Карбоновые кислоты. Карбонаты

Карбонаты, составляющие около 1,7 % от массы земной коры, являются осадочными или гидротермальными минералами. С химической точки зрения это соли угольной кислоты – Н2СО3, общая формула АСО 3 – где А – Са, Мg, Fe и др.

Карбонаты имеют ионные кристаллические решетки; характерны малые плотности, стеклянный блеск, светлая окраска (за исключением карбонатов меди), твердость 3-5, реакция с разбавленной НСl.

Общие свойства – кристаллизуются в ромбической и тригональной сингониях (хорошие кристаллические формы и спайность по ромбу); низкая твердость 3–4, преимущественно светлая окраска, реакция с кислотами (HCl и HNO 3 ) с выделением углекислого газа.

Наиболее распространенными являются: кальцит СаСО 3 , магнезит Mg СО 3 , доломит СаМg (СО 3) 2 , сидерит Fe СО 3 .

Карбонаты с гидроксильной группой (ОН):

Малахит Cu 2 CO 3 (OH) 2 – зеленый цвет и реакция с НС l ,

Азурит Cu 3 (CO 3) 2 (OH) 2 – синий цвет, прозрачен в кристаллах.

Генезис карбонатов разнообразен – осадочный (химический и биогенный), гидротермальный, метаморфический.

При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

При сильном нагревании нерастворимые карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ:

Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (почти все известные кислоты, включая органические) с выделением углекислого газа, эти реакции являются качественными реакциями на наличие карбонатов в растворе:

Из нормальных карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов, аммония и таллия. Вследствие гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Малорастворимы нормальные карбонаты кальция, бария, стронция и свинца. Все кислые карбонаты хорошо растворимы в воде; кислые карбонаты сильных щелочей также имеют слабощелочную реакцию.

Это породообразующие минералы осадочных пород (известняки, доломиты и др.) и метаморфических – мрамор, скарны.

Карбонаты широко используются в черной металлургии в качестве флюса и как сырье для производства огнеупоров и извести. Используются в строительстве, оптике, металлургии, как удобрения. Малахит используется как поделочный камень. Большие скопления магнезита и сидерита – источник получения железа и магния.

Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в минеральных водах, а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме атмосферных осадков и ледников. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую временную жёсткость воды. При сильном нагревании воды (выше 60 °C) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, бойлеров, труб, запорной арматуры и т. д., образуя накипь.

Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО 3 , доломит CaMg(CO 3) 2 , магнезит MgCO 3 , сидерит FeCO 3 , витерит ВаСО3, баритокальцит BaCa(CO 3) 2 и др. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, малахит CuCO 3 ·Cu(ОН) 2 .

Кальцит , СаСО 3 . Название от греч. «кальк» — жженая известь. Синоним — известковый шпат. Название предложено Гайдингером в 1845 году и происходит, как и название химического элемента, от лат. calx (род.п. calcis) - известь.

Осадочный органогенный, гидротермальный. Кристаллы в форме ромбоэдров. Совершенная спайность по ромбоэдру. Вскипает под действием разбавленной НСl на холоду. Разновидности: прозрачный, бесцветный — исландский шпат, ромбический белый — арагонит. В основном из кальцита состоят толщи осадочных пород: мела, известняка, мрамора. Из кальцита состоит и известковый туф — травертин.

В чистом виде кальцит белый или бесцветный, прозрачный (исландский шпат) или просвечивающий, - в зависимости от степени совершенства кристаллической структуры. Примеси окрашивают его в разные цвета. Ni окрашивает в зелёный; кобальтовые, марганцевые кальциты - розовые. Тонкодисперсный пирит окрашивает в синеватый и зеленоватый цвет. Кальцит с примесью железа - желтоватый, буроватый, красно-коричневый; с примесью хлорита - зелёный. Углистое вещество часто придает кальциту неравномерную чёрную окраску. Известны кристаллы с многочисленными включениями битуминозного вещества, они имеют жёлтый или бурый цвет.

Черта белая, плотность 2,6-2,8, излом ступенчатый, твёрдость по шкале Мооса 3, спайность совершенная по основному ромбоэдру, блеск стеклянный до перламутрового. Вскипает при взаимодействии с разбавленной соляной кислотой (HCl). Характерно многообразие двойников срастания и прорастания по многочисленным законам, а также деформационные двойники. Прозрачные кристаллы обладают двупреломлением света, особо хорошо наблюдаемым сквозь поверхности спайности в ромбоэдрических выколках или толстых пластинах.

Черная металлургия потребляет миллионы тонн известняка в качестве флюса. Кроме того, известняк обжигают на известь в строительной промышленности. Исландский шпат используется в оптике для изготовления поляризаторов.

Магнезит , МgСО 3 . Назван в честь греческой провинции Магнезия. Синоним: магнезиальный шпат. Облик кристаллов ромбоэдрический с совершенной спайностью по ромбоэдру. В большинстве случаев встречается в виде зернистых агрегатов снежно-белого цвета с раковистым изломом («аморфный» магнезит) и в серых удлиненных зернах. Гидротермальный.

Состав близок теоретическому. Из примесей наибольшее значение имеет Fe; меньше Mn, Ca. Кристаллы редки. Обычно плотные разной зернистости агрегаты вплоть до фарфоровидных. Фарфоровидный магнезит часто содержит примеси опала и силикатов магния. Хрупок. Твердость 4-4,5 у фарфоровидного — до 7 (за счёт тонкодисперсной примеси опала). Цвет белый, серый, реже желтоватый Встречается в гидротермальных месторождениях или в качестве продукта выветривания ультраосновных горных пород.

С разбавленными кислотами магнезит реагирует без вскипания, чем отличается от похожего на него кальцита. Реакция с HCl только в порошке при нагревании.

Магнезит используют для производства огнеупоров и вяжущих материалов, в химической промышленности. Применяется для производства огнеупорного кирпича. Также является рудой магния и его солей.

Важное сырье для производства огнеупорного кирпича и заправочных порошков. Использование доломитизированного известняка улучшает качество агломерата, окатышей и снижает вязкость доменных шлаков. Месторождения: Саткинское (Россия), Вейч (Австрия), Ляо Тун и Шен-Кин (Сев. вост. Китай), Квебекское (Канада).

Малахит , CuCO 3 × Cu(OH) 2 . Название от греч. «малахэ» — мальва (имеется в виду зеленый цвет листьев мальвы).

Малахи́т(от греч. тополь и мальва) - минерал, основной карбонат меди (дигидроксокарбонат меди(II)). Состав минерала почти точно выражен формулой CuCO 3 ·Cu(ОН) 2 , но более верное современное написание кристаллохимической формулы малахита Cu 2 (CO 3)(OH) 2 . Устаревший синоним — медная зелень углекислая.

Сингония моноклинная. Двойники по (100). Твёрдость 3,5-4,0; плотность 3,7-4,1 г/см³. Цвет зелёный разных оттенков; блеск различный, смотря по сложению: стеклянный у кристаллов или шелковистый у тонковолокнистых агрегатов и кусков.

Габитус кристаллов призматический, пластинчатый, игольчатый. Кристаллы имеют тенденцию к расщеплению с образованием сферокристаллов, тонковолокнистых сферолитов, сфероидолитовых дендритов.

При нагревании в колбе выделяет воду, углекислый газ и становится чёрным:

Характерна растворимость малахита в кислотах с выделением углекислого газа, а также в аммиаке, который окрашивается при этом в красивый голубой цвет.

С глубокой древности известен способ получения из малахита свободной меди. В условиях неполного сгорания угля, при котором образуется угарный газ, происходит реакция:

Азурит , 2CuCO 3 × Cu(OH) 2 . Название от персидского «лазвард» — голубой. Минерал синего цвета со стеклянным блеском, хрупкий. Тв. 3,5-4. Цвет черты синевато-голубой, спайность совершенная, излом раковистый.

Один из наиболее распространённых вторичных минералов, содержащих медь. Индикатор и поисковый признак медных руд, азурит и сам является медной рудой, хотя и менее ценной, чем малахит.

Образуется в близповерхностных зонах окисления большинства медно-сульфидных месторождений, встречается во вторичных медных рудах вместе с малахитом. В условиях выветривания неустойчив и легко замещается малахитом. Нередко в породе встречаются полосчатые сращения азурита и малахита, которые иногда разрезают и полируют, - такая разновидность носит название азуро-малахита.

Натечные, землистые, концентрически скорлуповатые. Вскипает под действием разбавленной HCl. Используются как декоративные поделочные камни, руды на медь.

Сидерит , FeCO 3 . Название от греч. слова, обозначающего железо. Синоним — железный шпат. Минерал осадочного происхождения бурого цвета, растворяется в минеральных кислотах. При окислении переходит в бурый железняк. Важная руда для получения железа, так как в составе до 48 % железа и нет серы и фосфора. Агрегаты зернистые, землистые, плотные, иногда в шаровидных конкрециях.

Цвет черты — белый, блеск стеклянный, полупрозрачный, твёрдость 3,5 — 4,5, спайность совершенная, плотность 3,96 г/см³.

Происхождение: Гидротермальное - встречается в полиметаллических месторождениях как жильный минерал. Легко выветривается до лимонита.Обычно в зернистых желтовато-белых, буроватых массах. Реагирует с холодной НС1, капля которой окрашивается в зеленый цвет. Цвет: Желтовато-коричневый, коричневый, серый, желтовато-серый, зеленовато-серый.

Сидерит содержит до 48,3 % Fe и используется в качестве железной руды. Месторождения: Бакальское (Юж. Урал), Керченское (Украина).

Родохрозит , MnCO 3 . Название от греч. «родон» — роза и «хрос» – цвет. Синоним: марганцевый шпат. Обычно в виде зернистых агрегатов розового, малинового цвета, черта белая. Реагирует с холодной HCl.

Существуют изоморфные ряды MnCO 3 - СаCO 3 и MnCO 3 - FeCO 3 . Марганец частично замещается магнием и цинком. Железосодержащие разновидности: понит и феррородохрозит. Сингония тригональная. Кристаллы толстотаблитчатые, призматические, ромбоэдрические, скаленоэдрические. Двойники по {0112} редки. Спайность совершенная по {1011}. Агрегаты: зернистые, плотные, столбчатые, шаровидные, скорлуповатые, корки. Цвет: розовый, красный, желтовато-серый, коричневый. Блеск стеклянный. Твёрдость 3,5-4. Удельный вес 3,7.

Гидротермальный минерал средне- и низкотемпературных месторождений свинца, цинка, серебра и меди, в ассоциации с сидеритом, флюоритом, баритом, алабандином и др. Встречается в высокотемпературных месторождениях с родонитом, гранатом, брайнитом, тефроитом и в пегматитах с литиофиллитом.

В осадочных марганцевых месторождениях ассоциирует с марказитом, кальцитом, опалом и др. В этом случае имеет промышленную ценность. В коре выветривания марганцевых и железо-марганцевых месторождений. В метаморфизованных первично-осадочных марганцевых месторождениях.

Используется в качестве марганцевой руды. Месторождения: Чиатурское (Грузия), Полуночное (Сев. Урал), Оброчище (г. Варна, Болгария).

Многие природные вещества активно используются человеком в промышленности, фармацевтике и косметологии. При правильном применении они способны принести нам громадную пользу, но даже систематически встречая такие элементы в лекарствах, продуктах питания и косметике, мы чаще всего не подозреваем о всех многообразии их качеств. Как раз к таким веществам можно отнести и карбонат кальция, применение и свойства которого мы сейчас как раз и обсудим чуть более подробно.

Применение карбоната кальция

Карбонат кальция большей частью добывается человеком из разного рода полезных ископаемых, после чего активно применяется в промышленности. Так после очистки от посторонних примесей это вещество активно используют при создании бумаги, продуктов питания, пластмассы, красок и резины. Ему нашлось место и при выработке бытовой химии, а также в строительстве.

Карбонат кальция достаточно активно применяется при производстве продукции личной гигиены (к примеру, его добавляют в зубную пасту), а также в медицинской промышленности. При изготовлении пищи он обычно играет роль антислеживащего агента, а также разделителя в различных молочных продуктах.

Свойства карбоната кальция

Кальция карбонат – это порошок либо кристаллы белой окраски. Он не имеют ни запаха, ни вкуса. Такое вещество практически не растворимо в воде, однако вполне растворимо в разведенной соляной либо азотной кислоте, при этом процесс растворения сопровождается активным выделением углекислого газа. Вещество «карбонат кальция» является источником сорока процентов кальция.

Лекарственные свойства

Карбонат кальция способен нейтрализовать соляную кислоту, способствуя значительному снижению кислотности пищеварительного сока. Лекарство оказывает достаточно быстрое воздействие, однако после прекращения буферного влияния наблюдается некоторое увеличение выработки желудочного сока.

Потребление карбоната кальция способствует снижению активности остеокластов и замедлению резорбции костных тканей. Такое вещество неплохо оптимизирует электролитный баланс.

Кроме всего прочего, карбонат кальция поставляет в организм человека непосредственно кальций, принимающий активное участие в процессах свертывания крови, а также в формировании костных тканей. Кальций нужен также для отличной деятельности сердца и для полноценной передачи нервных импульсов.

Применение в медицине

Активное вещество Карбонат кальция может использоваться для терапии пациентов с чрезмерной кислотностью желудочного сока, а также при болезнях системы пищеварения, протекающих на фоне такого нарушения. К подобным недугам можно отнести обострение хронической формы гастрита, острый тип гастрита либо дуоденита, симптоматические язвенные поражения разной этиологии. Также в этом списке находится язва на этапе обострения, рефлюкс-эзофагит, эрозивные поражения слизистых, изжога (после чрезмерного приема никотина, кофе, медикаментов и нарушений диеты).

Также применение карбоната кальция может быть целесообразно при коррекции остеопороза, кариеса и рахита у деток, при лечении тетании и остеомаляции. Его советуют принимать при возросшей потребности человека в кальции, что наблюдается при грудном вскармливании, на этапе активного роста, при беременности и прочих аналогичных состояниях.

Иногда карбонат кальция используется в качестве вспомогательной терапии при аллергических реакциях и при гипокальциемии.

Дополнительная информация

Дозировка карбоната кальция. Применение

Кальция карбонат применяется перорально, без привязки ко времени трапезы дважды-трижды на день в количестве 250-1000мг.

Стоит учитывать, что при потреблении высоких доз данного средства в течение продолжительного времени крайне важно систематически контролировать уровень кальция в крови пациента, а также отслеживать показатели деятельности почек. Если таблетки кальция карбоната выпускаются в форме таблеток, предназначенных для предупреждения и коррекции кариеса, остеопороза, а также рахита, их не стоит применять в качестве антацидного состава.

Противопоказания карбоната кальция

Применение кальция карбоната категорически не рекомендовано при наличии у пациента гиперчувствительности к данному элементу, а также при гиперкальциемии (передозировке витамином D, гиперпаратиреодизме и костных метастазах). Такой медикамент противопоказан при нефроуролитиазе, множественной миеломе, хронической почечной недостаточности, фенилкетонурии и саркоидозе.

Побочные эффекты карбоната кальция

В некоторых случаях применение кальция карбоната может провоцировать аллергические реакции, иногда такое лечение становится причиной появления диспепсических явлений, представленных метеоризмом, болями в эпигастрии, тошнотой, диареей либо запором. При потреблении более двух грамм кальция на день есть вероятность развития у пациента гиперкальциемии. Кроме того некоторые больные при таком лечении сталкиваются с проблемой вторичного усиления желудочной секреции.

Учтите, что превышение рекомендуемой дозировки может привести к передозировке карбонатом кальция. Такое состояние требует проведения промывания желудка и приема активированного угля. Кроме того может осуществляться симптоматическая коррекция, и, по необходимости, принимаются меры по поддержанию жизненно-важных функций.

Таким образом, действующее вещество карбонат кальция, свойства которого мы только рассмотрели, имеет достаточно широкий спектр применения и может принести огромную пользу человеку.

Екатерина, www.сайт

P.S. В тексте употреблены некоторые формы свойственные устной речи.

Карбонат натрия производиться в виде белого порошкообразного вещества. В простонародье это вещество называют кальцинированной содой, в международном производстве применяют название Sodium carbonate.

Соду использовали еще в древних временах, первыми ее нашли египтяне. Они использовали ее для мытья посуды и для производства стекольных изделий. Зачастую ее находили в соляных пластах, которые находились под землей. Ее месторождением также считают содовые озера. Она находится в составе некоторых минералов и водорослей. Соду можно найти в нахколитах, термонатритах и натронах.

Формула карбоната натрия Na2CO3. Также это вещество можно назвать натриевой солью угольной кислоты. Свое наименование сода получила из-за того, что в процессе ее производства гидрокарбонат натрия подвергают высокому нагреву. Современные производители изготавливают это вещество разнообразными способами. Самыми популярными считаются метод Сольве и химическая переработка минералов.

Физические свойства

Молярная масса карбоната натрия 105,9 г/моль. Данное вещество обладает небольшой плотностью - 2,54 г/см³. Кальцинированная сода быстро растворяется в водной среде, начинает кипеть при температуре 1 600°C. Этот материал имеет высокую гигроскопичность, он легко впитывает в себя запахи и влагу. Если карбонат натрия Na2CO3 хранить в открытом виде, то он начинает слеживаться.

Реакции взаимодействия карбоната натрия

Это вещество способно реагировать с большим количеством химических соединений.

Гидрокарбонат аммония и хлорид натрия в своей реакции образуют осадок в виде пищевой соды.

NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4C

Карбонат натрия в реакции с соляной кислотой

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Раствор карбоната натрия и соляной кислоты в результате взаимодействия образовывают пищевую соль, воду и углекислый газ, который испаряется в воздух.

Чтобы получить кальцинированную соду, соединяют гидроксид натрия с углекислым газом. В результате этой реакции, образуется кальцинированная сода и вода.

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

Реакция взаимодействия уксусной кислоты и карбоната натрия

2СН3СООН + Na2CO3 = H2O + CO2 + 2CH3COONa

Для получения карбоната кальция, необходимо произвести реакцию, в которой будут участвовать карбонат натрия и хлорид кальция.

Na2(CO3)+CaCl2=2NaCl+CaCO3 (осадок)

Кальцинированная сода может вступать в реакцию с серной кислотой.

Na2CO3+H2SO4=NA2SO4 + H2O +CO2

Обменная реакция сульфида натрия и карбоната кальция.

Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS

Карбонат натрия быстро взаимодействует с водой. Водный раствор карбоната натрия разлагается следующим образом:

Na2(CO3)+2Н2О= 2 Na+СО3+2Н +2ОН

Взаимодействие карбоната натрия с нитратом кальция

Na2CO3 + Ca(NO3)2 → 2NaNO3 + CaCO3↓

Представленные уравнения реакций карбоната натрия показывают, что это вещество можно получить разными способами. Оно способно качественно взаимодействовать с кислотами и водой.

Применение кальцинированной соды

Сфера применения этого вещества достаточно широкая. Раствор карбоната натрия используют в пищевой промышленности. Пищевая сода добавляется в составы многих продуктов питания для урегулирования кислотности, повышения воздушности теста, для эмульгирования.

Технический карбонат натрия находит свое применение в сфере стекольного производства. Также это вещество вводиться в состав бумаги, мыла, различных чистящих и моющих средств. В тяжелой промышленности его используют в процессе изготовления чугунных изделий.

Большой спрос на этот материал замечен в:

. в процессе производства цветных металлов,
. нефтеперерабатывающей промышленности,
. текстильном производстве.

В химической сфере с помощью реакций с карбонатом натрия получают другие натриевые соли.

За счет кальцинированной соды проходит очистка водных труб, а также понижается жесткость воды.

В результате переработки угольной кислоты с солями калия и натрия получают карбонат калия-натрия. Этот материал не имеет характерного цвета, он быстро растворяется в водной среде. Его используют в процессе производства цемента. Он способствует быстрому затвердеванию.

Техническая сода имеет разное предназначение, ее выпускают двух марок:

Водный карбонат натрия марки Б используют для приготовления различных моющих средств. Его также применяют для очищения нефтяных продуктов. В химической промышленности он помогает получать натриевые, фосфорные и хромовые соли.

Обе марки карбоната натрия входят в составы разного стекла. Их добавляют в составы:

. стекол для оптических приборов,
. стеклоблоков,
. керамической плитки,
. медицинского стекла,
. пеноблоков.

Марка А применяется в процессе изготовления электровакуумного стекла. Для этой цели карбонат натрия должен иметь высший сорт.

Производители и стоимость

Соединенные Штаты Америки, Канада, Мексика и ЮАР считаются мировыми лидерами по производству этого материала. На их территории сосредоточены большие природные залежи. В Российской Федерации содовые озера находятся на территории Забайкалья и Сибири.

Основными промышленными компаниями, которые изготавливают карбонат натрия в России, считаются:

. ООО Югреактив,
. ООО ТранзитХим,
. ООО АнгараРеактив,
. группа компаний ХИМПЭК,
. ООО НефтеГазХимКомплект.

Средняя цена карбоната натрия составляет 20-25 рублей за 1 кг. Фасуют кальцинированную соду в полиэтиленовые мешки и картонные упаковки.

Cтраница 1

Взаимодействие карбонатов и бикарбонатов щелочных металлов или аммония с солями уранила приводит к образованию комплексных ионов типа: [ UO2 (CO3) 3 ] 4 -, [ UO2 (CO3) 2 (H2O) 2 ] 2 - и др. Наиболее важными в технологии производства урана являются карбонатные комплексные соли натрия и аммония.

Взаимодействие карбоната бария с пятиокисью ниобия при неизотермическом нагревании сопровождается появлением на кривой ДТГ максимумов скорости выделения двуокиси углерода при 670 - 690 и 960 - 980 С. В изотермических условиях реакция протекает с заметной скоростью при температурах выше 650 С.

Процессы взаимодействия карбоната бария с окислами подгруппы ванадия удовлетворительно описываются указанными уравнениями в пределах до 70 - 80 % превращения исходных компонентов в конечный продукт реакций.

При взаимодействии карбоната калия с кислотами образуются соли этих кислот с выделением диоксида углерода.

При взаимодействии карбоната циркония с карбонатом аммония образуется (ЫН4) з2гОН (СОз) з - 2Н2Р - бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде и нерастворимое в этаноле.

При взаимодействии карбоната калия с хлороводородом образуются хлорид калия, диоксид углерода и вода. Определите количество хлорида калия и объем диоксида углерода (при н.у.), которые образуются из 24 82 г хлороводорода.

Так как при взаимодействии карбонатов с кислотами происходит связывание ионов водорода, карбонатами, как и основаниями, можно пользоваться для нейтрализации кислот. Так, известняк СаСОз в размолотом виде применяется для известкования почв при излишней их кислотности.

Кинетика взаимодействия смесей МеСОз и МоО3 при температуре 375 С. 1 - MgCO3 Mo03MgMoO4.

С заметной скоростью реакции взаимодействия карбонатов щелочноземельных металло в с трехокисью молибдена протекает при температурах выше 300 С.

Хлорид рубидия RbCl получают взаимодействием карбонатов с соляной кислотой, хорошо растворим в воде.

Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната натрия с кислотой в присутствии пенообразователя. Пенообразующий порошок состоит из сухих солей (сернокислого алюминия, бикарбоната натрия) и лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой сернокислый алюминий (или другие сернокислые соли), бикарбонат натрия и пенообразователь растворяются и немедленно реагируют с образованием диоксида углерода.

Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната с кислотой в присутствии пенообразователя. Практически такую пену получают в эжекторных переносных приборах (пеногенераторах) из пенопорошка и воды. Пенопорошок состоит из сухих солей (сернокислого алюминия, бикарбоната натрия) и лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой сернокислый алюминий (или другие сернокислые соли), бикарбонат натрия и пенообразователь растворяются и немедленно реагируют с образованием двуокиси углерода.

Химическая пена образуется при взаимодействии карбоната или бикарбоната с кислотой в присутствии пенообразователя. Такую пену получают в эжекторных переносных приборах (пе-ногенераторах) из пенопорошка и воды. Пенопорошок состоит из сухих солей (сернокислого алюминия, бикарбоната натрия) и лакричного экстракта или другого пенообразующего вещества. При взаимодействии с водой сернокислый алюминий (или другие сернокислые соли), бикарбонат натрия и пенообразователь растворяются и вступают в реакцию, образуя диоксид углерода.

соли угольной кислоты H2CO3. Различают нормальные (средние) К., с анионом СО32- (например, KHCO3), кислые К. (гидрокарбонаты или бикарбонаты), с анионом НСО-3 (например, КНСОз) и основные К. [например, Cu2(OH)2СОз ≈ минерал малахит]. В воде растворимы только нормальные К. щелочных металлов, аммония и таллия. В результате значительного гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Наиболее трудно растворимы нормальные К. кальция, стронция, бария и свинца (2-валентного). Кислые К. хорошо растворимы в воде. При нагревании К., как правило, разлагаются (CaCO3= CaO + CO2) ещё до достижения точки плавления; исключение представляют К. щелочных металлов и таллия. Гидрокарбонаты при нагревании переходят в нормальные К. (2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2). Сильными кислотами нормальные и кислые К. разлагаются с выделением CO2 (K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + CO2). В природе нормальные К. широко распространены, составляя одну из групп минералов (см. Карбонаты природные). Некоторые природные, нормальные и основные, К. являются весьма ценными металлическими рудами; таковы К. цинка, свинца, меди, железа, марганца и др. Нерудное сырьё ≈ известняк CaCO3, магнезит MgCO3, витерит BaCO3 употребляют в строительном деле, в производстве огнеупоров, в химической промышленности и т.д. Из синтетических К. в технике широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3) и в меньшей степени ≈ поташ K2CO3. Гидрокарбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами (см. Буферные системы). Об отдельных К. см. Бария карбонат, Калия карбонат, Кальция карбонат, Магния карбонат, Натрия карбонат и др.

Карбонаты — многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение. К минералам класса карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего это соли кальция, магния, натрия, меди. Всего в этом классе известно около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе, например кальцит и доломит.

В структурном отношении все карбонаты относятся к одному основному типу — анионы 2-представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников.

Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Ca, Mg и Fe с комплексным анионом 2-.

Менее распространены сложные карбонаты, содержащие добавочные анионы (OH)-, F-и Cl-.

Карбонаты природные

Среди наиболее распространённых безводных карбонатов различают карбонаты тригональной и ромбической сингоний. Карбонаты обычно имеют светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зелёную или синюю окраску. Твёрдость карбонатов около 3-4.5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ba.

Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl и HNO3), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.

По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты.

Главные минералы-карбонаты

Группа	Минерал	Сингония	Твердость
Кальцита	Кальцит СаСОз	Триг.	3
	Родохрозит МпСОз		3,5-4,5
	Магнезит MgCOз		4-4,5
	Сидерит РеСОз	»	3,5-4,5
	Смитсонит ZnCO3		5
Доломита	Доломит CaMg(COз)2	»	3,5-4
Арагонита	Арагонит СаСОз	Ромб.	3,5-4
	Витерит ВаСОз		3 — 3,5
	Стронцианит SrCO3		3,5-4
	Церуссит · 10H2O	Мон.	-
	Нахколит NaHCO3	»	2,5
	Натрон		1 — 1,5
Шортита	Шортит	Ромб.	3
Ниеререита	НиеререитNa2Ca(CO3)2	»	3

Многие из широко распространенных карбонатов, в особенности же кальцит, магнезит, сидерит, доломит, имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие физические свойства, встречаются в одинаковых агрегатах и часто имеют переменный химический состав.

Поэтому бывает трудно, а порой невозможно различить их по внешним признакам, твердости, спайности. Издавна используется про-стой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной кислотой.

Для этого наносят каплю разбавленной (1: 10) кислоты на зерно карбоната.

Каль-цит реагирует активно, и капля раствора вскипает от выделяющихся пузырьков СО2, доломит реагирует слабо, только в порошке, а магнезит - при нагревании.

Более надежные результаты дают следующие лабораторные исследования: точное определение их показателей преломления; проведение микрохимических реакций на отполированных пластинках пород с реактивами, красящими разные минералы в различные цвета; термический анализ (определение температуры разложения минерала, у каждого карбоната она своя); рентгеновские исследования.

Карбонатовые отложения

Самым распространённым карбонатом является кальцит.

Прозрачный кальцит называют исландским шпатом, непрозрачный известковым шпатом. Кальцит формирует такие породы, как известняк и мел.

Подавляющее количество кальцита сформировалось за счёт биогенного его накопления. В то же время известен и кальцит гидротермального происхождения. В почвах кальцит накапливается в результате реакции кальция, высвободившегося при выветривании, с углекислым газом почвенного воздуха; особенно часто богаты кальцитом почвы засушливых областей. Кальцит и доломит формируют мрамор. Сидерит типичный минерал болотных руд; достаточно редко отмечается его эндогенное происхождение. Малахит красивый поделочный камень; как и близкий к нему по составу и свойствам минерал азурит Сu3(СО3)2(ОН)2, он образуется на поверхности Земли в результате окисления сульфидов меди.

Применение карбонатов

Карбонаты кальция, магния, бария и др.

применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле.

Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами, регулирующими постоянство реакции крови.

Класс карбонатов

Карбонатами называются соли угольной кислоты (Н2СО3). Класс карбонатов насчитывает около 80 представителей.

Эти минералы очень широко распространены в верхней части литосферы. Их сред-нее содержание в земной коре составляет 1,5 мае. %.

Кальцит СаСО3, или известковый шпат. Название произошло от латинского calcis - известь. Содержит примеси Мg, Мn, Fе, иногда Zn, Cо, Sг, Рb и др. Водяно-прозрачная, бесцветная раз-новидность кальцита с сильным двупреломлением называется ис-ландский шпат , или оптический кальцит.

Полосчатые выделения кальцита называют кальцитовым, или мраморным, ониксом.

Форма выделения - кристаллы призматической, таблитчатой, реже пластинчатой, иногда дисковидной формы, ромбоэдры и скаленоэдры.

Могут образовывать двойники, щетки, друзы. Агре-гаты зернистые, а также в виде мелко- и скрытокристаллических натечных форм - корок, почек, желваков, сталактитов, сталагмитов и т.д., могут образовывать конкреции и оолиты, секреции и миндалины.

Цвет - чаще всего белый и желтовато-белый, но в зависимо-сти от примесей может быть разных цветов, вплоть до черного (от примеси битума).

Черта - белая, светлая.

Блеск - стеклянный, более яркий на поверхностях спайности, чем на гранях.

Прозрачность - минерал от прозрачного (исландский шпат) до просвечивающего по тонкому краю.

Спайность - совершенная в трех направлениях по ромбоэдру.

Излом - как правило, по спайности, ровный, ступенчатый.

Твердость - 3.

Плотность - 2,6 - 2,8 г/см3.

Особые свойства - бурно реагирует с соляной кислотой.

Происхождение.

1. Осадочное, биогенное и хемогенное, глав-ным образом в виде известняков, мергеля и мела. 2. Гидротермаль-ное, в жилах.

3. Магматическое, в карбонатитах. 4. Контактово-метаморфическое, в скарнах. Кальцитовые породы, известняки, мел и мергели широко развиты в пределах Русской плиты, осо-бенно в Центральных районах России, месторождения мрамора известны на Урале, исландский шпат добывается в бассейне реки Нижняя Тунгуска.

Применение - как сырье для производства строительного кам-ня, извести, цемента; метаморфически измененные известняки - мраморы - прекрасный облицовочный материал; в металлурги-ческой промышленности в качестве флюсов; в химической промышленности для производства соды; в сельском хозяйстве для известкования почв; исландский шпат используют в оптических приборах; выделения кальцита с красивым оттенком или рисун-ком применяется в ювелирном и камнерезном деле.

Доломит СаМg(СO3)2 .Назван в честь французского инженера и минералога Доломье (1750-1801), впервые описавшего доло-митовые отложения.

Часто содержит примесь двухвалентного Fе, Мg, Мn.

Форма выделения - чаще всего пористые землистые массы, реже почковидные, оолитовые агрегаты. Также встречается в виде кри-сталлических зернистых агрегатов.

Цвет - в землистых массах обычно грязно-белый, желтоватый и буроватый.

В кристаллических агрегатах - серовато-белый, го-лубовато-белый, реже с зеленоватым оттенком.

Черта - белая, светло-желтая или светло-серая.

Блеск - стеклянный по граням кристаллов.

В землистом агрега-те матовый.

Прозрачность - минерал от просвечивающегося до непрозрач-ного.

Спайность - совершенная по ромбоэдру.

Излом - обычно по спайности, косо ступенчатый.

Твердость - 3,5 - 4.

Плотность - 2,8 - 2,9 г/см3.

Особые свойства - с соляной кислотой реагирует в порошке.

Реакция не бурная, что служит основным отличием от кальцита.

Происхождение. 1. В основном осадочное.

2. Может быть гидро-термальным, в жилах, и гидротермально-метасоматическим за счет преобразования известняков. Широко распространен на Русской платформе, Урале, Сибири.

Применение - для производства строительных материалов, це-мента, огнеупорных изделий; как флюс в металлургии, в хими-ческой промышленности и сельском хозяйстве.

Магнезит МgСО3, магнезитовый шпат, горький шпат.

Назван по области Магнезиа в Фессалии (Греция). Содержит примесь двух-валентного железа и никеля.

Форма выделения - кристаллы ромбоэдрические, редко при-зматические.

Что такое Карбонаты

Встречается в виде кристаллических зернистых агрегатов и скрытокристаллических фарфоровидных масс.

Цвет - белый.

Черта - белая, бесцветная.

Блеск - стеклянный.

Прозрачность - прозрачный по тонкому краю, непрозрачный минерал.

Спайность - совершенная в трех направлениях по ромбоэдру.

Излом - по спайности ступенчатый. У фарфоровидных выделе-ний излом раковистый, неровный.

Твердость - 4 - 4,5.

У фарфоровидного до 7 за счет примеси опала.

Плотность - 3 г/см3.

Особые свойства - в соляной кислоте разлагается только в по-рошке и при нагревании.

Происхождение - эндогенное, гидротермальное, гидротермально-матасоматическое и экзогенное, при изменении богатых маг-нием ультраосновных пород.

Крупнейшие в России месторожде-ния - Саткинское вблизи города Златоуст на Урале и Савинское в Иркутской области.

Применение - для производства различных огнеупоров, магне-зиального цемента; в металлургии, химической и фармацевтичес-кой промышленности, а также при производстве керамики и бу-маги.

Сидерит FеСО3, железный шпат.

Название произошло от гре-ческого sideros - железо. Часто содержит примеси Мn, Мg, Са.

Форма выделения - кристаллы в виде уплощенных ромбоэдров. Грани кристаллов часто линзовидно изогнуты. Реже встречаются таблитчатые и призматические кристаллы.

Агрегаты зернистые, землистые, плотные, иногда слагают шаровидные конкреции (сферосидерит).

Цвет - от светло-желтого до бурого, коричневого и черного.

Черта - бесцветная. У измененных (лимонитизированных) вы-делений - бурая, ржаво-бурая.

Блеск - сильный стеклянный, иногда с буроватой побежало-стью.

Прозрачность - от просвечивающего по краю до непрозрачного.

Спайность - совершенная по ромбоэдру.

Излом - ступенчатый по спайности, зернистый.

Твердость - 4 - 4,5.

Плотность - 3,7 - 3,9 г/см3.

Особые свойства - растворяется в подогретой соляной кисло-те, кислота при этом желтеет.