Карбонат кальцію
Карбона́т ка́льцію — найважливіша і найпоширеніша сполука кальцію. Хімічна формула СаСО3. В природі він зустрічається у вигляді кількох різновидів: вапняк, крейда, мармур, кальцит, арагоніт. У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка Е170, та використовується як поверхневий барвник.
| Карбонат кальцію | |
|---|---|
 | |
 | |
 | |
| Назва за IUPAC | Карбонат кальцію |
| Інші назви | Арагоніт; кальцит; крейда; вапно; вапняк; мармур; устриця; перлина |
| Ідентифікатори | |
| Номер CAS | 471-34-1 |
| PubChem | 10112 |
| Номер EINECS | 207-439-9 |
| DrugBank | DB06724 |
| KEGG | D00932 |
| Назва MeSH | D01.146.275, D01.200.275.150.150 і D01.578.200 |
| ChEBI | 3311 |
| RTECS | FF9335000 |
| Код ATC | A12AA04 і A02AC01 |
| SMILES | C(=O)([O-])[O-].[Ca+2][1] |
| InChI | InChI=1S/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2 |
| Властивості | |
| Молекулярна формула | CaCO3 |
| Молярна маса | 100.0869 г/моль |
| Зовнішній вигляд | Дрібний білий порошок; крейдяний смак |
| Запах | без запаху |
| Густина | 2.711 г/см3 (кальцит) 2.83 г/см3 (арагоніт) |
| Тпл | 1,339 °C (кальцит) 825 °C (арагоніт) |
| Ткип | розкладається |
| Розчинність (вода) | 0.013 г/л |
| Розчинність (кислота) | розчинний |
| Кислотність (pKa) | 9.0 |
| Показник заломлення (nD) | 1.59 |
| Структура | |
| Кристалічна структура | Тригональна |
| Термохімія | |
| Ст. ентальпія утворення ΔfH 298 | −1207 кДж·моль |
| Ст. ентропія S 298 | 93 Дж·моль·K |
| Небезпеки | |
| ЛД50 | 6450 мг/кг (перорально, щури) |
| ГГС піктограми |   [2] |
| NFPA 704 |  0 0 0 |
| Пов'язані речовини | |
| Інші аніони | Бікарбонат кальцію |
| Інші катіони | Карбонат берилію Карбонат магнію Карбонат стронцію Карбонат барію Карбонат радію |
| Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
| Інструкція з використання шаблону | |
| Примітки картки | |
Властивості
Усі різновидності карбонату кальцію, крім гідрокарбонату Са(НСО3)2, нерозчинні у воді. Однак гідрокарбонат кальцію є речовиною нестійкою. При тривалому перебуванні на повітрі, а також при кип'ятінні його розчину Са(НСО3)2 розкладається з виділенням вуглекислого газу, утворенням води та середньої солі:
- Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2
У природних умовах гідрокарбонат кальцію утворюється при взаємодії розчиненого в природній воді вуглекислого газу з вапняками:
- СаСО3 + Н2О + СО2 = Са(НСО3)2
Завдяки цій реакції і розчинності гідрокарбонату у воді відбувається постійне переміщення карбонатів у природі. Просочуючись крізь ґрунт і шари вапняку, природні води, які завжди містять у собі розчинний вуглекислий газ, розчиняють карбонати кальцію і виносять його у вигляді гідрокарбонату в річки й моря. Там СаСО3 іде на побудову скелету живих морських організмів, а після їх відмирання нагромаджується на дні морів. Разом з тим у теплих місцях гідрокарбонат розкладається й у вигляді середньої солі осідає на дні моря.
Кислотами карбонат і гідрокарбонат кальцію легко розкладається, наприклад:
- СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + Н2О + СО2
- Са(НСО3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2Н2О + 2СО2
При нагріванні карбонат кальцію, не плавлячись, розкладається з утворенням оксиду кальцію і діоксиду вуглецю:
- СаСО3 = СаО + СО2
- Колір: білий або прозорий
- Блиск: немає
- Запах: немає
- Густина: 1,55 г/см³
- Температура плавлення/кипіння: 842 °C/1491 °C
Природні форми
Зміна тривалості доби
У зв'язку з притяганням Місяця, видимим проявом чого є припливи, швидкість обертання Землі поступово зменшується. За сторіччя тривалість земної доби збільшується приблизно на 2 мілісекунди.
Зміну довжини дня протягом геологічного часу було перевірено експериментально, завдяки підрахунку кільцевих ліній у викопних коралів. Корали відкладають на своєму зовнішньому скелеті у вигляді кілець карбонату кальцію; циклічність відкладення кілець пов'язана як з денним освітленням, так і з періодичними сезонними змінами: в 1963 році американський палеонтолог Джон Вест Веллс[en] (1907–1994) відкрив, що з кільцевих утворень на епітеке[що це?] коралів можна визначити кількість днів в році тієї епохи, коли ці корали жили. З огляду на зміну тривалості року і екстраполюючи назад в часі уповільнення швидкості обертання Землі завдяки впливу Місяця, можна також визначити тривалість доби в той чи інший геологічний період[3][4]:
| Час | Геологічний період | Число днів в році | Тривалість доби |
|---|---|---|---|
| Сьогодні | Четвертичний | 365 | 24 год |
| 100 млн л.т | Юра | 380 | 23 год |
| 200 млн л.т | Перм | 390 | 22,5 годин |
| 300 млн л.т | Карбон | 400 | 22 год |
| 400 млн л.т | Силур | 410 | 21,5 год |
| 500 млн л.т | Кембрій | 425 | 20,5 год |
Щоб дізнатися тривалість доби до епохи виникнення коралів, вченим довелося вдатися до допомоги синьозелених водоростей. З 1998 року китайські дослідники Чжу Шісін, Хуан Сюегуан і Синь Хоутянь з Тяньцзіньського інституту геології і мінеральних ресурсів проаналізували білпонад 500 палин строматолітів віком 1,3 мільярда років, що росли колись біля екватора і похованих на горах Яньшань. Синьозелені водорості реагують на зміну світлого і темного часу доби напрямком свого зростання і глибиною кольору: вдень вони пофарбовані в світлі тони і ростуть вертикально, вночі мають темне забарвлення і ростуть горизонтально. За зовнішнім виглядом даних організмів, враховуючи швидкість їх росту і накопичені наукові дані по геології і кліматології, виявилося можливим визначити річний, місячний і щоденний ритми росту синьозелених водоростей. Згідно з отриманими результатами, вченими був зроблений висновок, що 1,3 мільярда років тому (в докембрійських епоху) земна доба тривала 14,91–16,05 годин, а рік складався з 546–588 днів. Звіт про дослідження був опублікований у Journal of Micropaleontology та привернув велику увагу як у країні, так і за кордоном[5][6].
Існують і противники цієї оцінки, що вказують що дані досліджень стародавніх приливних відкладень, субліторальних карбонічних фацій (тайдалітів), суперечать їй.[4]
Згідно з новим міжнародним дослідженням,[7] збільшення тривалості дня могло мати важливий вплив на характер і час насичення Землі киснем.
«Незмінне питання в науці про Землю полягає в тому, як атмосфера Землі отримала кисень і які чинники відбувалися під час оксигенації», — відзначив співавтор дослідження Грегорі Дік, геомікробіолог з Департаменту наук про Землю та довкілля Мічиганського університету.[джерело?]
Див. також
Джерела
Література
- Деркач Ф. А. Хімія. — Львів : Львівський університет, 1968. — 312 с.
Посилання
- КАЛЬЦІЙ КАРБОНАТ [Архівовано 14 березня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
- Е170 — Харчові добавки — ChemiDay.com [Архівовано 23 жовтня 2014 у Wayback Machine.]
 | Це незавершена стаття про неорганічну сполуку. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
