Carbonato

Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión CO32- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio químico con el bicarbonato y el dióxido de carbono.

La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son poco solubles en agua. Debido a esta característica son importantes en geoquímica y forman parte de muchos minerales y rocas.

El carbonato más abundante es el carbonato cálcico (CaCO3), que se halla en diferentes formas minerales (calcita, aragonito), formando rocas sedimentarias (calizas, margas) o metamórficas (mármol) y es a menudo el cemento natural de algunas areniscas.

Sustituyendo una parte del calcio por magnesio se obtiene la dolomita CaMg(CO3)2, que recibe su nombre por el geólogo francés Déodat Gratet de Dolomieu.

Muchos carbonatos son inestables a altas temperaturas y pierden dióxido de carbono mientras se transforman en óxidos.

Carbonate-3D-balls
Modelo de ion de carbonato, CO32−.

Descripción

Los carbonatos en la naturaleza son formados a partir del ácido carbónico en solución acuosa derivado de la disolución del dióxido de carbono en agua y en la que una pequeña fracción forma ácido carbónico según la reacción:

CO2 + H2O ↔ H2CO3

Esta reacción es muy lenta y por ello parte del CO2 disuelto en agua no está en forma de ácido carbónico. El ácido carbónico se encuentra en equilibrio con el anión bicarbonato y el anión carbonato según las siguientes ecuaciones:

H2CO3 + H2O ↔ HCO3- + H3O+ (K1 = 2· 10−4)

y

HCO3- + H2O ↔ CO32- (K2 = 4,8· 10−11)

Durante muchos años se pensó que en el ion carbonato únicamente dos oxígenos llevaban la carga negativa. Los estudios cristalográficos de la calcita realizados por W.L. Bragg mediante rayos-X revelaron que los tres enlaces C-O eran idénticos.[1]​ Esta observación requería una nueva estructura y no fue hasta el desarrollo de la teoría de resonancia que en 1931 se propuso una nueva estructura en la que cada oxígeno compartía 2/3 de la carga negativa y en la que los enlaces eran parciales, es decir a medio camino entre simples y dobles:

Resonancia del ion carbonato

De esta manera el ion carbonato tiene geometría planar con una longitud de enlace C-O de 1,29 Å, comprendida entre el enlace sencillo (1,34 Å)y el doble (1,20 Å). Cada enlace C-O está formado por un enlace sencillo σ y una fracción de 2/3 de un enlace π.[2]​ El ion carbonato es uno de los más sencillos de los iones oxocarbono.

Aplicaciones

Los carbonatos se aplican en multitud de campos. Los minerales como la calcita y la dolomita son importantes en la fabricación de cemento y piedra de construcción.[3]​ A menudo su utilización va ligada al compuesto concreto como la obtención de cal viva (CaO) del carbonato cálcico. Otros minerales carbonatos constituyen menas de metales: whiterita de bario; estroncianita de estroncio; siderita de hierro; rodocrosita de manganeso; smithsonita de zinc, y cerusita de plomo.[3]

Uno de los carbonatos más importantes industrialmente es el carbonato sódico. En la naturaleza se encuentra en algunas lagunas salinas, por ejemplo, en Egipto, aunque la gran mayoría se obtiene a partir de la cal en el proceso Solvay. Es un intermedio en la obtención de productos tan dispares como el jabón, el percarbonato sódico utilizado como blanqueante, el vidrio, la sosa (NaOH) etc.

Las cenizas de madera también se componen en gran medida de carbonatos. Estos han dado incluso el nombre a un elemento, el potasio (K) del inglés "pot ash = ceniza debajo de la caldera" ya que se obtenía habitualmente de esta fuente.

Debido a su carácter como sales de un ácido débil los carbonatos se utilizan también como bases baratas. En esta aplicación se libera dióxido de carbono y en disolución se queda la sal formada por el metal que estaba unido al carbonato y el resto del ácido neutralizado:

MCO3 + 2HX → H2O + CO2 + MX2

Donde M es un metal, como el calcio o magnesio y X el anión de un ácido. De esta manera el carbonato cálcico en agua liberaría anhídrido carbónico e hidróxido cálcico dando lugar a soluciones básicas según los siguientes equilibrios químicos:

(1) CaCO3 + H2O → HCO3- + Ca(OH)+

(2) HCO3- + H2O+ Ca(OH)+ → H2CO3 + Ca(OH)2 y el ácido carbónico en agua se descompone liberando dióxido de carbono según:

(3) H2CO3 → H2O + CO2

Esta reacción es la empleada en la detección de carbonatos debido a su efervescencia característica en la que se libera agua y anhídrido carbónico.[4]​ Existen diversos métodos de cuantificación de los carbonatos presentes en una muestra, mediante la cuantificación del CO2 desprendido. Algunos incluyen el paso del CO2 desprendido por una solución acuosa de hidróxido de bario, y la cuantificación del carbonato de bario precipitado, mientras que otros como la calcimetría "de Bernard"[5]​ consisten en la detección volumétrica del dióxido de carbono.

Aragonite Mineral Macro
Agregado de maclas pseudohexagonales de aragonito de unos 4 cm. El aragonito es un mineral de carbonato cálcico con estructura cristalina ortorrómbica.

El carbonato cálcico forma parte de la formulación de las pastas dentales.

Minerales

Existen unos 80 minerales carbonatos, la mayoría raros.[3]​ Aun así, mientras los nitratos y los boratos son minerales escasos en la naturaleza los carbonatos más simples son bastante abundantes. Forman parte de la composición química de numerosas rocas siendo el componente esencial de calizas, dolomítas y mármoles cristalinos. Además son menas de numerosos metales.[6]​ Los minerales más importantes del grupo de los carbonatos son la calcita, el aragonito (CaCO3), y la dolomita (MgCa(CO3)2). Otros importantes son la smithsonita (ZnCO3), la rodocrosita (MnCO3) y la magnesita (MgCO3). Estos se agrupan en sub-grupos denominados grupo de la calcita (sistema trigonal), el grupo del aragonito (sistema ortorrómbico) y los grupos de la dolomita (trigonal) y de los carbonatos monoclínicos como la malaquita (Cu2CO3(OH)2) y la azurita (Cu3(CO3)2(OH)2), con presencia de iones hidróxido en su estructura.[4]

Los carbonatos suelen presentarse en forma de minerales como la calcita en los que se el calcio puede estar sustituido por iones Mn2+, Fe2+ o Mg2+, en series isomorfas que se exienden desde la (I) siderita (FeCO3) hasta la magnesita (MgCO3) pasando por la ankerita (FeCa(CO3)2) y la dolomita (MgCa(CO3)2); (II) desde la magnesita y siderita hasta la rodocrosita (MnCO3) y (III) desde la dolomita y ankerita hasta la kutnahorita.[4],[7]

Isomorfos

Los carbonatos suelen tener una dureza media con valores de típicos de 3 - 5 en la escala de Mohs.[8]

Sales carbonatadas

En la siguiente tabla periódica se ordenan las sales carbonatadas según los elementos correspondientes, con indicación de su peso molecular (g/mol). Además de los carbonatos indicados en la tabla periódica siguiente también existen otros como el carbonato amónico (NH4)2CO3 y el bicarbonato de amonio (NH4)HCO3.

63, 03
H2CO3

He
73,89
Li2CO3
69,02
BeCO3

B

C

N

O

F

Ne
105,99
Na2CO3
84,31
MgCO3
233,99
Al2(CO3)3

Si

P

S

Cl

Ar
138,20
K2CO3
100,87
CaCO3

Sc

Ti

V

Cr
114,95
MnCO3
115,84
FeCO3
118,94
CoCO3
118,70
NiCO3
123,55
CuCO3
125,38
ZnCO3

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr
230,94
Rb2CO3
147,63
SrCO3

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd
275,74
Ag2CO3
176,41
CdCO3

In

Sn

Sb

Te

I

Xe
325,82
Cs2CO3
197,34
BaCO3

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg
468,77
Tl2CO3
267,21
PbCO3

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og
Lantánidos 457,84
La2(CO3)3

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu
Actínidos 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
Alcalinos Alcalinotérreos Lantánidos Actínidos Metales de transición
Metales del bloque p Metaloides No metales Halógenos Gases nobles y Transactínidos

Química

Ciudad E 1
La química del carbonato y los equilibrios químicos de sus iones derivados juegan un papel fundamental en la formación de los paisajes calcáreos o karsts como el de la Ciudad Encantada de Cuenca, España

Como se ha comentado más arriba, los carbonatos reaccionan con los ácidos liberando agua y dióxido de carbono. Para el caso del carbonato cálcico:

CaCO3 + 2HClCaCl2 + H2O + CO2

Las sales carbónicas se forman en medios acuosos en los que existen cationes metálicos disueltos y en los que se infunde una corriente de dióxido de carbono. Este proceso se esquematiza mediante las siguientes reacciones:

1) CO2 (g) + H2O → H2CO3 (acu.)

2) H2CO3↔ H+ + HCO3-

3) HCO3- ↔ H+ + CO32-

A su vez cationes metálicos con cargas positivas, M+, M2+ o M3+ reaccionaran con el anión carbonato para dar las siguientes sales:

4) 2M+ + CO32- → M2CO3

5) M2+ + CO32- → MCO3

6) 2M3+ + 3CO32- → M2(CO3)3

La reacción (5) es el caso de la formación de depósitos calcáreos o karst en formas de estalactitas, estalagmitas o incrustaciones en zonas ricas en calizas y rocas carbonatadas:

Ca2+(acu.) + CO32- → CaCO3 (s)

Estabilidad térmica

Los carbonatos se descomponen térmicamente desprendiendo dióxido de carbono y dando lugar al óxido metálico correspondiente según la siguiente reacción:

M2CO3 → M2O + CO2 (cationes alcalinos: Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+)

MCO3 → MO + CO2 (cationes alcalinotérreos: Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+)

La estabilidad térmica de los carbonatos crece con el tamaño de los cationes que los componen.[2]​ De esta manera para un periodo dado la estabilidad crece con el grupo (alcalinotérreos> alcalinos) y para un grupo dado aumenta según descendemos: MgCO3 (400 °C), CaCO3 (900 °C), SrCO3 (1290 °C), BaCO3 (1360 °C).[9]​ Al proceso de descomposición de la calcita se le denomina calcinación, derivado del proceso de obtención de cal viva a partir del carbonato cálcico:

CaCO3CaO + CO2 (g)

Carbonatos orgánicos

Los carbonatos orgánicos son ésteres del ácido carbónico. Se pueden formar a partir de fosgeno (Cl2C=O) y el alcohol correspondiente.

Especialmente los policarbonatos basados en dialcoholes como el 2,2-bis(4-hidroxifenil)-propano (HOC6H4-C(CH3)2-C6H4OH) han adquirido importancia como materiales altamente transparentes en la fabricación de los CD o como sustituto del vidrio.

Véase también

Referencias

  1. Pauling, L. (1979). General Chemistry, Dover Publications, Nueva York
  2. a b Ríos, E.G. Química Inorgánica (1994). Editorial Reverté, S.A.
  3. a b c Carbonatos. Rocas y Minerales. Guías de la Naturaleza, ed. Omega. R. L. Bonewitz.
  4. a b c C. Klein, C. S. Hurlbut. Manual de Mineralogía, cuarta edición. Editorial Reverté, 1998.
  5. Determinación de carbonatos. Método Bernard. (Práctica nº 7). Marisol Andrades Rodríguez. Universidad de La Rioja (España)
  6. "Capt. 5. Nitratos, Boratos y Carbonatos". Tesoros en las Rocas. Instituto Geológico y Minero de España.
  7. De Essene, E.J. (1983) Solid solutions and solvi among methamorphic carbonates with applications to geology thermobarometry. Mineralogy and Chemistry. Reviews in Mineralogy, 11, pg. 77-96
  8. Zorzin, R. Conocer los minerales. Ediciones Susaeta, S.A, Madrid.
  9. Alcañiz E.J (2012). Química Inorgánica I. 7. Química descriptiva de los grupos principales. Universidad de Alcalá, España.
Arenisca

La arenisca o psamita es una roca sedimentaria de tipo detrítico, de color variable, que contiene clastos de tamaño arena. Tras las lutitas son las rocas sedimentarias más comunes en la corteza terrestre.​ Las areniscas contienen espacios intersticiales entre sus granos.​ En rocas de origen reciente estos espacios están sin material sólido mientras que en rocas antiguas se encuentran rellenos de una matriz o de cemento de sílice o carbonato de calcio.​ Si los espacios intersticiales no están totalmente rellenos de minerales precipitados y hay cierta porosidad éstos pueden estar llenos de agua o petróleo.​ En cuanto a los granos se componen de cuarzo, feldespato o fragmentos de roca.​

La arenisca se emplea, entre otros usos, como material de construcción y como piedra de afilar.​

Basicidad

La basicidad es la capacidad ácidoneutralizante de una sustancia química en solución acuosa. ​ Esta alcalinidad de una sustancia se expresa en equivalentes de base por litro o en su equivalente de carbonato cálcico.

Debido a que la basicidad de la mayoría de las aguas naturales está compuesta casi íntegramente de iones de bicarbonato y de carbonato, ​las determinaciones de alcalinidad pueden dar estimaciones exactas de las concentraciones de estos iones.

La basicidad es la medida de la capacidad tampón de una disolución acuosa, o lo que es lo mismo, la capacidad de ésta para mantener su pH estable frente a la adición de un ácido o una base.

En resumen se puede decir que es una cantidad o suma de concentraciones, y por tanto actividad química del carbonato, bicarbonato y óxidos.​

Bicarbonato

Los bicarbonatos son sales ácidas derivadas del ácido carbónico (H2CO3) que contienen el anión bicarbonato (HCO3-).

El nombre bicarbonato está aún muy extendido en el comercio y la industria, pero no está recomendado por la IUPAC: se prefiere el nombre antiguo admitido anión hidrogenocarbonato o si es una sal ácida hidrogenocarbonato del metal correspondiente, o mejor aún, el nombre sistemático anión hidrogenotrioxidocarbonato (1-) o si es una sal hidrogenotrioxidocarbonato del metal correspondiente.​

El bicarbonato más importante es el bicarbonato de sodio o hidrogenotrioxidocarbonato de sodio, de fórmula NaHCO3. Debido a su solubilidad en agua es un intermedio clave en el proceso de obtención del carbonato de sodio según el proceso de Solvay.

Los bicarbonatos se encuentran en equilibrio con carbonatos, agua y dióxido de carbono (CO2). Este equilibrio interviene en gran multitud de procesos naturales y artificiales. El cuerpo emplea catalizadores de zinc para que se produzca más rápidamente y facilitar así la respiración.

El hecho de que el bicarbonato de calcio o bis(hidrogenotrioxidocarbonato) de calcio, de fórmula Ca(CO3H)2, sea más soluble que el carbonato de calcio, CaCO3, (o caliza) es importante en geoquímica y ha conducido a la formación de los sistemas kársticos en las rocas calizas.

Bicarbonato de sodio

El bicarbonato de sodio (también llamado bicarbonato sódico, hidrogenocarbonato de sodio, carbonato ácido de sodio o bicarbonato de soda) es un compuesto sólido cristalino de color blanco soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato de sodio (aunque menos fuerte y más salado que este último), de fórmula NaHCO3. Se puede encontrar como mineral en la naturaleza o se puede producir artificialmente.​

Cuando se expone a un ácido moderadamente fuerte se descompone en dióxido de carbono y agua produciendo una característica efervescencia. La reacción es la siguiente:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 (gas)

NaHCO3 + CH3COOH → NaCH3COO + H2O + CO2 (gas)Debido a la capacidad del bicarbonato de sodio de liberar dióxido de carbono se usa junto con compuestos acídicos como aditivo leudante en panadería y en la producción de gaseosas. Algunas levaduras panarias contienen bicarbonato de sodio. Antiguamente se usaba como fuente de dióxido de carbono para la gaseosa Coca Cola.

Es el componente fundamental de los polvos extintores de incendios o polvo BC.

Calcita

La calcita es un mineral formado por carbonato cálcico (CaCO3), de la clase 05 de la clasificación de Strunz, los llamados minerales carbonatos y nitratos. A veces, se usa como sinónimo caliza, aunque es incorrecto pues esta última es una roca, no un mineral. Su nombre viene del latín calx, que significa cal viva. Es el mineral más estable que existe de carbonato de calcio, frente a los otros dos polimorfos con la misma fórmula química aunque distinta estructura cristalina: el aragonito y la vaterita, más inestables y solubles.

La calcita es muy común y tiene una amplia distribución por todo el planeta, se calcula que aproximadamente el 4 % en peso de la corteza terrestre es de calcita.

Presenta una variedad enorme de formas y colores. Se caracteriza por su relativamente baja dureza (3 en la escala de Mohs) y por su elevada reactividad incluso con ácidos débiles, tales como el vinagre, además de la mencionada prominente división en muchas variedades -se han descrito cientos- según las impurezas de iones metálicos que puede llevar.

La mejor propiedad para identificar a la calcita es el test del ácido, pues este mineral siempre produce efervescencia con los ácidos. Puede emplearse como criterio para conocer si el cemento de rocas areniscas y conglomerados es de calcita. El motivo de ello es la siguiente reacción:

CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2O + CO2 (gas)donde el dióxido de carbono produce burbujas al escapar en forma de gas. Cualquier ácido puede producir este resultado, pero es recomendable usar el ácido clorhídrico diluido o el vinagre para este test. Otros carbonatos muy parecidos, como la dolomita, no producen esta reacción tan fácilmente.

Calcáreo

Calcáreo es un adjetivo que significa "compuesto mayoritariamente o en parte de carbonato de calcio", en otras palabras, que contiene limo o que es calizo. El término es utilizado diferentes disciplinas científicas.

Caliza

La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), generalmente calcita, aunque frecuentemente presenta trazas de magnesita (MgCO3) y otros carbonatos.​ También puede contener pequeñas cantidades de minerales como arcilla, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifican (a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca. El carácter prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es menos dura que el cobre (su dureza en la escala de Mohs es de 3) y reacciona con efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico.

En el ámbito de las rocas industriales o de áridos para construcción recibe también el nombre de piedra caliza. Junto a las dolomías y las margas, las calizas forman parte de lo que se conocen como rocas carbonáticas o calcáreas.

Si se calcina (se lleva a alta temperatura), la caliza da lugar a cal (óxido de calcio impuro, CaO).

Cangrejo

Se llama cangrejos a diversos crustáceos del orden de los decápodos. Este orden, caracterizado por tener cinco pares de patas, de los cuales dos suelen ser sus pinzas, incluye a los crustáceos de mayor tamaño, como langostas, gambas y camarones, además de las diversas formas que se llaman cangrejos.

Lo que tienen en común todos los llamados cangrejos es su carácter bentónico, es decir que viven vagando sobre el fondo. Sólo algunas especies de la superfamilia Portunoidea han desarrollado secundariamente un hábito nectónico, es decir, viven nadando entre dos profundidades en vez de en el fondo. Otro rasgo común, compartido con algunos otros decápodos, es que el primer par de patas locomotoras se ha convertido evolutivamente en un par de pinzas, que emplean para la captura y manipulación del alimento, para el cortejo, o para la disputa territorial.

Existen más de 4000 especies de animales que son o pueden ser llamados cangrejos. La mayoría viven cerca o dentro del agua, aunque algunos sólo van al agua para reproducirse. Los cangrejos no suelen ser grandes nadadores, sino que se desplazan por el fondo sobre sus patas, y en muchos casos son capaces de transitar fuera del agua e incluso de trepar por las palmeras.

Como artrópodos que son, los cangrejos están dotados de un exoesqueleto cuyo componente principal es la quitina, el cual en su caso adquiere a menudo el carácter de un verdadero caparazón, porque suele estar mineralizado con carbonato cálcico. Como para el resto de los artrópodos, el crecimiento requiere de una muda del exoesqueleto, ocasión que muchas especies aprovechan para reproducirse.

Carbonato de calcio

El carbonato de calcio es un compuesto químico, de fórmula CaCO3. Se trata de un compuesto ternario, que entra en la categoría de las oxosales. Es una sustancia muy abundante en la naturaleza, formando rocas, como componente principal, en todas partes del mundo y es el principal componente de conchas y esqueletos de muchos organismos (p.ej. moluscos, corales) o de las cáscaras de huevo. Es la causa principal del agua dura. En medicina se utiliza habitualmente como suplemento de calcio, como antiácido y agente absorbente. Es fundamental en la producción de vidrio y cemento, entre otros productos.

Al igual que el bicarbonato de sodio, en presencia de algún ácido desprende dióxido de carbono por efervescencia.

Carbonato de potasio

El carbonato potásico es una sal blanca, soluble en agua (insoluble en alcohol), de fórmula química K2CO3. Forma soluciones alcalinas fuertes, o lo que es lo mismo, es una sal básica. Se suele formar como producto de la reacción química entre el hidróxido de potasio o potasa cáustica KOH y el dióxido de carbono CO2. Es una sustancia higroscópica. Se utiliza para la fabricación de jabón potásico y como fundente en la industria del vidrio.

Carbonato de sodio

El carbonato de sodio o carbonato sódico es una sal blanca y translúcida de fórmula química Na2CO3, usada entre otras cosas en la fabricación de jabón, vidrio y tintes. Es conocido comúnmente como barrilla, natrón, sosa Solvay, soda Solvay, sosa Ash, ceniza de soda y carbonato sódico anhidro​ o simplemente sosa, (no se ha de confundir con la sosa cáustica, que es un derivado del carbonato sódico, mediante un proceso conocido como caustificación). Es la sustancia alcalina más común que se conoce y utiliza desde la antigüedad.​

Puede hallarse en la naturaleza u obtenerse artificialmente, gracias a un proceso ideado y patentado en 1791 por el médico y químico francés Nicolás Leblanc. El proceso Leblanc implicaba las siguientes reacciones químicas:

Reacción de sal común con ácido sulfúrico: 2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl

Reacción de calcinación de Na2SO4 con caliza y carbón: Na2SO4 + CaCO3 + 2 C → Na2CO3 + CaS + 2 CO2​Más adelante este método fue sustituido por el método Solvay ideado por el químico belga Ernest Solvay. Solvay fundó en 1863 la compañía Solvay donde utilizó profusamente su método que conseguía abaratar aún más el proceso y eliminar algunos de los problemas que presentaba el método Leblanc. Este método utiliza como materias primas el cloruro de sodio (sal común), el amoníaco y el carbonato de calcio (piedra caliza). En 1915 se cerró la última fábrica de sosa Leblanc.​

Concha

Una concha es la cobertura dura, rígida y exterior que poseen ciertos animales. Solo se consideran conchas los exoesqueletos de los moluscos.

La concha sirve a los moluscos como elemento defensivo para protegerse de las agresiones externas de sus depredadores, y como punto de anclaje para sus músculos y órganos. Es decir, para la protección y el soporte anatómico. Tiene tres capas, aunque alguna de ellas puede desaparecer en ciertos grupos de moluscos. La más interna es el nácar o endostraco. Es una mezcla orgánica de capas de conquiolina (una escleroproteína, relacionada con la quitina que constituye el caparazón de los insectos, crustáceos y otros organismos) y cristales de aragonito. La intermedia es el mesostraco, donde aparecen cristales prismáticos de carbonato cálcico (CaCO3), en forma de aragonito o calcita. Por último, el periostraco es una capa orgánica de conquiolina. Solamente podría decirse que la conquiolina se parece a la queratina, porque ambas son escleroproteínas.

El nácar se segrega por unas células ectodérmicas del manto de ciertas especies de moluscos. La sangre de los moluscos es rica en una forma líquida de calcio, que se concentra fuera del flujo sanguíneo y se cristaliza como carbonato de calcio. Los cristales individuales de cada capa difieren en su forma y orientación. El nácar se deposita de forma continua en la superficie interna de la concha del animal (la capa nacarada iridiscente, también conocida como madreperla). Estos procesos proporcionan al molusco un medio para alisar la propia concha y mecanismo de defensa contra organismos parásitos y desechos dañinos.

Cuando un molusco es invadido por un parásito o molestado por un objeto extraño que el animal no puede expulsar, entra en acción un proceso conocido como enquistación, por el cual la entidad ofensiva se ve envuelta, de forma progresiva, por capas concéntricas de nácar. Con el tiempo se forma lo que conocemos como perlas, y la enquistación se mantiene mientras el molusco viva.

Las conchas son muy duraderas y permanecen mucho más tiempo que los animales de cuerpo blando que las producen. En lugares donde se acumulan grandes cantidades de conchas se forman sedimentos que pueden convertirse por compresión en caliza.

Es segregada por el manto, un repliegue dérmico que recubre el cuerpo del animal y que sirve de base para el posterior depósito de sales minerales. Estas se cristalizan de diferentes formas dando lugar a las diferentes capas de la concha.

Son, en su mayoría, dextrógiras, es decir, la espiral que la constituye se enrolla siempre hacia la derecha. Existen otras (muy pocas) que son levógiras ( es decir, hacia la izquierda), como la Neptunea contraria o Sinistralia maroccensis y en ocasiones, se encuentra algún ejemplar levógiro de una especie que es normalmente dextrógira, debido a una mutación producida en las primeras fases del desarrollo de la larva.

Dolomita

La dolomita es un mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio . Se produce una sustitución por intercambio iónico del calcio por magnesio en la roca caliza (CaCO3). Se le puso el nombre en honor al geólogo francés Déodat Gratet de Dolomieu.

Fósil

Los fósiles (del latín fossilis, que significa ‘excavado’) son los restos o señales de la actividad de organismos pretéritos.​ Dichos restos, conservados en las rocas sedimentarias, pueden haber sufrido transformaciones en su composición (por diagénesis) o deformaciones (por metamorfismo dinámico) más o menos intensas. La ciencia que se ocupa del estudio de los fósiles es la paleontología. Dentro de la paleontología están la paleobiología, que estudia los organismos del pasado —entidades paleobiológicas, que conocemos solo por sus restos fósiles—, la biocronología, que estudia cuándo vivieron dichos organismos y la tafonomía, que se ocupa de los procesos de fosilización.

Malaquita

La malaquita es un mineral del grupo V (carbonatos) según la clasificación de Strunz, de fórmula química Cu2CO3(OH)2 (Dihidroxido de carbonato de cobre (II)). Posee un 57,0% de cobre. Su nombre viene del griego malaqh, que significa ‘malva’, en alusión a su color verde.​ En la antigüedad era usada como colorante, pero hoy en día su uso es más bien como piedra semipreciosa. También se la usa como mena para la extracción de cobre.​

Los yacimientos más importantes de este mineral están en Colombia, República Democrática del Congo, Sudáfrica, Zimbabue, Rusia, Namibia, Hungría, Estados Unidos y China .

Mármol

En geología, el mármol es una roca metamórfica compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes son los que dan gran variedad de colores en los mármoles y definen sus características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir, sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, como blanco, castaño, rojo, verde, negro, gris, amarillo, azul, y puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (con motas), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas entre ellas.

En cantería se denomina incorrectamente mármol a algunos tipos de calizas.​

Siderita

La siderita es un mineral de la clase 05 de la clasificación de Strunz, los llamados minerales carbonatos y nitratos. Es un carbonato de hierro (II) (FeCO3), del grupo de la calcita. Es uno de los principales minerales de hierro conocido desde tiempos prehistóricos. Fue nombrado en 1832 por François Sulpice Beudant y fue descrito en 1845 por Wilhelm Karl Ritter von Haidinger, derivando el nombre del griego σίδερος, sideros, 'hierro', en alusión a su composición química. Sinónimos que ha recibido en español: aerosiderita, bemmelenita, chalybita, gyrita, pelosiderita o thomaíta.

Travertino

Travertino es la denominación de una roca sedimentaria de origen parcialmente biogénico, formada por depósitos de carbonato de calcio y que se utiliza con frecuencia como piedra ornamental en construcción, tanto de exterior como de interior.​

Gran parte de los monumentos e iglesias de la antigua Roma están construidos con travertino.

En las zonas kársticas formadas por roca caliza, el agua disuelve la roca y se carga de carbonato de calcio, razón fundamental de la formación de simas y cuevas, pero dicho mineral se puede depositar posteriormente en distintas formaciones, entre ellas las conocidas estalactitas y estalagmitas.​​ En determinadas condiciones, como en aguas termales o en cascadas, estos depósitos forman el travertino, una roca compuesta de calcita, aragonito y limonita, de capas paralelas con pequeñas cavidades, de color amarillo y blanco, traslúcida y de aspecto suave y agradable.​

Travertino (v. italiano travertino, latin lapis tiburtinus, "piedra de Tivoli") es una piedra caliza más o menos porosa de color claro entre amarillento y café claro.

Ácido carbónico

El ácido carbónico es un ácido oxácido proveniente del dióxido de carbono (CO2), siendo su composición H2CO3.​ También es llamado dihidrogeno (trioxidocarbonato), trioxocarbonato (IV) de hidrógeno o ácido trioxocarbónico (IV). Es un ácido débil pues su constante de ionización es muy pequeña, Ka : 0,000 000 45.​El ácido carbónico puede atacar a muchos de los minerales que comúnmente forman las rocas calizas o margosas, descomponiéndolos por ejemplo en bicarbonato de calcio. ​

Es el producto de la reacción de agua y óxido de carbono (IV) y existe en equilibrio con este último, por ejemplo, en el agua gasificada o la sangre. No es posible obtener ácido carbónico puro ya que la presencia de una sola molécula de agua catalizaría su descomposición inmediata en óxido de carbono (IV) y agua. Sin embargo, se calcula que en ausencia absoluta de agua sería estable.

En disolución, el ácido carbónico puede perder uno o dos protones. Retirando el primer protón forma el anión bicarbonato; retirando el segundo protón forma el anión carbonato.

H2CO3 → HCO3- + H+ (pKd = 6,35)

HCO3- → CO32- + H+ (pKd = 10,33)Cuando el ácido carbónico se combina con átomos, radicales positivos o una base, puede formar sales como carbonatos o hidrogenocarbonatos. Por ejemplo, combinado con cal (óxido de calcio) constituye el carbonato de calcio (calcita o aragonito).

El ácido carbónico está presente en las bebidas gaseosas o carbonatadas. En una forma más diluida desempeña un papel principal en la formación de cuevas debido a que disuelve el carbonato de calcio o calcita cuando la concentración de dióxido de carbono (antiguamente anhídrido carbónico) es alta. Este ácido opera como regulador del pH (tampón o buffer) en la disolución lograda para sanitizar el agua cuando es el único medio operante, el ácido carbónico más fuerte, es el sulfato ácido de calcio. El pH de una solución saturada de dióxido de carbono alcanza un pH de 6,5 aproximadamente.

A las sales y ésteres del ácido carbónico se les denominan carbonatos ácidos o bicarbonatos (base conjugada del ácido carbónico). La base conjugada del bicarbonato es el carbonato.

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