Карбонат кальция

Карбонат кальция СаСО₃ в природе встречается в виде известняка, мела и мрамора. Кристаллизующийся в гексагональной системе карбонат кальция называется кальцитом или известковым шпатом. Последний иногда встречается в природе в виде хорошо образованных кристаллов (большей частью ромбоэдров). Иногда попадаются очень крупные Кристаллы известкового шпата. Известковой шпат обнаруживает двойное лучепреломление, что особенно заметно на больших и совершенно прозрачных ромбоэдрических кристаллах, встречающихся в Исландии (исландский шпат). Удельный вес известкового шпата равен 2,72. Реже встречается в природе арагонит — неустойчивая ромбическая модификация кристаллического карбоната кальция (удельный вес 2,93). При 970 °С кальций переходит в другую модификацию, которая также относится к гексагональной системе. Арагонит при высокой температуре испытывает аналогичное превращение. Другой неустойчивой модификацией СаСО₃ является  ватерит.

В воде карбонат кальция мало растворим, поэтому при одновременном присутствии в водных растворах ионов Са²⁺ и СО₃^2- он выпадает в виде белого осадка. При осаждении из горячих разбавленных растворов образующийся осадок сначала состоит из очень мелких кристаллов арагонита, которые на холоду медленно переходят в кристаллы кальцита. Из холодных растворов карбонат кальция выпадает в виде аморфной массы, которая, находясь в соприкосновении с раствором, также постепенно переходит в кристаллы кальцита. Известняк и мрамор тоже состоят из более или менее мелких кристаллов кальцита. Чистый карбонат кальция — белое или бесцветное соединение. Пестрый мрамор обычно содержит примеси — главным образом окислы железа. Желтоватая или серая окраска известняка обусловлена присутствием в нем примесей, среди которых главную роль играет глина. Известняки, содержащие значительные количества глины, называются мергелями; в зависимости от содержания глины их подразделяют, на глинистые и известковые мергеля. Мел представляет собой мягкую модификацию известняка. Он состоит главным образом из остатков оболочек микроскопических моллюсков древних геологических формаций и из раковин.

Растворимость карбоната кальция в воде, равная при 25 ºС — 1,4 мг СаСО₃ в 100 г воды, довольно значительно возрастает при добавлении солей аммония. При кипячении с раствором хлорида аммония карбонат кальция полностью разлагается:

СaCO₃ + 2NH₄Cl = CaCl₂ + 2NH₃ + H₂O + CO₂

Соли щелочных металлов не приводят к подобному разложению СаСО₃. Они также не повышают его растворимости в воде. СаСО₃ легко соединяется с избытком угольной кислоты и переходит в довольно легко растворимый бикарбонат

СаСО₃ + Н₂СО₃ = Са(НСО₃)₂.

Поэтому он в значительных количествах растворим в йоде, содержащей угольную кислоту. От содержания в воде бикарбоната кальция зависит ее временная (устранимая) жесткость. Если такую воду прокипятить, то из нее выделяется двуокись углерода и реакция проходит справа налево, а нейтральный карбонат кальция выпадает в осадок. Подобное осаждение нейтрального карбоната кальция происходит в процессе испарения раствора при обычной температуре. На этом основано образование сталактитов в природе.

Термическое разложение карбоната кальция (обжиг извести) осуществляется в технике в больших масштабах для получения оксида кальция,. которая служит для приготовления строительной извести, а также для других целей. Обжигом известняков в смеси с глиной (или естественных известняков, содержащих большой процент глины) изготовляют цемент. Для использования в технике (цля приготовления штукатурного раствора — белой меловой краски или школьного мела) природный мел обычно подвергают очистке отмучиванием. Отмученный мел идет также для приготовления зубного порошка, замазки и различных порошков для чистки. Чистый карбонат кальция, получаемый в виде очень тонкого порошка при осаждении его из водного раствора, применяют в медицине, например против изжоги. Его используют также для понижения излишней кислотности вина.