Kalcijum-karbonat

Kalcijum karbonat
Nazivi
	IUPAC naziv Kalcijum karbonat
	Drugi nazivi kalcit; argonit; kreda; kreč; kamenac; mermer; ostriga; biser;
Identifikacija
CAS broj	471-34-1 ;
3D model (Jmol)	interaktivna slika; interaktivna slika;
ChEBI	CHEBI:3311 ;
ChemSpider	9708 ;
ECHA InfoCard	100.006.765
EC broj	207-439-9
E-brojevi	E170 (boje)
KEGG	D00932 ;
PubChem C ID	10112;
RTECS	FF9335000
UNII	H0G9379FGK ;
	InChI InChI=1S/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2 Ključ: VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L ; InChI=1/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2 Ključ: VTYYLEPIZMXCLO-NUQVWONBAS;
	SMILES [Ca+2].[O-]C([O-])=O; C(=O)([O-])[O-].[Ca+2]; ; ; ; ;
Svojstva
Hemijska formula	CaCO3
Molarna masa	100,0869 g/mol
Agregatno stanje	fini beli prah; kredasti ukus
Miris	bez mirisa
Gustina	2,711 g/cm3 (калцит); 2,83 g/cm3 (арагонит)
Tačka topljenja	1.339 °C (2.442 °F; 1.612 K) (kalcit) ; 825°C (1517°F; 1,098 K) (argonat)
Tačka ključanja	razlaže se
Rastvorljivost u vodi	0,013 g/L (25 °C)
Ksp	3,3×10 -9
Rastvorljivost u razblažene kiseline	rastvoran je
Kiselost (pKa)	9.0
Magnetna susceptibilnost	-38.2·10−6 cm³/mol
Indeks refrakcije (nD)	1.59
Struktura
Kristalna rešetka/struktura	Trigonalna
Kristalografska grupa	32/m
Termohemija
Standardna molarna ; entropija (So298)	93 J·mol−1·K−1
Standardna entalpija; stvaranja (ΔfHo298)	−1207 kJ·mol−1
Farmakologija
ATC kod	A02AC01 (WHO) A12AA04
Opasnosti
Bezbednost prilikom rukovanja	ICSC 1193
NFPA 704	0 0 0
	Smrtonosna doza ili koncentracija (LD, LC):
LD50 (srednja doza)	6450 mg/kg (oralno, pacov)
	Granice izloženosti zdravlja u SAD (NIOSH):
PEL (dozvoljeno)	TWA 15 mg/m3 (ukupno) TWA 5 mg/m3 (resp)
Srodna jedinjenja
Drugi anjoni	Kalcijum bikarbonat
Drugi katjoni	Magnezijum karbonat; stroncijum kargonat; barijum karbonat
Srodna jedinjenja	Kalcijum sulfat
	Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25°C [77°F], 100 kPa).
	verifikuj (šta je ?)
	Reference infokutije

Kalcijum-karbonat je hemijsko jedinjenje koje pripada grupi neorganskih soli. Molekularna formula kalcijum-karbonata je CaCO₃. Najčešći oblici kalcijum-karbonata su krečnjak, kreda i mermer.^[11]^[12]

Dobijanje uredi

Kalcijum-karbonat se dobija u reakciji između kalcijum-hidroksida i ugljene kiseline. Može se dobiti i reakcijom između kalcijumovog oksida i ugljen-dioksida, ili kombinacija jednog od ovih jedinjenja sa jednim od prethodna dva. Preko bilo koje od ispod napisanih reakcija može se dobiti kalcijum-karbonat.

Ca(OH)_{2}+H_{2}CO_{3}\rightarrow CaCO_{3}+2H_{2}O

Ca(OH)_{2}+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}+H_{2}O

CaO+H_{2}CO_{3}\rightarrow CaCO_{3}+H_{2}O

CaO+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}

Kalcijum-karbonat može se dobiti i na druge načine, npr. u dvoguboj izmeni soli. Ova je reakcija moguća zato što je kalcijum-karbonat talog.

Ca(NO_{3})_{2}+Na_{2}CO_{3}\rightarrow CaCO_{3}+2NaNO_{3}

Alternativno, kalcijum karbonat se može pripremiti iz kalcijum oksida. Voda se se dodaje čime se formira kalcijum hidroksid, i zatim se ugljen dioksid provodi kroz taj rastvor do bi se istaložio željeni kalcijum karbonat, koji se u industriji naziva precipitiranim kalcijum karbonatom (PCC):^[13]

{\ce {CaO + H2O -> Ca(OH)2}}

{\ce {Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3(v) + H2O}}

Struktura uredi

Termodinamički stabilna forma CaCO₃ pod normalnim uslovima je heksagonalna β-CaCO₃, (mineral kalcit).^[14] Druge forme se mogu pripremiti, gušća,(2,83 g/cc) ortorombna λ-CaCO₃ (mineral argonit) i μ-CaCO₃, koja se javlja kao mineral vaterit.^[14] Aragonitna forma se može pripremiti precipitacijom na temperaturama iznad 85 °C, vateritna forma se može pripremiti precipitacijom na 60 °C.^[14] Kalcit sadrži atome kalcijuma koordinisane sa 6 atoma kiseonika, dok su u aragonitu oni koordinisani sa 9 atoma kiseonika.^[14] The vaterite structure is not fully understood.^[15] Magnezijum karbonat MgCO₃ ima kalcitnu strukturu, dok stroncijum i barijum karbonat (SrCO₃ i BaCO₃) poprimaju aragonitnu strukturu, što odražava njihove veće jonske radijuse.^[14]

Fizičke osobine uredi

Kalcijum-karbonat je praškasta so bele boje. Ova je so nerastvorljiva u vodi. Prilikom mešanja sa vodom nastaje talog.

Hemijske osobine uredi

Kalcijum-karbonat sa indikatorima reaguje bazno jer je baza koja ga gradi jača od kiseline koja ga gradi.

Reakcije uredi

Kalcijum-karbonat može da reaguje u svim hemijskim reakcijama koje su karakteristične za karbonate (soli ugljene kiseline).

$CaCO_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow CaSO_{4}+CO_{2}+H_{2}O$

Sumporna kiselina je jača od ugljene kiseline (kao i sve ostale neorganske kiseline) i zato može da je istisne iz njenih soli. Pošto je ugljena kiselina veoma nepostojana, ona se odmah raspada na ugljen-dioksid i vodu. U reakciji se dobija i odgovarajuća so kalcijuma (u ovom slučaju kalcijum-sulfat).

$CaCO_{3}\rightarrow CaO+CO_{2}$

Na temperaturama od oko 825 °C kalcijum-karbonat se raspada na ugljen-dioksid i kalcijum-oksid.

$CaCO_{3}+Na_{2}SO_{4}\rightarrow CaSO_{4}+Na_{2}CO_{3}$

Oba reakcija zobe se dvoguba izmena soli. Dvoguba izmena soli je moguća samo ako nastaje slaborastvorno jedinjenje ili gas (u ovom slučaju, nastaje talog - kalcijum-karbonat).

Ako se na kalcijum-karbonat doda vode i ugljen-dioksida, doći će do reakcije i nagradiće se kalcijum-hidrogenkarbonat.

$CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightarrow Ca(HCO_{3})_{2}$

Kalcijum-karbonat je elektrolit. Ispod je napisana reakcija elektrolitičke disocijacije kalcijum-karbonata.

$CaCO_{3}\rightarrow Ca^{2+}+CO_{3}^{2-}$

Primena uredi

Primenjuje se u medicinske svrhe kao antacid (neutrališe kiselinu u želucu). Koristi se i u proizvodnji školskih kreda zajedno sa kalcijum-sulfatom. Velika je i primena kalcijum-karbonata u građevinarstvu. Koristi se sam po sebi (npr. mermer) ili kao jedan od sastojaka cementa. U keramici kalcijum-karbonat je koristan jer se njegov prah koristi kao jedan od glavnih sastojaka u prahu za glazuru.

Industrijske primene uredi

Glavna upotreba kalcijum karbonata je u građevinskoj industriji, bilo kao građevinski materijal ili kao agregat krečnjaka za izgradnju puteva ili kao sastojak cementa ili kao polazni materijal za pripremu građevinskog krečnjaka pečenjem u peći. Međutim, zbog starenja uglavnom uzrokovanog kiselim kišama,^[16] kalcijum karbonat (u vidu krečnjaka) se više samostalno ne koristi u građevinarstvu, već jedino kao sirovina/primarna supstanca za građevinske materijale.

Kalcijum karbonat se isto tako koristi u prečišćavanju gvožđa iz rude gvožđa u visokim pećima. Karbonat se in situ prevodi u kalcijum oksid, koji formira trosku sa različitim prisustvom nečistoća, i izdvaja se iz prečišćenog gvožđa.^[17]

U naftnoj industriji, kalcijum karbonat se dodaje u fluide za bušenje kao sredstvo za formaciono premošćavanje i zaptivanje filterskog kolača; on je takođe otežavajući materijal koji povećava gustinu fluida za bušenje da bi se kontrolisao pritisak u bušotini. Kalcijum karbonat se dodaje u plivačke bazene, kao sredstvo za korekciju pH vrednosti radi održavanja alkaliniteta i uravnotežavanje kiselih svojstava dezinfekcionog agensa.^[18]

On se isto tako koristi kao sirovina u rafiniranju šećera iz šećerne repe. On se kalcinira u peći sa antracitom da bi se formirao kalcijum oksid i ugljen dioksid. Ovaj termički obrađeni krečnjak se zatim gasi u slatkoj vodi da bi se proizvela suspenzija kalcijum hidroksida za precipitaciju nečistoća u sirovom soku tokom karbonacije.^[19]

Kalcijum karbonat je tradicionalno bio glavna komponenta krede za pisanje na tabli. Međutim, moderna kreda se uglavnom sastoji od gipsa, hidratisanog kalcijum sulfata CaSO₄·2H₂O. Kalcijum karbonat je glavni izvor za rast biokamena. Istaloženi kalcijum karbonat (PCC), u predispergovanom obliku se često koristi kao punilački materijal za izradu lateks rukavica radi ostvarivanja maksimalne uštede na materijalu i sniženja proizvodnih troškova.^[20]

Nalaženje u prirodi uredi

Geološki izvori uredi

Kalcijum-karbonat se može u prirodi naći u raznim mineralima zajedno sa drugim solima, npr. u dolomitu ( $MgCO_{3}xCaCO_{3}$ ).

Biološki izvori uredi

Ljuske jaja, oklop puževa i većina morskih školjki se uglavnom sastoje od kalcijum karbonata i mogu se koristiti kao industrijski izvori te hemikalije.^[21] Školjke ostriga su nedavno prepoznate kao izvor prehrambenog kalcijuma. One su isto tako praktični industrijski izvor.^[22]^[23] Tamnozelena vegetacija kao što su brokule i kelj sadrže znatne količine prehrambenog kalcijum karbonata, međutim to nije praktičan industrijski izvor.^[24]

Vanzemaljski izvori uredi

Izvan Zemlje, pozdana evidencija sugeriše da je kalcijum karbonat prisutan na Marsu. Znaci kalcijum karbonata su detektovani na više lokacija (posebno u Gusevom i Hajgensovom krateru). To pruža izvesnu evidenciju o ranijem prisustvu tečne vode.^[25]^[26]

Vidi još uredi

Krečna voda

Reference uredi

^ Joanne Wixon; Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG”. Yeast. 17 (1): 48—55. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H.
^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003. uredi
^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
^ Aylward & Findlay 2008.
^ Rohleder, J.; Kroker, E. (2001). Calcium Carbonate: From the Cretaceous Period Into the 21st Century. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-7643-6425-0.
^ Benjamin 2002.
^ „Occupational safety and health guideline for calcium carbonate” (PDF). US Dept. of Health and Human Services. Pristupljeno 31. 03. 2011.
^ „Arhivirana kopija” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 29. 10. 2018. g. Pristupljeno 09. 01. 2019.
^ ^a ^b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. str. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
^ NIOSH Džepni vodič hemijskih hazarda. „#0090”. Nacionalni institut za bezbednost i zdravlje na radu (NIOSH).
^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
^ Holleman A. F.; Wiberg E. (2001). Inorganic Chemistry (1st izd.). San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
^ „Precipitated Calcium Carbonate”. Arhivirano iz originala 11. 01. 2014. g. Pristupljeno 11. 01. 2014.
^ ^a ^b ^v ^g ^d R C Ropp Elsevier (06. 03. 2013). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. str. 359—370. ISBN 9780444595508.
^ Demichelis, Raffaella; Raiteri, Paolo; Gale, Julian D.; Dovesi, Roberto (2013). „The Multiple Structures of Vaterite”. Crystal Growth & Design. 13 (6): 2247—2251. ISSN 1528-7483. doi:10.1021/cg4002972.
^ „Effects of Acid Rain”. US Environmental Protection Agency. Pristupljeno 14. 03. 2015.
^ „Blast Furnace”. Science Aid. Arhivirano iz originala 17. 12. 2007. g. Pristupljeno 30. 12. 2007.
^ Sfetcu, Nicolae (02. 05. 2014). Health & Drugs: Disease, Prescription & Medication (na jeziku: engleski). Nicolae Sfetcu.
^ McGinnis, R.A. Beet-Sugar Technology (2nd izd.). Beet Sugar Development Foundation. str. 178.
^ „Precipitated Calcium Carbonate uses”. Arhivirano iz originala 25. 07. 2014. g.
^ Horne, Francis (23. 10. 2006). „How are seashells created?”. Scientific American. Pristupljeno 25. 04. 2012.
^ „WebMD: Oyster shell calcium”. WebMD. Pristupljeno 25. 04. 2012.
^ „Oyster Shell Calcium Carbonate”. Caltron Clays &amp Chemicals. Arhivirano iz originala 10. 09. 2013. g. Pristupljeno 09. 01. 2019.
^ Heaney, R.P.; Weaver, C.M.; Hinders, SM.; Martin, B.; Packard, P.T. (1993). „Absorbability of Calcium from Brassica Vegetables: Broccoli, Bok Choy, and Kale”. Journal of Food Science. 58 (6): 1378—1380. doi:10.1111/j.1365-2621.1993.tb06187.x.
^ Boynton, WV; Ming, DW; Kounaves, SP; et al. (2009). „Evidence for Calcium Carbonate at the Mars Phoenix Landing Site” (PDF). Science. 325 (5936): 61—64. Bibcode:2009Sci...325...61B. PMID 19574384. doi:10.1126/science.1172768.
^ Clark; Arvidson, R. E.; Gellert, R.; et al. (2007). „Evidence for montmorillonite or its compositional equivalent in Columbia Hills, Mars” (PDF). Journal of Geophysical Research. 112 (E6): E06S01. Bibcode:2007JGRE..112.6S01C. doi:10.1029/2006JE002756.

Literatura uredi

McGinnis, R.A. Beet-Sugar Technology (2nd izd.). Beet Sugar Development Foundation. str. 178.
R C Ropp Elsevier (06. 03. 2013). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. str. 359—370. ISBN 9780444595508.
Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. str. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
Benjamin, Mark M. (2002). Water Chemistry. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-238390-4.
Rohleder, J.; Kroker, E. (2001). Calcium Carbonate: From the Cretaceous Period Into the 21st Century. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-7643-6425-0.
Aylward, Gordon; Findlay, Tristan (2008). SI Chemical Data Book (4th ed.). John Wiley & Sons Australia, Ltd. ISBN 978-0-470-81638-7.
Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. Pristupljeno 06. 06. 2009.

Spoljašnje veze uredi

Internacionalna karta hemijske bezbednosti 1193
PubChem CID 516889
ATC klasifikacija: A02AC01 and A12AA04
The British Calcium Carbonate Association – What is calcium carbonate Архивирано на сајту Wayback Machine (24. мај 2008)
CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Calcium Carbonate

[1] Joanne Wixon; Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG”. Yeast. 17 (1): 48—55. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H.

[2] Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003. uredi

[3] Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.

[FOOTNOTEAylwardFindlay2008-4] Aylward & Findlay 2008.

[5] Rohleder, J.; Kroker, E. (2001). Calcium Carbonate: From the Cretaceous Period Into the 21st Century. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-7643-6425-0.

[FOOTNOTEBenjamin2002-6] Benjamin 2002.

[7] „Occupational safety and health guideline for calcium carbonate” (PDF). US Dept. of Health and Human Services. Pristupljeno 31. 03. 2011.

[8] „Arhivirana kopija” (PDF). Arhivirano iz originala (PDF) 29. 10. 2018. g. Pristupljeno 09. 01. 2019.

[b1-9] Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. str. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.

[10] NIOSH Džepni vodič hemijskih hazarda. „#0090”. Nacionalni institut za bezbednost i zdravlje na radu (NIOSH).

[Housecroft3rd-11] Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.

[Holleman&Wiberg1st-12] Holleman A. F.; Wiberg E. (2001). Inorganic Chemistry (1st izd.). San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.

[PCC-13] „Precipitated Calcium Carbonate”. Arhivirano iz originala 11. 01. 2014. g. Pristupljeno 11. 01. 2014.

[Ropp-14] v ^g ^d R C Ropp Elsevier (06. 03. 2013). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. str. 359—370. ISBN 9780444595508.

[DemichelisRaiteri2013-15] Demichelis, Raffaella; Raiteri, Paolo; Gale, Julian D.; Dovesi, Roberto (2013). „The Multiple Structures of Vaterite”. Crystal Growth & Design. 13 (6): 2247—2251. ISSN 1528-7483. doi:10.1021/cg4002972.

[16] „Effects of Acid Rain”. US Environmental Protection Agency. Pristupljeno 14. 03. 2015.

[17] „Blast Furnace”. Science Aid. Arhivirano iz originala 17. 12. 2007. g. Pristupljeno 30. 12. 2007.

[18] Sfetcu, Nicolae (02. 05. 2014). Health & Drugs: Disease, Prescription & Medication (na jeziku: engleski). Nicolae Sfetcu.

[19] McGinnis, R.A. Beet-Sugar Technology (2nd izd.). Beet Sugar Development Foundation. str. 178.

[precaco3-20] „Precipitated Calcium Carbonate uses”. Arhivirano iz originala 25. 07. 2014. g.

[21] Horne, Francis (23. 10. 2006). „How are seashells created?”. Scientific American. Pristupljeno 25. 04. 2012.

[22] „WebMD: Oyster shell calcium”. WebMD. Pristupljeno 25. 04. 2012.

[23] „Oyster Shell Calcium Carbonate”. Caltron Clays &amp Chemicals. Arhivirano iz originala 10. 09. 2013. g. Pristupljeno 09. 01. 2019.

[24] Heaney, R.P.; Weaver, C.M.; Hinders, SM.; Martin, B.; Packard, P.T. (1993). „Absorbability of Calcium from Brassica Vegetables: Broccoli, Bok Choy, and Kale”. Journal of Food Science. 58 (6): 1378—1380. doi:10.1111/j.1365-2621.1993.tb06187.x.

[25] Boynton, WV; Ming, DW; Kounaves, SP; et al. (2009). „Evidence for Calcium Carbonate at the Mars Phoenix Landing Site” (PDF). Science. 325 (5936): 61—64. Bibcode:2009Sci...325...61B. PMID 19574384. doi:10.1126/science.1172768.

[Clark2007-26] Clark; Arvidson, R. E.; Gellert, R.; et al. (2007). „Evidence for montmorillonite or its compositional equivalent in Columbia Hills, Mars” (PDF). Journal of Geophysical Research. 112 (E6): E06S01. Bibcode:2007JGRE..112.6S01C. doi:10.1029/2006JE002756.

[11]

[12]

[1]

[2]

[3]

[7]

[8]

[4]

[5]

[6]

[9]

[10]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]