Растворимость кальция карбоната воде

Карбонат кальция: способы получения и химические свойства

Карбонат кальция CaCO₃ — соль кальция и угольной кислоты. Белый, при прокаливании разлагается, плавится без разложения под избыточным давлением CO₂. Практически не растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса M_r = 100,09; относительная плотность для тв. и ж. состояния d= 2,93; t_пл = 1242º C при избыточном давлении.

Способ получения

1. Карбонат кальция можно получить путем взаимодействия хлорида кальция и карбоната кальция , образуется карбонат кальция и хлорид натрия:

2. В результате взаимодействия при комнатной температуре оксида кальция и углекислого газа происходит образование карбоната кальция:

3. Гидроксид кальция вступает в взаимодействие с углекислым газом и образует карбонат кальция и воду:

Качественная реакция

Качественная реакция на карбонат кальция — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:

1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат кальция образует хлорид кальция, углекислый газ и воду:

Химические свойства

1. Карбонат кальция разлагается при температуре выше 900 — 1200º С, с образованием оксида кальция и углекислого газа:

2. Карбонат кальция вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Карбонат кальция реагирует с оксидами :

2.1.1. Карбонат лития вступает в взаимодействие с оксидом кремния при 800º С и образует на выходе силикат кальция и углекислый газ:

2.2. Карбонат кальция реагирует с кислотами :

2.2.1. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат кальция образует хлорид кальция, углекислый газ и воду:

2.2.2. Карбонат кальция реагирует с разбавленной плавиковой кислотой . Взаимодействие карбоната кальция с плавиковой кислотой приводит к образованию фторида кальция, воды и углекислого газа:

2.2.3. Карбонат кальция взаимодействует с сероводородной кислотой при 900º С и образует сульфид кальция, воду и углекислый газ:

3. Карбонат кальция реагирует с простыми веществами:

3.1. Карбонат кальция при 800 — 850º С вступает в реакцию с углеродом (коксом) образуя оксид кальция и угарный газ:

CaCO₃ + C = CaO + 2CO

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Растворимость — карбонат — кальций

Растворимость карбоната кальция в воде, равная при 25 — 1 4 мг СаС03 в 100 г воды, довольно значительно возрастает при добавлении солей аммония. [1]

Растворимость карбоната кальция в значительной степени зависит от содержания в воде двуокиси углерода, которая при динамическом равновесии находится в определенных количественных соотношениях с бикарбонатным ( HCOJ) и карбонатным ( СОГ) ионами. Содержание двуокиси углерода в высокоминерализованных водах трудно определяемо. [2]

Растворимость карбоната кальция в водных средах в значительной степени зависит от содержания в них диоксида углерода. Содержание последнего в высокоминерализованных водах трудно определимо. [3]

Растворимость карбоната кальция возрастает с концентрацией сульфата калия. В 0.61 мольном растворе сульфата калия растворимость карбоната кальция при 25 и Рсо — 1 атм составляет 0.117 6 мол. [4]

Растворимость карбоната кальция в водных растворах сульфата аммония проходит через максимум, отвечающий 3.5 — 5 моля сульфата аммония и 0.093 мол. [5]

Растворимость карбоната кальция в воде, равная при 25 — 1 4 мг СаСОз в 100 г воды, довольно значительно возрастает при добавлении солей аммония. [6]

Растворимость карбоната кальция в воде, равная при 25 — 1 4 мг СаСОз в 100 г воды, довольно значительно возрастает при добавлении олей аммония. [7]

Растворимость карбоната кальция уменьшается, если в растворе имеется избыток соды. В табл. 30 показано влияние температуры и избытка соды на остаточное содержание ионов Са2 в очищенном рассоле ( концентрация NaCl 310 г / л, NaOH ОД г / л) после 24-часового отстаивания. [8]

Растворимость карбоната кальция и гидроокиси магния в растворах КС1 больше, чем в растворах хлористого натрия, вследствие чего в отфильтрованном рассоле, несмотря на избыток осадителей, обычно остается до 8 — 10 мг / л кальция и 2 — 4 мг / л магния. [9]

Растворимость карбонатов кальция и магния значительно меньше, чем гидрокарбонатов, поэтому при нагревании жесткость воды снижается. Разность между общей и устранимой жесткостью называется неустранимой, или постоянной, жесткостью. Карбонатную жесткость нельзя отождествлять с устранимой жесткостью, так как карбонаты, хотя и крайне незначительно, но растворимы в воде. Разность между карбонатной и устранимой жесткостью есть остаточная жесткость, обусловленная карбонатами, остающимися в растворе. Сульфаты, хлориды, гидросиликаты кальция и магния определяют некарбонатную жесткость. [10]

Растворимость карбоната кальция в чистой воде определяется рядом факторов, но главным образом присутствием растворенного углекислого газа. [11]

Растворимость карбоната кальция не всегда может быть вычислена по содержанию свободной углекислоты в воде. [13]

Растворимость карбоната кальция с ростом температуры уменьшается. Основным требованием к воде, расходуемой на подпитку оборотных систем, является ограничение и карбонатной, и сульфатной жесткости. Ограничивается также содержание взвешенных веществ, которые тоже отлагаются на отдельных участках трубопроводов и теплообмен-кой аппаратуры. [15]

Источник

Карбонат кальция

Характеристики и физические свойства карбоната кальция

Практически не растворяется в воде.

Рис. 1. Карбонат кальция. Внешний вид.

Основные характеристики карбоната кальция приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Температура разложения, o С

Растворимость в воде (25 o С), г/100 мл

Получение карбоната кальция

Основной способ получения карбоната кальция заключается в смешивании твердого оксида кальция с водой — образуется так называемое известковое молоко. Так как гидроксид кальция немного растворяется в воде, то после отфильтровывания известкового молока получается прозрачный раствор – известковая вода, которая мутнеет при пропускании через неё диоксида углерода.

Химические свойства карбоната кальция

Карбонат кальция — это средняя соль, образованная сильным основанием (гидроксид кальция Ca(OH)₂) и слабой кислотой (угольная H₂CO₃). В водном растворе он гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону. Наличие анионов OH — свидетельствует о щелочном характере среды.

Ca 2+ +CO₃ 2- + HOH ↔ HCO₃ — + Ca 2+ + OH — ;

Карбонат кальция взаимодействует с концентрированными растворами сильных минеральных кислот:

Он способен реагировать с щелочами в водных растворах:

Взаимодействие карбоната кальция с другими солями возможно только если продукт взаимодействия выводится из реакционной среды:

При нагревании данная соль разлагается:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑ (t, o С = 900 — 1000).

Пропускание диоксида углерода через раствор карбоната кальция приводит к образованию кислой соли – гидрокарбоната кальция:

Применение карбоната кальция

Карбонат кальция нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Так, например, его используют в пищевой (добавка Е710 – белый краситель) и бумажной промышленности, при производстве полимеров, лакокрасочных материалов, бытовой химии и т.д.

Примеры решения задач

Задание	Вычислите массу карбоната кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 200 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168кг/л). Определите объем диоксида углерода, выделяющийся в результате этой реакции.
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

m_solution =0,2 × 1,168 = 0,2336 кг = 233,6 г.

m_solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m_solution;

m_solute (HCl) = 34 / 100% × 233,6 = 79,424 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 79,424 / 36,5 = 2,176 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (CO₂) =2: 1. Значит,

n(CO₂) = ½ n(HCl) = ½×2,176 = 1,088моль.

Тогда, объем выделившегося диоксида углерода будет равен:

V (CO₂) = 1,088 × 22,4 = 24,37л.

Согласно уравнению реакции n(HCl) :n (CaCO₃) =2: 1. Значит,количество вещества карбоната кальция будет равно:

n (CaCO₃) = ½ ×n (NaOH) = ½× 2,176 = 1,088моль.

Тогда масса карбоната кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 100 г/моль):

m (CaCO₃) = 1,088 × 100 = 108,8г.

Ответ Масса карбоната кальция равна 108,8 г, объем диоксида углерода равен 24,37 л.

Задание	Вычислите массу оксида кальция, который потребуется для получения карбоната кальция по реакции взаимодействия с диоксидом углерода массой 3,5 г.
Решение	Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция и диоксида углерода с образованием карбоната кальция:

Рассчитаем количество вещества диоксида углерода (молярная масса – 44 г/моль):

n (CO₂) = 3,5 / 44 = 0,08 моль.

Согласно уравнению реакции n(CO₂) : n(CaO) = 1:1 . Тогда количество моль оксида кальция будет равно:

n (CaO) = n (CO₂) = 0,08 моль.

Найдем массу оксида кальция (молярная масса – 56 г/моль):

Источник

Карбонат кальция

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Содержание

Применение

Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Массовое производство/использование

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.

Производители пластмассы — одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Строительство

Строительство — еще один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики — все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.

Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Нахождение в природе

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Источник

Карбонат кальция
Общие
Систематическое наименование	карбонат кальция
Традиционные названия	углекислый кальций
Химическая формула	CaCO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдые белые кристаллы
Молярная масса	100.0869 г/моль
Плотность	(кальцит) 2.74 г/см³ (арагонит) 2.83 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	(кальцит) 825 °C, (арагонит) 1339 °C
Температура разложения	900−1000 °C
Химические свойства
pKa	9.0
Растворимость в воде	(25 °C) 0.00015 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,60
Структура
Кристаллическая структура	тригональная, пространств. гр. 3 2/m
Безопасность
Токсичность