Kalsiumkarbonat

kalsiumkarbonat

Kalsiumkarbonat, CaCO₃, er den mest utbredte og mest utnyttede kalsiumforbindelsen i jordskorpen. Kalsiumkarbonat danner tre forskjellige krystallstrukturer: kalsitt (kalkspat), aragonitt og den meget sjeldne vateritt.

Kalsiumkarbonat som finnes på jorden i dag er alle dannet ved utkrystallisering fra vann. De største mengdene er kritt, kalkstein og marmor. Kritt er dannet fra skjelettet av forskjellige marine organismer for ca 135 millioner år siden. Kalkstein er dannet ved utfelling fra sjøer når vannet dampet av og vannet ble mettet på kalsiumkarbonat.  Marmor er dannet fra smeltet kalkstein. Den smeltet da temperaturen i kalsteinen ble høy nok fordi den etterhvert ble dekket over og kom under høyere trykk. Ved avkjøling krystalliserte kalsiumkarbonat ut og dannet marmor.

Kalsitt ble funnet i form av store krystaller på Island. De bryter lyset slik at man ser to bilder av et objekt som blir plassert under en slik krystall (se dobbeltbrytning). En slik krystall blir kalt en nicolprisme og brukes i visse mikroskoper.

Mange speleothemer funnet i huler er dannet av kalsiumkarbonat.

Kalsiumkarbonat er tungt løselig i vann. Det felles som et hvitt bunnfall når karbonationer tilsettes en løsning av et kalsiumsalt:

CO₃^2–(aq) + Ca²⁺(aq) → CaCO₃(s)

Kalsiumkarbonat løses lett i syrer og det dannes karbondioksidgass:

CaCO₃(s) + 2H₃O⁺(aq) → Ca²⁺(aq) + 3H₂O(l) + CO₂(g)

I karbondioksidholdig vann løses kalsiumkarbonat og det dannes hydrogenkarbonationer:

CaCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) → Ca²⁺(aq) +  2HCO₃^–(aq)

Denne prosessen foregår i naturen og er årsak til at vannet blir hardt. Hardt vann som skyldes kalsiumkarbonat kalles temporær (midlertidig) fordi den kan fjernes ved å koke vannet. Reaksjon vil da foregå fra høyre mot venstre, kalsiumkarbonat vil felles og kan filtreres fra.

Ved oppvarming til over 900 ^oC  spaltes kalsiumkarbonat til kalsiumoksid og karbondioksid:

CaCO₃ (s) → CaO(s) + CO₂(g)

Kalsiumkarbonat brukes til fremstilling av de fleste andre kalsiumforbindelser som kalsiumnitrat. Brent eller lesket kalk (se kalsiumoksid)  brukes  i industrien. Natriumkarbonat brukes til fremstilling av glass:

Na₂CO₃(l) + xSiO₂(s) → Na₂O·xSiO₂(l) + CO2(g)

Kalsiumforbindelser brukes også i jern-og stålindustrien, i sement-, porselen- og annen keramisk industri, i cellulose- og papirindustrien, til fremstilling av ildfaste materialer og som hvitt fargepigment m.m.