Карбонат кальция в природе

Карбонат кальция в природе

Карбонат кальция претерпевает

в природе

интересные превращения

 

 

• Образование огромных пластов природного карбоната кальция, различных форм известняка, мела, мрамора, в первую очередь связано с жизнедеятельностью морских организмов: известковых водорослей, раковинных простейших, многих моллюсков, иглокожих, кораллов, корненожек. Они строят свой скелет из соединений кальция, преимущественно из карбоната — CaCO3.

 

За миллионы лет известковые скелеты этих живых существ сложили многокилометровые толщи природного карбоната кальция, так называемого, осадочного происхождения.

Животный мир каменноугольного периода

Основные минералы, содержащие карбонат кальция: кальцит и арагонит

 

   Карбонат кальция трудно растворяется в воде (14 мг кальцита в 1 л при 18 °С), легко — в кислотах.

 

   Природный карбонат кальция (известняк, мрамор) применяют как строительный материал; мел как наполнитель для резиновых смесей, бумаги, линолеума.

 

 

 

 

 

 

 

 

• Более мягкий и тонкий продукт, полученный взаимодействием CaCl2 и Na2CO3:

 

 

 

 

 

 

• В производстве зубного порошка, косметических средств и т.д.

 

    

• При нагревании выше 900 °С карбонат кальция разлагается:

 

 

 

 

 

 

• Это свойство лежит в основе получения негашеной извести CaO .

 

Кальцит (известковый шпат) минерал, химического состава CaCO3. Часто содержит примеси Mg, Fe, Mn (до 8%)..

   

 Твёрдость по минералогической шкале 3; плотность 2720-2800 кг/м3 .

  

 При нагревании разлагается при 825 °С; легко растворяется в кислотах.

 

   Чистые и прозрачные разновидности кальцита — исландский шпат — находят применение в оптической промышленности.

 

 

Кальцит встречается часто среди гидротермальных образований, в вулканических породах. Выпадает из известковых горячих источников в виде туфа (травертина).

 

Арагонит — минерал состава CaCO3, отличается от кальцита строением кристаллической решетки, отличается большей твердостью и плотностью, его твердость составляет 3,5 – 4, а плотность — 2900-3000 кг/м3 .

На поверхности Земли арагонит неустойчив и переходит постепенно в более устойчивую модификацию — тригональный кальцит.

 

. Из арагонита состоит значительная часть жемчуга и перламутрового слоя раковин многих моллюсков.

 

 

 

 

Образует игольчатые кристаллики

Горные породы, сложенные кальцитом

 

• Минерал кальцит входит в состав многих горных пород. Так, например, мел и известняк имеют осадочное происхождение.
• Мрамор (лат. marmor, от греч. marmaros — блестящий камень, каменная глыба) . Может иметь белую, серую, зеленоватую, розовую и другие окраски, что зависит от примесей. Представляет собой высококачественный декоративный камень.

 

 

 

 

 

 

 

Удивительные природные явления: карбонатные сталактиты и другие известняковые образования

В интересной и причудливой форме встречается карбонат кальция в пещерах. Это возможно благодаря деятельности подземных вод. В известняковых массивах они местами энергично растворяют СаСО3, поэтому и возможно образование пещер, сталактитов и сталагмитов.

Река Немига

Вода стекает по потолку и падает вниз, в месте, где она отрывается от потолка, постепенно образуются сталактиты. А в месте, где она падает, появляются сталагмиты. В коллекторах этот процесс происходит в десятки раз быстрее, чем в естественных пещерах. Со временем возможны образования сталагнатов — это когда сталактит и сталагмит сливаются в одну конструкцию.

 

 

Природа Крыма. Красная пещера

Уникальное достояние Крыма — Красная Пещера, она находится недалеко от Бахчисарая.

             Памукалле

 

• На Земле есть очень необычное место, где минерал кальцит, гидротермального происхождения, подобно снегу покрывает большую площадь.
• Памукалле — диковинный природный феномен, курорт в Турции, известный с древних времен своими лечебными свойствами и неземным пейзажем.
• Название «Памукалле» означает в переводе с турецкого «Хлопковый замок», что удивительно соответствует здешнему необычному и экзотическому природному ландшафту. В этом живописном месте действие горячих источников, содержащих большое количество гидрокарбоната кальция, привело к образованию известковых отложений на скалистых травертиновых террасах. Воды, богатые минеральными солями, падая с высоких уступов, создали причудливые окаменевшие ослепительно белые каскады.
• Тысячи туристов со всего мира привлекают красота этого места и целебные минеральные воды, омолаживающие свойства которых, были известны еще жителям античного города Иераполиса. Каждый турист, побывавший в здешних краях, считает своим долгом искупаться в бассейне Клеопатры и ощутить волшебное действие этих источников на себе.

 

Экспериментальная часть. Моделирование природных процессов в химической лаборатории

• Почему же растворяется карбонат кальция и образуются карстовые пещеры? Как растут сталактиты и сталагмиты? Конечно, в основе всех этих явлений лежат химические процессы, которые я попытался смоделировать в химической лаборатории.

 

• Карбонат кальция считается практически не растворимым в воде соединением, но зато он легко растворяется в кислотах. При этом бурно выделяется углекислый газ:

 

 

 

 

 

 

Взаимодействие карбоната кальция с кислотами, в том числе и с уксусной, которую можно найти дома, на кухне, является качественной реакцией на соли угольной кислоты — карбонаты. Так мрамор и известняки разрушаются под действием кислотных дождей.

 

С помощью соляной кислоты легко доказать, что известняк, входящий в состав сталактита, мел и мрамор — карбонаты. Для этого нужно капнуть соляной кислотой на кусочки данных веществ и посмотреть, что будет происходить.

 

Доказать, что выделяющийся газ является углекислым, можно с помощью качественной реакции на CO2: при взаимодействии углекислого газа (оксида углерода (IV)) с известковой водой (раствором гидроксида кальция Ca(OH)2) наблюдается помутнение, вызванное образованием нерастворимого карбоната кальция

Так, при пропускании выдыхаемого воздуха, содержащего относительно много углекислого газа, через известковую воду наблюдается помутнение — образование осадка CaCO3.  

Непосредственно сам карбонат кальция очень плохо растворяется в воде. Однако, углекислый газ обратимо реагирует с холодной водой, и в результате образуется слабая угольная кислота

 

 

 

 

 

 

Так, если пропускать избыток углекислого газа через взвесь карбоната кальция в воде, то можно увидеть, что через некоторое время осадок CaCO3 полностью растворяется.

• Угольная кислота реагирует со своей средней солью — карбонатом кальция — и переводит его в растворимую кислую соль — гидрокарбонат

 

 

 

 

 

 

• Так, если пропускать избыток углекислого газа через взвесь карбоната кальция в воде, то можно увидеть, что через некоторое время осадок CaCO3 полностью растворяется.

 

 

 

           Та же реакция лежит в основе образования русла подземных ручьев и рек, карстовых пещер. Вода, растворяя CaCO3, становится обогащенной солями кальция. Такую воду называют жесткой. При кипячении жесткой воды на стенках чайника образуется накипь, т.е. при нагревании растворимый гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат, который и выпадает в виде осадка

 

 

1