Карбонат кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции.
Карбонат кальция – неорганическое вещество, имеет химическую формулу СаСО3.
Краткая характеристика карбоната кальция
Физические свойства карбоната кальция
Химические свойства карбоната кальция
Химические реакции карбоната кальция
Применение и использование карбоната кальция
Краткая характеристика карбоната кальция:
Карбонат кальция – неорганическое вещество белого цвета.
Химическая формула карбоната кальция СаСО3.
Карбонат кальция (углекислый кальций) – неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция.
Практически не растворяется в воде. Не растворяется в этаноле. Легко растворяется в кислотах с выделением углекислого газа.
Карбонат кальция при прокаливании разлагается. Однако при избыточном давлении углекислого газа (СО2) плавится без разложения.
Карбонат кальция – основная составная часть осадочных и горных пород (известняк, мел, мрамор, доломит, травертин, арагонит, известковые туфы), а также входит в состав скорлупы яиц птиц. Природные запасы карбоната кальция огромны, является распространенным минералом, обнаружен на всех континентах Земли. Некоторые из указанных горных пород практически полностью состоят из карбоната кальция с небольшими примесями.
Встречается в виде трех кристаллических модификаций:
– кальцита (известняк, мел, мрамор);
– арагонита;
– фатерита или ватерита.
Кальцит и арагонит являются устойчивыми кристаллическими модификациями. Фатерит является наименее стабильной разновидностью карбоната кальция, и очень быстро превращается в воде либо в кальцит, либо в арагонит. Фатерит в природе встречается относительно редко.
Зарегистрирован как белый пищевой краситель E170.
Физические свойства карбоната кальция:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула | СаСО3 |
| Синонимы и названия иностранном языке | calcium carbonate (англ.)
углекислый кальций (рус.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | белые тригональные кристаллы |
| Цвет | белый |
| Вкус | без вкуса |
| Запах | без запаха |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность арагонита (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2830 |
| Плотность арагонита (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,83 |
| Плотность кальцита (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2740 |
| Плотность кальцита (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,74 |
| Температура разложения, °C | 900-1000 |
| Температура плавления арагонита, °C | 1339 |
| Температура плавления кальцита, °C | 825 |
| Молярная масса, г/моль | 100,0869 |
| Растворимость в воде (25 oС), г/л | 0,013 |
Получение карбоната кальция:
Промышленный способ получения карбоната кальция заключается в разработке его месторождений в природе.
В лаборатории карбонат кальция получают гашением негашеной извести и последующим продуванием углекислого газа.
Оксид кальция (негашеная известь) смешивается с водой. В результате образуется так называемое известковое молоко (гидроксид кальция).
CaO + H2O → Ca(OH)2.
Так как гидроксид кальция растворяется в воде в небольшом количестве, то после отфильтровывания известкового молока получается прозрачный раствор – известковая вода, которая мутнеет при пропускании через неё диоксида углерода (углекислого газа). В результате образуется карбонат кальция, который выпадает в осадок.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3.
Химические свойства карбоната кальция. Химические реакции карбоната кальция:
Карбонат кальция – это средняя соль, образованная сильным основанием (гидроксид кальция Ca(OH)2) и слабой кислотой (угольная кислота H2CO3).
Водные растворы CaCO3 имеют слабую щелочную реакцию.
Химические свойства карбоната кальция аналогичны свойствам карбонатов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция термического разложения карбоната кальция – обжиг известняка:
CaCO3 → CaO + CO2 (t = 900-1200 °C).
В результате реакции образуются оксида кальция и оксид углерода (IV). Обжиг известняка – это промышленный способ получения углекислого газа. Технологически этот процесс в промышленности реализуют в специальных шахтных печах.
2. реакция карбоната кальция и углерода (графита, кокса):
CaCO3 + C → CaO + 2CO (t = 800-850 °C).
В результате реакции образуются оксид кальция и оксида углерода (II).
3. реакция карбоната кальция и фтороводорода:
CaCO3 + 2HF → CaF2 + CO2 + H2O.
В результате реакции образуются фторид кальция, оксид углерода (IV) и вода. При этом фтороводород в качестве исходного вещества используется в виде разбавленного раствора.
4. реакция взаимодействия карбоната кальция и сероводорода:
CaCO3 + H2S → CaS + H2O + CO2 (t = 900 °C).
В результате реакции образуются сульфид кальция, вода и оксид углерода (IV).
Аналогичные реакции протекают и с другими галогеноводородами.
5. реакция взаимодействия карбоната кальция и азотной кислоты:
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O.
В результате реакции образуются нитрат кальция, оксид углерода (IV) и вода.
6. реакция взаимодействия карбоната кальция и угольной кислоты:
CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2.
В результате реакции образуется гидрокарбонат кальция.
7. реакция взаимодействия карбоната кальция и бромной кислоты:
CaCO3 + 2HBrO3 → Ca(BrO3)2 + H2O + CO2.
В результате реакции образуются бромат кальция, вода и оксид углерода (IV).
Аналогично проходят реакции карбоната кальция и с другими кислотами.
8. реакция взаимодействия карбоната кальция, оксида углерода (IV) и воды:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2.
В результате реакции образуется гидрокарбонат кальция. Реакция протекает при комнатной температуре.
9. реакция взаимодействия карбоната кальция и оксида кремния:
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2 (t ≈ 800 °C).
В результате реакции образуются метасиликат кальция и оксида углерода (IV).
10. реакция взаимодействия карбоната кальция и оксида титана:
CaCO3 + TiO2 → CaTiO3 + CO2 (t = 800-1100 °C).
В результате реакции образуются титанат кальция и оксида углерода (IV). Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.
11. реакция взаимодействия карбоната кальция, оксида серы и кислорода:
2CaCO3 + 2SO2 + O2 → 2CaSO4 + 2CO2.
В результате реакции образуются сульфат кальция и оксида углерода (IV). Данная реакция представляет собой метод очистки смеси газов от SO2.
12. реакция взаимодействия карбоната кальция, оксида свинца и кислорода:
4CaCO3 + 2PbO + O2 → 2Ca2PbO4 + 4CO2 (t ≈ 800 °C).
В результате реакции образуются ортоплюмбат кальция и оксида углерода (IV). Первоначально карбонат кальция и оксид свинца хорошо смешивают друг с другом. Смесь нагревают в трубке для сожжения в потоке воздуха, свободного от диоксида углерода, до среднекрасного каления (около 800°C). Температура не должна превышать 850°C.
13. реакция взаимодействия карбоната кальция и гидроксида натрия:
CaCO3 + 2NaOH → Na2CO3 + Ca(OH)2.
В результате реакции образуются карбонат натрия и гидроксид кальция. При этом гидроксид натрия в качестве исходного вещества используется в виде водного раствора.
14. реакция взаимодействия карбоната кальция и хлорида аммония:
CaCO3 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3 + H2O + CO2 (to).
В результате реакции образуются хлорид кальция, аммиак, вода и оксид углерода (IV). Реакция протекает при кипении.
15. реакция взаимодействия карбоната кальция и сульфида калия:
CaCO3 + K2S → K2CO3 + CaS (t ≈ 1200 °C).
В результате реакции образуются карбонат калия и сульфид кальция.
16. реакция взаимодействия карбоната кальция и сульфида натрия:
Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS (t ≈ 1200 °C).
В результате реакции образуются карбонат натрия и сульфид кальция.
Применение и использование карбоната кальция:
Карбонат кальция используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:
– для письма на досках;
– в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев;
– в целлюлозно-бумажной промышленности – в производстве бумаги в качестве отбеливателя, наполнителя, а также раскислителя;
– в качестве пищевой добавки в пищевой промышленности;
– в качестве наполнителя при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии и пр.;
– при производстве предметов гигиены (например, зубной пасты) и лекарственных средств;
– в медицине;
– при производстве силикатного стекла;
– в качестве наполнителя при производстве шпаклёвок и герметиков,
– в сельском хозяйстве для раскисления кислых почв.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com
карбонат кальция реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие карбоната кальция
реакции