Карбонат кальция

Карбона́т ка́льция(углеки́слый кальций) —неорганическоехимическое соединение,сольугольной кислотыикальция. Химическая формулаCaCO3{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}.
В природе встречается в виде многочисленных минералов, например,кальцита,арагонитаиватерита, является главной составной частьюизвестняка,мрамора,мела, входит в состав скорлупы яиц птиц и пресмыкающихся, а также в состав раковин моллюсков инекоторых других беспозвоночных.
Нерастворим вводеиэтаноле. Зарегистрирован как белыйпищевой краситель(E170).
Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основоймела, используется для письма надосках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.
Очищенный от примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной ипищевой промышленности, в качестве наполнителя при производствепластмасс,красок,резины, продукциибытовой химии, в строительстве.
При производствебумагикарбонат кальция применяют одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя, а также раскислителя.
Используется при производстве силикатногостекла, — материала для производства оконного стекла, стеклянных бутылок, стекловолокна.
Применяется при производстве предметов гигиены (например, зубной пасты), в медицине.
В пищевой промышленности часто используется в качестве препарата препятствующего слёживанию и для препятствования слипания в комки сухих молочных продуктов.
При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызыватьмолочно-щелочной синдром(синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.
Производители пластмассы — одни из основных потребителей чистого карбоната кальция (более 50% всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и пигмента, карбонат кальция необходим при производствеполивинилхлорида(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 — ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Например, в качестве наполнителяшпаклёвокигерметиков.
Также карбонат кальция является важным составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.
Карбонат кальция широко применяется для раскисления кислых почв.
Очень распространённое в природе вещество. Карбонат кальция находится в минералах в видеполиморфов:
Тригональнаякристаллическая структуракальцита является наиболее распространённой.
Минералы карбоната кальция находятся в следующихгорных породах:
Залежи карбоната кальция в видеизвестняковыхимеловыхпластов — распространённое явление в земной коре. Они имеют органическое, режехемогенное происхождение.
Органическое происхождение связано отложениями останков древних морских организмов:зоопланктона,моллюсков, кораллов и др., в основном, вмеловой период.
Такие горные породы как известняк, мел, мрамор,травертини другие известковыетуфыпрактически полностью состоят из карбоната кальция с различными примесями.
В природе встречаются три кристаллические модификации карбоната кальция (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит).
Кальцитявляется наиболее устойчивой и распространённой кристаллической модификацией карбоната кальция. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные кальцитовыми останками раковин простейших морских организмов.
Арагонитявляется второй по устойчивости и распространённости кристаллической модификацией CaCO3.В основном формируется в раковинах моллюсков и скелетах кораллов. Также арагонит может образовываться при неорганических процессах (хемогенное происхождение), например, в карстовых пещерах или гидротермальных источниках в результате химического осаждения из водных растворов или при испарении воды.
Фатеритявляется наименее стабильной разновидностью карбоната кальция 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.
Подавляющее количество 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 природного минерала с малым количеством вредных примесей, например, из мрамора.
В лаборатории карбонат кальция может быть приготовлен предварительным гашениемоксида кальция— негашёной извести. При этом образуетсягидроксид кальция, и затем в суспензию продувается углекислый газ для получения карбоната кальция:
При нагревании до 900—1000 °C разлагается на кислотный оксид —углекислый газCO2и основный оксид —негашёную известьCaO:
Растворяется в воде при избытке углекислого газа, образуя кислую соль —гидрокарбонат кальцияCa(HCO3)2:
Из-за этой реакции образуютсясталактиты,сталагмиты. Природные подземные воды, обильные углекислом газом, растворяют плохо растворимый карбонат кальция с образованием много лучше растворимого в воде гидрокарбоната кальция, при выделении подземной воды в виде капель с потолков пещер при попадании в воздух с низкой концентрацией углекислого газа происходит обратная реакция превращения гидрокарбоната кальция в плохо растворимый осадок карбоната кальция, образующего красивые природные формы в пещерах, и из-за этого же механизма образуютсякарстовыепещеры.
При обжиге с температурой свыше 1500 °C с углеродом, например, в формекокса, образуеткарбид кальцияиугарный газ:
Реагирует с сильными кислотами с вытеснениемугольной кислоты, которая тут же разлагается на воду иуглекислый газ:
Данная реакция используется для лабораторного полученияуглекислого газаваппарате Киппа.
Карбонат кальция считается нетоксичным веществом.ПДК180 мг/дм³ (в воде, с обязательным контролем по ионамкальция).ЛД50на крысах около 6400 мг/кг.
ОдобренОбъединённым экспертным комитетом ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам(JECFA) в качествепищевой добавкив 1965 году. Имеет номерE170и номерINS 170. Используется в качестверегулятора кислотности,антислеживателя,стабилизатораилипищевого красителяи одобрен для использования вЕвропейском союзе,США,АвстралиииНовой Зеландии. Он «по закону добавляется ко всеймукегрубого помола в Великобритании, кроме цельнозерновой». Он используется в некоторых продуктах изсоевого молокаиминдального молокав качестве источника диетического кальция; по крайней мере, одно исследование предполагает, что карбонат кальция может быть таким же биодоступным, как кальций вкоровьем молоке. Карбонат кальция также используется в качестве укрепляющего агента во многихконсервированныхи бутилированных овощных продуктах.