"Palæontologi og calciumcarbonat"
Calciumcarbonat
Calciumcarbonat (calciumcarbonat) - uorganisk kemisk forbindelse, salt kulsyre og calcium.
Kemisk formel- CaCO 3 .
Calciumcarbonat i naturen
Calciumcarbonat er grundlaget for de fleste naturlige mineraler calcium (kridt, marmor, kalksten, shell rock, calcit, Island spar). I ren form stof hvid eller farveløse krystaller. Calciumforbindelser - kalksten, marmor, gips (såvel som kalk - et produkt af kalcinering af kalksten) er blevet brugt i byggeriet for flere tusinde år siden. Op til sent XVIIIårhundreder troede kemikere på kalk simpelt stof. I 1789 foreslog A. Lavoisier, at kalk, magnesia, baryt, aluminiumoxid og silica er komplekse stoffer.
I den naturlige migration af calcium spilles en væsentlig rolle af "carbonatligevægten", der er forbundet med reversibel reaktion interaktion af calciumcarbonat med vand og kuldioxid til dannelse af opløseligt bicarbonat:
(ligevægten skifter til venstre eller højre afhængig af koncentrationen af kuldioxid).
Calciumforbindelser findes i næsten alle dyr og plantevæv. En betydelig mængde calcium findes i levende organismer. Mange hvirvelløse dyrs skaller og skaller, æggeskaller osv. er lavet af calciumcarbonat CaCO 3. I levende væv hos mennesker og dyr er der 1,4-2 % Ca (iflg. massefraktion); i en menneskelig krop, der vejer 70 kg, er calciumindholdet omkring 1,7 kg (hovedsageligt i det intercellulære stof i knoglevæv).
Kemiske egenskaber af calciumcarbonat
Ved opvarmning nedbrydes calciumcarbonat til det tilsvarende oxid og carbondioxid.
Calciumcarbonat reagerer med vand indeholdende opløst kuldioxid og danner opløsninger af bikarbonater:
Ved opvarmning og selv når man forsøger at adskille bikarbonat fra opløsning, fjernelse af vand når stuetemperatur, udvider det sig ifølge den omvendte reaktion:
Ca 2 + + 2HCO 3 - = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Calciumcarbonat reagerer med syrer for at frigive kuldioxid
Calciumcarbonat er uopløseligt i vand og ethanol.
Calcit, kalk spar - et mineral, en af de naturlige former calciumcarbonat. Ekstremt udbredt på Jordens overflade, et stendannende mineral. Calcit er sammensat af kalksten, kridtsten, mergel og karbonatitter. Calcit er det mest almindelige biomineral: det er en del af skallerne og endoskelettet hos de fleste hvirvelløse dyr, såvel som de integumentære strukturer af nogle encellede organismer.
Navnet blev foreslået af Heidinger i 1845 og stammer fra navnet kemisk element, fra lat. calx (slægten calcis) - lime.
I sin rene form er calcit hvid eller farveløs, gennemsigtig (Iceland spar) eller gennemskinnelig, afhængigt af graden af perfektion krystal struktur. Urenheder giver det forskellige farver.
Calcit tilhører det trigonale system. Krystaller er meget forskellige, men oftest rhomboedral (skarpe, grundlæggende og stumpe rhombohedrons). Calcit komponerer marmorklippen og er den vigtigste integreret del kalksten. Danner ofte pseudomorfer på organiske rester, der erstatter skallerne af gamle bløddyr og koraller ("fossiler").
Kalksten
Kalksten er en sedimentær bjergart af organisk oprindelse, der hovedsageligt består af calcitkrystaller af forskellige størrelser og dannet med deltagelse af levende organismer i havbassiner.
Kalksten, der hovedsageligt består af skaller af havdyr og deres fragmenter, kaldes shell rock. Under metamorfosen omkrystalliserer kalksten og danner marmor.
Navnet på en række kalksten afspejler tilstedeværelsen i den af rester af stendannende organismer, udbredelsesområde, struktur (for eksempel olitiske kalksten), urenheder (jernholdige), forekomstens art (kalksten), geologisk alder ( trias).
Hele kalksten består af bjergkæder i Alperne er kalksten udbredt andre steder. Kalksten har ingen glans, den er normalt lysegrå i farven, men kan være hvid eller mørk, næsten sort, blålig, gullig eller pink, afhængig af sammensætningen af urenheder.
Marmor
Marmor (gammelgræsk μάρμαρος - "hvid eller skinnende sten") er en metamorf bjergart, der kun består af kalcit, samt organiske forbindelser. Marmor er dannet ved metamorfose ved moderate temperaturer og tryk fra overvejende karbonat sedimentære bjergarter. Under disse forhold oplever meget små korn af calcium og magnesiumcarbonat i sedimentære bjergarter "blastose" - krystalforstørrelse.
Et stort antal marmorforekomster er blevet udforsket i verden. De mest kendte er Carrara i Italien, Parian og Pendelikon i Grækenland. I Rusland er disse Kibik-Kordonskoye i Krasnoyarsk-territoriet, Burovshchina i Transbaikalia, Ufaleyskoye i Ural, Ruskealskoye og Belogorskoye i Karelen. Farven på marmor afhænger også af urenheder.
Palæontologi
Palæontologi(fra oldgræsk παλαιοντολογία) - videnskaben om organismer, der eksisterede i fortiden geologiske perioder og bevaret i form af fossile rester, samt spor af deres livsaktivitet.
Palæontologer studerer ikke kun resterne af dyr og planter selv, men også deres forstenede spor, kasserede skaller og andre beviser på deres eksistens. Palæontologi bruger også metoder inden for palæøkologi og palæoklimatologi til at reproducere organismers levende miljø, sammenlign. moderne miljø levesteder for organismer, antagelser om levesteder for uddøde osv.
Fossile rester eller fossiler er blevet brugt af mennesker siden palæolitikum. Dette bevises af fund af halskæder lavet af fragmenter af uddøde koraller og søpindsvin, brugt i begravelsesritualer og andre arkæologiske fund. Forskellige fossiler er nævnt i sagn, myter og eventyr. Så belemnitter kaldes "djævlens fingre" og ind orientalske fortællinger de betragtes som åndernes fingernegle, foraminifera-skaller - nummulitider i legenderne om Alexander den Stores slag beskrives som forstenede mønter.
De første videnskabelige skriftlige dokumenter om fossile organismer tilhører oldtidens græske naturforskere og filosoffer. Naturvidenskabens succeser for de gamle grækere blev opsummeret i Aristoteles' værker, der levede i 384-322. Før Ny æra, - en stor tænker af sin tid, der skabte grundlaget for klassificeringen af dyr, begyndelsen af komparativ anatomi og embryologi. Han anså fossiler for at være rester af havdyr. Mange århundreder senere i XV-XVI århundreder. Denne opfattelse af fossiler blev understøttet af Leonardo da Vinci (1452-1519), selvom der på det tidspunkt var andre synspunkter, især at fossiler er genstande skabt af Gud efter syndfloden.
I XVII-XVIII århundreder. intensiv forskning begynder i forskellige brancher naturvidenskab. Dette førte ikke kun til ophobningen af enormt faktuelt materiale, men også til fremkomsten forskellige ideer, hypoteser. Stor betydning Udviklingen af palæontologi var påvirket af værker af den svenske videnskabsmand Carl Linnaeus (1707-1778), grundlæggeren af klassifikation og systematik. Han opdelte hele naturen i tre riger: mineraler, planter og dyr. Strålende videnskabsmænd arbejdede samtidigt med Linnaeus: i Frankrig, Georges Buffon (1707-1788) og i Rusland, Mikhail Lomonosov (1711-1765).
Buffon, i betragtning af livets oprindelse og udvikling, dyrets historie og flora, understregede den ensartede struktur af dyr, talte om tilstedeværelsen af mellemformer mellem forskellige grupper dyr og mente, at historien om Jordens udvikling går op til 75.000 år tilbage.
M. Lomonosov forklarede i sin bog "On the Layers of the Earth" oprindelsen af sedimentære klipper deres dannelse i havbassiner. Fossile bløddyr fundet i disse klipper skylder deres oprindelse til de have, der eksisterede i fortiden geologiske epoker. Lomonosov forestillede sig en forandring forskellige perioder livet på Jorden som en konsekvent vekslen mellem havenes fremmarch og tilbagetrækning, hvilket forklarer disse fænomener med langsomme udsving i landet. Området for distribution af levende væsener på Jorden danner en speciel skal kaldet biosfæren. Biosfæren opstod med udseendet af levende væsener på Jorden: den optager hele jordoverfladen, alle vandområder på Jorden (have, have, søer, floder), trænger ind i atmosfæren - de fleste organismer stiger op i luften mere end 50 - 70 m, og sporer af bakterier og svampe føres til højder på op til 22 km. Liv trænger ind i litosfæren, hvor det hovedsageligt er koncentreret i overfladen af lag i en dybde på 6-8 m, men nogle bakterier findes i lag i en dybde på 2-3 km.
I 90'erne år XVIIIårhundreder og tidlig XIXårhundrede landmåler og mineingeniør William Smith gjorde udstrakt brug af fossiler til at etablere forbindelser mellem klippelag i forskellige steder. Han etablerede princippet om faunal succession, ifølge hvilket hvert lag sedimentær bjergart indeholder en bestemt type fossil, der følger hinanden i en forudsigelig rækkefølge, selv i lag adskilt af store afstande.
Et nyt trin i udviklingen af palæontologi begynder med fremkomsten i 1859 af den mest komplette evolutionsteori på det tidspunkt, Charles Darwin, som havde en afgørende indflydelse på alt. videre udvikling naturvidenskab. Moderne evolutionær palæontologi blev grundlagt af Vladimir Kovalevsky. Det var takket være Kovalevskys forskning og hans resultater, at darwinismen fik et palæontologisk grundlag.
Eksistensbetingelserne på jorden er meget forskellige og bestemmes af faktorer af både uorganisk og organisk orden. K ikke organiske faktorer omfatter: temperatur, luftfugtighed, vandsaltindhold, pooldybde, tryk. Organiske faktorer omfatter de forhold, som organismer indgår med hinanden. Disse relationer kommer primært til udtryk madforbindelser. Hver art har sit eget område, der optager forskellige dele jordens overflade. Alle organismer på jorden lever i samfund kaldet biocenoser. De organismer, der udgør biocenosen, reagerer forskelligt på udsving i en eller anden miljøfaktor - saltholdighed, temperatur, tryk. Nogle kan eksistere med store udsving i en af miljøfaktorerne, og så tilføjes præfikset "hver"; andre kan ikke engang holde det ud mindre ændring denne faktor og derefter præfikset "steno" tilføjes. Hvis det er dybde - eurybate, stenobate; saltholdighed - euryhalin, stenohalin; temperatur – eurytermisk, stenotermisk.
Ammonitter – en uddød underklasse af blæksprutter, der eksisterede fra Devon til Kridt. Ammonitter fik deres navn til ære for den gamle egyptiske guddom Amon med spiralhorn. De fleste ammonitter tilhører den økologiske gruppe nekton, det vil sige organismer, der frit flyder i vandsøjlen. Nogle heteromorfe former var repræsentanter for det bentiske (bund) samfund. De bedste svømmere blandt ammonitter var former med en klart defineret køl. Mange palæontologer mener, at den komplekse fligelinje er en tilpasning til udbredt lodret i vandsøjlen (eurybacy), da den komplekse laplinje har stort område, styrker skallen bedre. Ammonitter er en ekstremt vigtig gruppe af marine fossiler til stratigrafi. Denne gruppe er vigtig for at bestemme den relative geologiske alder af sedimentære bjergarter og for at underopdele aflejringerne af Jura- og Kridt-systemerne.
Nautiluser- en slægt af blæksprutter. Dette er den eneste moderne køn underklasse af nautiloider og de eneste blandt moderne blæksprutter, der har en ekstern kammerskal. Denne underklasse optrådte i Kambrium, og under Palæozoikum var den meget forskelligartet. Spiralskallen med en diameter på 15-23 cm er opdelt i 35-39 kamre, forbundet i serie af en lang sifon. Bløddyret lever i det forreste, største kammer. Skallen bruges som flyder og ballast. Ved at pumpe biogas ind i skalkamrene eller pumpe den ud af dem, er nautilus i stand til at flyde op på vandoverfladen eller synke ned i dets tykkelse.
Belemnitter- repræsentanter for rækkefølgen af uddøde hvirvelløse dyr af klassen af blæksprutter, tilhører intrashell blæksprutter, da alle dele af deres skal var placeret inde i kroppen. Belemnitter levede fra karbon til kridtperioder, spredte sig mest fra trias og døde ud i slutningen af mesozoikum. Det bedst bevarede fossil er belemnit rostrum, en stærk konisk formation placeret i den bageste ende af kroppen.
Brachiopoder- en type marine hvirvelløse dyr. Kendt fra det tidlige kambrium; nåede sin største opblomstring i Devon. Ved overgangen til den tidlige og sene palæozoikum uddøde nogle af ordenerne; i karbon- og permperioderne dominerede ordenerne af produktider og spiriferider. Efter Perm-Trias-udryddelsen overlevede 4 ordener til denne dag. Brachiopoder er på grund af rigdommen af rester og deres gode bevarelse værdifulde indeksfossiler til at fastslå den geologiske alder af de lag, der indeholder dem, og den fysiske og geografiske situation, der engang eksisterede i et givet område.
Søpindsvin- klasse af pighuder. I fossil form kendes de fra ordovicium. Kroppen af søpindsvin er sædvanligvis næsten kugleformet og varierer i størrelse fra 2-3 til 30 cm; dækket med rækker af kalkstensplader. Pladerne er som regel forbundet ubevægeligt og danner en tæt skal (skal), som ikke tillader pindsvinet at ændre form.
søliljer- en af klasserne af pighuder. Fossile crinoider kendes fra Nedre Ordovicium. De nåede deres største velstand i Mellempaleozoikum, hvor der var op til 11 underklasser og over 5000 arter, men i slutningen af Perm-perioden døde de fleste af dem ud. Fossiliserede rester af crinoider er blandt de mest almindelige fossiler. Nogle kalkstenslag, der stammer fra Palæozoikum og Mesozoikum, består næsten udelukkende af dem. Fossile segmenter af crinoide stængler, der ligner tandhjul, kaldes trochitter.
Toskallede eller elasmobranch bløddyr - en klasse af stillesiddende hav- og ferskvandsbløddyr, hvis krop er fladtrykt til siden og indesluttet i en skal af to ventiler. Fund af de ældste fossile toskallede bløddyr går tilbage til begyndelsen af den kambriske periode, deres alder er mere end 500 millioner år. Samlet antal Der er cirka 9.200 levende arter (ifølge andre kilder, mere end 20 tusind). Toskallede er en klasse af hvirvelløse dyr, der udelukkende er akvatiske og findes i friske og saltvand I hele verden. De fleste er bentiske organismer og lever gravet ind bundsedimenter eller ved at fastgøre til undervandsgenstande. Skalventilerne på toskallede er ofte symmetriske. Skalventilerne er forbundet med et ledbånd - et ledbånd bestående af et fortykket stratum corneum af skallen. Skalvæggen består af tre lag: det ydre conchiolinlag (periostracum), det indre kalklag (ostracum) og det nederste perlemorlag (hypostracum). Den mineralske komponent i skallen kan udelukkende være calcit, som i østers, eller calcit og aragonit. Nogle gange danner aragonit også et perleskinnende lag. Hos andre bløddyr veksler lag af aragonit og calcit.
Du vandrer rundt i supermarkedet og leder efter fosfatfrit vaskepulver. For at finde ud af, hvilket produkt fra hele arsenalet af husholdningskemikalier der passer til dig, skal du naturligvis hente hver pakke med den krævede klassificering og se på sammensætningen af produktet, den indeholder. Til sidst valgte vi et passende produkt, men i færd med at studere alle vaskepulverne i butikken bemærkede vi et mærkeligt mønster: På hver æske eller pakke stod der noget som: "Produktet indeholder natriumcarbonat." Hver person har en lille smule nysgerrighed i sig, og du er ingen undtagelse. Jeg ville gerne vide, hvad dette stof var, gjorde jeg ikke? Dagens artikel vil tilføje nogle oplysninger om denne forbindelse til din viden.
Definition
Natriumcarbonat (formel Na 2 CO 3 ) er natriumsaltet af kulsyre. I forskellige kilder det kan kaldes forskelligt: natriumcarbonat, dinatriumtrioxocarbonat og soda. I øvrigt ca efternavn. Den kemiske forbindelse, der nu diskuteres i sin rene form, er ikke den samme bagepulver, som er tilføjet forskellige produkter. Dens navn er natriumbicarbonat. Stoffer med tilstedeværelse af natriumcarbonat (og selve natriumcarbonat) kaldes sodavand. Undtagelsen er kaustisk soda, hvis videnskabelige navn er hydroxidet af metallet af samme navn. Imidlertid reagerer natriumbicarbonat med dette stof for at danne den nu diskuterede forbindelse. Alle andre sodavand er carbonat i sig selv med vand eller brint i én formel. I dag overvejes egenskaberne, produktionen og anvendelsen af kun rent natriumsalt af kulsyre.
Natriumcarbonat: fysiske egenskaber
Dette stof i vandfri tilstand har udseendet af et farveløst krystallinsk pulver (foto ovenfor). Strukturen af dets krystalgitter afhænger af omgivelsestemperaturen: hvis sidstnævnte ikke er mindre end 350, men under 479 o C, så er det monoklinisk, hvis temperaturen er højere, er det sekskantet.
Natriumcarbonat: kemiske egenskaber
Hvis du sænker det til en stærk syre, vil kulstoffet opnået under reaktionen og er ekstremt ustabilt nedbrydes til gasformig tetravalent kuloxid og vand. Det andet reaktionsprodukt er natriumsaltet af den tilsvarende syre (f.eks. når man kaster krystaller af det nu omtalte carbonat ind i svovlsyre, får du kuldioxid, vand og natriumsulfat). I vand vil denne forbindelse hydrolysere på grund af dette neutralt miljø bliver basisk
Kvittering
Det kan opnås på flere måder, alle er forskellige, men denne artikel vil kun tale om én. Det er nødvendigt at blande kridt og trækul med natriumsulfat, og derefter bage denne blanding ved en temperatur på omkring 1000 o C. Kul vil reducere sidstnævnte til sulfid, som, når det reagerer med calciumcarbonat, danner en smelte af calciumsulfid og ønsket stof. Det skal behandles med vand, filtrer derefter det unødvendige sulfid og fordamp den resulterende opløsning. Det resulterende rå natriumcarbonat renses ved omkrystallisation og dehydreres derefter ved kalcinering. Denne metode kaldet Leblanc-metoden.
Ansøgning
Industrier, der producerer glas, vaskepulver, sæber og emaljer, kan ikke undvære natriumcarbonat, hvor det bruges til at opnå ultramarin. Det bruges også til at fjerne vandhårdhed, affedte metaller og udføre afsulfatering, hvis genstand er højovnsstøbejern. Natriumcarbonat er et godt oxidationsmiddel og surhedsregulerende middel; det indeholder vaske op produkter, cigaretter og pesticider. Også kendt som kosttilskud E500, som forhindrer ingredienser i at klumpe og kage. Det nu diskuterede stof er også nødvendigt for at forberede fotografisk fremkalder.
Konklusion
Det er det, natriumcarbonat er godt for. I sin rene form har mange mennesker måske aldrig stødt på det, men dets krystallinske hydrater (disse er alle sodavand, undtagen kaustisk sodavand) bruges af mennesker næsten overalt. Dette er et af de stoffer, hvis forbindelser med vand bruges i industrien meget oftere end de selv i deres rene form.
Side 1
Interaktion mellem karbonater og bikarbonater alkalimetaller eller ammonium med uranylsalte fører til dannelse af komplekse ioner såsom: [ UO2 (CO3) 3 ] 4 -, [ UO2 (CO3) 2 (H2O) 2 ] 2 - osv. De vigtigste inden for uranproduktionsteknologi er natriumcarbonat komplekse salte og ammonium
Interaktionen mellem bariumcarbonat og niobiumpentoxid under ikke-isoterm opvarmning ledsages af forekomsten på DTG-kurven af maksimale hastigheder for kuldioxidfrigivelse ved 670 - 690 og 960 - 980 C. Under isotermiske forhold forløber reaktionen med en mærkbar hastighed ved temperaturer over 650 C.
Processerne for vekselvirkning af bariumcarbonat med oxider af vanadium-undergruppen er tilfredsstillende beskrevet af de angivne ligninger inden for området op til 70 - 80% af omdannelsen af de indledende komponenter til det endelige reaktionsprodukt.
Når kaliumcarbonat reagerer med syrer, dannes salte af disse syrer ved frigivelse af kuldioxid.
Når zirconiumcarbonat interagerer med ammoniumcarbonat, dannes (NH4) 32gOH (CO3) 3 - 2H2P - farveløst krystallinsk stof opløselig i vand og uopløselig i ethanol.
Når kaliumcarbonat reagerer med hydrogenchlorid, dannes kaliumchlorid, kuldioxid og vand. Bestem mængden af kaliumchlorid og mængden af kuldioxid (ved standardbetingelser), der dannes ud fra 24 82 g hydrogenchlorid.
Da interaktionen af carbonater med syrer forårsager binding af hydrogenioner, kan carbonater, ligesom baser, bruges til at neutralisere syrer. Knust kalksten CaCO3 bruges således til kalkning af jorde, når de er for sure.
| Kinetik af interaktion af blandinger af MeCO3 og MoO3 ved en temperatur på 375 C. 1 - MgCO3 Mo03MgMoO4. |
Reaktionen af jordalkalimetalcarbonater med molybdæntrioxid sker med en mærkbar hastighed ved temperaturer over 300 C.
Rubidiumchlorid RbCl opnås ved at omsætte carbonater med saltsyre, meget opløseligt i vand.
Kemisk skum dannes, når natriumcarbonat eller bicarbonat reagerer med en syre i nærværelse af et skummiddel. Skumpulver består af tørre salte (aluminiumsulfat, natriumbicarbonat) og lakridsekstrakt eller andet skummiddel. Ved reaktion med vand opløses aluminiumsulfat (eller andre sulfatsalte), natriumbicarbonat og skummiddel og reagerer øjeblikkeligt for at danne kuldioxid.
Kemisk skum dannes, når carbonat eller bicarbonat reagerer med en syre i nærvær af et skummiddel. I praksis fremstilles sådant skum i bærbare ejektoranordninger (skumgeneratorer) af skumpulver og vand. Skumpulver består af tørre salte (aluminiumsulfat, natriumbicarbonat) og lakridsekstrakt eller andet skummiddel. Ved reaktion med vand opløses aluminiumsulfat (eller andre sulfatsalte), natriumbicarbonat og skummiddel og reagerer øjeblikkeligt for at danne kuldioxid.
Kemisk skum dannes, når carbonat eller bicarbonat reagerer med en syre i nærvær af et skummiddel. Sådant skum fremstilles i bærbare ejektoranordninger (skumgeneratorer) af skumpulver og vand. Skumpulver består af tørre salte (aluminiumsulfat, natriumbicarbonat) og lakridsekstrakt eller andet skummiddel. Ved reaktion med vand opløses aluminiumsulfat (eller andre sulfatsalte), natriumbicarbonat og skummiddel og reagerer under dannelse af kuldioxid.
En vandig opløsning af kuldioxid har egenskaberne som en svag syre: den bliver lakmusrød (meget svagt). Baseret på denne egenskab kan vi konkludere, at kuldioxid i opløsning delvist er i form af kulsyre (H 2 CO 3), som igen delvist dissocieres til ioner:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3,
H2CO3 ↔ 2H+ + CO32-.
Kulsyre kan reagere med en eller to ækvivalenter stærkt fundament, der danner primære eller sure carbonater (hydrocarbonater) og sekundære eller neutrale (normale) carbonater:
H2CO3 + MOH → MHCO3 + H2O;
H2CO3 + 2MOH → M2CO3 + 2H2O.
Kulsyre, som en dibasisk syre, dissocieres i to trin:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 —
НСО 3 — ↔ Н + + СО 3 2- .
Salte, kulsyre, carbonater; V vandig opløsning hydrolytisk nedbrudt. Ligevægte er etableret i deres løsninger:
M 2 CO 3 + H 2 O ↔ MOH + MHCO 3
MHCO 3 + H 2 O ↔ MOH + H 2 CO 3
Derfor findes karbonater alkalisk reaktion, og dette gælder ikke kun for sekundære eller "neutrale", men også for primære eller "sure" carbonater (bikarbonater). Kun i forhold til sådanne indikatorer, for hvilke, som for phenolphtalein, farveovergangen alkali → syre opstår, når opløsningen stadig er svagt basisk, reagerer primære carbonater (hydrocarbonater) i kulden (0 ° C og lidt højere) som "syrer".
Den hydrolytiske nedbrydning af (sekundær) natriumcarbonat er ifølge Ausrbach ved 18 °C til 0,1 N. opløsning på 3,5 % i 0,01 N. − 12,4 %. Ved 0,1 n. I en natriumcarbonatopløsning er koncentrationen af hydroxidioner derfor 3,5-10 -3 mol/l ved 18 °C. I en opløsning af natriumbicarbonat er det 1,5∙10 -6 mol/l ved samme temperatur.
Primære carbonater (hydrocarbonater) af alkali, jordalkali og nogle andre divalente metaller er kendte. Alle af dem er letopløselige i vand. En undtagelse er natriumhydrogencarbonat, på den lave opløselighed, som Solvay-metoden til fremstilling af sodavand er baseret på. Når opløsninger af carbonater koges, omdannes de til normale carbonater med eliminering af CO 2 .
Sekundære eller normale carbonater dannes hovedsageligt af mono- og divalente metaller. Normale carbonater, med undtagelse af alkalimetalcarbonater, er tungtopløselige i vand.
Ud over alkalimetalcarbonater er ammoniumcarbonat også letopløseligt. Thalliumcarbonat er også ret letopløseligt.
Alle karbonater nedbrydes af ikke-flygtige syrer. Meget svage syrer(såsom borsyre og kiselholdig, og følgelig deres anhydrider) nedbryder kun carbonater ved kalcinering.
Alkalimetalcarbonater kan smeltes uden nedbrydning. Andre karbonater nedbrydes ved opvarmning og frigiver CO 2: M 2 CO 3 = M 2 O + CO 2.
Denne nedbrydning lettes ved fjernelse af den resulterende CO 2 (trykreduktion) eller eliminering af M 2 O-oxid fra blandingen. Sidstnævnte kan opnås ved at tilsætte en varmestabil syre eller dens anhydrid, for eksempel SiO 2, som danner et salt med det basiske oxid. Denne egenskab er grundlaget for nedbrydning af karbonater, når de brændes med anhydrider af meget svage, men varmebestandige syrer, såsom borsyre og kiselsyre.
Karbonater er en stor gruppe af mineraler, der er udbredt. Karbonatklassemineraler omfatter salte af kulsyre, oftest salte af calcium, magnesium, natrium og kobber. I alt kendes omkring 100 mineraler i denne klasse. Nogle af dem er meget udbredte i naturen, såsom calcit og dolomit.
Strukturelt hører alle karbonater til den samme grundtype - 2- anionerne er isolerede radikaler i form af flade trekanter.
De fleste carbonater er vandfri simple forbindelser, hovedsageligt Ca, Mg og Fe med en 2-kompleks anion. Mindre almindelige er komplekse carbonater indeholdende yderligere anioner (OH) - , F - og Cl - . Blandt de mest almindelige vandfri carbonater skelnes carbonater af de trigonale og orthorhombiske systemer. Karbonater har sædvanligvis en lys farve: hvid, pink, grå osv., med undtagelse af kobberkarbonater, som har grøn hhv. blå farve. Karbonaters hårdhed er ca. 3-4,5; massefylden er lav, med undtagelse af Zn, Pb og Ba carbonater.
Et vigtigt diagnostisk træk er virkningen på sure karbonater (HCl og HNO 3), hvorfra de koger i varierende grad ved frigivelse af kuldioxid. Efter oprindelse er karbonater sedimentære (biokemiske eller kemiske sedimenter) eller sedimentære-metamorfe mineraler; Hydrotermiske overfladecarbonater, der er karakteristiske for oxidationszonen, og nogle gange lavtemperaturhydrotermiske carbonater skelnes også.
Vigtigste carbonatmineraler
|
singonia |
Hårdhed |
||
|
Calcit |
Calcit CaCO3 | ||
|
Rhodochrosit MnSOz | |||
|
Magnesit MgCO3 | |||
|
Siderite ReSOz | |||
|
Smithsonite ZnCO3 | |||
|
Dolomit |
Dolomit CaMg(CO3)2 | ||
|
Aragonit |
Aragonit CaCO3 | ||
|
Witherite VaCOz | |||
|
Strontianite SrCO3 | |||
|
Cerussite PbCO3 | |||
|
Malakit |
Malachit Cu2(CO3)(OH)2 | ||
|
Azurit Cu3(CO3)2(OH)2 | |||
|
Sjældne jordarters karbonater |
Bastnesit Ce(C03)R | ||
|
Parisit Ca (Ce, La) 2 × 3 F 2 | |||
|
Natrium Na 2 CO 3 10 H 2 O | |||
|
Nahkolit NaHCO3 | |||
|
Nierereita |
Niereite Na2Ca(CO3)2 |
Mange af de udbredte carbonater, især calcit, magnesit, siderit og dolomit, har lignende krystalmorfologi, lignende fysiske egenskaber, forekommer i de samme aggregater og har ofte en variabel kemisk sammensætning. Derfor kan det være svært, og nogle gange umuligt, at skelne dem ved ydre tegn, hårdhed, spaltning. En simpel teknik til diagnosticering af carbonater ud fra arten af deres reaktion med saltsyre har længe været brugt. For at gøre dette skal du påføre en dråbe fortyndet (1:10) syre på karbonatkornet. Calcit reagerer aktivt, og en dråbe opløsning koger fra de frigivne CO2-bobler, dolomit reagerer svagt, kun i pulver, og magnesit - ved opvarmning.
Følgende laboratorietest giver mere pålidelige resultater: nøjagtig bestemmelse af deres brydningsindeks; udførelse af mikrokemiske reaktioner på polerede stenplader med reagenser, der farver forskellige mineraler ind forskellige farver; termisk analyse (bestemmelse af nedbrydningstemperaturen for et mineral, hvert karbonat har sin egen temperatur); Røntgenundersøgelser.
Karbonataflejringer
Det mest almindelige carbonat er calcit. Transparent calcit kaldes Island spar, uigennemsigtig calcit. Calcit danner sten som kalksten og kridt. Den overvældende mængde calcit blev dannet på grund af dens biogene ophobning. Samtidig er calcit af hydrotermisk oprindelse også kendt. I jord akkumuleres calcit som følge af reaktionen af calcium frigivet under forvitring med kuldioxid i jordluften; Jorden i tørre områder er især ofte rig på calcit. Calcit og dolomit danner marmor. Siderit er et typisk mineral af sumpmalme; Dens endogene oprindelse er sjældent noteret. Malakit er en smuk prydsten; ligesom mineralet azurit Cu3(CO3)2(OH)2, der er ens i sammensætning og egenskaber, dannes det på Jordens overflade som følge af oxidation af kobbersulfider.
Anvendelse af karbonater
Calcium, magnesium, bariumcarbonater osv. bruges i byggeriet, i den kemiske industri, optik osv. Sodavand (Na2CO3 og NaHCO3) er meget udbredt i teknologi, industri og hverdag: i produktion af glas, sæbe, papir, etc. vaskepulver, ved genopfyldning af ildslukkere, i konfekture. Syrekarbonater spiller en vigtig fysiologisk rolle, idet de er bufferstoffer, der regulerer blodreaktionens konstanthed.