Kalzium-Karbonat ist eine chemische Zusammensetzung mit der Formel CaCO. Es ist eine allgemeine Substanz, die in Felsen in allen Teilen der Welt gefunden ist, und ist der Hauptbestandteil von Schalen von Seeorganismen, Schnecken, Kohlenbällen, Perlen und Eierschalen. Kalzium-Karbonat ist die aktive Zutat in landwirtschaftlicher Limone, und ist gewöhnlich die Hauptursache von hartem Wasser. Es wird medizinisch als eine Kalzium-Ergänzung oder als ein Antazidum allgemein verwendet, aber übermäßiger Verbrauch kann gefährlich sein.

Chemische Eigenschaften

Kalzium-Karbonat teilt die typischen Eigenschaften anderer Karbonate. Namentlich:

• es reagiert mit starken Säuren, Kohlendioxyd veröffentlichend:

:CaCO + 2 HCl  CaCl + CO + HO

• es veröffentlicht Kohlendioxyd bei der Heizung (zu obengenannten 840 °C im Fall von CaCO), um Kalzium-Oxyd, allgemein genannten gelöschten Kalk, mit der Reaktion enthalpy 178 kJ / Maulwurf zu bilden:

:CaCO  CaO + CO

Kalzium-Karbonat wird mit Wasser reagieren, das mit dem Kohlendioxyd gesättigt wird, um das auflösbare Kalzium-Bikarbonat zu bilden.

:CaCO + CO + HO  Ca (HCO)

Diese Reaktion ist in der Erosion von Karbonat-Felsen wichtig, Höhlen bildend, und führt zu hartem Wasser in vielen Gebieten.

Vorbereitung

Die große Mehrheit des in der Industrie verwendeten Kalzium-Karbonats wird herausgezogen, indem sie abbaut oder abbaut. Reines Kalzium-Karbonat (z.B für das Essen oder den pharmazeutischen Gebrauch), kann von einer reinen abgebauten Quelle (gewöhnlich Marmor) erzeugt werden.

Wechselweise ist Kalzium-Karbonat durch das Kalzinieren groben Kalzium-Oxyds bereit. Wasser wird hinzugefügt, um Kalzium-Hydroxyd zu geben, und Kohlendioxyd wird durch diese Lösung passiert, das gewünschte Kalzium-Karbonat hinabzustürzen, das auf in der Industrie als hinabgestürztes Kalzium-Karbonat (PCC) verwiesen ist:

: CaCO  CaO + CO

: CaO + HO  Ca (OH)

:Ca (OH) + CO  CaCO + HO

Ereignis

Geologische Quellen

Kalkspat, Aragonite und Vaterite sind reine Kalzium-Karbonat-Minerale. Andere industriell wichtige Quellminerale, die vorherrschend Kalzium-Karbonat sind, schließen Kalkstein, Kreide, Marmor und Travertin ein.

Biologische Quellen

Eierschalen, Schneckenschalen und die meisten Muscheln sind vorherrschend Kalzium-Karbonat und können als Industriequellen dieser Chemikalie verwendet werden.

Austernschalen haben neue traurige Berühmtheit als eine Quelle von diätetischem Kalzium genossen, aber sind auch eine praktische Industriequelle. Während nicht praktisch als eine Industriequelle dunkelgrüne Gemüsepflanzen wie Brokkoli und Grünkohl dietarily bedeutende Beträge des Kalzium-Karbonats enthalten.

Geologie

Karbonat wird oft in geologischen Einstellungen gefunden, und setzen Sie ein enormes Kohlenstoff-Reservoir ein. Kalzium-Karbonat kommt als aragonite und Kalkspat vor. Die Karbonat-Minerale bilden die Felsen-Typen: Kalkstein, Kreide, Marmor, Travertin, tufa, und andere.

In Wendekreis-Einstellungen ist das Wasser warm und klar. Korallen sind in dieser Umgebung reichlicher als zu den Polen, wo das Wasser kalt ist. Kalzium-Karbonat-Mitwirkende, einschließlich des Planktons (wie coccoliths und planktic foraminifera), korallenartige Algen, Schwämme, brachiopods, Echinodermen, bryozoa und Weichtiere, werden normalerweise in seichten Wasserumgebungen gefunden, wo Sonnenlicht und filtrierbares Essen reichlicher sind. Kalt-Wasserkarbonate bestehen wirklich an höheren Breiten, aber haben eine sehr langsame Wachstumsrate. Die Kalkbildungsprozesse werden durch die Ozeanansäuerung geändert.

Wo die ozeanische Kruste subducted unter einem Kontinentalteller ist, werden Bodensätze unten zu wärmeren Zonen im astenosphere und mesosphere getragen, wo das Kalzium-Karbonat zum Kohlendioxyd zersetzt wird, das Explosivstoff vulcanic Ausbrüche verursachen wird.

Karbonat-Entschädigungstiefe

Die Karbonat-Entschädigungstiefe (CCD) ist der Punkt im Ozean, wo die Rate des Niederschlags des Kalzium-Karbonats durch die Rate der Auflösung wegen der Bedingungsgegenwart erwogen wird. Tief im Ozean, den Temperaturfällen und Druck-Zunahmen. Kalzium-Karbonat ist in dieser seiner Löslichkeit Zunahmen mit dem Verringern der Temperatur ungewöhnlich. Erhöhung des Drucks vergrößert auch die Löslichkeit des Kalzium-Karbonats. Der CCD kann sich von 4-6 km unter dem Meeresspiegel erstrecken.

Taphonomy

Kalzium-Karbonat kann Fossilien durch permineralization bewahren. Die meisten Wirbelfossilien der Zwei Medizin-Bildung, die für seine von der Ente in Rechnung gestellten Dinosaurier-Eier bekannt ist, werden von CaCO permineralization bewahrt. Dieser Typ der Bewahrung bewahrt hohe Niveaus des Details sogar unten zum mikroskopischen Niveau. Jedoch verlässt es auch Muster verwundbar für die Verwitterung, wenn ausgestellt, zur Oberfläche.

Gebrauch

Industrieanwendungen

Der Hauptgebrauch des Kalzium-Karbonats ist in der Bauindustrie, entweder als ein Baumaterial oder als Kalkstein-Anhäufung für roadbuilding oder als eine Zutat von Zement oder als das Ausgangsmaterial für die Vorbereitung von Limone des Baumeisters durch das Brennen in einem Brennofen. Jedoch, wegen der durch den sauren Regen hauptsächlich verursachten Verwitterung, wird Kalzium-Karbonat (in der Kalkstein-Form) nicht mehr verwendet, um Zwecke selbstständig, und nur als eine rohe/primäre Substanz zu bauen, um Materialien zu bauen.

Kalzium-Karbonat wird auch in der Reinigung von Eisen von Eisenerz in einem Hochofen verwendet. Das Karbonat wird in situ kalziniert, um Kalzium-Oxyd zu geben, das eine Schlacke mit der verschiedenen Unreinheitsgegenwart bildet, und sich vom gereinigten Eisen trennt.

In der Erdölindustrie wird Kalzium-Karbonat zu Bohrflüssigkeiten als ein Bildungsüberbrücken und filtercake-auf-Robbenjagd-gehendes Reagenz hinzugefügt; es ist auch ein Gewichtungsmaterial, das die Dichte von Bohrflüssigkeiten vergrößert, um den downhole Druck zu kontrollieren. Kalzium-Karbonat wird zu Schwimmbädern, als ein pH corrector hinzugefügt, um Alkalinität aufrechtzuerhalten und die acidic Eigenschaften des antiseptischen Agenten auszugleichen.

Kalzium-Karbonat ist ein Hauptbestandteil der Wandtafel-Kreide traditionell gewesen. Jedoch ist moderne verfertigte Kreide größtenteils, wasserhaltiges Gipskalzium-Sulfat CaSO · 2HO. Kalzium-Karbonat ist eine Hauptquelle, für Seacrete oder Biorock zu wachsen. Hinabgestürztes Kalzium-Karbonat (PCC), das in der nuscheligen Form vorverstreut ist, ist ein allgemeines Füller-Material für Latexhandschuhe mit dem Ziel, das maximale Sparen im Material und den Produktionskosten zu erreichen.

Feines Boden-Kalzium-Karbonat (GCC) ist eine wesentliche Zutat im mikroporösen in Babys verwendeten Film verziert mit Rautenmuster und einige Baufilme, weil die Poren nucleated um die Kalzium-Karbonat-Partikeln während der Fertigung des Films durch das zweiachsige Ausdehnen sind. GCC oder PCC werden als ein Füller in der Zeitung verwendet, weil sie preiswerter sind als Holzfaser. Der Druck und Schreibpapier kann 10-20-%-Kalzium-Karbonat enthalten. In Nordamerika hat Kalzium-Karbonat begonnen, Porzellanerde in der Produktion von Kunstdruckpapier zu ersetzen. Europa hat das als alkalische Papierherstellung oder säurefreie Papierherstellung seit einigen Jahrzehnten geübt. PCC hat eine sehr feine und kontrollierte Partikel-Größe, auf der Ordnung von 2 Mikrometern im Durchmesser, nützlich in Überzügen für Papier.

Kalzium-Karbonat wird als ein Ex-Anerbieten in Farben in besonderer matte Emulsionsfarbe weit verwendet, wo normalerweise 30 % durch das Gewicht der Farbe entweder Kreide oder Marmor sind. Es ist auch ein populärer Füller in Plastik. Einige typische Beispiele schließen das Laden von ungefähr 15 bis 20 % der Kreide im unplasticized Polyvinylchlorid (uPVC) Abflussrohr-Pfeife ein, das Laden von 5 bis 15 % von stearate hat Kreide oder Marmor im uPVC Fensterprofil angestrichen. PVC-Kabel können Kalzium-Karbonat an loadings von bis zu 70 phr (Teile pro Hundert Teile von Harz) verwenden, um mechanische Eigenschaften (Zugbelastung und Verlängerung) und elektrische Eigenschaften (spezifischer Volumen-Widerstand) zu verbessern. Polypropylen-Zusammensetzungen werden häufig mit dem Kalzium-Karbonat gefüllt, um Starrheit, eine Voraussetzung zu vergrößern, die wichtig bei hohen Gebrauch-Temperaturen wird. Hier ist der Prozentsatz häufig 20-40 %. Es hat auch alltäglich als ein Füller in duroplastischen Harzen (Platte und Hauptteil-Zierleiste-Zusammensetzungen) verwendet und ist auch mit ABS gemischt worden, und andere Zutaten, um einige Typen der Kompression zu bilden, haben "Ton"-Schürstange-Chips geformt. Hinabgestürztes Kalzium-Karbonat, das durch das Fallen von Kalzium-Oxyd in Wasser gemacht ist, wird allein oder mit Zusätzen als eine weiße Farbe, bekannt als das Tünchen verwendet.

Kalzium-Karbonat wird zu einer breiten Reihe des Handels hinzugefügt, und tun Sie es selbst Bindemittel, Dichtungsmaterialien und Verzieren-Füller. Keramische Ziegel-Bindemittel enthalten normalerweise Kalkstein von 70 bis 80 %. Schmückende Sprungfüller enthalten ähnliche Niveaus von Marmor oder Dolomiten. Es wird auch mit dem Kitt im Setzen von Buntglasfenstern, und als ein Widerstehen gemischt, um Glas davon abzuhalten, bei Brennofen-Borden zu bleiben, wenn man Polituren und Farben bei der hohen Temperatur anzündet.

In Anwendungen der Keramik/Verglasung ist Kalzium-Karbonat als Schuhweiß bekannt, und ist eine allgemeine Zutat für viele Polituren in seiner weißen bestäubten Form. Wenn eine Politur, die dieses Material enthält, in einem Brennofen, den Schuhweiß-Taten als ein Fluss-Material in der Politur angezündet wird. Boden-Kalzium-Karbonat ist ein Poliermittel (sowohl als das Reinigen von Puder als auch als eine Zutat des Haushalts, der Sahnen scheuert) insbesondere in seiner Kalkspat-Form, die das relativ niedrige Härte-Niveau 3 auf der Skala von Mohs der Mineralhärte hat, und deshalb Glas und den grössten Teil anderen Keramik, Email, Bronze, Eisen und Stahl nicht kratzen, und eine gemäßigte Wirkung auf weichere Metalle wie Aluminium und Kupfer haben wird. Ein Teig, der vom Kalzium-Karbonat und deionized Wasser gemacht ist, kann verwendet werden, um Trübung auf Silber zu reinigen.

Gesundheit und diätetische Anwendungen

Kalzium-Karbonat wird medizinisch als eine billige diätetische Kalzium-Ergänzung oder Magenantazidum weit verwendet. Es kann als ein Phosphatbinder für die Behandlung von hyperphosphatemia (in erster Linie in Patienten mit dem chronischen Nierenmisserfolg) verwendet werden. Es wird auch in der pharmazeutischen Industrie als ein träger Füller für Blöcke und andere Arzneimittel verwendet.

bekannt, hilft das Kalzium-Karbonat unter Reizdarm-Leidenden, Diarrhöe zu reduzieren. Einige Personen melden symptomfrei seit der Startergänzung zu sein. Der Prozess, in dem Kalzium-Karbonat Diarrhöe reduziert, ist durch verbindliches Wasser im Darm, der einen Stuhl schafft, der fester und besser gebildet wird. Kalzium-Karbonat-Ergänzungen werden häufig mit Magnesium in verschiedenen Verhältnissen verbunden. Das sollte in Betracht gezogen werden, weil, wie man bekannt, Magnesium Diarrhöe verursacht.

Kalzium-Karbonat wird in der Produktion der Zahnpasta verwendet und hat ein Wiederaufleben als ein Essen Schutz- und Farbenvorschuss, wenn verwendet, in oder mit Produkten wie organische Äpfel oder Essen gesehen.

Das Überkalzium von Ergänzungen, gekräftigtem Essen und Diäten des hohen Kalziums, kann das Milchalkali-Syndrom verursachen, das ernste Giftigkeit hat und tödlich sein kann. 1915 hat Bertram Sippy die "Regierung von Sippy" der stündlichen Nahrungsaufnahme von Milch und Sahne und der allmählichen Hinzufügung von Eiern eingeführt und hat Zerealien seit 10 Tagen gekocht, die mit alkalischen Pudern verbunden sind, die symptomatische Erleichterung für Magengeschwür-Krankheit zur Verfügung gestellt haben. Im Laufe der nächsten mehreren Jahrzehnte ist die Regierung von Sippy auf Nierenmisserfolg, alkalosis, und hypercalcemia größtenteils in Männern mit Magengeschwür-Krankheit hinausgelaufen. Diese nachteiligen Effekten wurden umgekehrt, als die Regierung angehalten hat, aber es war in einigen Patienten mit dem in die Länge gezogenen Erbrechen tödlich. Alkalisches Milchsyndrom, das in Männern nach wirksamen Behandlungen für Magengeschwür-Krankheit geneigt ist, ist entstanden. Während der letzten 15 Jahre ist es in Frauen berichtet worden, die Kalzium-Ergänzungen über der empfohlenen Reihe 1.2 zu 1.5 g täglich, für die Verhinderung und Behandlung von osteoporosis nehmen, und wird durch Wasserentzug verschlimmert. Kalzium ist zu freihändigen Produkten hinzugefügt worden, der zu unachtsamer übermäßiger Aufnahme beiträgt. Übermäßige Kalzium-Aufnahme kann zu hypercalcemia führen, dessen Komplikationen das Erbrechen, den Unterleibsschmerz einschließen und geistigen Status verändert haben.

Als ein Nahrungsmittelzusatz wird es E170 benannt; INS Nummer 170. Verwendet als ein Säure-Gangregler, anticaking Reagenz, stabiliser oder Farbe wird es für den Gebrauch in der EU, den USA und Australien und Neuseeland genehmigt. Es wird in einigen Sojabohne-Milchprodukten als eine Quelle von diätetischem Kalzium verwendet; eine Studie weist darauf hin, dass Kalzium-Karbonat so bioverfügbar sein könnte wie das Kalzium in der Milch der Kuh. Kalzium-Karbonat wird auch als ein Festmachen-Agent in vielen konserviert verwendet oder hat Gemüseprodukte in Flaschen abgefüllt.

Umweltanwendungen

1989 hat ein Forscher, Ken Simmons, CaCO in den Schleifstein-Bach in Massachusetts eingeführt. Seine Hoffnung bestand darin, dass das Kalzium-Karbonat die Säure im Strom vom sauren Regen entgegnen und die Forelle retten würde, die aufgehört hatte zu laichen. Obwohl sein Experiment ein Erfolg war, hat es wirklich die Beträge von Aluminiumionen im Gebiet des Bachs vergrößert, der mit dem Kalkstein nicht behandelt wurde. Das zeigt, dass CaCO hinzugefügt werden kann, um die Effekten des sauren Regens in Flussökosystemen für neutral zu erklären. Zurzeit wird Kalzium-Karbonat verwendet, um acidic Bedingungen sowohl in Boden als auch in Wasser für neutral zu erklären. Seit den 1970er Jahren ist solcher liming auf einem in großem Umfang in Schweden geübt worden, um Ansäuerung und mehrere tausend Seen zu lindern, und Ströme sind limed wiederholt.

Kalzinierungsgleichgewicht

Die Kalzinierung von Kalkstein mit Holzkohle-Feuern, um gelöschten Kalk zu erzeugen, ist seit der Altertümlichkeit durch Kulturen überall auf der Welt geübt worden. Die Temperatur, bei der Kalkstein-Ertrag-Kalzium-Oxyd gewöhnlich als 825 °C gegeben wird, aber das Angeben einer absoluten Schwelle ist irreführend. Kalzium-Karbonat besteht im Gleichgewicht mit Kalzium-Oxyd und Kohlendioxyd bei jeder Temperatur. Bei jeder Temperatur gibt es einen teilweisen Druck des Kohlendioxyds, das im Gleichgewicht mit dem Kalzium-Karbonat ist. Bei der Raumtemperatur bevorzugt das Gleichgewicht überwältigend Kalzium-Karbonat, weil das Gleichgewicht CO Druck ist nur ein winzige Bruchteil des teilweisen CO Drucks in Luft, die ungefähr 0.035 kPa ist.

Bei Temperaturen über 550 °C das Gleichgewicht beginnt CO Druck, den CO Druck in Luft zu überschreiten. So über 550 °C beginnt Kalzium-Karbonat zu outgas CO in Luft. Jedoch, in einer Holzkohle hat Brennofen angezündet, die Konzentration von CO wird viel höher sein, als es in Luft ist. Tatsächlich, wenn der ganze Sauerstoff im Brennofen im Feuer verbraucht wird, dann kann der teilweise Druck von CO im Brennofen nicht weniger als 20 kPa sein.

Der Tisch zeigt, dass dieser Gleichgewicht-Druck nicht erreicht wird, bis die Temperatur fast 800 °C ist. Für den outgassing von CO vom Kalzium-Karbonat, um an einer wirtschaftlich nützlichen Rate zu geschehen, muss der Gleichgewicht-Druck den umgebenden Druck von CO bedeutsam überschreiten. Und dafür, um schnell zu geschehen, muss der Gleichgewicht-Druck atmosphärischen Gesamtdruck von 101 kPa überschreiten, der an 898 °C geschieht.

Löslichkeit

Mit dem Verändern des CO Drucks

Kalzium-Karbonat ist in reinem Wasser (47 mg/L am normalen atmosphärischen CO teilweisen Druck, wie gezeigt, unten) schlecht auflösbar.

Das Gleichgewicht seiner Lösung wird durch die Gleichung (mit dem aufgelösten Kalzium-Karbonat rechts) gegeben:

wo das Löslichkeitsprodukt für [Ca] [CO] als überall von K = 3.7×10 zu K = 8.7×10 an 25 °C abhängig von Datenquelle gegeben wird. Was die Gleichung bedeutet, ist, dass das Produkt der Mahlzahn-Konzentration von Kalzium-Ionen (Maulwürfe von aufgelöstem Ca pro Liter der Lösung) mit der Mahlzahn-Konzentration von aufgelöstem CO den Wert von K nicht überschreiten kann. Diese anscheinend einfache Löslichkeitsgleichung muss jedoch zusammen mit dem mehr komplizierten Gleichgewicht des Kohlendioxyds mit Wasser genommen werden (sieh kohlenstoffhaltige Säure). Einige der CO verbinden sich mit H in der Lösung gemäß:

HCO ist als das Bikarbonat-Ion bekannt. Kalzium-Bikarbonat ist oft in Wasser mehr auflösbar als Kalzium-Karbonat — tatsächlich besteht es nur in der Lösung.

Einige der HCO verbinden sich mit H in der Lösung gemäß:

Einige der HCO lösen sich in Wasser und aufgelöstes Kohlendioxyd auf gemäß:

Und aufgelöstes Kohlendioxyd ist im Gleichgewicht mit dem atmosphärischen Kohlendioxyd gemäß:

Für umgebende Luft, ist ringsherum 3.5×10 Atmosphären (oder gleichwertig 35 Papa). Die letzte Gleichung befestigt oben die Konzentration von aufgelöstem CO als eine Funktion, unabhängig der Konzentration von aufgelöstem CaCO. Am atmosphärischen teilweisen Druck von CO ist aufgelöste CO Konzentration 1.2×10 Maulwürfe/Liter. Die Gleichung bevor befestigt das die Konzentration von HCO als eine Funktion von [CO]. Für [CO] =1.2×10 läuft es [HCO] =2.0×10 auf Maulwürfe pro Liter hinaus. Wenn [HCO], die restlichen drei Gleichungen zusammen mit bekannt ist

(der für alle wässrigen Lösungen wahr ist), und die Tatsache, dass die Lösung, elektrisch neutral sein muss

:2 [Ca] + [H] = [HCO] + 2 [CO] + [OH]

machen Sie es möglich, gleichzeitig für die restlichen fünf unbekannten Konzentrationen zu lösen (bemerken Sie, dass die obengenannte Form der Neutralitätsgleichung nur gültig ist, wenn Kalzium-Karbonat im Kontakt mit reinem Wasser oder mit einer neutralen PH-Lösung gestellt worden ist; im Fall, wo das Ursprung-Wasser lösender pH nicht neutral ist, wird die Gleichung modifiziert).

Der Tisch auf dem Recht zeigt das Ergebnis für [Ca], und [H] (in der Form des pH) als eine Funktion des umgebenden teilweisen Drucks von CO (K = 4.47×10 ist für die Berechnung genommen worden).

• An atmosphärischen Niveaus von umgebendem CO zeigt der Tisch an, dass die Lösung mit einer maximalen Löslichkeit von CaCO von 47 mg/L ein bisschen alkalisch sein wird.
• Da umgebender CO teilweiser Druck unter atmosphärischen Niveaus reduziert wird, wird die Lösung immer alkalischer. An äußerst niedrigem, aufgelöstem CO verdampfen Bikarbonat-Ion und Karbonat-Ion größtenteils von der Lösung, eine hoch Lauge von Kalzium-Hydroxyd verlassend, das mehr auflösbar ist als CaCO. Bemerken Sie, dass für = 10 atm [Ca] [OH] Produkt noch unter dem Löslichkeitsprodukt von Ca (OH) (8×10) ist. Für noch den CO niedrigeren Druck Ca (OH) wird Niederschlag vor dem Niederschlag von CaCO vorkommen.
• Als umgebender CO teilweiser Druck zu Niveaus über dem atmosphärischen, den PH-Fällen zunimmt, und viel vom Karbonat-Ion zum Bikarbonat-Ion umgewandelt wird, das auf höhere Löslichkeit von Ca hinausläuft.

Die Wirkung der Letzteren ist im täglichen Leben von Leuten besonders offensichtlich, die hartes Wasser haben. Das Wasser in der aquifers Untergrundbahn kann zu Niveaus von CO viel höher ausgestellt werden als atmosphärisch. Da solches Wasser durch den Kalzium-Karbonat-Felsen durchsickert, löst sich CaCO gemäß der zweiten Tendenz auf. Wenn dieses dasselbe Wasser dann aus dem Klaps erscheint, rechtzeitig tritt es in Gleichgewicht mit CO Niveaus in der Luft durch outgassing sein überschüssiger CO ein. Das Kalzium-Karbonat wird weniger auflösbar infolgedessen, und das Übermaß schlägt sich als Limone-Skala nieder. Dieser derselbe Prozess ist für die Bildung von Stalaktiten und Stalagmiten in Kalkstein-Höhlen verantwortlich.

Zwei wasserhaltige Phasen des Kalzium-Karbonats, monohydrocalcite, CaCO · HO und ikaite, CaCO · 6HO, kann sich von Wasser an umgebenden Bedingungen niederschlagen und als metastable Phasen andauern.

Mit dem unterschiedlichen pH

Denken Sie das Problem der maximalen Löslichkeit des Kalzium-Karbonats in normalen atmosphärischen Bedingungen (= 3.5 × 10 atm), wenn der pH der Lösung angepasst wird. Das ist zum Beispiel der Fall in einem Schwimmbad, wo der pH zwischen 7 und 8 (durch die Hinzufügung von Natrium bisulfate NaHSO aufrechterhalten wird, um den pH oder vom doppeltkohlensauren Natron NaHCO zu vermindern, um ihn zu vergrößern). Von den obengenannten Gleichungen für das Löslichkeitsprodukt, die Hydratationsreaktion und die zwei sauren Reaktionen, kann der folgende Ausdruck für das Maximum [Ca] leicht abgeleitet werden:

die Vertretung einer quadratischen Abhängigkeit in [H]. Die numerische Anwendung mit den obengenannten Werten der Konstanten gibt

Anmerkungen:

• das Verringern des pH von 8 bis 7 Zunahmen die maximale Konzentration von Ca durch einen Faktor 100. Das Wasser mit einem pH, der zu 7 aufrechterhalten ist, kann bis zu 15.9 mg/L von CaCO auflösen. Das erklärt die hohe Konzentration von Ca in etwas Mineralwasser mit dem pH in der Nähe von 7.
• bemerken Sie, dass die Konzentration von Ca des vorherigen Tisches für den pH = 8.27 wieder erlangt wird
• das Halten des pH zu 7.4 in einem Schwimmbad (der HClO/ClO optimales Verhältnis im Fall von der "Chlor"-Wartung gibt) läuft auf eine maximale Konzentration von Ca von 1010 mg/L hinaus. Das bedeutet, dass aufeinander folgende Zyklen der Wassereindampfung und des teilweisen Erneuerns auf ein sehr hartes Wasser hinauslaufen können, bevor sich CaCO niederschlägt (das Wasser mit einer Konzentration von Ca über 120 mg/L wird sehr hart betrachtet). Hinzufügung eines Kalzium-Absondern-Agenten oder das ganze Erneuern des Wassers werden das Problem beheben.

Löslichkeit in einer starken oder schwachen sauren Lösung

Lösungen von starken (HCl), gemäßigt stark (sulfamic) oder schwach (essigsauer, Zitronen-, sorbic, Milch-, phosphorig) Säuren sind gewerblich verfügbar. Sie werden als Entkalken-Agenten allgemein verwendet, um Limescale-Ablagerungen zu entfernen. Der maximale Betrag von CaCO, der durch einen Liter einer sauren Lösung "aufgelöst" werden kann, kann mit den obengenannten Gleichgewicht-Gleichungen berechnet werden.

• Im Fall von einer starken Monosäure mit dem Verringern saurer Konzentration = herrschen wir (mit der Mahlzahn-Masse von CaCO = 100 g) vor:

wo der anfängliche Staat die saure Lösung ohne Ca ist (mögliche CO Auflösung nicht in Betracht ziehend) und der Endstaat die Lösung mit durchtränktem Ca ist. Für starke saure Konzentrationen haben alle Arten eine unwesentliche Konzentration im Endstaat in Bezug auf Ca und, so dass die Neutralitätsgleichung ungefähr zu 2 [Ca] = [Ein] Tragen abnimmt. Wenn die Konzentration abnimmt, [HCO] wird nichtunwesentlich, so dass der vorhergehende Ausdruck nicht mehr gültig ist. Für verschwindende saure Konzentrationen kann man den End-pH und die Löslichkeit von CaCO in reinem Wasser wieder erlangen.

• Im Fall von einer schwachen Monosäure (hier nehmen wir essigsaure Säure mit pK = 4.76), mit dem Verringern saurer Gesamtkonzentration = + [AH] herrschen wir vor:

Für dieselbe saure Gesamtkonzentration ist der anfängliche pH der schwachen Säure weniger sauer als diejenige der starken Säure; jedoch ist der maximale Betrag von CaCO, der aufgelöst werden kann, ungefähr dasselbe. Das ist, weil im Endstaat der pH größer ist als der pK, so dass die schwache Säure fast völlig abgesondert wird, schließlich so viele H Ionen nachgebend, wie die starke Säure, um das Kalzium-Karbonat "aufzulösen".

• Die Berechnung im Fall von phosphoriger Säure (der am weitesten verwendet für Innenanwendungen ist) ist mehr kompliziert, da die Konzentrationen der vier Trennungsstaaten entsprechend dieser Säure zusammen mit [HCO], [CO], [Ca], [H] und [OH] berechnet werden müssen. Das System kann auf eine siebente Grad-Gleichung für [H] reduziert werden, dessen numerische Lösung gibt

wo = [HPO] + [HPO] + [HPO] + [PO] die saure Gesamtkonzentration ist. So ist phosphorige Säure effizienter als eine Monosäure, da am fast neutralen End-pH die zweite abgesonderte Zustandkonzentration [HPO] nicht unwesentlich ist (sieh phosphorige Säure).

Siehe auch

• Sepiaschale
• Tintenfisch
• Gesso
• Limescale
• Marmor
• Ozeanansäuerung

Links

• ATC Codes: und
• Die britische Kalzium-Karbonat-Vereinigung - Was Kalzium-Karbonat ist