Carbonato di calcio
| Carbonato di calcio | |
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| Identificazione | |
|---|---|
| Nome IUPAC |
Meudon bianco carbonato di calcio C. I. 77220 CI Pigment White 18 |
| Sinonimi |
Carbonato di calce precipitato |
| N o CAS | |
| N o ECHA | 100.006.765 |
| N o CE | 207-439-9 |
| N o RTECS | EV9580000 FF9335000 |
| Codice ATC | A02 , A12 |
| PubChem | 10112 |
| ChEBI | 3311 |
| N o E | E170 (i) |
| SORRISI |
C (= O) ([O -]) [O -]. [Ca + 2] , |
| InChI |
InChI: InChI = 1 / CH2O3.Ca / c2-1 (3) 4; / h (H2,2,3,4); / q; + 2 / p-2 / fCO3.Ca / q-2; m Std. InChI: InChI = 1S / CH2O3.Ca / c2-1 (3) 4; / h (H2,2,3,4); / q; + 2 / p-2 Std. InChIKey: VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L |
| Aspetto | cristalli incolori o polvere bianca inodore e insapore. |
| Proprietà chimiche | |
| Formula bruta | Ca C O 3 |
| Massa molare | 100,087 ± 0,006 g / mol C 12%, Ca 40,04%, O 47,96%, |
| pKa | 9 |
| Proprietà fisiche | |
| T ° fusione | (decomposizione): 825 ° C |
| T ° bollitura | decomposizione |
| Solubilità | in acqua: 14 mg · L -1 a 20 ° C zero; 0,013 g / L (a 25 ° C) |
| Massa volumica |
2,93 g · cm da -3 a 20 ° C ( aragonite ) 2,73 g · cm da -3 a 20 ° C ( calcite ) 2,7 - 2,9 g · cm -3 |
| Termochimica | |
| S 0 solido | 93 J / mol K |
| Δ f H 0 liquido | -1154 kJ / mol |
| Δ f H 0 solido | -1207 kJ / mol |
| Precauzioni | |
| WHMIS | |
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Prodotto non controllatoQuesto prodotto non è controllato secondo i criteri di classificazione WHMIS. |
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| Unità di SI e STP se non diversamente specificato. | |
Il carbonato di calcio ( Ca C O 3 ) è composto da ioni carbonato (CO 3 2- ) ione e calcio (Ca 2+ ). Questa sostanza bianca ha una massa molare di 100,1 g / mol.
Il carbonato di calcio è il principale composto nei calcari come il gesso , ma anche nel marmo . È anche il principale costituente dei gusci degli animali marini, dei coralli e delle lumache , nonché dei gusci d' uovo degli amnioti (ad eccezione ovviamente dei mammiferi Therian le cui uova, interne, sono prive di guscio).
Ca 2+ + CO 32– → CaCO 3.Il carbonato di calcio cristallizza naturalmente con due forme cristalline principali: aragonite e calcite . Le altre due forme cristalline sono più rare: la vaterite e l' esaidrato , una forma intermedia instabile che evolve verso la calcite . Può verificarsi, nei processi di cristallizzazione, come colloide contenente cristalli fini di forme più stabili.
Lo ione bicarbonato HCO 3- , chiamato anche idrogenocarbonato, è alla base della formazione del carbonato di calcio CaCO 3che è scarsamente solubile in acqua ed è il principale costituente del calcare (il calcare minerale allo stato non polverulento è insolubile, il calcare allo stato polverulento (da 2 a 20 μm) è scarsamente solubile):
Ca 2+ + 2 HCO 3- → CaCO 3+ H 2 CO 3.In un ambiente acido , invece, il carbonato di calcio viene convertito in bicarbonato di calcio Ca (HCO 3 ) 2, molto solubile in acqua. Questa trasformazione avviene in un ambiente naturale dall'anidride carbonica CO 2più o meno disciolto in acqua H 2 O, a seconda della pressione parziale di CO 2e la temperatura, che forma acido carbonico H 2 CO 3. In queste condizioni i carbonati sono esposti al doppio equilibrio reversibile:
CO 2(gas) + H 2 O ⇋ H 2 CO 3 (solubile) CaCO 3(insolubile) + H 2 CO 3(solubile) ⇋ Ca (HCO 3) 2 (solubile)La presenza di anidride carbonica nell'acqua provoca quindi lo scioglimento dei carbonati; ma la quantità di carbonato disciolto dipende dalla dissoluzione dell'anidride carbonica , e quindi dal suo equilibrio con l'atmosfera. Al contrario, un rilascio di anidride carbonica (indotto da variazioni di temperatura o pressione, o dalla presenza di microalghe) inverte la reazione e fa precipitare i carbonati.
È quindi formalmente un sale , con una base debole (Ca (OH) 2, pKa = 12,6) e un acido debole (H 2 CO 3, pKa = 6,35), in grado di reagire con acidi forti per dare sali di calcio, acqua e anidride carbonica , che è a pressione atmosferica ea temperatura ambiente, gassosa e volatile:
CaCO 3+ 2 HCl → CO 2+ H 2 O+ CaCl 2 ; CaCO 3+ 2 RCOOH → CO 2+ H 2 O+ Ca (RCOO) 2.A partire da 800 ° C si verifica una reazione di decomposizione fortemente endotermica :
CaCO 3→ CaO + CO 2.CaO è la calce viva , oggetto di una grande industria, la seconda dopo la raffinazione del petrolio in termini di quantità e tonnellate di CO 2prodotto, ovvero 800 kg di gas serra ( GHG ) per una tonnellata di cemento , pari al 5% delle emissioni globali di GHG. È inoltre per questa reazione che il carbonato di calcio porta, in alcune industrie, il nome di carbonato di calce , che era il vecchio nome prima che il calcio fosse isolato.
Chimica dello stato naturale
Il carbonato di calcio è molto poco solubile in acqua pura (dell'ordine di 15 a 20 mg · L -1 a 25 ° C ), ma solubile in acqua caricata con anidride carbonica . Tuttavia, la solubilità dei gas nell'acqua aumenta con la pressione e, a differenza di quella della maggior parte dei solidi, diminuisce con l'aumentare della temperatura. Questo spiega alcuni fenomeni naturali.
- Ad esempio, il carbonato di calcio si deposita sotto forma di calcare in caldaie, lavatrici e sul fondo dei bollitori. Si deposita anche all'uscita dei rubinetti, dove la pressione scende bruscamente.
- Alcune fonti, chiamate pietrificanti , con acqua molto ricca di anidride carbonica, contengono una quantità molto elevata di carbonato di calcio. Quando arrivano all'aria aperta, perdono la loro anidride carbonica e in parte depositano il carbonato disciolto. Gli oggetti esposti all'azione di queste acque per alcuni giorni vengono inglobati in uno strato di calcite.
- Un fenomeno simile spiega le concrezioni delle grotte . L'acqua, carica di anidride carbonica, scioglie il calcare delle rocce che attraversa e, a contatto con l'aria più calda, nelle cavità deposita la calcite trasportata. Questo si accumula nelle stalattiti nei punti in cui l'acqua è staccata dal soffitto o nelle stalagmiti nei luoghi in cui le gocce d'acqua cadono a terra.
La biochimica della secrezione del guscio da parte dei molluschi e della formazione scheletrica negli animali non è ancora completamente compresa. Ma è probabile che il contenuto dei gas disciolti giochi un ruolo primordiale.
E su Marte?
Il carbonato di calcio è, sul pianeta Terra , un forte indicatore della presenza passata e presente della vita . Su Marte , dispositivi automatici, in orbita o in superficie, cercano da diversi decenni di rilevarne la presenza. Senza successo fino a quando la sonda americana Phoenix Mars Lander , che secondo un comunicato della Nasa del 29 settembre 2008, avrebbe scoperto, grazie ai suoi strumenti TEGA e MECA, nel seminterrato, la presenza di carbonato di calcio.
Altre nomenclature
In Belgio , nelle farmacie, il carbonato di calcio è chiamato carbonato di calcio .
Note e riferimenti
- Voce "Carbonato di calcio" nel database chimico GESTIS dell'IFA (ente tedesco responsabile della sicurezza e della salute sul lavoro) ( tedesco , inglese ), accesso 14 agosto 2018 (JavaScript necessario)
- CARBONATO DI CALCIO , scheda / e di sicurezza del Programma internazionale sulla sicurezza delle sostanze chimiche , consultato il 9 maggio 2009
- massa molecolare calcolata dal " peso atomico degli elementi 2007 " su www.chem.qmul.ac.uk .
- Aylward, Gordon; Findlay, Tristan (2008). SI Chemical Data Book (4a ed.). John Wiley & Sons Australia, Ltd. ( ISBN 978-0-470-81638-7 )
- Rohleder, J .; Kroker, E. (2001). Carbonato di calcio: dal periodo Cretaceo al 21 ° secolo. Springer Science & Business Media. ( ISBN 3-7643-6425-4 ) .
- " Carbonato di calcio " nel database dei prodotti chimici Reptox del CSST (organizzazione del Quebec responsabile per la sicurezza e la salute sul lavoro), accesso 25 aprile 2009
Vedi anche
Articolo correlato
Bibliografia
- Le Carbonate de Chaux , J. Dedek, Librairie Universitaire Louvain, 1966