Карбонат кальция – это

Содержание
  1. Определение и формула
  2. Формула карбоната кальция
  3. Краткая характеристика карбоната кальция:
  4. Физические свойства карбоната кальция:
  5. Плотность карбоната кальция
  6. Температура плавления карбонат кальция
  7. Температура разложения карбоната кальция
  8. Химические свойства карбоната кальция. Химические реакции карбоната кальция:
  9. Химические свойства
  10. Биологическое значение
  11. Получение карбоната кальция
  12. Где добывают карбонат кальция?
  13. Получение
  14. Нахождение в природе
  15. Геология
  16. Применение и использование карбоната кальция:
  17. Массовое производство/использование
  18. В строительстве
  19. Применение карбоната кальция в промышленности
  20. Применение в продуктах питания
  21. Польза и вред карбоната кальция для организма
  22. Фармакодинамика и фармакокинетика
  23. Показания к применению
  24. Противопоказания
  25. Передозировка
  26. Взаимодействие
  27. Особые указания
  28. Детям
  29. При беременности и лактации

Определение и формула

Карбонат кальция

Неорганическое соединение, соль угольной кислоты и кальция

Альтернативное название

Кальций углекислый

Формула

СаСО3

Формула карбоната кальция

Химическая формула: CaCO3.

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

Плотность карбоната кальция

Плотность (кальцит) 2,74 г/см³, (арагонит) 2,83 г/см³.

Температура плавления карбонат кальция

Температура плавления (кальцит) 825° C, (арагонит) 1339° C,

Температура разложения карбоната кальция

Температура разложения 900-1000° C.

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.

Химические свойства

При нагревании до 900—1000 °C разлагается на кислотный оксид — углекислый газ CO2 и основный оксид — негашёную известь CaO:
CaCO3 ⟶ CaO + CO2↑ .

Растворяется в воде при избытке углекислого газа образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2:

CaCO3 + CO2 + H2O ⟶ Ca(HCO3)2.

Из-за этой реакции образуются сталактиты, 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 образуются карстовые пещеры.

При обжиге с температурой свыше 1500 °C с углеродом, например, в форме кокса, образует карбид кальция и угарный газ:

CaCO3 + 4C ⟶ CaC2 + 3CO↑

Биологическое значение

Карбонат кальция считается нетоксичным веществом. ПДК 180 мг/дм³ (в воде, с обязательным контролем по ионам кальция). ЛД50 на крысах около 6400 мг/кг.

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.

Где добывают карбонат кальция?

Залежи карбоната кальция в форме меловых отложений имеются на всех континентах. Добычей занимается множество компаний, но 70 % производства принадлежит десятку фирм из Европы, среди которых лидируют швейцарская Omya и французская Imerys. Однако около 10 лет назад добычей природных карбонатов и изготовлением Е 170 активно занялись китайские предприятия. Сейчас их доля на рынке постоянно растет, постепенно сужая сбыт европейской продукции.

Меловые пласты, пригодные для добычи карбоната кальция, есть и на российской территории, например, в Белгороде и Воронеже.

Лучший порошок получается в результате промышленной обработки мрамора. Для изготовления фармацевтического компонента и пищевого красителя Е 170 камень подвергается измельчению и многоступенчатой очистке.

Получение

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 гашением оксида кальция — негашеной извести. При этом образуется гидроксид кальция, и затем в суспензию продувается углекислый газ для получения карбоната кальция:

CaO + H2O ⟶ Ca(OH)2 ,
Ca(OH)2 + CO2 ⟶ CaCO3 + H2O .

Нахождение в природе

Кристаллическая структура кальцита

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

  • Арагонит
  • Кальцит
  • Фатерит (или μ-CaCO3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

  • Мел
  • Известняк
  • Мрамор
  • Травертин
  • Доломит

Геология

Залежи карбоната кальция в виде известняковых и меловых пластов — распространенное явление в земной коре. Они имеют органическое, реже хемогенное происхождение.

Органическое происхождение связано отложениями останков древних морских организмов: зоопланктона, моллюсков, кораллов и др., в основном, в меловой период.

Такие горные породы как известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы практически 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).

Кальцит является наиболее устойчивой и распространённой кристаллической модификацией карбоната кальция. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные кальцитовыми останками раковин простейших морских организмов.

Арагонит является 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.

Фатерит является 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.

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.

Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

Очищенный от примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, в качестве наполнителя при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве.

При производстве бумаги карбонат кальция применяют одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя, а также раскислителя.

Используется при производстве силикатного стекла, — 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 слеживанию и для препятствования слипания в комки сухих молочных продуктах.

При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-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 красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (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.

В строительстве

Строительство — ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Например, в качестве наполнителя шпаклёвок и герметиков.

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.

Применение карбоната кальция в промышленности

Физико-химические свойства карбоната кальция обусловили широкий потенциал его применения в разных отраслях промышленности. Мел используется при производстве:

  • бытовой химии — чистящих средств для сантехники, труб, посуды, обуви;
  • бумажных материалов — как отбеливающий компонент при изготовлении мелованной бумаги, картона, бумвинила;
  • гигиенических средств — зубных паст, специализированных составов для отбеливания зубов;
  • стройматериалов — стекла, керамической плитки, линолеума, пластиковых конструкций, герметиков, шпаклевок, лакокрасочной продукции.

    Также природный карбонат кальция задействуется в разнообразных промышленных системах очистки. Он эффективно заменяет опасные синтетические препараты, чем помогает сохранять экологию. Углекислый кальций полезен для сельхозугодий — с его помощью восстанавливают и поддерживают кислотно-щелочной баланс почвы.

    Применение в продуктах питания

    Природный карбонат кальция применим в кулинарии как натуральный пищевой краситель, разрыхлитель, регулятор кислотности, наполнитель.

    Также вещество предупреждает слеживание и комкование сыпучих изделий.

    Карбонат кальция встречается в составе молочных и молочнокислых продуктов: сыра, сгущенки, сливок, йогуртов. Также полезную добавку используют при приготовлении детского питания, консервов, шоколадных плиток.

    Польза и вред карбоната кальция для организма

    Как мы уже выяснили, карбонат кальция не несет вреда организму. Доказательством тому служит использование в фармацевтике: вещество присутствует в БАДах и витаминных препаратах, направленных на устранения дефицита кальция.

    Польза Е 170 очевидна: вещество поддерживает жизнедеятельность организма, стабилизирует кровяное давление, стимулирует работу сердечной мышцы, отвечает за свертываемость крови и формирование костных структур.

    Для лучшего усвоения карбонат кальция рекомендуется употреблять совместно с витамином D.

    Фармакодинамика и фармакокинетика

    При попадании средства в пищеварительный тракт происходит нейтрализация соляной кислоты, снижается кислотность желудочного сока в целом. Эффект от применения Карбоната Кальция наступает достаточно быстро, однако при прекращении действия может возникнуть обратное действие, секреция желудочного сока усиливается. Вещество нормализует уровень электролитов, угнетает активность остеокластов, замедляет процессы разрушения костной ткани.

    Показания к применению

    Углекислый кальций назначают:

    • при заболеваниях пищеварительного тракта при гиперацидности желудочного сока (гастриты, язва желудка, острый дуоденит, симптоматическая язва любого происхождения, эрозия ЖКТ, изжога, рефлюкс-эзофагит
    • пациентам с остеопорозом, в том числе во время постменопаузы
    • при кариесе и рахите в детском возрасте;
    • пациентам с остеомаляцией и тетанией
    • беременным женщинам, во время кормления грудью;
    • в период интенсивного роста ребенка;
    • при гипокальциемии после длительного лечения ГК, при почечной остеодистрофии, гипопаратиреозе, замедленном всасывании кальция;
    • в составе комплексного лечения аллергии.

    Противопоказания

    Средство противопоказано:

    • при тромбозе и атеросклерозе
    • пациентам с гиперкациемией
    • больным с аллергией на вещество;
    • при гиперкальциурии, нефроуролитиазе, множественной миеломе, фенилкетонурии, саркоидозе.

    Передозировка

    При передозировке может возникнуть гиперкациемия (прием более 2 грамм в сутки). Симптомы: общая слабость, головные боли, анорексия, отсутствие аппетита, рвота, запоры, чувство жажды, вялость, полиурия, болезненные ощущения в суставах и мышцах, сбои сердечного ритма, заболевания почек.

    Показано промыть желудок, дать пострадавшему энтеросорбенты, проводить симптоматическое лечение.

    Взаимодействие

    Сочетанный прием средства с тетрациклиновыми антибиотиками может привести к снижению их эффективности и плазменной концентрации.

    При сочетании препарата с тиазидными диуретиками выше риск развития метаболического алкалоза и гиперкальциемии.

    Карбонат Кальция замедляет процессы абсорбции других лекарств.

    Усиливается раздражающее действие индометацина.

    При сочетании средства с левотироксином, оно снижает эффект от приема анаболика.

    Особые указания

    При продолжительном лечении средством рекомендуют контролировать плазменную концентрацию кальция.

    При приеме больших доз препарата и больших количеств молочной продукции может развиться гиперкальциемия и молочно-щелочной синдром.

    Нельзя применять лекарство в таблетированной форме для лечения рахита, кариеса и остеопороза в качестве антацида.

    Детям

    Для детей нужно скорректировать дозировку.

    При беременности и лактации

    Вещество часто назначают беременным женщинам и кормящим мамам.

    Источники

    • https://studwork.org/spravochnik/himiya/himicheskie-soedineniya/karbonat-kalciya
    • http://lkmprom.ru/clauses/entsiklopediya/kaltsiya-karbonat-/
    • https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/karbonat-kaltsiya-harakteristika-svoystva-i-poluchenie-himicheskie-reaktsii/
    • https://chem.ru/karbonat-kalcija.html
    • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%82_%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B8%D1%8F
    • https://mel-ok24.ru/blog/vreden-li-karbonat-kalciya/
    • https://mel-ok.com.ru/stati/111-polza-i-vred-karbonata-kalciya
    • https://medside.ru/karbonat-kaltsiya

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: