Кальциевый карбонатный мел. Мел (карбонат кальция) СаСо3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Карбонат кальция в обычных условиях представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), которое при прокаливании разлагается, однако плавится без разложения (условие - избыточное давление CO 2).

Практически не растворяется в воде.

Рис. 1. Карбонат кальция. Внешний вид.

Основные характеристики карбоната кальция приведены в таблице ниже:

Получение карбоната кальция

Основной способ получения карбоната кальция заключается в смешивании твердого оксида кальция с водой — образуется так называемое известковое молоко. Так как гидроксид кальция немного растворяется в воде, то после отфильтровывания известкового молока получается прозрачный раствор - известковая вода, которая мутнеет при пропускании через неё диоксида углерода.

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 ;

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓.

Химические свойства карбоната кальция

Карбонат кальция — это средняя соль, образованная сильным основанием (гидроксид кальция Ca(OH) 2) и слабой кислотой (угольная H 2 CO 3). В водном растворе он гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону. Наличие анионов OH — свидетельствует о щелочном характере среды.

CaCO 3 ↔ Ca 2+ +CO 3 2- ;

Ca 2+ +CO 3 2- + HOH ↔ HCO 3 — + Ca 2+ + OH — ;

CaCO 3 + HOH ↔ Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 ↓.

Карбонат кальция взаимодействует с концентрированными растворами сильных минеральных кислот:

Он способен реагировать с щелочами в водных растворах:

CaCO 3 + 2NaOH aq = Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 ↓.

Взаимодействие карбоната кальция с другими солями возможно только если продукт взаимодействия выводится из реакционной среды:

CaCO 3 + 2NH 4 Cl con = CaCl 2 + 2NH 3 + CO 2 + H 2 O.

При нагревании данная соль разлагается:

CaCO 3 = CaO + CO 2 (t, o С = 900 — 1000).

Пропускание диоксида углерода через раствор карбоната кальция приводит к образованию кислой соли - гидрокарбоната кальция:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ↔Ca(HCO 3) 2 .

Применение карбоната кальция

Карбонат кальция нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Так, например, его используют в пищевой (добавка Е710 - белый краситель) и бумажной промышленности, при производстве полимеров, лакокрасочных материалов, бытовой химии и т.д.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите массу карбоната кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 200 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168кг/л). Определите объем диоксида углерода, выделяющийся в результате этой реакции.

Решение

Запишем уравнение реакции:

CaCO 3 + 2HCl conc = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O.

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

m solution =V solution × ρ;

m solution =0,2 × 1,168 = 0,2336 кг = 233,6 г.

ω = m solute / m solution × 100%;

m solute = ω / 100% ×m solution ;

m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ;

m solute (HCl) = 34 / 100% × 233,6 = 79,424 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 79,424 / 36,5 = 2,176 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (CO 2) =2: 1. Значит,

n(CO 2) = ½ n(HCl) = ½×2,176 = 1,088моль.

Тогда, объем выделившегося диоксида углерода будет равен:

V (CO 2) = n (CO 2) × V m ;

V (CO 2) = 1,088 × 22,4 = 24,37л.

Согласно уравнению реакции n(HCl) :n (CaCO 3) =2: 1. Значит,количество вещества карбоната кальция будет равно:

n (CaCO 3) = ½ ×n (NaOH) = ½× 2,176 = 1,088моль.

Тогда масса карбоната кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 100 г/моль):

m (CaCO 3) = n (CaCO 3)× M (CaCO 3);

m (CaCO 3) = 1,088 × 100 = 108,8г.

Ответ

Масса карбоната кальция равна 108,8 г, объем диоксида углерода равен 24,37 л.

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите массу оксида кальция, который потребуется для получения карбоната кальция по реакции взаимодействия с диоксидом углерода массой 3,5 г.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция и диоксида углерода с образованием карбоната кальция:

CaO + CO 2 = CaCO 3 ↓.

Рассчитаем количество вещества диоксида углерода (молярная масса - 44 г/моль):

n(CO 2) = m (CO 2) / M (CO 2);

n (CO 2) = 3,5 / 44 = 0,08 моль.

Согласно уравнению реакции n(CO 2) : n(CaO) = 1:1 . Тогда количество моль оксида кальция будет равно:

n (CaO) = n (CO 2) = 0,08 моль.

Найдем массу оксида кальция (молярная масса - 56 г/моль):

m (CaO) = n (CaO) × M (CaO);

m (CaO) = 0,08 × 56 = 4,48 г.

Ответ

Масса оксида кальция равна 4,48 г

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: CCaO 3

Химический состав Карбоната кальция

Молекулярная масса: 100,088

Карбонат кальция (углекислый кальций) - неорганическое химическое соединение, угольной кислоты и кальция. Химическая формула - CaCO 3 . В природе встречается в виде минералов - кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Нерастворим в воде и этаноле . Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

Применение

Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Массовое производство/использование

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция - одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в 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 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.

Строительство

Строительство - ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики - все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии - средств для чистки сантехники, кремов для обуви.
Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Нахождение в природе

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Арагонит
Кальцит
Фатерит (или μ-CaCO 3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.
Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Известняк
Мрамор
Травертин

Геология

Карбонат кальция является распространенным минералом. В природе встречаются три полиморфные модификации (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит). Некоторые горные породы (известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы) практически полностью состоят из карбоната кальция с некоторыми примесями. Кальцит является стабильным полиморфом карбоната кальция и встречается в самом разнообразном геологическом окружении: в осадочных, метаморфических и магматических горных породах. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные преимущественно кальцитовыми остатками раковин морских организмов. Арагонит является вторым по устойчивости полиморфом CaCO 3 и в-основном образуется в раковинах моллюсков и скелетах некоторых других организмов. Также арагонит может образовываться и в неорганических процессах, например в карстовых пещерах или гидротермальных источниках. Фатерит является наименее стабильной разновидностью этого карбоната, 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.

Изготовление

Подавляющее большинство 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 чистого источника (как правило, мрамор). В качестве альтернативы карбонат кальция может быть приготовлен кальцинацией оксида кальция. растворяется, образуя кислую соль - гидрокарбонат кальция Ca(HCO 3) 2: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2 . Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту. При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II) CaCO 3 + 4C → CaC 2 + 3CO.

Физические свойства
Молярная масса	100.0869 г/моль
Плотность	(кальцит) 2.74 г/см³ (арагонит) 2.83 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	(кальцит) 825 °C, (арагонит) 1339 °C
Температура разложения
Химические свойства
Растворимость в воде	(25 °C) 0.00015 г/100 мл

Мел - осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения.

Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В меле обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др.) Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др.

Мел - один из самых распространенных и широко используемых видов наполнителей для композиционных материалов является тонкодисперсный мел (карбонат кальция). Он применяется в качестве наполнителя в производстве сухих строительных смесей; затирок, штукатурок; лакокрасочных материалов; пластмасс; резины; бумаги; кабельной продукции. Мел получают двумя способами:

Измельчением пород и осадочных отложений (природный или натуральный карбонат кальция);

Химическим осаждением (химически осажденный карбонат кальция).

В производстве резины мел используется для улучшения износостойкости, повышения стойкости и эластичности в различных температурных условиях, экономии дорогостоящего каучука и других компонентов. Также применяется как антиадгезив для опудривания резиновых смесей.

Белый мел :цвет (белизна 78-96%), высокая природная дисперсность, округлая форма частиц, легкая диспергируемость, сравнительно низкая гигроскопичность, низкая абразивность.

Свойствами, затрудняющими применение мела, являются его способность агрегирования при незначительном увлажнении из-за большой "связности" частиц. Это приводит к зависанию и слеживаемости его в бункерах, затруднению транспортировки и использования. Для устранения этих явлений мел подвергают поверхностной обработке - гидрофобизации, заключающейся в нанесении на поверхность частиц поверхностно-активных веществ, придающих мелу свойства не смачиваться водой и обуславливающих хорошую сыпучесть. В качестве гидрофобизирующих добавок применяют стеариновую кислоту, стеарин и стеарат кальция или их смеси в количестве до 2% от массы мела. Гидрофобный мел - это белый порошок с объемной массой не менее 700 г/дм3, влажность его не более 0,2%.

Дибутилсебацинат(дбс) ноос - (сн2)8 - соон.

Описание: Дибутилсебацинат - бесцветная вязкая жидкость; растворим в толуоле, ацетоне, гексане, этаноле. Практически не растворим в воде, пропиленгликоле, глицерине.

Применение: дибутилсебацинат - пластификатор поливинилхлорида и его сополимеров. поливинилбутираля, простых и сложных эфиров целлюлозы, полистирола, полиакрилатов, каучуков. Его разрешено применять в полимерных пленках для упаковки пищевых продуктов. Также используется для пластификации лаковых покрытий на основе полистирола, хлоркаучука, карбамидоформальдегидных смол. Придает покрытиям повышенную морозостойкость. . Миграция дибутилсебацината из поливинилбутираля придает пленке повышенную хрупкость.

Спецификация . Внешний вид:Прозрачная жидкость без механических примесей. Цветность по платиновокобальтовой шкале ед. Хазена, не более: 50 Плотность при 20 0 С. г/см 3: 934-938 Кислотное число мг. КОН/г, не более: 0,04 Число омыления мг. КОН/г: 354-359 Температура вспышки град. С, не ниже: 183 Удельный объем см 3 /г: 1,07Физические свойства дибутилсебацината.

Молекулярная масса 314 Температура плавления - 12°С Температура кипения 344-345 °С, Давление пара при 60 °С 0,4 Па Растворимость в воде 0,005% (25 °С), воды в Дибутилсебацинате 1,6% (20 °С).

Пластификаторы представляют собой малолетучие высококипящие жидкости, практически не растворимые в воде, при обычных условиях устойчивые к гидролизу и к воздействию кислорода воздуха. Температура вспышки и воспламенения, предельно допустимая концентрация паров пластификаторов в воздухе рабочей зоны производственных помещений приведены выше.

Эфиры о-фталевой кислоты по воздействию на организм относятся ко 2-му классу опасности, а эфиры себациновой и адипиновой кислоты - к 3-му классу опасности.

Карбонат кальция

Химические свойства

Кальция Карбонат, что это такое? Это неорганическое хим. соединение, соль, образованная Ca и угольной кислотой . Химическая формула Карбоната Кальция: CaCO3 . В природе вещество можно обнаружить в кальците, ватерите, арагоните, мраморе, известняке, обычном меле, яичной скорлупе. Это достаточно распространенный минерал, в соответствии с химической формулой имеет три полиморфные модификации.

По внешнему виду – белые кристаллы без запаха или мелкий порошок. Вещество не растворяется в воде, спирте, растворимо в разбавленной азотной и соляной кислоте (при этом выделяется углекислый газ). Согласно Википедии, молярная масса вещества = 100,1 грамм на моль.

Углекислый кальций изготавливают из минералов, в основном мрамора. В лабораторных условиях соединение можно получить с помощью реакции кальцинации оксида Ca , в итоге образуется гидроксид Ca , через который проводят СО2 и осаждается карбонат . Для химических свойств характерна реакция разложения Карбоната Кальция, при которой под действием высокой температуры, вещ-во расщепляется на негашеную известь и углекислый газ. Также для химического соединения характерна реакция с водой и СО2 , с образованием гидрокарбоната Ca .

Средство применяют:

для производства краски, пластмассы, бытовой химии и резины;
в качестве пищевого красителя Е170 ;
при производстве мела для письма на доске, пластмассы;
в побелке для деревьев, потолков и в садоводстве;
в пищевой и бумажной промышленности;
при производстве бумаги (отбеливатель, раскислитель, наполнитель);
в качестве источника кальция при производстве посуды, стекловолокна, изделий из стекла;
в медицине.

Фармакологическое действие

Противоязвенное, восполняющее дефицит кальция, антацидное.

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 ( , острый дуоденит , симптоматическая язва любого происхождения, эрозия ЖКТ, рефлюкс-эзофагит );
пациентам с , в том числе во время постменопаузы ;
при и в детском возрасте;
пациентам с остеомаляцией и тетанией ;
, 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 и ;
пациентам с гиперкациемией ;
больным с на вещество;
при гиперкальциурии , нефроуролитиазе , множественной миеломе , .

Побочные действия

Карбонат Кальция может спровоцировать развитие аллергических реакций, (газообразование, боли, ), вторичного усиления желудочной секреции, гиперкальциемии , алкалоза .

Карбонат Кальция, инструкция по применению (Способ и дозировка)

Индивидуальный режим дозирования. В качестве антацида углекислый кальций назначают в дозировке от 500 мг до 1 грамма. При профилактике остеопороза применяют до 1,2 грамм в сутки.

Для детей дозировку корректируют. Назначают 300-600 мг вещества в день.

Передозировка

При передозировке может возникнуть гиперкациемия (прием более 2 грамм в сутки). Симптомы: общая слабость, 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 .

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

Особые указания

Или углекислый кальций (англ. calcium carbonate ), CaCO 3 - кальциевая соль угольной кислоты. В медицине кальция карбонат применяется как антацид и как минеральная добавка. Содержит 40 % кальция .

Кальция карбонат - лекарство

Кальция карбонат - международное непатентованное наименование (МНН) лекарственного средства. По фармакологическому указателю кальция карбонат входит в группы «Антациды» и «Макро- и микроэлементы». По АТХ , в частности, кальция карбонат входит в:

Кальция карбонат является всасывающимся в кровь антацидом. Всасывающие антациды отличаются быстрым началом кислотонейтрализации в желудке, однако длительность их действия меньше, чем у невсасывающихся антацидов и, главное, терапия всасывающимися антацидами может вызывать так называемый кислотный рикошет - увеличение продукции соляной кислоты обкладочными клетками после окончания действия лекарства. Поэтому современная медицина отдаёт предпочтение невсасывающимся антацидам (Бордин Д.С.).

Сравнение кальция карбоната с другими монокомпонентными анатацидам в отношении скорости наступления и продолжительность действия (Ушкалова Е.А.)

Антацидные препараты, содержащие карбонат кальция, при взаимодействии в желудке с соляной кислотой вызывают образование значительного количества углекислого газа, что приводит к появлению или усилению метеоризма , а при наличии недостаточности кардии, в том числе и сочетающейся с грыжей пищеводного отверстия диафрагмы , - отрыжки (Васильев Ю.В.).

Кальций - микроэлемент, участвующий во многих физиологических процессах, протекающих в организме человека: в формировании костной ткани, процессе свертывания крови, поддержании стабильной сердечной деятельности, осуществления процессов передачи нервных импульсов.

Показания к применению кальция карбоната

Лекарственные препараты, содержащие карбонат кальция могут быть показаны при:

профилактике остеопороза
профилактике и лечении рахита
профилактики и лечении кариеса у детей.

Профессиональные медицинские статьи, затрагивающие вопросы применения карбоната кальция

На сайте в каталоге литературы имеется раздел «Антациды », содержащий статьи, посвященные терапии заболеваний органов ЖКТ антацидными средствами.

Лекарства с действующим веществом кальция карбонатом

В настоящее время в России нет ни одного лекарства с действующей регистрацией с единственным активным веществом кальция карбонат, но широко применяются большое число лекарственных препаратов, в которых кальция карбонат присутствует наряду с другими активными веществами. Кальция карбонат является действующим веществом (одним из

действующих веществ) в следующих лекарствах:

Примечание. У препаратов, помеченных звёздочкой, регистрация в России закончилась и не возобновлена или не имелась.

В США и других странах зарегистрировано большое число лекарств и пищевых добавок, содержащих карбонат кальция, как единственное действующее вещество, так и в составе комбинаций. Примерами являются Tums Fresher (500 мг кальция карбоната в одной жевательной таблетке), Tums Extra (750 мг), Tums Ultra (1000 мг), Tums Double Action (800 мг кальция карбоната + 160 мг магния гидроксида + 10 мг фамотидина), Oyster Calcium (под этим названием выпускается большое количество разных пищевых добавок, которые могут содержать: только кальция карбонат, кальция карбонат с витамином D или другие подобные комбинации).

В США кальция карбонату не присвоена категория риска для плода FDA при беременности, он отнесен к безрецептурным препаратам (ОТС), его обращение не подлежит контролю согласно Controlled Substances Act .

Потребление кальция в составе БАДов и витаминно-минеральных комплексов более 1 мг кальция в день повышает смертность от сердечно-сосудистых патологий у мужчин на 20 % (Qian Xiao et al, «JAMA Internal Medicine», Feb 4, 2013).

При длительном применении всасыванию подвергается примерно 10 % принятого кальция карбоната, что может привести к развитию гиперкальциемии, особенно у больных с нарушенной функцией почек. При длительном использовании кальция карбоната возможны запоры и образование камней в почках. При повышении уровня кальция в крови угнетается продукция паратгормона, что вызывает задержку выведения фосфора, накопление