Карбонат кальция (мел, углекислый кальций, известняк) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — $~\mathrm{CaCO_3}$ . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

1. 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.

1.1. Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

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 даже 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.

1.2. Строительство

Строительство — еще 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.

2. Нахождение в природе

Кристаллическая структура кальцита

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Арагонит
Кальцит
Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Мел
Известняк
Мрамор
Травертин

3. Геология

Карбонат часто встречается в геологической среде. Он находится как полиморф. Полиморфами являются минералы с той же химической формулой, но разной химической структуры. Арагонит, кальцит, известняк, мел, мрамор, травертин, туф и др. — все они имеют формулу CaCO3, но каждый из них имеет несколько иной химический состав. Кальцит, как карбонат кальция, геологи обычно находят в морских условиях. Также кальцит, как правило, находится около теплых тропических условий. Это связано с его химией и свойствами. Кальцит может выпадать чаще как осадок в теплой среде, чем в холодной, поскольку теплая среда не дает улетучиваться в больших объемах CO2. Это аналогично тому как CO2 растворяется в соде. Когда вы открываете крышку пластиковой бутылки происходит выделение CO2. Из-за того что сода нагревается, выделяется углекислый газ. Этот же принцип может быть применен к кальциту и в океане. Карбонаты данного вещества в холодной воде существуют в более высоких широтах, но имеют очень медленный темп роста.

В тропических условиях вода теплая и чистая. Таким образом, вы можете увидеть много кораллов в данной среде по сравнению с холодной, где вода холодная. Производители карбоната кальция, такие как кораллы, водоросли и микроорганизмы, которые обычно встречаются в мелководных водоемах, как фильтраторы, требуют солнечный свет для производства карбоната кальция.

4. 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]:

$~\mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2\uparrow}$ $~\mathrm{CaO+H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}$ $~\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2 \longrightarrow CaCO_3+H_2O}$

5. Химические свойства

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

$\mathrm{ CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2 \uparrow}$ .

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

$\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}$ .

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)

$\mathrm{CaCO_3+4C \longrightarrow CaC_2 + 3CO \uparrow}$ .

Примечания

Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production - www.solvaypcc.com/safety_environment/0,0,1000044-_EN,00.html. Solvay S. A. (2007-03-09).

wreferat.baza-referat.ru

Читать реферат по химии: "Карбонат кальция (углекислый кальций)"

(Назад) скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

СодержаниеВведение

Полиморфные модификациикарбоната кальция

Кальцит

Арагонит

Фатерит

Список литературы

ВведениеКарбонат кальция (углекислый кальций) - неорганическое химическое соединение , соль угольной кислоты и кальция . Химическая формула - CaCO3. Нерастворим в воде и этаноле.

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 даже 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 - еще 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.

Нахождение в природе:

В природе встречается в виде минералов - кальцита, арагонита и фатерита (ватерита).

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Мел

Известняк

Мрамор

- Травертин

Полиморфные модификации карбоната кальция

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Кальцит

Арагонит

Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Фазовая диаграмма кальцита, арагонита и фатерита при различных давлениях и температурах

Кальцит

Кальцит - третий по распространенности в земной коре минерал после кварца и полевого шпата. Кальцит встречается особенно часто среди гидротермальных образований, в вулканических породах. Выпадает из известковых горячих источников в виде туфа (травертина).

Огромные массы кальцита образуются в виде осадка в морских бассейнах, частично биогенным путём. Кальцит является главной составной частью известняков, мраморов и др. осадочных и метаморфических пород, широко используемых в качестве строительных и облицовочных материалов.

Чистые и прозрачные разновидности кальцита - исландский шпат - находят применение в оптической промышленности.

Химический состав - содержание (в %): СаО - 56; СО; -44; отмечаются примеси железа, марганца, стронция и др.

Прозрачность - прозрачный (исландский шпат), просвечивающий, непрозрачный.

Дитригонально-скаленоэдрический вид симметрии.

Спайность-совершенная по по трем направлениям, при ударе он легко раскалывается на ромбоэдрические выколки.

Блеск стеклянный, перламутровый, матовый.

Излом ступенчатый, неровный, раковистый.

Кальцит (англ. Calcite), известковый шпат - одна из природных форм карбоната кальция. Название предложено Гайдингером в 1845 году и происходит от греческого названия извести - "кальс". Его твердость - 3. При нагревании до 470 °C или при повышенном давлении превращается в арагонит. При дальнейшем нагревании кальцит разлагается с образованием углекислого газа и извести.

Кальцит может быть медово-желтым, лиловым, зеленым, нежно-розовым, оранжевым, бурым, голубым, малиновым. В длинном ряду примесей, придающих кальциту разнообразные цвета, наиболее обычны железо, марганец, кобальт, никель, редкоземельные элементы. Есть и ряд минералов, мельчайшие включения которых окрашивают кальцит. Так, кроваво-красным становится кальцит, содержащий мелкозернистую киноварь, зеленую, голубую, синюю окраску придают кальциту примеси карбонатов меди. Есть черный кальцит - антраконит, окрашенный включениями битумов. Кристаллы кальцита обладают весьма высоким двойным лучепреломлением. Многие разновидности кальцита сильно флюоресцируют.

Известное свойство кальцита: раздваивает изображение за собой - сильнейшее двупереломление, особенно это заметно у бесцветных образцов. Некоторые кальциты имеют эффект иридизации или радужных пленок.

Большая часть кальцита идет на нужды промышленности как руда кальция и строительной отрасли как мрамор.

Разновидности кальцита

. В виде кристаллов:

Исландский шпат

минерал, чаще бесцветная прозрачная разновидность кальцита, но может быть желтый, розовый или зеленоватый цвет, которая "раздваивает" изображение вследствие высокого двупреломления. Применяют в оптике для изготовления поляризационных призм. С изучения преломления света кристаллом исландского шпата началось создание теории поляризации. Благодаря этому камню была доказана волновая природа света, причем световые волны поперечные, а не продольные, как у звука.

Кристалловый кальцит

в виде прозрачных или просвечивающих друз в рудных жилах.

Папиршпат

сростки тонкоразлистованных кристаллов. Очень эффектны друзы белых и полупрозрачных тонкопластинчатых, прихотливо сросшихся кристаллов кальцита.

Коралловый

сростки в виде крупных друз в виде кораллов

. В виде кристаллических и плотных масс

Мрамор

зернистый известняк различной окраски. Мрамором является кристаллический известняк, который образовался в процессе метаморфизма, т.е. при перекристаллизации известковых осадков под влиянием давления и высокой температуры земной коры. Из этих мраморов делают брусчатку для тротуарных плит.

Оникс мраморный

Оникс мраморный - горная порода натечного происхождения, состоящая из кальцита или арагонита, плотная мелкозернистая или крупнокристаллическая, часто со слоистым или радиально-лучистым строением.

Мраморный оникс - полосчатая разновидность мрамора.

Травертин

кальцит, осажденный из воды при участии водорослей. Имеет пористое строение и неровные или параллельные границы разно окрашенных в светло-желтые или коричневые тона полос. Крупные скопления есть в Словакии, где добывается под названием «словацкий мрамор». Он бывает двух окрасок: белый и светло-желтый. Широко известен травертин из Италии. Используется для производства

referat.co

Доклад - Свойства кальция - Химия

Кальций

20
Ca	2 8 8 2
КАЛЬЦИЙ
40,08
4s2

Кальций — один из самых распространенных элементов на Земле. В природе его очень много: из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он есть в морской и речной воде, входит в состав растительных и животных организмов.

Кальций постоянно окружает горожан: почти все основные стройматериалы — бетон, стекло, кирпич, цемент, известь — содержат этот элемент в значительных количествах.

Даже пролетая в самолете на многокилометровой высоте, мы не избавляемся от постоянного соседства с элементом №20. Если, допустим, в самолете 100 человек, то, значит, этот самолет несет на борту примерно 150 кг кальция — в организме каждого взрослого человека не меньше килограмма элемента №20. Не исключено, что во время полета количество кальция вблизи нас намного больше: известно, что сплавы кальция с магнием применяются в самолетостроении, и потому не исключено, что в самолете есть не только «органический», но и «собственный» кальций. Словом, от кальция — никуда, и без кальция тоже.

Кальций — элементарный

Несмотря на повсеместную распространенность элемента №20, даже химики и то не все видели элементарный кальций. А ведь этот металл и внешне и по поведению совсем непохож на щелочные металлы, общение с которыми чревато опасностью пожаров и ожогов. Его можно спокойно хранить на воздухе, он не воспламеняется от воды. Механические свойства элементарного кальция не делают его «белой вороной» в семье металлов: по прочности и твердости кальций превосходит многие из них; его можно обтачивать на токарном станке, вытягивать в проволоку, ковать, прессовать.

И все-таки в качестве конструкционного материала элементарный кальций почти не применяется. Для этого он слишком активен. Кальций легко реагирует с кислородом, серой, галогенами. Даже с азотом и водородом при определенных условиях он вступает в реакции. Среда окислов углерода, инертная для большинства металлов, для кальция — агрессивная. Он сгорает в атмосфере CO и CO2 .

Естественно, что, обладая такими химическими свойствами, кальций не может находиться в природе в свободном состоянии. Зато соединения кальция — и природные и искусственные — приобрели первостепенное значение. О них (хотя бы самых важных) стоит рассказать подробнее.

Кальций — углекислый

Карбонат кальция СаCO3 — одно из самых распространенных на Земле соединений. Минералы на основе СаCO3 покрывают около 40 млн км2 земной поверхности. Мел, мрамор, известняки, ракушечники — все это СаCO3 с незначительными примесями, а кальцит — чистый СаCO3 .

Самый важный из этих минералов — известняк. (Правильнее говорить не об известняке, а об известняках: известняки разных месторождений отличаются по плотности, составу и количеству примесей) Известняки есть практически везде. В европейской части СССР известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. Ракушечники — известняки органического происхождения — особенно распространены на северном побережье Черного моря. Знаменитые Одесские катакомбы — это бывшие каменоломни, в которых добывали ракушечник. Из известняков главным образом сложены и западные склоны Урала.

В чистом виде известняки — белого или светло-желтого цвета, но примеси придают им более темную окраску.

Наиболее чистый СаCOз образует прозрачные кристаллы известкового или исландского шпата, широко применяемого в оптике. А обычные известняки используются очень широко — почти во всех отраслях народного хозяйства.

Больше всего известняка идет на нужды химической промышленности. Он незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов, цианамида кальция, известковой воды и многих других полезных веществ.

Значительное количество известняка расходует и металлургия — в качестве флюсов.

Без известняка не обходится ни одно строительство. Во-первых, из него самого строят, во-вторых, из известняка делают многие строительные материалы.

Известняками (щебенкой) укрепляют дороги, известняками (в виде порошка) уменьшают кислотность почв. В сахарной промышленности известняк используют для очистки свекловичного сока.

Другая разновидность углекислого кальция — мел. Мел — это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности — в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий — для побелки.

Третья разновидность карбоната кальция — мрамор — встречается реже. Считается, что мрамор образовался из известняка в давние геологические эпохи. При смещениях земной коры отдельные залежи известняка оказывались погребенными под слоями других пород. Под действием высокого давления и температуры там происходил процесс перекристаллизации, и известняк превращался в более плотную кристаллическую породу — мрамор.

Естественный цвет мрамора — белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в разнообразные цвета. Чистый белый мрамор встречается не часто и идет в основном в мастерские скульпторов. Из менее ценных сортов белого мрамора делают распределительные щиты и панели в электротехнике. В строительстве мрамор (всех цветов и оттенков) используют не столько как конструкционный, сколько как облицовочный материал.

И, чтобы покончить с углекислым кальцием, несколько слов о доломите — важном огнеупорном материале и сырье для производства цемента.

Это двойная магние-кальциевая соль угольной кислоты, ее состав — СаCO3 · MgCO3 .

Кальций — сернокислый

Сульфат кальция СаSO4 тоже широко распространен в природе. Известный минерал гипс — это кристаллогидрат СаSO4 · 2Н2 О. Как вяжущее гипс используют уже много веков, чуть ли не со времен египетских пирамид. Но природному гипсу (гипсовому камню) несвойственна способность твердеть на воздухе и при этом скреплять камни.

Это свойство гипс приобретает при обжиге.

Если природный гипс прокалить при температуре не выше 180°C, он теряет три четверти связанной с ним воды. Получается кристаллогидрат состава CaSО4 · 0,5h3 O. Это алебастр, или жженый гипс, который и используется в строительстве. Помимо вяжущих свойств у жженого гипса есть еще одно полезное свойство. Затвердевая, он немного увеличивается в объеме. Это позволяет получать хорошие слепки из гипса. В процессе твердения жженого гипса, смешанного с водой (гипсового теста), полторы молекулы воды, потерянные при обжиге, присоединяются, и снова получается гипсовый камень CaSO4 · 2h3 O.

Если обжиг гипсового камня вести при температуре выше 500°C, получается безводный сернокислый кальций — «мертвый гипс». Он не может быть использовал в качестве вяжущего.

«Оживить» мертвый гипс можно. Для этого нужно прокалить его при еще более высоких температурах — 900...1200°C. Образуется так называемый гидравлический гипс, который, будучи замешанным с водой, вновь дает затвердевающую, массу, очень прочную и стойкую к внешним воздействиям.

Кальций — фосфорнокислый

Кальциевая соль ортофосфорной кислоты — основной компонент фосфоритов и апатитов. Эти минералы (тоже достаточно распространенные) — сырье для производства фосфорных удобрений и некоторых других химических продуктов. Поскольку полезнейшая часть фосфоритов и апатитов — не кальций, а фосфор, мы не будем подробно рассказывать о них, отослав читателя к статье об элементе №15. Упомянем только, что кальциевые соли фосфорных кислот, прежде всего трикальцийфосфат Са3 (РO4 ) 2, всегда есть в организмах людей и животных. Са3 (РO4 ) 2 — главный «конструкционный материал» наших костей.

Кальций — хлористый

Эта соль кальция встречается в природе намного реже, чем карбонат, сульфат или фосфаты кальция. Ее получают как побочный продукт в производстве соды аммиачным способом. Природный хлористый кальций это обычно кристаллогидрат СаСl2 · 6Н2 O, который при нагревании теряет сначала четыре молекулы воды, а затем и остальные.

Безводный хлористый кальций сильно гигроскопичен, его применяют для сушки жидкостей и газов.

Хлористый кальций хорошо растворяется в воде. Если полить таким раствором грунтовую или щебеночную дорогу, она останется влажной намного дольше, чем после поливки водой. Это происходит потому, что упругость пара над раствором хлористого кальция очень мала; такой раствор поглощает влагу из воздуха и поэтому долго не высыхает.

Другое применение этой соли связано с низкими температурами замерзания растворов хлористого кальция. Эти растворы используют в холодильных системах. А смеси этой соли со снегом или мелко истолченным льдом плавятся при температурах намного ниже нуля. Точка плавления холодильной смеси состава 58,8% CaCl2 · 6Н2 О и 41,2% снега минус 55°C.

Хлористый кальций широко применяют и в медицине. В частности, внутривенные инъекции растворов CaCl2 снимают спазмы сердечно-сосудистой системы, улучшают свертываемость крови, помогают бороться с отеками, воспалениями, аллергией. Растворы хлористого кальция врачи прописывают не только внутривенно, но и просто как внутреннее лекарство. Хлорид кальция стал также одним из компонентов витамина B15 .

Кальций — фтористый

В отличие от CaCl2 и других галогенидов кальция эта соль практически нерастворима в воде. Фтористый кальций входит в состав апатита, там это бесполезная примесь. Зато чистый кристаллический дифторид кальция — вещество очень полезное. Это один из главных металлургических флюсов — веществ, помогающих отделять металлы от пустой породы. В этом качестве фтористый кальций используют очень давно, и не случайно одно из названий этого минерала — плавиковый шпат. Плавиковый — от «плавить».

Иногда в природе встречаются крупные, весом до 20 кг, абсолютно прозрачные кристаллы этой соли. У них другое минералогическое название — флюорит. Такие кристаллы представляют чрезвычайную ценность для оптики, потому что они пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи намного лучше, чем стекло, кварц или вода. Спрос на кристаллы флюорита намного превышает запасы разведанных месторождений, и не случайно флюорит стали получать в промышленных масштабах искусственным путем.

Искусственным путем...

Природные соединения кальция не всегда и не во всем удовлетворяют человека. Поэтому многие из них превращают в другие вещества. Некоторые соединения кальция, получаемые искусственным путем, стали даже более известными и привычными, чем известняки или гипс. Так, гашеную Са (OH) 2 и негашеную СаО известь применяли еще строители древности.

Цемент — это тоже соединение кальция, полученное искусственным путем. Сначала обжигают смесь глины или песка с известняком и получают клинкер, который затем размалывают в тонкий серый порошок. О цементе (вернее, о цементах) можно рассказывать очень много, это тема самостоятельной статьи.

То же самое относится и к стеклу, в состав которого тоже обычно входит элемент № 20.

А карбид кальция — вещество, открытое случайно при испытании новой конструкции печи! Еще недавно карбид кальция CaCl2 использовали главным образом для автогенной сварки и резки металлов. При взаимодействии карбида с водой образуется ацетилен, а горение ацетилена в струе кислорода позволяет получать температуру почти 3000°C. В последнее время ацетилен, а вместе с ним и карбид все меньше расходуются для сварки и все больше — в химической промышленности.

Искусственным путем получают и гидрид кальция — сильнейший восстановитель, и активные окислители — хлорную известь Са (СlO) Сl и гипохлорит кальция Са (СlO) 2 .

Число примеров, подтверждающих первостепенную важность элемента №20 и его соединений — природных и искусственных, — можно еще увеличить. Но вряд ли в этом есть необходимость.

Изотопы кальция

Природный кальций состоит из шести изотопов с массовыми числами 40, 42, 43, 44, 46 и 48. Основной изотоп — 40 Са; его содержание в металле около 97%. Полученные искусственным путем изотопы с массовыми числами 39, 41, 45, 47 и 49 — радиоактивны. Один из них — 45 Са может быть получен облучением металлического кальция или его соединений нейтронами в урановом реакторе. Наша промышленность выпускает следующие препараты с изотопом 45 Са: кальций металлический, СаCO3, СаО, CaCl, Ca (NO3 ) 2, CaSO4, CaC2 O4 .

Радиоактивный кальций широко используют в биологии и медицине в качестве изотопного индикатора при изучении процессов минерального обмена в живом организме. С его помощью установлено, что в организме происходит непрерывный обмен ионами кальция между плазмой, мягкими тканями и даже костной тканью. Большую роль сыграл 45 Са также при изучении обменных процессов, происходящих в почвах, и при исследовании процессов усвоения кальция растениями. С помощью этого же изотопа удалось обнаружить источники загрязнения стали и сверхчистого железа соединениями кальция в процессе выплавки.

Зубы и металлы чистит разный мел

Природный мел в виде порошка входит в составы для полировки металлов. Но чистить зубы порошком из природного мела нельзя, так как он содержит остатки раковин и панцирей мельчайших животных, которые обладают повышенной твердостью и разрушают зубную эмаль. Поэтому зубной порошок готовят только из химически осажденного мела.

Жесткая вода

Комплекс свойств, определяемых одним словом «жесткость», воде придают растворенные в ней соли кальция и магния. Жесткая вода непригодна во многих случаях жизни. Она образует слой накипи в паровых котлах и котельных установках, затрудняет окраску и стирку тканей, но годится для варки мыла и приготовления эмульсий в парфюмерном производстве. Поэтому раньше, когда способы умягчения воды были несовершенны, текстильные и парфюмерные предприятия обычно размещались поблизости от источников «мягкой» воды.

Различают жесткость временную и постоянную. Временную (или карбонатную) жесткость придают воде растворимые гидрокарбонаты Са (НCO3 ) 2 и Mg (HCO3 ) 2. Устранить ее можно простым кипячением, при котором гидрокарбонаты превращаются в нерастворимые в воде карбонаты кальция и магния.

Постоянная жесткость создается сульфатами и хлоридами тех же металлов. И ее можно устранить, но сделать это намного сложнее.

Сумма обоих жесткостей составляет общую жесткость воды. Оценивают ее в разных странах по-разному. В СССР принято выражать жесткость воды числом миллиграмм-эквивалентов кальция и магния в одном литре воды. Если в литре воды меньше 4 мг-экв, то вода считается мягкой; по мере увеличения их концентрации — все более жесткой и, если содержание превышает 12 единиц, — очень жесткой.

Жесткость воды обычно определяют с помощью раствора мыла. Такой раствор (определенной концентрации) прибавляют по каплям к отмеренному количеству воды. Пока в воде есть ионы Са2+ или Mg2+, они будут мешать образованию пены. По затратам мыльного раствора до появления пены вычисляют содержание ионов Са2+ и Mg2+ .

Интересно, что аналогичным путем определяли жесткость воды еще в Древнем Риме. Только реактивом служило красное вино — его красящие вещества тоже образуют осадок с ионами кальция и магния.

«Кипелка» и «пушонка»

Еще в I в. н.э. Диоскорид — врач при римской армии — в сочинении «О лекарственных средствах» ввел для окиси кальция название «негашеная известь», которое сохранилось и в наше время. Строители ее называют «кипелкой» — за то, что при гашении выделяется много тепла, и вода закипает. Образующийся при этом пар разрыхляет известь, она распадается с образованием пушистого порошка. Отсюда строительное название гашеной извести — «пушонка». В зависимости от количества воды, добавляемой к извести, гашение идет до получения пушонки, известкового теста, известкового молока или известковой воды. Все они нужны для приготовления вяжущих растворов.

Бетону — две тысячи лет

Бетон — важнейший строительный материал наших дней. Но это вещество (точнее, одну из его разновидностей — смесь дробленого камня, песка и извести) применяют с давних пор. Плиний Старший (I в. н. э) так описывает постройку цистерн из бетона: «Для постройки цистерн берут пять частей чистого гравийного песка, две части самой лучшей гашеной извести и обломки силекса (твердая лава. — Ред) весом не больше фунта каждый, после смешивания уплотняют как следует нижнюю и боковые поверхности ударами железной трамбовки».

Почему кальций — кальций

В латинском языке слово «calx» обозначает известь и сравнительно мягкие, легко обрабатываемые камни, в первую очередь мел и мрамор. От этого слова и произошло название элемента №20.

Что такое «арболит»?

Так назван материал, в состав которого входят отходы древесины, цемент, хлористый кальций и вода. После смешения компонентов и уплотнения вибрационным способом получается строительный материал с исключительно ценными свойствами: он не горит, не гниет, легко пилится пилой, обрабатывается на станке. Стоимость такого материала невелика. Плиты из арболита используют в строительстве малоэтажных зданий.

Как хранят кальций

Металлический кальций длительно хранить можно в кусках весом от 0,5 до 60 кг. Такие куски хранят в бумажных мешках, вложенных в железные оцинкованные барабаны с пропаянными и покрашенными швами. Плотно закрытые барабаны укладывают в деревянные ящики. Куски весом меньше 0,5 кг подолгу хранить нельзя — они быстро превращаются в окись, гидроокись и карбонат кальция.

Как получают кальций

Кальций впервые получен Дэви в 1808 г. с помощью электролиза. Но, как и другие щелочные и щелочноземельные металлы, элемент №20 нельзя получить электролизом из водных растворов. Кальций получают при электролизе его расплавленных солей.

Это сложный и энергоемкий процесс. В электролизере расплавляют хлорид кальция с добавками других солей (они нужны для того, чтобы снизить температуру плавления СаСl2 ).

Стальной катод только касается поверхности электролита; выделяющийся кальций прилипает и застывает на нем. По мере выделения кальция катод постепенно поднимают и в конечном счете получают кальциевую «штангу» длиной 50...60 см. Тогда ее вынимают, отбивают от стального катода и начинают процесс сначала. «Методом касания» получают кальций сильно загрязненный хлористым кальцием, железом, алюминием, натрием. Очищают его переплавкой в атмосфере аргона.

Если стальной катод заменить катодом из металла, способного сплавляться с кальцием, то при электролизе будет получаться соответствующий сплав. В зависимости от назначения его можно использовать как сплав, либо отгонкой в вакууме получить чистый кальций. Так получают сплавы кальция с цинком, свинцом и медью.

Не только электролизом.

Другой метод получения кальция — металлотермический — был теоретически обоснован еще в 1865 г. известным русским химиком Н.Н. Бекетовым. Кальций восстанавливают алюминием при давлении всего в 0,01 мм ртутного столба. Температура процесса 1100...1200°C. Кальций получается при этом в виде пара, который затем конденсируют.

В последние годы разработан еще один способ получения элемента №20. Он основан на термической диссоциации карбида кальция: раскаленный в вакууме до 1750°C карбид разлагается с образованием паров кальция и твердого графита.

Применение кальция

До последнего времени металлический кальций почти не находил применения. США, например, до второй мировой войны потребляли в год всего 10...25 т кальция, Германия — 5...10 т. Но для развития новых областей техники нужны многие редкие и тугоплавкие металлы. Выяснилось, что кальции — очень удобный и активный восстановитель многих из них, и элемент №20 стали применять при получении тория, ванадия, циркония, бериллия, ниобия, урана, тантала и других тугоплавких металлов.

Способность кальция связывать кислород и азот позволила применить его для очистки инертных газов и как геттер (Геттер — вещество, служащее для поглощения газов и создания глубокого вакуума в электронных приборах) в вакуумной радиоаппаратуре.

Кальций используют и в металлургии меди, никеля, специальных сталей и бронз; им связывают вредные примеси серы, фосфора, избыточного углерода. В тех же целях применяют сплавы кальция с кремнием, литием, натрием, бором, алюминием.

www.ronl.ru

Реферат Карбонат кальция

скачать

Реферат на тему:

План:

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

Введение

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

1. Применение

1.1. Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

1.2. Строительство

2. Нахождение в природе

Кристаллическая структура кальцита

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Арагонит
Кальцит
Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Мел
Известняк
Мрамор
Травертин

3. Геология

4. Изготовление

$~\mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2\uparrow}$ $~\mathrm{CaO+H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}$ $~\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2 \longrightarrow CaCO_3+H_2O}$

5. Химические свойства

$\mathrm{ CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2 \uparrow}$ .

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

$\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}$ .

При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II)

$\mathrm{CaCO_3+4C \longrightarrow CaC_2 + 3CO \uparrow}$ .

Примечания

Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production - www.solvaypcc.com/safety_environment/0,0,1000044-_EN,00.html. Solvay S. A. (2007-03-09).

wreferat.baza-referat.ru

Реферат Карбонат кальция

скачать

Реферат на тему:

План:

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

Введение

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

1. Применение

1.1. Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

1.2. Строительство

2. Нахождение в природе

Кристаллическая структура кальцита

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Арагонит
Кальцит
Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Мел
Известняк
Мрамор
Травертин

3. Геология

4. Изготовление

$~\mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2\uparrow}$ $~\mathrm{CaO+H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2}$ $~\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2 \longrightarrow CaCO_3+H_2O}$

5. Химические свойства

$\mathrm{ CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2 \uparrow}$ .

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

$\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}$ .

При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II)

$\mathrm{CaCO_3+4C \longrightarrow CaC_2 + 3CO \uparrow}$ .

Примечания

Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production - www.solvaypcc.com/safety_environment/0,0,1000044-_EN,00.html. Solvay S. A. (2007-03-09).

www.wreferat.baza-referat.ru

Карбонат кальция в природе | Социальная сеть работников образования

Соединение, формула которого CaCO3, очень заинтересовало меня, потому что, оно представлено бесконечным многообразием форм как в живой, так и неживой природе

Мне захотелось узнать, какие формы карбоната кальция встречаются в природе, какие химические превращения они претерпевают. Эти вопросы и определили содержание моего исследования.

Образование огромных пластов природного карбоната кальция, различных форм известняка, мела, мрамора, в первую очередь связано с жизнедеятельностью морских организмов: известковых водорослей, раковинных простейших, многих моллюсков, иглокожих, кораллов, корненожек. Они строят свой скелет из соединений кальция, преимущественно из карбоната — CaCO3. Наш родной город Москва стоит именно на таких отложениях, которые сформировались еще в каменноугольный период 300 миллионов лет тому назад.

Карбонат кальция (углекислый кальций) CaCO3, средняя соль угольной кислоты (h3CO3). В природе образует два минерала, различающиеся кристаллической структурой: широко распространённый кальцит и арагонит.

Карбонат кальция трудно растворяется в воде (14 мг кальцита в 1 л при 18 °С), легко — в кислотах.

Природный карбонат кальция (известняк, мрамор) применяют как строительный материал; мел как наполнитель для резиновых смесей, бумаги, линолеума

— в производстве зубного порошка, косметических средств и т.д.

При нагревании выше 900 °С карбонат кальция разлагается:

Кальцит (известковый шпат) минерал, химического состава CaCO3.

Кальцит — один из наиболее распространённых минералов в земной коре, встречается особенно часто среди гидротермальных образований, в вулканических породах. Выпадает из известковых горячих источников в виде туфа (травертина). Огромные массы кальцита образуются в виде осадка в морских бассейнах, частично биогенным путём.

Арагонит — минерал состава CaCO3, отличается от кальцита строением кристаллической решетки. Также от кальцита отличается большей твердостью и плотностью,

Мрамор (лат. marmor, от греч. marmaros — блестящий камень, каменная глыба) — кристаллическая метаморфическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка или доломита ( CaCO3.MgCO3). Мрамор может иметь белую, серую, зеленоватую, розовую и другие окраски, что зависит от примесей. Представляет собой высококачественный декоративный камень.

В интересной и причудливой форме встречается карбонат кальция в пещерах. Это возможно благодаря деятельности подземных вод. В известняковых массивах они местами энергично растворяют СаСО3, поэтому и возможно образование пещер, сталактитов и сталагмитов.

Взаимодействие карбоната кальция с кислотами, в том числе и с уксусной, которую можно найти дома, на кухне, является качественной реакцией на соли угольной кислоты — карбонаты. Так мрамор и известняки разрушаются под действием кислотных дождей.

Доказать, что выделяющийся газ является углекислым, можно с помощью качественной реакции на CO2: при взаимодействии углекислого газа (оксида углерода (IV)) с известковой водой (раствором гидроксида кальция Ca(OH)2) наблюдается помутнение, вызванное образованием нерастворимого карбоната кальция

Угольная кислота реагирует со своей средней солью — карбонатом кальция — и переводит его в растворимую кислую соль — гидрокарбонат

Та же реакция лежит в основе образования русла подземных ручьев и рек, карстовых пещер. Вода, растворяя CaCO3, становится обогащенной солями кальция. Такую воду называют жесткой. При кипячении жесткой воды на стенках чайника образуется накипь, т.е. при нагревании растворимый гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат, который и выпадает в виде осадка

Мне очень понравилось изучать свойства карбоната кальция. Я узнал много нового и интересного. К сожалению, я не смог охватить весь материал, связанный с природным CaCO3, например, мне бы очень хотелось рассмотреть вопросы, связанные с круговоротом кальция в природе, биологической ролью кальция и т.д.Я считаю свою работу актуальной,так как карбонат кальция-это вещество которое используется,и будет использоваться в дальнейшем в быту и в различных отраслях.

nsportal.ru

Многоликий карбонат кальция в природе в промышленности в быту — реферат

ГБ(О)У СПО

Липецкий колледж строительства архитектуры и отрослевых технологий

«Многоликий карбонат кальция в природе в промышленности в быту»

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — . 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

Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

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.

Строительство[править исходный текст]

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.

Нахождение в природе[править исходный текст]

Кристаллическая структура кальцита

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Арагонит

Кальцит

Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Мел

Известняк

Мрамор

Травертин

Кальцит

Арагонит

Мрамор

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[править исходный текст]

Химические свойства[править исходный текст]

См. также: Карбонаты

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

При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II)

Примечания

↑ Solvay Precipitated Calcium Carbonate: Production. Solvay S. A. (9 марта 2007). Архивировано из первоисточника 9 февраля 2012.

Ссылки[править исходный текст]

Польза и возможный вред от карбоната кальция как пищевой добавки — е170

yaneuch.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..