169
- Greg Watry. (01 de novembre del 2016). Discovering How Calcium Carbonate Crystals Get Strength. Advantage Business Màrqueting. Recuperat de: rdmag.com
- American Elements. (2019). Calcium carbonate. Recuperat de: americanelements.com
- Elsevier. (2019). Calcium carbonate. ScienceDirect. Recuperat de: sciencedirect.com
- Chemical Book. (2017). Calcium carbonate. Recuperat de: chemicalbook.com