Carbonat de calci
El carbonat de calci és un compost inorgànic, una sal, constituïda per cations calci (2+) i anions carbonat enllaçats mitjançant enllaç iònic. És una substància molt abundant a la naturalesa que forma roques, com a component principal, arreu del món. És també el principal component de conquilles i esquelets de molts organismes (p. ex. mol·luscs, coralls) o de les closques dels ous. És la causa principal de l'aigua dura. En medicina s'utilitza habitualment com a suplement de calci, com a antiàcid i agent absorbent. És fonamental en la producció de vidre i ciment, entre d'altres productes.
  | |
 | |
| Substància química | compost químic i tipus d'entitat química |
|---|---|
| Massa molecular | 99,947335 Da |
| Rol | antiàcid i excipient |
| Estructura química | |
| Fórmula química | CaCO₃ |
 | |
| SMILES canònic | |
| Identificador InChI | Model 3D |
| Propietat | |
| Densitat | 2,7 g/cm³ (a 20 °C) 2,95 g/cm³ (a 20 °C) |
| Índex de refracció | 1,6 |
| PKa | 9 |
| Solubilitat | 0,001 g/100 g (aigua, 20 °C) |
| Punt de descomposició | 1.339 °C (màxim) 825 °C (mínim) 825 °C |
| Pressió de vapor | 0 mmHg (a 20 °C) |
| Cristal·lografia | |
| Sistema cristal·lí | sistema trigonal |
| Perill | |
| Dosi letal mediana | 6.450 mg/kg (rata, via oral) |
| Límit d'exposició mitjana ponderada en el temps | 5 mg/m³ (10 h, Estats Units d'Amèrica) 10 mg/m³ (10 h, cap valor) 15 mg/m³ (8 h, Estats Units d'Amèrica) |
| NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () | |
HistòriaModifica
El carbonat de calci és una substància que ja es coneixia en l'antiguitat i que s'emprava en la construcció. La pedra calcària tallada en peces directament per a la construcció d'edificis, ja que és una roca bona de treballar, i el marbre amb finalitats habitualment ornamentals. Per altra banda el marbre ha sigut usat també en escultura destacant les obres de clàssiques de l'antiga Grècia i Roma i del Renaixement.
De la pedra calcària ja des de l'antiguitat s'extreia en forns de calç l'òxid de calci que també s'emprava per a la construcció.
Estat naturalModifica
El carbonat de calci constitueix més del 4% de l'escorça terrestre i es troba a tot el món. Les seves formes naturals més comunes són les roques sedimentàries creta, pedra calcària i marbre, produïdes per la sedimentació de les closques de petits caragols fossilitzats, mariscs i coralls durant milions d'anys. Tot i que les tres formes són idèntiques en termes químics, difereixen en molts altres aspectes, incloent-hi la puresa, la blancor, el gruix i l'homogeneïtat.[1] El mineral que forma aquestes roques és la calcita. Altres minerals de carbonat de calci són l'aragonita i vaterita, ambdós formes metaestables. La vaterita pot aparèixer en els càlculs urinaris, formant crostes a la intempèrie, etc. L'aragonita es forma a partir d'aigües termals o guèisers, i pot trobar-se formant estalactites en coves, en roques metamòrfiques o en roques sedimentàries dels fons oceànics, així com en els esquelets de molts organismes marins vius, com els mol·luscs o els coralls, o recentment fossilitzats. L'obtenen a partir de la reacció dels cations calci(2+) i anions hidrogencarbonat dissolts dins l'aigua segons la reacció:[2]
PropietatsModifica
Propietats físiquesModifica
El carbonat de calci es presenta en forma de pols cristal·lina blanca, inodora. Cristal·litza en el sistema trigonal (calcita), en sistema ortoròmbic (aragonita) i en el sistema hexagonal (vaterita) Té una densitat entre 2,7 i 2,95 g/cm³ en funció de la diferent estructura cristal·lina que adopta, calcita i aragonita respectivament. L´índex de refracció per a llum de 589 nm és d'1,6584 per a la calcita i d'1,4864 per a l'aragonita. És pràcticament insoluble en aigua, en forma de calcita només 0,0013 g en 100 g d'aigua a 18 °C i en forma d'aragonita 0,0019 g en 100 g d'aigua a 18 °C. També és insoluble en etanol i soluble en àcids diluïts.[3]
Propietats químiquesModifica
En escalfa-lo es descompon al voltant del 825 °C donant òxid de calci i diòxid de carboni segons la reacció:[3]
![{\displaystyle {\ce {CaCO3 ->[\Delta] CaO + CO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/564204ded1e583516dbeb14794c54896f0d27d4d)
Com la resta de carbonats, el carbonat de calci reacciona amb els àcids i els neutralitza, per les seves propietats de base, i es descompon en una sal de calci, diòxid de carboni que es desprèn de forma de bombolles, i aigua. Així amb l'àcid clorhídric la sal és clorur de calci:
Amb el diòxid de sofre, en presència d'oxigen, reacciona formant sulfat de calci i diòxid de carboni:[4]
AplicacionsModifica
Indústria de la construccióModifica
La pedra calcària s'ha utilitzat com a material de construcció des de l'edat de la pedra. De fet, l'ús més gran de la pedra calcària i les diverses formes de calç encara es manté en la indústria de la construcció, particularment en la construcció de carreteres, de línies de ferrocarril, ponts i edificis des de gratacels fins a cases. Sovint s'utilitzen grans trossos de carbonat de calci on es necessiten quantitats importants d'àrids, per exemple per als fonaments de les carreteres.[5]
En la fabricació de cimentModifica
El ciment es produeix barrejant primer pedra calcària i substàncies com les argiles que contenen sílice, alúmina i òxid de ferro (III), en una pols fina. Es tritura i es barreja en un forn giratori que s'escalfa a uns 1700 K mitjançant flama al seu interior.[5]
A la indústria i al medi ambientModifica
La pedra calcària i les diverses formes de calç s'utilitzen en grans quantitats per netejar l'entorn, neutralitzant els àcids. Molts llacs s'han tornat massa àcids a causa de la contaminació aèria (pluja àcida), per exemple als EUA, Escandinàvia i Escòcia. Per recuperar les seves condicions inicials els llacs són ruixats amb carbonat de calci en pols molt fina que neutralitza els àcids. Una altra forma eficaç de tractar aquest problema és aplicar la pedra calcària en pols a zones no contaminades properes a les fonts de les rieres que condueixen als llacs. Per altra banda la pedra calcària i la calç s'utilitzen per eliminar el diòxid de sofre produït en la crema de carbó a les centrals tèrmiques degut a les impureses de sofre que conté que pot arribar a l'1% en els carbons més purs.[5]
En agriculturaModifica
La calcària triturada i la calç en totes les seves formes s'utilitzen per neutralitzar els àcids del sòl i així crear les condicions òptimes del sòl per al creixement de les collites. També ajuden a descompondre les argiles, millorant l'estructura del sòl, millorant així el drenatge i reduint l'erosió del sòl. A més, proporcionen una font d'ions calci que són un important nutrient vegetal.[5]
En alimentacióModifica
El carbonat de calci micronitzat s'empra com a additiu alimentari en pinsos animals. En el cas de les aus, s'aconsegueix una millora en la qualitat de l'ou i de la duresa de la seva closca i en el de les vaques una aportació de calci en la seva alimentació millora la qualitat de la llet.[6] Pot ser utilitzat com a font natural d'aportació de calci (suplement alimentari) en llet i altres begudes enriquides en calci, com a pigment blanc en productes de pastisseria, etc. Té el codi E170i. També és un efectiu neutralitzador d'àcids en la producció de vi en zones fredes o quan les collites han sigut àcides. Les seves propietats fan que no aporti un sabor desagradable a les formulacions enriquides en calci en la qual és afegit.[6]
Adobat de pellsModifica
La adobament és la transformació de la qualsevol pell en cuir de manera que se li atorguen propietats físiques, químiques i biològiques. Per realitzar aquest procés cal utilitzar àcids que han de ser posteriorment neutralitzats, per al que s'empra tant carbonat de calci com carbonat de calci i magnesi.[6]
Vegeu tambéModifica
ReferènciesModifica
- ↑ «What is Calcium Carbonate? - Industrial Minerals Association - North America». [Consulta: 15 novembre 2019].
- ↑ Myers, Richard L. (Richard Leroy), 1951-. The 100 most important chemical compounds : a reference guide. Westport, Conn.: Greenwood Press, 2007. ISBN 9780313080579.
- ↑ 3,0 3,1 PubChem. «Calcium carbonate» (en anglès). [Consulta: 15 novembre 2019].
- ↑ Hartman, Miloslav; Coughlin, Robert W. «Reaction of Sulfur Dioxide with Limestone and the Influence of Pore Structure». Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 13, 3, 01-07-1974, pàg. 248–253. DOI: 10.1021/i260051a010. ISSN: 0196-4305.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Lichtarowicz, Marek. «Calcium carbonate» (en anglès). [Consulta: 18 novembre 2019].
- ↑ 6,0 6,1 6,2 «El Carbonato Cálcico y sus aplicaciones más sorprendentes. Parte II». [Consulta: 18 novembre 2019].
| A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Carbonat de calci |