KALTSYUM KARBONAT: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGBUO, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang calcium carbonate ay isang inorganic compound na ang kemikal na formula ay CaCO ₃ . Ito ay higit sa lahat ay matatagpuan sa mga mineral tulad ng calcite at aragonite. Binubuo din nito ang apog, isang sedimentary rock kung saan naroroon ang mineral na calcite.

Ang mahalagang metalikang karbonat na ito ay nakuha ng masipag sa pamamagitan ng pagkuha at paggiling ng mga mineral na naglalaman nito; ang marmol ay pangunahing ginagamit para sa layuning ito. Ang isa pang proseso ay namamalagi sa paggamit ng calcium oxide, na kung saan ay na-convert sa calcium hydroxide, pag-uukol ng calcium carbonate mula dito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng carbon dioxide. Sa ganitong paraan nakuha ang mga kristal ng isang malawak na hanay ng mga sukat.

Ang shell ng mga snails ay binubuo pangunahin ng calcium carbonate. Pinagmulan: Pixabay.

Ang mga clam shell, egg shells at mga shell ng talaba kung saan naroroon ay maaari ring magamit para sa pang-industriya na produksiyon ng CaCO ₃ sa isang maliit na sukat.

Ang calcium carbonate na naroroon sa apog ay natutunaw ng carbon dioxide sa tubig, na bumubuo ng calcium bikarbonate. Ang pagkilos na ito ay maaaring maging sanhi ng mga cavern at isang sanhi ng alkalization ng tubig; kaganapan ng malaking kahalagahan sa pagpapanatili ng buhay sa loob nito.

Ginamit ito sa konstruksyon at pagpapaliwanag ng mga eskultura; mga halimbawa nito ay ang Parthenon sa Athens, ang Katedral ng Krakow, at ang iskultura ni Abraham Lincoln sa Washington. Gayunpaman, ang pagkamaramdamin sa rain rain ay nabawasan ang paggamit nito sa konstruksyon.

Ang calcium carbonate ay nagkaroon ng maraming mga aplikasyon sa industriya bilang isang plastic at papel na tagapuno ng papel. Sa gamot ito ay ginamit upang makontrol ang kaasiman ng o ukol sa sikmura; bilang suplemento ng dietary calcium; upang makontrol ang phosphatemia sa mga pasyente na may talamak na kabiguan sa bato, atbp.

Istraktura

CaCO3 kristal na istraktura na kinakatawan ng isang spatial na modelo ng pagpuno. Pinagmulan: CCoil

Ang formula para sa calcium carbonate, CaCO ₃ , ay nagpapahiwatig na ang ratio ng Ca ^{2+ hanggang} CO ₃ ^2- ion ay 1: 1; iyon ay, para sa bawat Ca ²⁺ mayroong isang katapat na CO ₃ ^2- nakikipag-ugnay sa electrostatically kasama nito. Sa gayon, ang bono ng ionik ay nagtatapos sa pag-aayos ng mga ions upang makabuo ng mga istrukturang pattern na tumutukoy sa isang kristal.

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng istraktura ng CaCO ₃ . Ang berdeng spheres ay tumutugma sa Ca ²⁺ cations , at ang pula at itim na spheres sa CO ₃ ^2- anion . Tandaan na ang istraktura ay lilitaw na binubuo ng maraming mga layer: isa sa calcium at iba pang mga carbonate; na nangangahulugang nag-crystallize ito sa isang compact hexagonal na istraktura.

Ang hexagonal phase na ito (β-CaCO ₃ ) ay tumutugma sa isang polymorph. Mayroong dalawang iba pa: orthorhombic (λ-CaCO ₃ ) at isang mas siksik na heksagonal (μ-CaCO ₃ ). Ang imahe sa ibaba ay nakakatulong upang mas mailarawan ang maligayang heksagon:

Hexagonal na istraktura ng calcite. Materyalista sa Ingles Wikipedia

Gayunpaman, depende sa temperatura (at para sa asin na ito sa isang mas mababang antas ng presyon) ang mga ions sa kanilang mga panginginig ay umaayos sa iba pang mga istruktura; ito ang mga polymorph na nabanggit na (β, λ at μ).

Tulad ng tunog nila hindi sila masyadong kilala, maliban kung nabanggit sila kasama ang kanilang mga mineralogical na pangalan sa isang seksyon sa hinaharap.

Ang tigas na protina

Ang mga kristal ng CaCO ₃ ay hindi nag-iisa: maaari silang mag-host ng mga impurities tulad ng iba pang mga metal cations na kulayan ang mga ito; o mga protina, na nagsasama ng isang organikong matrix na sa ilang paraan ay nag-aambag sa natural na katigasan nito.

Binabawasan ng mga protina ang pag-igting na nararanasan ng mga kristal laban sa bawat isa sa ilalim ng presyon o epekto. Paano? Kapag sandwiched sa pagitan ng mga panel, kumikilos na parang ito ay isang "pad" (katulad ng set ng ladrilyo-semento-ladrilyo).

Iyon ang dahilan kung bakit ang tambalang o mineral na ito ay biocompatible, at hindi nakakagulat na ito ay bahagi ng mga kuko, karagatan, shells o buto ng hedgehog. Ito ay naging mapagkukunan ng inspirasyon para sa mga nakatuon sa pagbuo ng mga bagong materyales.

Ari-arian

Ibang pangalan

-Aragonite

-Calcite

-Volterito

-Calcium milk

-Whiteboard

-Marmol

Mass ng Molar

100.086 g / mol.

Pisikal na paglalarawan

Walang amoy puting pulbos.

Tikman

Tulad ng Chalk, walang lasa.

Mga pagkatunaw at kumukulo na puntos

Nabubulok ito dahil naglalabas ito ng CO ₂ bago ito matunaw o kumukulo.

Solubility

Praktikal na hindi matutunaw sa tubig at alkohol. Tinatanggal nito ang effervescently sa dilute acetic at hydrochloric acid. Gayunpaman, binawasan ng Hydroxides ang solubility nito. Samantala, pinalalaki ng mga ammone salt at carbon dioxide ang solubility ng calcium carbonate sa tubig.

Density

2.7 hanggang 2.95 g / cm ³ .

Agnas

Sa paligid ng 825 ºC nabubulok ito sa calcium oxide (dayap) at carbon dioxide (CO ₂ ).

pH

8 hanggang 9

Refractive index

-1.7216 sa 300 nm at 1.6584 sa 589 nm (calcite).

-1.5145 sa 300 nm at 1.4864 sa 589 nm (aragonite).

Mga Kakayahang Kakayahan

Sa mga acid, alum at ammonium salts.

Maling loob ng pagsasanib

36 kJ / mol sa 800 ° C (calcite).

Ang Solubility Product Constant

3.36 · 10 ^-9 sa 25 ° C.

Katigasan

-3.0 (calcite)

-3.5 - 4.0 (aragonite) sa scale ng Mohs.

Mga paglipat ng phase

Ang Aragonite ay metastable at hindi maibabalik na pagbabago sa kalabasa kapag pinainit sa dry air sa 400ºC.

Reactivity

Ang kaltsyum carbonate ay tumutugon sa mga acid, naglalabas ng carbon dioxide, ionic calcium, at tubig.

Pinagsasama ang kaltsyum carbonate na may tubig na puspos ng carbon dioxide, katumbas ng carbonic acid (H ₂ CO ₃ ), upang mabuo ang calcium bikarbonate.

Pagsasanay

Ang tangkay, marmol at apog, ang unang dalawang mineral at isang mabato na materyal ang pangatlo, ay naglalaman ng calcium carbonate at ng sedimentary na pinagmulan.

Ang pH ay maaaring ang pinakamahalagang kadahilanan sa pagbuo ng mga polymorph sa temperatura ng 24ºC. Ang Vaterite ay ang pangunahing produkto sa isang saklaw ng pH sa pagitan ng 8.5 at 10; ang aragonite ay nasa pH 11; at calcite sa pH> 12.

Gayundin, maraming mga freshwater algae ang kilala upang bumuo ng mga crystal na calcite kapag lumaki sa isang saturated na kaltsyum. Bukod dito, ang microalgae ay may kakayahang maging sanhi ng pag-ulan ng calcium carbonate.

Mga anyo ng calcium carbonate

Ang mga larawan sa ibaba ay magpapakita ng tatlong pangunahing anyo o polymorph para sa calcium carbonate:

Kalabasa ng kristal. Pinagmulan: Magulang Géry

Aragonite na kristal. Pinagmulan: Battistini Riccardo

Mga Vaterite crystals. Pinagmulan: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Mula sa itaas hanggang sa ibaba ay ang polymorphs calcite, aragonite, at vaterite. Tandaan sa unang sulyap ang pagkakaiba sa pagitan ng morpolohiya ng mga kristal nito (ang kulay ay karaniwang sa mga pinagmulan at katangian ng mga nakapalibot nito).

Ang Vaterite ay mas malabo kaysa sa calcite, ang huli ay maging ganap na transparent (Icelandic spar) at samakatuwid ay ginamit sa alahas at optical na aplikasyon. Samantala, ang mga aragonite crystals ay kahawig ng mga maliit na haba na monoliths.

Kung ang mga halimbawa ng tatlong polymorph na ito ay sinusunod sa ilalim ng mikroskopyo ng elektron, ang kanilang mga kristal (na may mga kulay-abo na tono dahil sa katotohanan na ang pamamaraan ay hindi pinapayagan ang paglutas ng kulay), ang parehong mga morphologies ay matatagpuan tulad ng sa mga macroscopic scale; iyon ay, gamit ang hubad na mata.

Kabilang sa mga tatlong polymorph na ito, ang calcite ay ang pinaka-sagana at matatag, na sinusundan ng aragonite, at huling vaterite, ang pinakasikat sa mga anyo ng CaCO ₃

Aplikasyon

Pang-industriya

Ang calcium calciumate ay nagdaragdag ng paglaban sa pamamaluktot at traksyon ng sintetiko at natural na goma, na pinapanatili ang kakayahang umangkop. Ginagamit ito sa industriya ng konstruksyon bilang isang sangkap sa semento at bilang isang hilaw na materyal para sa dayap. Nabawasan ang paggamit nito dahil nasira ito ng acid rain.

Ang calcium calciumate ay ginagamit sa paglilinis ng bakal. Sa anyo ng dayap, tinatanggal ang asupre na may asupre na nasa metal. Ginagamit ito sa paglilinis ng asukal mula sa mga beets. Ito ay dating ginamit bilang tisa ng blackboard, ngunit pinalitan ng plaster para sa application na ito.

Ang calcium carbonate ay halo-halong may masilya na ginagamit sa pag-install ng baso. Ang lupa ay ginagamit bilang isang materyal ng tagapuno sa microporous film na ginamit sa mga lampin. Ginagamit din ito bilang isang tagapuno ng materyal sa plastik tulad ng PVC. Bilang karagdagan, pinapataas nito ang lakas ng plastic.

Ang calcium carbonate ay ginagamit upang madagdagan ang takip ng takip ng mga pintura. Ginagamit ito bilang isang materyal sa pagpuno ng papel sapagkat ito ay mas mura kaysa sa hibla ng kahoy, at maaaring kumatawan ng higit sa 10% ng papel.

Mga doktor

Ginagamit ito bilang isang antacid upang labanan ang hyperacidity ng gastric at mapawi ang hindi pagkatunaw ng pagkain. Ginagamit ito bilang suplemento sa pagdidiyeta ng calcium at sa paggamot at pag-iwas sa osteoporosis. Ginagamit ito sa paggamot ng hyperphosphatemia sa mga pasyente na may talamak na kabiguan sa bato.

Ginamit ito upang mabawasan ang hindi kanais-nais na mga epekto ng mga inhibitor ng protease na ginagamit sa paggamot ng HIV, na may pagbawas sa pagtatae na sinusunod sa mga pasyente.

Gumagawa ito ng pagbaba ng presyon ng dugo sa mga buntis na kababaihan na may hypertension at preeclampsia, dahil ang dalawa ay maaaring nauugnay sa isang pagtaas ng demand para sa calcium dahil sa pagkakaroon ng pangsanggol.

Ang iba pa

Ang calcium calciumate ay ginagamit sa agrikultura bilang isang pataba at upang labanan ang kaasiman sa lupa. Ginagamit ito bilang isang pang-imbak, retainer ng kulay, at pagpapaputok ng pagkain.

Bilang karagdagan, ito ay isang sangkap sa toothpaste, at nagsisilbing isang nakasasakit sa form ng pulbos sa paglilinis at paghuhugas.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kaltsyum karbonat. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Kaltsyum karbonat. PubChem Database., CID = 10112. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Kai-Yin Chong, Chin-Hua Chia, at Sarani Zakaria. (2014). Polymorphs Calcium Carbonate sa Reaction ng temperatura. Mga pamamaraan sa Kumperensya ng AIP 1614, 52; doi.org/10.1063/1.4895169
5. Greg Watry. (Nobyembre 1, 2016). Pagtuklas Paano Kumuha ng Lakas ang Kaltsyum Carbonate Crystals. Advantage Marketing sa Negosyo. Nabawi mula sa: rdmag.com
6. Mga Elementong Amerikano. (2019). Kaltsyum karbonat. Nabawi mula sa: americanelements.com
7. ElSevier. (2019). Kaltsyum karbonat. ScienceDirect. Nabawi mula sa: sciencedirect.com
8. Book ng Chemical. (2017). Kaltsyum karbonat. Nabawi mula sa: chemicalbook.com