Kalsiyum karbonat : Kalsiyum karbonat (CaCO3), karbonat iyonlarından (CO32-) ve kalsiyum iyonlarından (Ca2+) oluşur. Bu beyaz maddenin molar kütlesi 100,1 g/mol'dür.
Kalsiyum karbonat, tebeşir gibi kalkerlerin ve aynı zamanda mermerin ana bileşiğidir. Aynı zamanda ana bileşenidir kabuklar d 'hayvanlar deniz, mercan ve salyangoz, Hem de kabuklar d 'yumurta Amniyotlar, iç yumurtaları kabuksuz olan Therian memelileri (*) hariç.
(*) Therians: Alt sınıf yavrularını içinde taşıyan evrimleşmiş memeliler gelişme, koalalar gibi yumurtlamayın.
Kalsiyum karbonat doğal olarak iki ana kristal formuyla kristalleşir: aragonit ve kalsit. Diğer iki kristal form daha nadirdir: vaterit ve kalsite doğru gelişen kararsız bir ara form olan hekzahidrat. Kristalizasyon işlemlerinde, daha kararlı formlarda ince kristaller içeren bir kolloid olarak ortaya çıkabilir.
Hidrojenkarbonat olarak da adlandırılan bikarbonat iyonu HCO3–, suda az çözünür olan ve kalsiyum karbonat CaCO3 oluşumunun temelidir. kireçtaşı (bir olmayan mineral kireçtaşı tozlu hayır çözünür, toz halindeki kireçtaşı (2 ila 20 μm arası) az çözünür:
- Ca2 + + 2 HCO3– → CaCO3 + H2CO3.
Asidik bir ortamda ise kalsiyum karbonat kalsiyum bikarbonat Ca (HCO3) 2, suda çok çözünür. Bu dönüşüm doğal bir ortamda gerçekleşir. karbon dioksit CO2 az ya da çok çözünmüşBAE H2O, CO2'nin kısmi basıncına ve karbonik asit oluşturan sıcaklığa bağlı olarak H2CO3. Bu koşullar altında, karbonatlar çift tersinir dengeye maruz kalırlar:
- CO2 (gaz) + H2O ⇋ H2CO3 (çözünür)
- CaCO3 (çözünmez) + H2CO3 (çözünür) ⇋ Ca (HCO3) 2 (çözünür)
varlığı karbon dioksit bu nedenle suda karbonatların çözünmesine yol açar; ancak çözünmüş karbonat miktarı, karbondioksitin çözünmesine ve dolayısıyla atmosferle olan dengesine bağlıdır. Buna karşılık, bir iade karbon dioksit (sıcaklık veya basınçtaki değişiklikler veya mikroalglerin varlığı ile indüklenir) reaksiyonu tersine çevirir ve karbonatları çökeltir.
Bu nedenle, resmi olarak, zayıf bir baz (Ca (OH) 2, pKa = 12,6) ve zayıf bir asit (H2CO3, pKa = 6,35) ile kalsiyum tuzları, su ve karbon dioksit vermek üzere güçlü asitlerle reaksiyona girebilen bir tuzdur. hangisi atmosferik basınç ve sıcaklık ortam, gazlı et uçucu :
CaCO3 + 2 HCl → CO2 + H2O + CaCl2;
CaCO3 + 2 RCOOH → CO2 + H2O + Ca (RCOO) 2.
800 ° C'den itibaren güçlü bir endotermik ayrışma reaksiyonu meydana gelir:
CaCO3 → CaO + CO2.
CaO, çok büyük bir endüstrinin konusu olan sönmemiş kireçtir, üretilen CO2 miktarı ve tonlarca, yani bir ton çimento için 800 kg Sera Gazı (GHG), sera gazı emisyonlarının %5'ini temsil eden, petrol rafinasyonundan sonra ikinci sıradadır. Dünya çapında. Kalsiyum karbonatın bazı endüstrilerde kalsiyumun izole edilmesinden önceki eski adı olan kireç karbonatı adını taşıması da bu reaksiyondan kaynaklanmaktadır.
Doğal halin kimyası: Kalsiyum karbonat saf suda çok az çözünür (15 °C'de 20 ila 1 mg L-25 düzeyinde), ancak karbon dioksit yüklü suda çözünür. Bununla birlikte, gazların sudaki çözünürlüğü basınçla artar ve çoğu katının aksine, basınç arttıkça azalır. sıcaklık artışlar. Bu, bazı doğal olayları açıklar.
Örneğin, kalsiyum karbonat şu şekilde biriktirilir: tart kazanlarda, çamaşır makinelerinde, kahve makineleriEt sur le arka plân arasında kafeteryalarOf su ısıtıcıları, ...
Ayrıca, basıncın keskin bir şekilde düştüğü muslukların çıkışında da biriktirilir.
Taşlaşma adı verilen ve suları çok zengin olan bazı kaynaklar karbon dioksit, çok büyük miktarda kalsiyum karbonat içerir. Açık havaya ulaştıklarında karbondioksitlerini kaybederler ve kısmen çözünmüş karbonatı biriktirirler. Bu suların etkisine birkaç gün maruz kalan nesneler bir kalsit tabakasına gömülür.
Benzer bir fenomen mağaraların betonlaşmasını açıklar. Karbondioksit yüklü su, içinden geçtiği kayaların kireçtaşını çözer ve daha sıcak olan hava ile temas ederek boşluklarda taşınan kalsiti biriktirir. Bu, suyun tavandan ayrıldığı yerlerde sarkıtlarda veya su damlalarının yere düştüğü yerlerde dikitlerde birikir.
Yumuşakçalar tarafından kabuk salgılanmasının biyokimyası ve hayvanlarda iskelet oluşumu henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Ancak, çözünmüş gazların içeriğinin ilkel bir rol oynaması muhtemeldir.
Ve Mars'ta? : Kalsiyum karbonat, Dünya gezegeninde, yaşamın geçmiş ve şimdiki varlığının güçlü bir işaretidir. Mars'ta, yörüngedeki veya yüzeydeki otomatik cihazlar, on yıllardır varlığını tespit etmeye çalışıyor. Bir basın açıklamasına göre, Amerikan sondası Phoenix Mars Lander'a kadar başarı olmadan NASA 29 Eylül 2008'den kalma, bodrumda keşfedilen TEGA ve MECA aletleri sayesinde, kalsiyum karbonat varlığı. 18 Şubat 2021'de Mars topraklarına inen Amerikan keşif aracı Perseverance'ın alacağı örneklerin sonuçları bekleniyor.
Diğer isimlendirme: içinde Belçika, eczanelerde kalsiyum karbonata kalsiyum karbonat denir.