Карбонат

Карбонати в химията са солите на въглеродната киселина, включващи в състава си карбонатен анион, CO2-
3
. С карбонат може да се обозначават и естери на въглеродната киселина.

Carbonate-3D-balls
Модел на карбонатен йон, CO2-
3

Структура на карбоната

Карбонатният йон е най-простият оксивъглероден анион. Той съдържа един въглероден атом, свързан с три кислородни атома, в триъгълна планарна подредба с D3h молекулна симетрия. Молекулната маса на йона е 60.01 далтона и носи два отрицателни заряда.

Люисовата структура на йона има въглероден атом, свързан с две дълги единични връзки за два кислородни атома и с една къса двойна връзка с третия кислороден атом.

Люисова структура на карбонатен йон

Люисова структура на карбонатен йон

Тази структура е несъвместима с наблюдаваната симетрия на йона, което предполага, че трите връзки са еднакво дълги и че трите атома кислород са еквивалентни. Както и в случая на нитратния йон, симетрия може да се постигне чрез резонанс между трите структури:

Резонансни структури на карбонатния йон

Резонансни структури на карбонатния йон

Тази резонансна структура може да се изрази чрез дробни връзки и делокалозирана електронна плътност:

Вижте също

Амониев хидрогенкарбонат

Амониев хидрогенкарбонат, амониев бикарбонат, кисел амониев карбонат (NH4HCO3); в бита се нарича амонячна сода. Има свойство да се разлага при нагряване с отделяне на голям обем газообразни вещества (CO2 и NH3).

Варовик

Варовикът е бяла седиментна скала, съставена предимно от калциев карбонат. По своя произход варовиците могат да бъдат хемогенни (утаени по химичен път) такива варовици има в североизточна България, биогенни (изградени предимно от останки на организми – фито- и зоопланктон, черупки, скелетни частици и др.) находището в град Балчик и кластични (изградени от преотложени парчета варовик).

Има няколко вида варовици: обикновен, черупчест и креда. Варовикът се използва като строителен материал а също и за получаване на гасена вар и цимент. Черупчестият варовик се нарича така, защото в него още личат черупките на различни животни. Той е много красив и се използва за облицовка на сгради, чешми и други. Кредата е много мека (мек варовик). Кредата се използва като хранителна добавка във фуражите за животни, като пълнител за сухи строителни смеси, бои, каучукови изделия и други. От нея се прави тебеширът.

Варовикът е една от най-широко използваните в строителството скали. Освен в естествен вид, варовикът се използва за промишлено производство на негасена вар, въглероден диоксид, калцинирана сода. Добавя се при производството на чугун от кисели руди.

Водите с високо съдържание на варовик (като тази в Североизточна България) се наричат твърди. При загряването на такава вода до температури над 50 °C, варовикът се отлага по водоносещите части. Тези отлагания са известни като „котлен камък“ или „накип“.

Това води до износване, стесняване на пропускащите течения и запушването им.

Калиев карбонат

Калиевият карбонат, наричан още поташ, е бяла сол, разтворима във вода и неразтворима в алкохол. Като сол на силна основа (калиева основа) и слаба киселина (въглеродна киселина) водните ѝ разтвори имат основен (алкален) характер. Реагира със силни киселини с отделяне на въглероден диоксид:

Калиевият карбонат може да се получи ако се остави калиева основа на въздуха:

В древността е била добивана от растителна пепел, която има сравнително високо съдържание на калиев карбонат (50 – 80 %). За разлика от натриевия карбонат, калиевият карбонат не може да се получи по метода на Солвей, тъй като междинният продукт калиев хидрогенкарбонат е много добре разтворим във вода.

Може да се използва за получаването на други съединения на калия:

Използва се още при производството на течен (калиев) сапун и стъкло. В готварството се използва като хранителна добавка (Е501) подобно на натриевия бикарбонат. Приложение намира и като електролит (стопилка) в горивни елементи.

Калциев карбонат

Калциевият карбонат е химично съединение с формула CaCO3. Среща се в големи количества по целия свят в скалите и е градивно вещество за черупките на различни водни животни, на охлювите и на яйцата.

При температура 900-1000 градуса Целзий, калциевият карбонат се разлага до въглероден диоксид и калциев оксид. Процесът е обратим и ендотермичен. Методът е в основата на промишленото получаване на негасена вар(калциев оксид).

При редукция на калциев оксид с въглерод, при нагряване, се получава карбид.

Като сол на много слаба киселина (въглеродна киселина) със силна основа (калциев дихидроксид) калциевият карбонат реагира дори и със слаби киселини с отделяне на калциева сол и въглероден диоксид. Затова някои от препаратите за почистване на бани, кухни, както и за котлен камък съдържат например оцетна киселина или лимонена киселина.

Калциевият карбонат е много слабо разтворим във вода. При наличието обаче на въглероден диоксид във водата се образува калциев дихидрогенкарбонат Ca(HCO3)2, който е доста по-разтворим. По този начин калциевият карбонат (варовика) от скалите се измива на места и повишава твърдостта на водата. На места, където съдържанието на въглероден диоксид във водата се намали по един или друг начин, варовикът изкристализира отново. Така се образуват например сталактитите и сталагмитите в пещерите, а също и котленият камък. Разтваря се лесно в мазнини.

Големи залежи от калциев карбонат се образуват там, където има или е имало големи водни басейни (езера, морета, океани). Поради ниската си разтворимост той се утаява по-рано от повечето други минерали във водния басейн. При комбинирани находища варовикът обикновено образува най-долния слой (заедно с доломита), като по-горните слоеве са по-разтворимите минерали (хлориди, сулфати и др.). При навлизане на варовика по-дълбоко в земната кора, под действието на по-високи налягания, той се превръща във мрамор. Калциевият карбонат е бял или безцветен, но естествените карбонатни утаечни скали са оцветени в сиво, кафяво, оттенъци на розовия цвят и др. поради наличието на примеси от други минерали.

Калциевият карбонат (варовик, мушелкалк, врачански камък, мрамор и др.), обработен в подходящи форма и размери, се използва широко като облицовъчен материал за сгради, за скулптури, паметници и др. Минералът се добива в големи количества като суровина за строителството. От него чрез изпичане се получават негасена и гасена вар. Той е също така една от съставките при получаването на цимента. Варовикът е и едно от изходните вещества за получаването на сода по метода на солвей. Калциевият карбонат се използва и като тор в селското стопанство, при кисели почви, тъй като неутрализира киселините (с образуване на въглероден диоксид и съответната калциева сол).

Калцит

Калцитът е един от най-широко разпространените минерали в земната кора и най-стабилната полиморфна модификация на CaCO3. Съотношението на химичните елементи в състава му е калций - 40,04%, въглерод - 12,00% и кислород - 47,96%. Среща се в седиментни, магмени и метаморфни скали. Със същия химичен състав, но различна структура са и минералите арагонит с псевдохексагонална структура и фатерит, кристализиращ като хексагонални плочки.Калцитът получава наименованието си от гръцката дума "калкс", което означава свеждане до прах чрез нагряване, използвано като име и за варта.Калцитът образува красиви кристали, свързани с горещите водни разтвори и изгражда огромни комплекси от варовици и мрамори. Най-често образува ромбоедри, скаленоедри, срастъци, зърнести агрегати. Под влияние на високите температури и налягане в дълбочинните пластове, прораства в едри зърнести маси, като варовиците се превръщат в мрамори. Минералът е съставна част на черупките (раковините) на много организми и на кораловите рифове.

Корали

Коралите (Anthozoa) са клас морски мешести организми, които съществуват като малки полипи, обикновено под формата на колония от много идентични индивиди. Част от коралите, които отделят калциев карбонат, за да си изградят външен „скелет“, са отговорни за създаването на коралови рифове.

Въпреки че коралите могат да улавят планктон посредством копривни клетки на пипалата си, те добиват повечето от хранителните си вещества чрез симбиоза с едноклетъчни водорасли, наречени зооксантели. В резултат на това, повечето корали зависят от слънчевата светлина и растат в плитки, прозрачни води – обикновено на дълбочина по-малка от 60 метра. Тези корали допринасят за изграждането на физическата структура на кораловите рифове, които се развиват в тропичните и субтропичничните води – например Големият бариерен риф край бреговете на Австралия. Други корали обаче нямат съпътстващи водорасли и могат да живеят в много по-дълбоки води – например в Атлантическият океан, където студеноводният род Lophelia оцелява при дълбочини от 3000 m. Корали са откривани и на брега на щата Вашингтон (САЩ) и на Алеутските острови в Аляска.

Коралов риф

Коралов риф се нарича геологическа структура, образувана от колонии от коралови полипи и някои видове водорасли, можещи да извличат калциев карбонат от морската вода. Образуват се в плитчините на тропическите морета. Общата площ на кораловите рифове в света превишава 27 млн. км². Намират се основно в Тихия и Индийския океан.

Лантан

Лантан е химичен елемент от периодичната система със символ La и атомен номер 57. Лантанът принадлежи към групата на лантанидите, чието име е дал. Елементът принадлежи към редкоземните метали.

Мергел

Мергел представлява калциев карбонат или богата на вар пръст или скала, съдържаща променливи количества глини. Преобладаващият карбонатен минерал в повечето мергели е калцитът, но други карбонатни минерали като арагонит, доломит и сидерит също може да присъстват. В зависимост от състава на образуващите карбонатни минерали, мергелите се делят на варови и доломитови. Традиционно мергели се наричат редица материали, повечето от които представляват ронлива смесица от глина и калциев карбонат, образувани в сладководни условия и обикновено в съотношение 35 – 65% глина и 65 – 35% карбонат. Днес терминът често се използва и за втвърдени морски и речни седименти, които представляват по-точно мергелови скали. Мергелът като речен седимент е често срещан сред седиментите на ледниковите езера, под торфени блата.

Мрамор

Мраморът е метаморфна скала, изградена от калцит или доломит (последните се наричат доломитни мрамори). Оцветяването варира от чисто бяло до всевъзможни нюанси на цветовете. Мраморните скали се образуват при метаморфизъм на варовици и доломити.

Големи европейски находища: Италия, Гърция, Франция и Норвегия.

В България мрамор се добива в планините Рила, Родопи, Странджа, Пирин и Берковска.

Приложение: в бита – за облицовка, мозайки, производство на цимент и вар. В скулптурата, в огнеупорната, стъкларската и металургичната промишленост.

Натриев бикарбонат

Натриевият бикарбонат (наименование по IUPAC – натриев хидрогенкарбонат; известен още като сода бикарбонат и сода за хляб) има химична формула NaHCO3. Той е ненаситена натриева сол на въглеродната киселина (H2CO3). В нормални условия е бяло твърдо вещество. Произвежда се чрез процеса на Солвей, при който смес от вода, амоняк и натриев хлорид (готварска сол) реагират с въглероден диоксид.

Водните разтвори на натриевия бикарбонат са алкални, защото той е сол на силна основа и слаба киселина. По тази причина той се използва за неутрализация на киселини (стомашни сокове), напр. при гастрит или язва.

Содата бикарбонат е честа съставка на бакпулвера. В състава му влизат още киселини (например лимонена киселина или кисели соли – хидрогенфосфати и др.), които при овлажняване реагират със содата, при което се отделя въглеродна киселина. Последната се разлага на вода и въглероден диоксид и обуславя процеса бухване, водещ до образуването на шупли в изпечените продукти.

При нагряване до 270 °C натриевият бикарбонат се дехидрира до натриев карбонат (Na2CO3,

калцинирана сол) и въглероден диоксид (CO2). При по-нататъшно нагряване натриевият карбонат се разлага до динатриев оксид (Na2O) и въглероден диоксид.

Намира широко приложение в химическата (бои, пластмаси, битова химия, пожарогасители), хранителната (хлебни и сладкарски изделия, газирани напитки), леката (автомобилни гуми, изкуствени кожи, текстил) промишлености, фармацевтиката, цветната металургия.

Натриевият бикарбонат е регистриран като хранителна добавка E500.

Натриев карбонат

Натриевият карбонат (калцинираната сода) (химична формула Na2CO3) се получава при взаимодействие на натриева основа и въглероден диоксид:

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

Калцинираната сода е основен продукт на неорганичния синтез с широко приложение. Обработената сода се използва главно в производството на стъкло, на почистващи препарати, както и в хартиената, кожарската и металургичната промишленост.

Памуккале

Памуккале (на турски: Pamukkale) е малък, но известен турски курортен град във вилаета Денизли, намиращ се на 30 km северно от град Денизли, а също и уникален природен феномен в околностите на градчето.

Водни струи идващи от древния град Хиераполис, богати на минерални соли, падат от голяма височина и създават причудливи, вкаменени, ослепително бели каскади, които се дължат на калциевия карбонат. Когато водата достигне до повърхността, от нея се освобождава CO2, а калциевият карбонат се отлага, като образува варовикови отлагания върху скалистите тераси.

Горещите извори Памуккале извират от недрата на планината Кал Даъ в Западен Анадол, Турция. Водата с температура 37 °C достига повърхноста, и продължава пътя си надолу по поредица от около сто тераси. Водните струи са издълбали терасите и във вдлъбнатините са образували топли водни басейни. Повечето имат ослепително бял цвят, но някои са жълтеникави или кафяви. Замърсяването на околната среда се отразява върху свежестта на цветовете.

До платото на Хиераполис се стига по долината на река Меандър.

Руините на Хиераполис и Памуккале са един от обектите в Списъка на световното културно и природно наследство на ЮНЕСКО.

Пясъчник

Пясъчникът е споена седиментна скала, образувана от материал, получен при физическото разрушаване на други скали. Разрушеният или отмитият материал се отлага в друга среда, където с времето протича повторното му спояване. Големината на зърната му е от 0,1 mm до 5 mm. Според преобладаващия размер на зърната, пясъчникът бива:

финозърнест: 0,1-1 mm,

среднозърнест: 1-2,5 mm,

едрозърнест: 2,5-5 mm.Според това в каква среда се отлага материалът, спойката може да бъде силикатна или карбонатна.

В случай че в пясъчника се намират глинести частици (с размер под 0,1 mm), тогава се говори за глинест пясъчник, а когато имаме наличие на калциев карбонат, пясъчникът се нарича варовит. Често се срещат и смесени глинесто-варовити пясъчници.

Салинас Грандес

Сали́нас Гра́ндес (на испански: Salinas Grandes) е солена пустиня в Северозападна Аржентина.

Разположена е на 170 м надм. височина между хребетите Сиера Пампа – Сиера де Анкасти и Сиера деКордова.

Солената пустиня заема площ от около 6000 км². Общата и дължина и повече от 250 км, ширината и – около 100 км. Образуване е на мястото на пресъхнало езеро.На територията на пустинята има големи залежи от натриев карбонат и калиев карбоната.

През Салинас Грандес преминава железопътната линия и шосето Сан Мигел де Тукуман – Кордоба.

Сол

Солите са химични съединения, които са съставени от йони, свързани помежду си с йонни връзки. От гледище на теорията за електролитната дисоциация солите са електролити, които във воден разтвор (или в стопилка) са дисоциирани винаги на метални или амониеви катиони и киселинни аниони. Електрическите заряди на положителните (катиони) и отрицателните йони (аниони) се уравновесяват, така че съединението няма нетен заряд. Съставящите солите йони могат да бъдат както неорганични (Cl-), така и органични (CH3-COO-), а също едноатомни (F-) или многоатомни (SO42-).

Солите често се получават в резултат на неутрализационна реакция между киселина и основа. Разтворите на соли във вода се наричат електролити и играят важна роля в електрохимията. Солите, които при хидролиза образуват хидроксилни аниони се наричат основни соли, а тези, които образуват водородни катиони – киселинни соли. Останалите соли се наричат неутрални соли.

Смеси на много различни йони в разтвор като в цитоплазмата на клетките, в кръвта, урината, растителните сокове и минералната вода обикновено не образуват ясно обособени соли след изпаряване на водата, поради което съдържанието им се описва чрез количествата на съответните йони.

Цвитер-йоните са група съединения, които не са соли в строг смисъл, но имат някои подобни свойства. Те са съставени не от йони, а от молекули, в рамките на които са обособени електрически заредени анионен и катионен център. Примери са аминокиселините, много метаболити, пептиди и белтъци.

Травертин

Травертѝн (бѝгор, варовит туф) е седиментна поликристална скала, получена чрез отлагане на калциев карбонат от минерални или термални извори или течаща вода, богата на калций. Най-често има ивичеста структура, по посока на водата, но може да среща и във вид на концентрични окръжности. Според мястото на възникване може да се разграничи на травертин от извори, травертин от течащи води, травертин от пещери (сталагмити и сталагтити).

Цинк

Цинкът е химичен елемент със символ Zn. Той е преходен метал. Намира се във 12 група, четвърти период от периодичната система на елементите. Поредният му номер е 30.

Името му вероятно е дадено от алхимика Парацелз и е свързано с немската дума Zinke – „назъбен“. Заслугата за откриването на чистия метал през 1746 г. обикновено се приписва на Андреас Сигизмунд Марграф. Към 1800 година Луиджи Галвани и Алесандро Волта откриват електрохимичните свойства на цинка. Те са от голямо практическо значение, тъй като поцинковането на стомана е едно от най-честите му практически приложения. Други области на приложение са в производството на батерии и сплави.

От съединенията му най-често се използват цинков карбонат и цинков глюконат (като хранителни добавки), цинков хлорид (в дезодоранти), цинкови комплекси в противопърхотните шампоани, цинков сулфид (в луминесцентни бои), и цинков етил или диметил в органичната химия.

Черупка

Черупка е външната твърда обвивка на яйце, някои плодове и на някои животни. Едно от основните вещества, които изграждат черупките на яйцето и животните е калциевият карбонат. Много характерна черупка има костенурката. От плодовете кокосовият орех има много твърда и дебела черупка. Черупките на плодовете (основно ядки) по принцип са нежеланата част и се изхвърлят.

идиомиСвивам се в черупката си – спотайвам се, затварям се в себе си, ставам необщителен.

излизам от черупката си – появявам се, излизам наяве

На други езици

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.