Карбонат кальцію

Карбонат кальцію
Назва за IUPAC	Карбонат кальцію
Інші назви	Арагоніт; кальцит; крейда; вапно; вапняк; мармур; устриця; перлина
Ідентифікатори
Номер CAS	471-34-1
PubChem	10112
Номер EINECS	207-439-9
DrugBank	DB06724
KEGG	D00932
Назва MeSH	D01.146.275, D01.200.275.150.150 і D01.578.200
ChEBI	3311
RTECS	FF9335000
Код ATC	A12AA04 і A02AC01
SMILES	C(=O)([O-])[O-].[Ca+2]
InChI	InChI=1S/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2
Властивості
Молекулярна формула	CaCO3
Молярна маса	100.0869 г/моль
Зовнішній вигляд	Дрібний білий порошок; крейдяний смак
Запах	без запаху
Густина	2.711 г/см3 (кальцит) 2.83 г/см3 (арагоніт)
Тпл	1,339 °C (кальцит) 825 °C (арагоніт)
Ткип	розкладається
Розчинність (вода)	0.013 г/л
Розчинність (кислота)	розчинний
Кислотність (pKa)	9.0
Показник заломлення (nD)	1.59
Структура
Кристалічна структура	Тригональна
Термохімія
Ст. ентальпія; утворення ΔfHo; 298	−1207 кДж·моль
Ст. ентропія So; 298	93 Дж·моль·K
Небезпеки
ЛД50	6450 мг/кг (перорально, щури)
ГГС піктограми
NFPA 704	0 0 0
Пов'язані речовини
Інші аніони	Бікарбонат кальцію
Інші катіони	Карбонат берилію; Карбонат магнію; Карбонат стронцію; Карбонат барію; Карбонат радію
	Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
	Інструкція з використання шаблону
	Примітки картки

Карбона́т ка́льцію — найважливіша і найпоширеніша сполука кальцію. Хімічна формула СаСО₃. В природі він зустрічається у вигляді кількох різновидів: вапняк, крейда, мармур, кальцит, арагоніт. У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка Е170, та використовується як поверхневий барвник.

Властивості

Усі різновидності карбонату кальцію, крім гідрокарбонату Са(НСО₃)₂, нерозчинні у воді. Однак гідрокарбонат кальцію є речовиною нестійкою. При тривалому перебуванні на повітрі, а також при кип'ятінні його розчину Са(НСО₃)₂ розкладається з виділенням вуглекислого газу, утворенням води та середньої солі:

Са(НСО₃)₂ = СаСО₃ + Н₂О + СО₂

У природних умовах гідрокарбонат кальцію утворюється при взаємодії розчиненого в природній воді вуглекислого газу з вапняками:

СаСО₃ + Н₂О + СО₂ = Са(НСО₃)₂

Завдяки цій реакції і розчинності гідрокарбонату у воді відбувається постійне переміщення карбонатів у природі. Просочуючись крізь ґрунт і шари вапняку, природні води, які завжди містять у собі розчинний вуглекислий газ, розчиняють карбонати кальцію і виносять його у вигляді гідрокарбонату в річки й моря. Там СаСО₃ іде на побудову скелету живих морських організмів, а після їх відмирання нагромаджується на дні морів. Разом з тим у теплих місцях гідрокарбонат розкладається й у вигляді середньої солі осідає на дні моря.

Кислотами карбонат і гідрокарбонат кальцію легко розкладається, наприклад:

СаСО₃ + 2HCl = CaCl₂ + Н₂О + СО₂

Са(НСО₃)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2Н₂О + 2СО₂

При нагріванні карбонат кальцію, не плавлячись, розкладається з утворенням оксиду кальцію і діоксиду вуглецю:

СаСО₃ = СаО + СО₂

Колір: білий або прозорий
Блиск: немає
Запах: немає
Густина: 1,55 г/см³
Температура плавлення/кипіння: 842 °C/1491 °C

Природні форми

Зміна тривалості доби

У зв'язку з притяганням Місяця, видимим проявом чого є припливи, швидкість обертання Землі поступово зменшується. За сторіччя тривалість земної доби збільшується приблизно на 2 мілісекунди.

Зміну довжини дня протягом геологічного часу було перевірено експериментально, завдяки підрахунку кільцевих ліній у викопних коралів. Корали відкладають на своєму зовнішньому скелеті у вигляді кілець карбонату кальцію; циклічність відкладення кілець пов'язана як з денним освітленням, так і з періодичними сезонними змінами: в 1963 році американський палеонтолог Джон Вест Веллс^[en] (1907–1994) відкрив, що з кільцевих утворень на епітеке^{[що це?]} коралів можна визначити кількість днів в році тієї епохи, коли ці корали жили. З огляду на зміну тривалості року і екстраполюючи назад в часі уповільнення швидкості обертання Землі завдяки впливу Місяця, можна також визначити тривалість доби в той чи інший геологічний період^[3]^[4]:

Час	Геологічний період	Число днів в році	Тривалість доби
Сьогодні	Четвертичний	365	24 год
100 млн л.т	Юра	380	23 год
200 млн л.т	Перм	390	22,5 годин
300 млн л.т	Карбон	400	22 год
400 млн л.т	Силур	410	21,5 год
500 млн л.т	Кембрій	425	20,5 год

Щоб дізнатися тривалість доби до епохи виникнення коралів, вченим довелося вдатися до допомоги синьозелених водоростей. З 1998 року китайські дослідники Чжу Шісін, Хуан Сюегуан і Синь Хоутянь з Тяньцзіньського інституту геології і мінеральних ресурсів проаналізували понад 500 копалин строматолітів віком 1,3 мільярда років, що росли колись біля екватора, і похованих на горах Яньшань. Синьозелені водорості реагують на зміну світлого і темного часу доби напрямком свого зростання і глибиною кольору: вдень вони пофарбовані в світлі тони і ростуть вертикально, вночі мають темне забарвлення і ростуть горизонтально. За зовнішнім виглядом даних організмів, враховуючи швидкість їх росту і накопичені наукові дані по геології і кліматології, виявилося можливим визначити річний, місячний і щоденний ритми росту синьозелених водоростей. Згідно з отриманими результатами, вченими був зроблений висновок, що 1,3 мільярда років тому (в докембрійських епоху) земна доба тривала 14,91–16,05 годин, а рік складався з 546–588 днів. Звіт про дослідження був опублікований у Journal of Micropaleontology та привернув велику увагу як у країні, так і за кордоном^[5]^[6].

Існують і противники цієї оцінки, що вказують що дані досліджень стародавніх приливних відкладень, субліторальних карбонічних фацій (тайдалітів), суперечать їй.^[4]

Згідно з новим міжнародним дослідженням,^[7] збільшення тривалості дня могло мати важливий вплив на характер і час насичення Землі киснем.

«Незмінне питання в науці про Землю полягає в тому, як атмосфера Землі отримала кисень і які чинники відбувалися під час оксигенації», — відзначив співавтор дослідження Грегорі Дік, геомікробіолог з Департаменту наук про Землю та довкілля Мічиганського університету.^{[джерело?]}