Kalcium-karbonát

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
kalcium-karbonát
Kalcium-karbonát

Calcium-carbonate-xtal-3D-vdW.png

Általános
Magyar név kalcium-karbonát
IUPAC név calcium carbonate
Egyéb nevek mészkő, calcii carbonas, szénsavas mész
Képlet \mathrm{CaCO_3}\,\!
Moláris tömeg 100,09 g/mol
Megjelenés fehér por, illetve fehér rögök
CAS-szám [471-34-1]
EINECS (EG) szám 207-439-9
EG-Index szám -
Tulajdonságok
Sűrűség és halmazállapot 2,93 g/cm3, szilárd
Oldhatóság vízben 0,014 g/l
Olvadáspont 825 °C (bomlik)
Forráspont olvadáspont közelében bomlik
Szerkezet
Kristályszerkezet tetraéder
Fizikai állandók
Képződéshő −1207 kJ/mol
Moláris hőkapacitás 93 J/(mol·K)
Veszélyességi jellemzők
EU osztályozás nincsenek veszélyességi szimbólumok[1]
R-mondatok (nincs)[1]
S-mondatok (nincs)[1]
Lobbanáspont nem gyúlékony
RTECS szám FF9335000
Rokon vegyületek
Azonos anion karbonátok
Azonos kation a kalcium vegyületei
A táblázatban SI mértékegységek szerepelnek.
Ahol lehetséges, az adatok
normálállapotra (0°C, 100 kPa) vonatkoznak.
Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

A kalcium-karbonát (mészkő, calcium carbonate, calcii carbonas, szénsavas mész, CaCO3) a karbonátok közé tartozó szervetlen vegyület. Különböző ásványai számos kőzet, köztük a mészkő fő összetevői. A kalcium-karbonát a puhatestűek és a gerincesek vázának fő alkotórésze. A vezetékes vízből kiválva a magnézium-karbonáttal együtt alkotja a vízkövet. Az építkezésekhez szükséges habarcs és cement alapanyaga. Az orvoslásban savmegkötőként és kalciumionok bevitelére használják. A VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben calcii carbonas néven hivatalos.

Felhasználás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kalcium-karbonát az építkezéseken használt habarcs és cement előállításának alapanyaga. Mészkő formájában építőanyagként is alkalmazzák, különösen jól bevált a nedves vidékeken.[2] A kalcium-karbonátot az orvoslásban savmegkötőként és kalciumionok bevitelére használják.[3]

Habarcs készítése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kalcium-karbonátból égetett meszet, majd oltott meszet állítanak elő, melyből többek között habarcsot készítenek, amit az építkezéseken kötőanyagként használnak. Az eljárás során a kalcium-karbonátot hevítik, melynek hatására 885 °C felett szén-dioxid távozik belőle, és kalcium-oxiddá alakul. A folyamatot mészégetésnek, a kalcium-oxidot égetett mésznek nevezik.

\mathrm{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}\!

A kalcium-oxid vízben való oldásával, a mészoltással kalcium-hidroxid oldatot, oltott meszet nyernek. Az oltott meszet homokkal keverik, így kapják a habarcsot.

\mathrm{CaO + H_2O \rightarrow Ca^{2+} + 2 OH^-} \!

A habarcsot kötőanyagként alkalmazzák, mivel levegőn állva lassan "megköt", karbonátosodik.

\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O} \!
Klinkercement, a cementgyártás közbülső terméke

Cementgyártás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fő szócikk: Cement

A mészkő kőzetben lévő kalcium-karbonátból agyag hozzáadásával ún. portlandcementet, másképpen szilikátcementet készítenek. A mészkő és agyag keverékét megőrlik, majd kb. 1500 °C-ra hevítik. A kiégetéssel kapott szürkészöld színű rögöket, az ún. klinkercementet porrá őrlik. Az így kapott portlandcement különböző ásványok keveréke, tulajdonságai az összetevők arányától függenek.

A keverék főbb elemei:

  • 3 CaO · SiO2 (trikalcium-szilikát)
  • 2 CaO · SiO2 (dikalcium-szilikát)
  • 4 CaO · Al2O3 · Fe2O3 (tetrakalcium-aluminát-ferrit)
  • 3 CaO · Al2O3 (trikalcium-aluminát)

E négy összetevő víz hatására igen kemény, stabil vegyületté alakul át. Ez a folyamat a cement megkötése.

Előfordulás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ásványokban, kőzetekben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Lásd még: Mészkő, Dolomit, Kalcit

A kalcium-karbonát számos ásvány (kalcit, aragonit, dolomit, vaterit vagy μ-CaCO3) és kőzet alapvető alkotója. Kőzetei közül az üledékes kőzetek a gyakoribbak.

Legismertebb kőzete a több, mint 90% kalcium-karbonátot tartalmazó mészkő. A kréta a mészkő különleges változata. Az édesvizekből kicsapódó mésztufától és travertinótól jól megkülönböztethető a tengervízből kiváló, kevésbé porózus, tömörebb diagenizált mészkő.

A dolomit kőzet több, mint 90%-a dolomit ásvány, amely kalcium-magnézium-karbonátból (CaCO3*MgCO3) áll.

Az átmeneti karbonátos kőzetek összetétele a mészkő (illetve a dolomit) és az agyag közötti.

Szintén meglehetősen ismert, de jóval kevésbé gyakori a szinte tiszta kalcium-karbonátból álló, és a mészkő metamorfózisával keletkező átalakult kőzet, a márvány.

A kalcium-karbonát ásványai (főleg a kalcit) ezenkívül előfordulnak számos telérkőzetben és egyéb hidrotermális képződményben. Aktívan részt vesznek a talajok meszesedésében – ez a folyamat a Kárpát-medence középső részén általános. Kalcium-karbonát ásványokból (kalcit, aragonit) áll a barlangi képződmények többsége.

A jórészt karbonátásványokból (egyebek közt kalcitból is) álló magmás kőzetek a karbonatitok. A Föld egyetlen, működő karbonatitvulkánja a Kelet-Afrikai árokban (Kenyában, a Turkana-tótól délre) található Ol Doinyo Lengai.

Élőlényekben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tojáshéj kb. 95%-a kalcium-karbonát.[4] Kalcium-karbonátot tartalmaz a puhatestűek[5] váza és a gerincesek[forrás?] csontos váza.

Fizikai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kalcium-karbonát fehér, kristályos, szobahőmérsékleten szilárd vegyület. Fizikai tulajdonságai jelentősen függenek kristályszerkezetétől.

Kémiai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Lásd még: Karbonát

Oldhatóság[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Vízben igen kis mértékben, savakban jól oldódik. Szénsavas vízben oldható.

\mathrm{CaCO_3 + H_2CO_3 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2 HCO_3^-} \!
A vízkő kalcium-karbonátból és magnézium-karbonátból áll.

Vízkövesedés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A vízben oldott kalcium- és hidrokarbonátionok kalcium-karbonátként kiválhatnak. A kivált kalcium-karbonát a magnézium-karbonáttal együtt alkotja a vízkövet.

\mathrm{Ca^{2+} + 2 HCO_3^- \rightleftharpoons \underline{CaCO_3} + CO_2 + H_2O} \!

Kalcium-karbonát kimutatása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ha egy erős savat, például sósavat cseppentünk olyan kőzetre, ami karbonátot (esetünkben kalcium-karbonátot) tartalmaz, pezsgést tapasztalunk a fejlődő szén-dioxid miatt.

\mathrm{2 H^+ + CaCO_{3} \rightarrow Ca^{2+} + CO_2 + H_2O} \!

A fejlődő szén-dioxid a meszes vizet, vagyis a kalcium-hidroxid vizes oldatát megzavarosítja.

\mathrm{CO_2 + Ca^{2+} + 2 OH^- \rightarrow \underline{CaCO_3} + H_2O} \!

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Balogh K. et al.: Szedimentológia I–III. (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1991.)
  • Bodonyi Ferenc: Kémiai összefoglaló (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987., p. 327, 337; ISBN 963-10-7229-0)
  • Molnár B., 1980.: Hiperszalin tavi dolomitképződés a Duna-Tisza közén. (Földtani Közlöny 110., p. 45–64; HU ISSN 0015-542X)

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]