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 НемигаВода 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 пещераУникальное 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 кислотаТак, 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 — гидрокарбонатТак, 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