Karbonāti

Karbonāti ir ogļskābes (H2CO3) sāļi. Lielākā daļa karbonātu slikti šķīst ūdenī, šķīstoši ir tikai nātrija, kālija un amonija karbonāti. Sārmzemju metālu karbonāti ir sastopami dabā karbonātiežu sastāvā. Par karbonātiem dažreiz sauc arī ogļskābes esterus (R1R2CO3). Karbonātjons (CO32-) ir ogļskābes anjons. Ogļskābe ir vāja divvērtīga skābe. Hidrogēnkarbonāti ir ogļskābes skābie sāļi. Hidrogēnkarbonātjons - HCO3-.

Ūdens šķīdumos karbonātjoni, hidrogēnkarbonātjoni, oglekļa dioksīds un ogļskābe atrodas dinamiskā līdzsvarā. Bāziskā vidē pārsvarā eksistē karbonātjoni, vāji bāziskā vidē pārsvarā ir hidrogēnkarbonātjoni, skābākos apstākļos pastāv līdzsvars starp oglekļa dioksīdu un ogļskābi, kas parasti ir stipri nobīdīts uz molekulārā CO2 pusi.

Daudzi dabā sastopamie karbonāti ir nozīmīgi derīgie izrakteņi. Izplatītākais ir kalcija karbonāts (kalcīts), kaļķakmens galvenā sastāvdaļa. Dažu metālu rūdas (purva dzelzsrūda) ir sastopamas karbonātu veidā, lai arī tiem ir tendence sadalīties par oksīdiem.

Carbonate-3D-balls
Karbonātjona modelis
Aleirolīts

Aleirolīts ir sablīvējies, sacementēts nogulumiezis, kura sastāvā ir virs 50% aleirītiskā materiāla (frakcija 0,01-0,1 mm). Aleirolītus cementē mālviela, dzelzs oksīdi un hidroksīdi, karbonāti u.c. Izšķir vairākus aleirolīta veidus:

Oligomiktais aleirolīts (sastāv galvenokārt no divu minerālu veidu drupu materiāla un saucas, piemēram, kvarca-laukšpata, laukšpata-kvarca, glaukonīt-kvarca u.t.t.)

Polimiktais aleirolīts (pēc sastāva neviendabīgs aleirolīts, kas veidots no dažāda minerālā vai iežu sastāva graudiem.)

Opokoveidīgais aleirolīts (cementēts ar bazālu, homogēnu vai neskaidri mikroglobulāru opāla cementu, ārīgi atgādina opokas, bet atšķiras ar vieglumu, mazu cietību, gliemežveida lūzuma virsmu. Reizēm var saturēt krama organismu paliekas.)Gadījumos, kad aleirītiskā un smilšu frakcija ir vienādās procentuālās attiecībās (ap 50%), tad tādu iezi mēdz saukt par aleirolīta smilšakmeni.

Latvijā aleirolīti ir plaši izplatīti devona, karbona, kembrija, un venda nogulumos. Devona mālainos aleirolītus izmanto keramikā.

Amonija karbonāts

Amonija karbonāts ((NH4)2CO3) ir viens no amonija sāļiem — balta, kristāliska, higroskopiska viela ar amonjaka smaku. To var uzskatīt par amonija hidroksīda un ogļskābes sāli. Labi šķīst ūdenī, nešķīst spirtā, sērogleklī, šķidrā amonjakā.

Bārija karbonāts

Bārija karbonāts (BaCO3) ir cieta, balta, kristāliska, ūdenī nešķīstoša viela.

Jaunā Danas minerālu klasifikācijas sistēma

Jaunā Danas minerālu klasifikācijas sistēma aizvieto 1837. gadā izstrādāto un vēlāk vairākkārt pārveidoto veco Danas minerālu klasifikācijas sistēmu, kura vairāk nekā 150 gadus ir bijusi noteicošā minerālu sistemātikas un klasifikācijas sistēma.

Būtībā jaunā Danas minerālu klasifikācijas sistēma ir astotā šīs sistēmas redakcija, kas iznākusi 1997. gadā. Šī sistēma ir ņēmusi vērā to, ka apzināto minerālu skaits ir būtiski pieaudzis. Jaunā sistēma ir mēģinājums vienkāršot minerālu sistemātiku, sadalot minerālus mazākās grupās un līdz ar to veidojot lielāku minerālu klašu skaitu.

Pirmā sistēmas redakcija 1837. gadā ietvēra 352 minerālus, astotā — vairāk nekā 3 700 minerālus. Jaunajā sistēmā ir 78 minerālu klases, kamēr agrāk izdalīja 8 klases.

Līdzīgi citām populārām minerālu klasifikācijas sistēmām, šī sistēma grupē minerālus pēc to anjoniem un kristāliskās struktūras īpatnībām. Katram minerālam sistēmā tiek piešķirts savs numurs — diemžēl numerācijas sistēma atšķiras no agrāk pieņemtās un tas rada problēmas daudziem pasaules muzejiem un kolekcionāriem un izsauc jaunās sistēmas kritiku.

Kalcija karbonāts

Kalcija karbonāts (CaCO3) ir balta, kristāliska viela. Tas ir plaši sastopams dabā, kaļķakmens un dolomīta veidā. Kalcija karbonātu lieto par kalcija savienojumu un oglekļa dioksīda izejvielu. Kalcija karbonāts ir mazšķīstoša viela, tomēr tas ir sastopams cietā ūdenī (galvenokārt hidrogēnkarbonāta veidā). Kalcija karbonāts reaģē ar stiprām skābēm, izdalot CO2.

Karsējot kalcija karbonāts sadalās par kalcija oksīdu un ogļskābo gāzi. Šī reakcija parasti notiek cietā fāzē (bez kušanas).

CaCO3 → CaO + CO2

Karbonātu minerāls

Karbonātu minerāls ir minerāls, kas satur karbonāta anjonu: CO32-. Zemes garozā vieni no izplatītākajiem minerāliem. Visbiežāk sastopamie minerāli ir kalcīts, dolomīts un aragonīts, kuri veido tādus izplatītus iežus kā kaļķakmeni, marmoru, dolomītu. Šie ieži veidojas marīnos apstākļos, jūru vai okeānu gultnēs izgulsnējoties un uzkrājoties planktona organismu atliekām. Aragonītam ir liela loma bioloģijā — tas veido daudzu dzīvo organismu ārējo čaulu.

Vairāki karbonāti kalpo par nozīmīgām rūdām: no siderīta iegūst dzelzi, rodohrozīts ir mangāna izejviela utt.

Karbonāta jonam ir raksturīga trigonālā singonija — šo jonu veido oglekļa atoms, kas novietots trīs skābekļa atomu veidota vienādmalu trijstūra centrā. Tāpēc arī daudziem karbonātu minerāliem piemīt trigonālā singonija.

Karbonāti parasti ir salīdzinoši mīksti, sālsskābē viegli šķīstoši. Pazīstami ap 80 karbonātu minerāli, no kuriem vairums ir reti.

Karbonātu klasē nereti iekļauj nitrātus, borātus un jodātus.

Kālija karbonāts

Kālija karbonāts (K2CO3) ir balta, kristāliska viela, kas šķīst ūdenī un veido bāzisku šķīdumu. Tas ir kālija ogļskābes sāls. Tehnisko kālija karbonātu sauc par potašu (nīderlandiešu: pot - pods, aschen - pelni), no tā cēlies kālija nosaukums angļu valodā - potassium.

Minerālu klase

Minerālu klase ir augstākā minerālu klasifikācijas sistēmas pamatvienība. Mūsdienās apzināti ap 4000 minerālu veidi un vienkāršākai šī lielā vienību skaita iepazīšanai ir nepieciešama ērta klasifikācijas sistēma. Mūsdienās paralēli pastāv vairākas minerālu klasifikācijas sistēmas.

Štrunca sistēmā (9 klases) un vecajā Danas sistēmā (9 klases) minerālus sadala klasēs pēc to anjoniem, nodalot, piemēram, fosfātus no silikātiem. Jaunajā Danas sistēmā tiek izdalīts liels skaits minerālu klašu (78 klases), kas sadala minerālus gan pēc to anjoniem, gan arī pēc kristāliskās struktūras īpatnībām.

Vikipēdijā biežāk tiek izmantota Štrunca minerālu klasifikācijas sistēma, kurā iekļautas šādas 9 minerālu klases, kas tradicionāli tiek apzīmētas ar romiešu kārtas skaitļiem:

I. Elementi - dabā sastopami elementu tīrradņi, dabiski sakausējumi, karbīdi.

II. Sulfīdi, sulfosāļi - metālu un pusmetālu savienojumi ar sēru, selēnu, telūru, arsēnu, antimonu, bismutu.

III. Halogenīdi - savienojumi ar halogēniem.

IV. Oksīdi un Hidroksīdi - visi savienojumi ar skābekli izņemot skābju sāļus ar tipiskiem skābju anjoniem (piem. SO4)

V. Karbonāti, nitrāti un borāti - ogļskābes, slāpekļskābes un borskābes sāļi.

VI. Sulfāti, Selenāti, Telurāti, Hromāti, Molibdāti, Volframāti - sērskābes, hromskābju, molibdēnskābju, volframskābju sāļi. Šeit iekļauti arī selenāti un telurāti ar divvērtīgiem SeO4 un TeO4 anjoniem.

VII. Fosfāti, arsenāti un vanadāti - minerāli ar anjonu H3XO4 kur X attiecīgi ir fosfors, vanādijs un arsēns.

VIII. Silikāti un germanāti - savienojumi, kuros ietilpst grupa [SiO4]4-IX. Organiskie savienojumi - organisko skābju sāļi, alifātiskie un aromātiskie ogļūdeņraži, slāpekli saturoši organisko skābju sāļi (amīdi), sveķi. Formāli minerāli nevar būt organiskas vielas, taču šie savienojumi drīzāk pieder nedzīvajai dabai nevis dzīvajai dabai.

Nātrija hidrogēnkarbonāts

Nātrija hidrogēnkarbonāts (NaHCO3) jeb dzeramā soda ir nātrija un ogļskābes skābais sāls. NaHCO3 ir balta, sausā gaisā stabila pulverveida viela ar iesāļu, ziepjainu garšu. Ūdenī šķīst samērā slikti, šķīdumam raksturīga viegli sārmaina reakcija (to var noteikt ar metiloranžo, bet pie 0°C nevar ar fenolftaleīnu). Šķīst acetonā, nešķīst etanolā.

Nātrija karbonāts

Nātrija karbonāts jeb kalcinētā soda (Na2CO3) ir balta kristāliska viela, kas labi šķīst ūdenī. Nātrija karbonāta kristālhidrātu ar 10 molekulām ūdens sauc par mazgājamo sodu. Nosaukums "soda" cēlies no auga Salsola soda (no tā pelniem ieguva nātrija karbonātu), bet "kalcinētā" nozīmē "izkarsētā" (senie alķīmiķi karsēšanu augstā temperatūrā dēvēja par kalcinēšanu un kalcinētās sodas iegūšanā tika izkarsēts tās kristālhidrāts).

Ogleklis

Ogleklis ir ķīmiskais elements ar simbolu C un atomskaitli 6. Ogleklis ietilpst visu organisko vielu sastāvā. Ogleklim ir divas stabilas alotropiskās formas: grafīts un dimants. Dimants ir viena no viscietākajām pazīstamajām vielām. Savukārt grafīts ir viens no mīkstākajiem minerāliem, un to lieto kā dažu smērvielu sastāvdaļu. Ogleklis ir viena no grūtāk kūstošajām vielām (grafīta formā), gaisā grafītu var karsēt līdz ≈900oC, bet skābekli nesaturošā atmosfērā grafīta bāzētos ugunsturīgos materiālus var lietot līdz ≈3000oC. Savienojumos ogleklis parasti ir ar vērtību -4 (metāns), +2 (oglekļa monoksīds) un +4 (oglekļa dioksīds, karbonāti).

Ogļskābe

Ogļskābe (H2CO3) ir vidēji stipra divvērtīga skābe, kas veidojas, ūdenī izšķīstot oglekļa dioksīdam CO2. Praktiski tā pastāv tikai paaugstinātā spiedienā (gāzētie dzērieni). Ogļskābes sāļi (karbonāti) ir nozīmīga nogulumiežu sastāvdaļa. Ogļskābe, tāpat kā tās sāļi, tiek uzskatīta par neorganisku vielu. Bez ogļskābes anhidrīda CO2, samērā nozīmīgs savienojums ir arī ogļskābes hloranhidrīds COCl2 (fosgēns), kuru lieto kā polikarbonātu plastmasu izejvielu (plastmasa, no kuras izgatavo kompaktdiskus). Fosgēns ir arī indīga kaujas viela.

Organiskā viela

Organiskās vielas ir oglekli saturoša vielu grupa, daudzas no kurām sastopamas dzīvajā dabā. Organiskās vielas bieži ir degtspējīgas. Organiskās vielas parasti iedala ogļūdeņražos (oglekļa un ūdeņraža binārajos savienojumos) un ogļūdeņražu atvasinājumos (ogļūdeņražos, kuru molekulā viens vai vairāki ūdeņraža atomi ir aizvietoti ar kādu citu atomu vai funkcionālo grupu). Organiskās vielas var saturēt arī vairāk kā vienu funkcionālo grupu (piemēram, aminoskābes). Vielu iedalījums organiskajās un neorganiskajās vielās ir nosacīts un vēsturiski izveidojies. Tādas vielu klases kā karbonāti, karbīdi, cianīdi, cianāti u.c. nemēdz pieskaitīt pie organiskām vielām, kaut arī tās satur oglekli.

Organiskā ķīmija

Organiskā ķīmija ir ķīmijas nozare, kas pēta organiskās vielas un to reakcijas. (Oglekli saturošas vielas). Par organiskām vielām netiek uzskatīti karbonāti, karbonili, karbīdi, cianāti, cianīdi un rodanīdi (cianosulfīdi). Visas organiskās vielas satur oglekli, taču ne visas oglekli saturošās vielas ir organiskās vielas. Ogleklis ir izplatītākais elements, kas spēj veidot stabilas ķīmiskās saites ar citiem oglekļa atomiem.

Organiskās ķīmijas likumi:

Par vērtību sauc elementu atomu spēju pievienot vai aizvietot noteiktu skaitu ūdeņraža atomu vai vienvērtīga elementa atomu.

Ogleklis organiskajos savienojumos ir četrvērtīgs

Organiskos savienojumus iedala:Cikliskie savienojumi

Necikliskie savienojumiNecikliskie savienojumi iedalās 2 grupās:

Taisnās virknes

Sazarotās virknesOrganiskajos savienojumos starp oglekļa atomiem var būt:

Vienkāršas saites

Divkāršas saites

Trīskāršās saites

Podzolētā gleja augsne

Podzolētā gleja augsne ir viens no augšņu tipiem. Šīs augsnes radušās seklu, skābu pamatūdeņu ietekmē. Visbiežāk šīs augsnes veidojušās uz bezkarbonātu cilmiežiem, kur karbonāti izskaloti lielā dziļumā. Nereti podzolēto augšņu mazcaurlaidīgais, blīvais izuviālais horizonts veicinājis ūdens sastrēguma rašanos un glejošanās procesa attīstību. Šo augšņu virskārta ir trūdvielām bagātāka nekā podzolētajās augsnēs, bet augsnes skābas, to profilos daudz augiem kaitīgu neoksidētu un reducētu savienojumu. Lai radītu augu augšanai un attīstībai labvēlīgus apstākļus, pēc nosusināšanas šīs augsnes jākaļķo, jāapgādā ar augu barības vielām, jāaktivizē augsnes baktēriju darbība, jārada irdena, pietiekami dziļa aramkārta.

Svina baltums

Svina baltums jeb svina baltais (flake white, Kremnitzerweiss, blanc d argent) ir mākslīgi iegūts svinu saturošs balts pigments. Pēc sastāva tas ir svina karbonāta (apmēram 70 %) maisījums ar svina hidroksīdu (30 %). Šo savienojumu proporcijas katrā pigmenta šķirnē ir citādas. Svina baltais ir pazīstams no seniem laikiem, to apraksta sengrieķu un romiešu autori, viduslaikos to ražoja Venēcijā un Holandē. Ievērojamas ražošanas vietas bija Ungārijas pilsēta Kremnica, vēlāk Austrijas pilsēta Kremsa. Šo pilsētu nosaukumus nes labākās svina baltā šķirnes. Svina balto ieguva ar vairākām metodēm, kas ietver sevī vai nu metāliskā svina pakļaušanu etiķskābes tvaiku un ogļskābās gāzes iedarbībai vai arī svina savienojumu un to šķīdumu apstrādi ar ogļskābo gāzi. Modernāka metode ir svina baltā iegūšana elektrolītiski.

Svina baltajam ir vesela rinda labu īpašību, kas to padara neaizvietojamu eļļas glezniecībā. Galvenā no tām ir lieliskā savienojamība ar eļļu, kuru tas uzņem 20-30%. Svina baltais ar to veido zināmu daudzumu svina ziepju, kas darbojas kā žūšanas katalizators — sikatīvs, paātrinot atmosfēras skābekļa piesaistīšanu un eļļas sacietēšanu. Krāsa žūst ātri un sacietē vienmērīgi visā biezumā, neveidojot plēvīti. Labi piesaistās citiem krāsu slāņiem un rada piemērotu virsmu nākamo slāņu piesaistei, kas uz svina baltās neveido pārrāvumus. Arī citas, lēnāk žūstošās krāsas, sajauktas ar svina balto, žūst ātrāk. Svina baltā krāsa veido labi sedzošu, lēni novecojošu un atmosfēras izturīgu slāni. Šī krāsa ir kā radīta daudzslāņu glezniecībai. Par to liecina visa Eiropas glezniecība — vecmeistaru darbi, kas gleznoti, izmantojot sarežģītu pagleznojumu un lazējumu struktūru, ir lieliski saglabājušies.

Svina baltajam piemīt arī dažas lietošanu ierobežojošas īpašības. Pigments ir indīgs, tas nedrīkst iekļūt gremošanas traktā. Ar to strādājot, vajadzētu lietot roku aizsargkrēmu, jo tas var uzsūkties arī caur ādu. Tieši toksiskuma dēļ daudzas firmas šo pigmentu vairs neražo un mūsdienās to izmanto tikai glezniecībā lietojamām krāsām. Svina baltais melnē, reaģējot ar sērūdeņraža zīmēm atmosfērā, kā arī brīvu sēru citos, ar to sajauktos pigmentos, tāpēc to nedrīkst lietot līmes tehnikās un kopā ar nekvalitatīviem pigmentiem eļļas tehnikā. Literatūrā sastopamais brīdinājums par svina baltā īpašību zaudēt segtspēju vairāk ir saistīts ar eļļas izmaiņām novecojot. To pašu var teikt arī par svina baltajam piedēvēto dzeltēšanu. Citiem baltajiem pigmentiem piemīt atsevišķas labas īpašības, bet tie nav piemēroti pastozai daudzslāņu glezniecībai.

Velēnu podzolētā augsne

Velēnu podzolētā augsne - viens no augšņu tipiem. Podzolēšanās procesā izveidojies īpatnējs augsnes profils ar izskalošanās (podzola) un ieskalošanās (iluviālo) horizontu. Velēnu vidēji un stipri podzolētās augsnēs zem neliela trūdvielu akumulācijas horizonta izveidots gaiši pelēks, barības vielām nabadzīgs podzola horizonts, kam seko brūni sarkanīgs iluviālais horizonts. Smilts augšņu profili ir biezāki nekā augsnēm uz pārējiem cilmiežiem, ar labāk izteiktiem horizontiem. Nereti iluviālajā horizontā sastopams ortšteins un iluviālais humuss. Mālainu augšņu profili ir īsāki un vājāk diferencēti nekā smilts augšņu profili. Tā kā liela daļa Latvijas augšņu cilmiežu ir karbonātiski, tad arī podzolēto augšņu profilos dažādos dziļumos (dziļāk par 60 cm) atkarībā no izskalošanās pakāpes atrodas karbonāti. Latvijā velēnu podzolētās augsnes aizņem 45,8% no valsts teritorijas. Sevišķi daudz podzolēto augšņu Latvijā ir Gulbenes, Rēzeknes, Saldus un Cēsu rajonā (vairāk par 80% no attiecīgo rajonu teritorijas).

Podzolēto augšņu agronomiskās īpašības ir sliktas: skāba reakcija, nedaudz humusa, trūdvielu akumulācijas horizonts plāns, pa lielākai daļai bezstruktūras, tajā ir maz augiem uzņemamo barības vielu.

Štrunca minerālu klasifikācijas sistēma

Štrunca minerālu klasifikācijas sistēmu izstrādāja vācu mineralogs Kārlis Hugo Štruncs (1910. gada 24. februāris - 2006. gada 19. aprīlis). Līdzīgi citām populārākajām minerālu klasifikācijas sistēmām, Štrunca sistēma balstās uz minerālu klasifikāciju pēc to anjoniem un kristāliskās struktūras. Štruncs pirmo reizi publicēja savā izstrādātajā sistēmā veidotas mineraloģiskās tabulas 1941. gadā, un kopš tā laika Štrunca sistēma ir pastāvīgi pilnveidota un uzlabota, kļūstot par vispārpieņemtu minerālu klasifikācijas sistēmu daudzās valstīs un starptautiskajās organizācijās, tai skaitā Starptautiskajā Mineraloģijas asociācijā.

Štrunca minerālu klasifikācijas sistēmā katram minerālam tiek piešķirts noteikts numurs, kas ataino tā piederību klasei, apakšklasei, grupai. Vikipēdijas minerālu aprakstos tiek lietots šis numurs.

Štrunca minerālu klasifikācijas sistēma tiek lietota arī Vikipēdijā, pēc nepieciešamības atsaucoties arī uz citām sistēmām.

Bez Štrunca minerālu klasifikācijas sistēmas liela popularitāte ir arī citām sistēmām:

Vecā Danas minerālu klasifikācijas sistēma

Jaunā Danas minerālu klasifikācijas sistēma

Šūnakmens

Šūnakmens kopā ar irdenajiem saldūdens kaļķiežiem sastopams augšējos zemes slāņos, tuvu tās virspusei. Tas veidojies vienlaikus ar ezeru un avotu nogulumiem pēcledus laikmetā jeb holocēnā (aptuveni pirms 6000—10 000 gadu), kad Latvijā bija labvēlīgi klimatiskie apstākļi ilgstošai kalcija karbonāta (CaCO3) izgulsnēšanai. Lielākie kaļķiežu daudzumi uzkrājušies vietās, kur ar kalcija bikarbonātu (Ca (HCO3)) piesātināti pazemes ūdeņi izplūduši virszemē vai applūdinājuši pārpurvotas ieplakas, jo kā gaiss, tā arī augi intensīvi absorbē ogļskābo gāzi. Tā veidojošies avotu nogulumi, kuri parasti neaizņem lielas platības, bet var sasniegt ievērojamu biezumu (Lībānu-Jaunzemju atsegums, Raunas Staburags). Ezeros karbonāti izgulsnējušies no tur ieplūstošo strautu un avotu ūdeņiem un veido plašas, pat vairākus desmitus hektāru lielas iegulas, parasti gan ne biezākas par 0,5—2 m. No ūdens izgulsnētie karbonāti pārklāj augus, tāpēc šūnakmenī bieži sastopamas sūnu inkrustācijas, pārkaļķotas niedres, koku zari un lapas. Smalkā karbonātu masa pakāpeniski sāk cietēt, un vienlaikus mainās arī tās struktūra — kalcīta kristāli pārkristalizējas.

Citās valodās

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.