Карбонат кальция из чего состоит. Карбонат кальция: универсальное вещество. Фармакологическая группа вещества Кальция карбонат

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: CCaO 3

Химический состав Карбоната кальция

Молекулярная масса: 100,088

Карбонат кальция (углекислый кальций) - неорганическое химическое соединение, угольной кислоты и кальция. Химическая формула - CaCO 3 . В природе встречается в виде минералов - кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Нерастворим в воде и этаноле . Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

Применение

Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Массовое производство/использование

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция - одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.
Производители пластмассы - одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно - это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Строительство

Строительство - ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики - все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии - средств для чистки сантехники, кремов для обуви.
Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Нахождение в природе

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

• Арагонит
• Кальцит
• Фатерит (или μ-CaCO 3)

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.
Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

• Известняк
• Мрамор
• Травертин

Геология

Карбонат кальция является распространенным минералом. В природе встречаются три полиморфные модификации (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит). Некоторые горные породы (известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы) практически полностью состоят из карбоната кальция с некоторыми примесями. Кальцит является стабильным полиморфом карбоната кальция и встречается в самом разнообразном геологическом окружении: в осадочных, метаморфических и магматических горных породах. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные преимущественно кальцитовыми остатками раковин морских организмов. Арагонит является вторым по устойчивости полиморфом CaCO 3 и в-основном образуется в раковинах моллюсков и скелетах некоторых других организмов. Также арагонит может образовываться и в неорганических процессах, например в карстовых пещерах или гидротермальных источниках. Фатерит является наименее стабильной разновидностью этого карбоната, и очень быстро превращается в воде либо в кальцит либо в арагонит. В природе встречается относительно редко, когда его кристаллическая структура стабилизирована теми или иными примесями.

Изготовление

Подавляющее большинство карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из чистого источника (как правило, мрамор). В качестве альтернативы карбонат кальция может быть приготовлен кальцинацией оксида кальция. растворяется, образуя кислую соль - гидрокарбонат кальция Ca(HCO 3) 2: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2 . Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту. При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II) CaCO 3 + 4C → CaC 2 + 3CO.

Кальциевая соль угольной кислоты – это углекислый карбонат кальция, химическая формула которого выглядит, как СаСО3. Это медицинский препарат или минеральная добавка к пище, оказывающая антацидное действие на работу некоторых систем организма. Ознакомьтесь с тем, как работает медикамент, какие имеет показания, противопоказания и побочные эффекты.

Что такое карбонат кальция

Calcium carbonate или кальциевая соль угольной кислоты, СаСО3 – все это название одного вещества. Бикарбонат кальция содержит 40% кальция, служит антацидом и минеральной добавкой к пище. По фармакологическому действию отличается быстрой нейтрализацией кислоты желудка, относится к всасывающимся антацидам. По сравнению с невсасывающимися может вызвать кислотный рикошет – увеличение выработки соляной кислоты после окончания действия препарата.

Свойства

Внешне вещество представляет собой порошок или кристаллы белого цвета без вкуса и запаха. Свойства карбоната кальция: не растворяется водой, но растворим разведенной соляной или азотной кислотами. Процесс растворения сопровождается выделением углекислого газа. К лекарственным свойствам препарата относятся:

• нейтрализация соляной кислоты;
• снижение кислотности пищеварительного сока;
• снижение активности остеокластов;
• замедление резорбции костных тканей;
• оптимизация электролитного баланса;
• поставка кальция для свертывания крови, формировании костей, работы сердца, передачи нервных импульсов.

Показания к применению

Углекислый кальций для медицинской сферы имеет следующие лекарственные показания к применению:

• изжога;
• боли и дискомфорт области за грудиной;
• профилактика остеопороза, рахита, кариеса;
• при кариесе и рахите для лечения;
• при гиперацидности желудочного сока, при заболеваниях пищеварительного тракта на ее фоне – гастриты, острые гастриты, острые дуодениты, язвы желудка, рефлюкс-эзофагиты, эрозии ЖКТ;
• коррекция остеопороза;
• лечение тетании, остеомаляции;
• возросшая потребность в кальциевых препаратах – дефицит при беременности, во время кормления грудью, на этапе активного роста, при постменопаузе;
• аллергические реакции, гипокальциемия – при дополнительной терапии.

Побочные действия карбоната кальция

При длительном применении карбоната кальция в организме могут накапливаться щелочные вещества, что, в свою очередь, вызывает повышение уровня pH в крови и тканях. При употреблении более 2 г кальция в сутки возникает гиперкальциемия или молочно-щелочной синдром, что сопровождается головной болью, слабостью, нарушением аппетита (иногда приводящего к анорексии), тошнотой, рвотой, запором, болью в животе, жаждой, полиурией, вялостью, болью в мышцах и суставах, нарушением сердечного ритма, поражением почек. При появлении вышеперечисленных симптомов обязательно нужно сделать промывание желудка, принять активированный уголь. Также необходима симптоматическая терапия с поддержанием жизненно важных функций. Кальций с магнием способен вызвать диарею, аллергические реакции, гипермагниемию, гиперкальциемию, в первую очередь у больных, страдающих почечной недостаточностью. Все симптомы проходят после прекращения приема препарата.

Противопоказания

Применения кальция карбоната не рекомендуется при гиперчувствительности пациенту к элементу или при гипокальциемии (при гипопаратиреозе, гиперпаратиреоидизме, костных метастазах, передозировке витамином Д). Противопоказан препарат при почечной остеодистрофии, миеломе, хронической почечной недостаточности, фенилкетонурии, саркоидозе и нефроуролитиазе. Запрещен прием более 2 г медикамента за день.

Инструкция по применению карбоната кальция

В аптеках доступен к покупке кальций в порошке, упакованном внутрь полиэтиленового пакетика или пластиковой баночки:

• Для симптоматического антацидного применения принимается взрослыми единоразовой дозой 0,5-1 г, для профилактики остеопороза – 0,6-1,2 г.
• В детском возрасте суточная дозировка при рахите или кариесе составляет 300-600 мг.
• Принимается препарат перорально, без привязки к еде, доза разбивается на 2-3 приема.

Кальциевый карбонат понижает эффективность других лекарственных средств, тетрациклиновых антибиотиков, тиазидных диуретиков, индометацина, левотироксина при одновременном приеме. При длительном применении высоких доз пациенты обязаны регулярно следить за кальциевой концентрацией в крови и показателями функции почек. Для профилактики некоторых болезней лекарство может выпускаться таблетированным форматом, срок годности – 24 месяца, отпускается без рецепта.

Аналоги карбоната кальция

По активному действующему веществу и показаниям к применению выделяют следующие аналоги осажденного кальциевого карбоната.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Карбонат кальция в обычных условиях представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), которое при прокаливании разлагается, однако плавится без разложения (условие - избыточное давление CO 2).

Практически не растворяется в воде.

Рис. 1. Карбонат кальция. Внешний вид.

Основные характеристики карбоната кальция приведены в таблице ниже:

Получение карбоната кальция

Основной способ получения карбоната кальция заключается в смешивании твердого оксида кальция с водой — образуется так называемое известковое молоко. Так как гидроксид кальция немного растворяется в воде, то после отфильтровывания известкового молока получается прозрачный раствор - известковая вода, которая мутнеет при пропускании через неё диоксида углерода.

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 ;

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓.

Химические свойства карбоната кальция

Карбонат кальция — это средняя соль, образованная сильным основанием (гидроксид кальция Ca(OH) 2) и слабой кислотой (угольная H 2 CO 3). В водном растворе он гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону. Наличие анионов OH — свидетельствует о щелочном характере среды.

CaCO 3 ↔ Ca 2+ +CO 3 2- ;

Ca 2+ +CO 3 2- + HOH ↔ HCO 3 — + Ca 2+ + OH — ;

CaCO 3 + HOH ↔ Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 ↓.

Карбонат кальция взаимодействует с концентрированными растворами сильных минеральных кислот:

Он способен реагировать с щелочами в водных растворах:

CaCO 3 + 2NaOH aq = Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 ↓.

Взаимодействие карбоната кальция с другими солями возможно только если продукт взаимодействия выводится из реакционной среды:

CaCO 3 + 2NH 4 Cl con = CaCl 2 + 2NH 3 + CO 2 + H 2 O.

При нагревании данная соль разлагается:

CaCO 3 = CaO + CO 2 (t, o С = 900 — 1000).

Пропускание диоксида углерода через раствор карбоната кальция приводит к образованию кислой соли - гидрокарбоната кальция:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ↔Ca(HCO 3) 2 .

Применение карбоната кальция

Карбонат кальция нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Так, например, его используют в пищевой (добавка Е710 - белый краситель) и бумажной промышленности, при производстве полимеров, лакокрасочных материалов, бытовой химии и т.д.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Вычислите массу карбоната кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 200 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168кг/л). Определите объем диоксида углерода, выделяющийся в результате этой реакции.
Решение	Запишем уравнение реакции: CaCO 3 + 2HCl conc = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O. Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем: m solution =V solution × ρ; m solution =0,2 × 1,168 = 0,2336 кг = 233,6 г. ω = m solute / m solution × 100%; m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = 34 / 100% × 233,6 = 79,424 г. Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль): n(HCl) = m (HCl) / M (HCl); n (HCl) = 79,424 / 36,5 = 2,176 моль. Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (CO 2) =2: 1. Значит, n(CO 2) = ½ n(HCl) = ½×2,176 = 1,088моль. Тогда, объем выделившегося диоксида углерода будет равен: V (CO 2) = n (CO 2) × V m ; V (CO 2) = 1,088 × 22,4 = 24,37л. Согласно уравнению реакции n(HCl) :n (CaCO 3) =2: 1. Значит,количество вещества карбоната кальция будет равно: n (CaCO 3) = ½ ×n (NaOH) = ½× 2,176 = 1,088моль. Тогда масса карбоната кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 100 г/моль): m (CaCO 3) = n (CaCO 3)× M (CaCO 3); m (CaCO 3) = 1,088 × 100 = 108,8г.
Ответ	Масса карбоната кальция равна 108,8 г, объем диоксида углерода равен 24,37 л.

ПРИМЕР 2

Задание	Вычислите массу оксида кальция, который потребуется для получения карбоната кальция по реакции взаимодействия с диоксидом углерода массой 3,5 г.
Решение	Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция и диоксида углерода с образованием карбоната кальция: CaO + CO 2 = CaCO 3 ↓. Рассчитаем количество вещества диоксида углерода (молярная масса - 44 г/моль): n(CO 2) = m (CO 2) / M (CO 2); n (CO 2) = 3,5 / 44 = 0,08 моль. Согласно уравнению реакции n(CO 2) : n(CaO) = 1:1 . Тогда количество моль оксида кальция будет равно: n (CaO) = n (CO 2) = 0,08 моль. Найдем массу оксида кальция (молярная масса - 56 г/моль): m (CaO) = n (CaO) × M (CaO); m (CaO) = 0,08 × 56 = 4,48 г.
Ответ	Масса оксида кальция равна 4,48 г

Карбонаты кальция (Calcium carbonate, chalk, карбонат кальция, гидрокарбонат кальция, мел, E170) — соль угольной кислоты, краситель белого цвета.

Разновидности карбоната кальция:

(i) Карбонат кальция;
(ii) Гидрокарбонат кальция.

В природе встречается в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Используется практически во всех областях промышленности, а также в медицине.

Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии - средств для чистки сантехники, кремов для обуви, а также широко используется при производстве продукции личной гигиены (например зубной пасты).

Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Карбонаты кальция (пищевая добавка Е170) хорошо известны как обычный белый мел. Краситель Е170 представляет собой химическое соединение - соль угольной кислоты, нерастворимую вводе и этаноле. В природе карбонаты кальция распространены достаточно широко, встречаются в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Большинство групп беспозвоночных (моллюски, губки) состоят из различных форм карбоната кальция. Для пищевой промышленности добавку Е170 производят путем переработки и очистки меловых отложений. Пищевая добавка Е170 обычно поставляется на производство в виде мелкого белого порошка. Химическая формула карбоната кальция (красителя Е170): CaCO 3 .

Добывается карбонат кальция из полезных ископаемых. Кроме того, для пищевой промышленности самый чистый краситель Е170 может производится из мрамора.

Добавка Е170 играет важную роль в организме человека, участвуя в процессах свертывания крови, обеспечения постоянного осмотического давления крови, регулируя различные внутриклеточные процессы. Карбонат кальция применяется в медицине в качестве лекарств, компенсирующих недостаток кальция, а также в виде биологически-активных добавок (БАД).

В то же время при чрезмерном поступлении карбоната кальция в организм и его переизбытке у человека может возникнуть "молочно-щелочной синдром", который имеет высокое токсическое действие и в тяжелых случаях может приводить к смерти. При небольшой передозировке карбоната кальция у человека может возникнуть гиперкальциемия - осложнения, которые включают рвоту, боли в животе и изменения психического состояния. Рекомендуемая ежедневная профилактическая доза приема карбоната кальция составляет от 1,2 до 1,5 г в день. В продуктах питания содержание добавки Е170 в разы меньше, что говорит о том, что краситель Е170 можно отнести к безопасным пищевым добавкам.

В пищевой промышленности добавка Е170 используется как краситель, регулятор кислотности, разрыхлитель, препятствующий слёживанию и комкованию.

Кроме того карбонат кальция широко используется в различных областях промышленности:

• в производстве продукции бытовой химии (средства для уборки, ухода за обувью, чистки сантехники и др.);
• в производстве продукции личной гигиены (например, зубная паста);
• в бумажной промышленности, для отбеливания бумаги, картона, в качестве наполнителя и раскислителя;
• в стекольной промышленности, как один из основных элементов, необходимых для производства стекла (посуды, бутылок, стекловолокна);
• в производстве пластмассовых изделий (трубы, сантехника, плитка, линолеум, ковровые покрытия и пр.);
• в лакокрасочной промышленности, как один из составляющих красящего пигмента;
• в строительстве, для производства шпаклевки, герметика;
• в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды;
• в сельском хозяйстве, для восстановления кислотно-щелочного баланса почвы.

Пищевая добавка Е170 считается безвредной и разрешена для использования в пищевой промышленности на территории РФ, Украины и большинстве других стран.

Области применения красителя E170 Карбонаты кальция можно смело назвать универсальными, ведь по сути это обычный мел. Несомненно, пищевая промышленность не является основной, где применяют многообразные свойства красителя E170 Карбонаты кальция. Так, основная роль мела в данном случае заключена не только в придании продуктам питания белоснежного цвета - выступает он также в качестве регулятора кислотности и разрыхлителя для предотвращения слеживания.

Кроме того, нередко краситель E170 Карбонаты кальция можно увидеть в составе консервированного питания для детей, концентрированного молока и сливок, некоторых видов твердых сыров, какао-порошке, а также шоколаде, где он играет роль стабилизатора. Широко используются свойства красителя E170 Карбонаты при производстве виноградного сока.

Для здоровья человека Карбонаты кальция играют не последнюю роль - они принимают участие в процессах свертывания крови. Помимо этого, данное вещество способно стабилизировать кровяное давление и существенно регулировать многие внутренние процессы. Именно поэтому его используют при изготовлении таких фармацевтических средств, как кальций лактат. Разрешен E170 для окрашивания препаратов фармацевтики и косметических средств.

Химический состав красителя E170 Карбонаты кальция позволяет использовать его и в промышленном производстве - например, при изготовлении бумаги, стекольных товаров (бутылок) и многого другого. Также известно применение мела в качестве удобрения для почвы - он уменьшает ее кислотность.

Состав красителя E170 Карбонаты кальция

В основе состава красителя E170 Карбонаты кальция лежит соль угольной кислоты, которую добывают из самых разнообразных ископаемых. Нередко основным сырьем для получения мела является мрамор. За счет своего белого цвета, этот пищевой краситель используется при изготовлении средств личной гигиены, в частности пасты для зубов.

Вред красителя E170 Карбонаты кальция

Как говорилось выше, при минимальном поступлении в организм речи о вреде красителя E170 Карбонаты кальция быть не может - наоборот, только положительные свойства, которые при передозировке данного вещества оборачиваются неприятными последствиями. Кстати, при употреблении сильно завышенных доз E170 вполне возможен летальный исход.

К основным симптомам и проявлениям переизбытка данного вещества в организме человека относят сильнейшую интоксикацию, которая вызывает гиперкальциемию, проявляющуюся в приступах тошноты и рвоты. Кроме того, боли в животе, раздражение, изменение психики, нарушение координации движений также свидетельствуют о чрезмерном поступлении Карбонатов кальция в организм.

К слову, в нормальных дозировках вреда красителя E170 Карбонаты кальция не наблюдается, как и возможных побочных эффектов. В связи с этим данное вещество разрешено к использованию в качестве пищевого красителя на территории Российской Федерации и Украины.

Карбонат кальция представляет собой химическое соединение неорганической природы, в состав которого входит природный кальций и Данное соединение широко встречается в природе в составе известняков, мела, твердых пород мрамора, а также в виде природных минералов кальцита, арагонита и других.

Карбонат кальция используется в самых различных областях промышленности - он незаменим при производстве стекла, широко применяется в пищевой промышленности (там он более известен под маркой Е170) в качестве пищевого красителя белого цвета, является одним из компонентов при изготовлении красок, пластмасс, Основные потребители карбоната кальция - это производители всевозможных пластмасс и пластиков, ведь даже привычные всем сегодня пластиковые панели, линолеум, и черепица - это производные карбоната кальция. Но самым привычным видом, в котором нам знакомо это вещество, являются, конечно же, известные всем с детства таблетки.

Карбонат кальция: применение в медицине.

Использование данного в медицине обусловлено, прежде всего, содержанием в нем кальция в чистом виде. Поэтому данный препарат применяют для восполнения кальция в организме, а также в составе комплексной терапии при лечении заболеваний суставов. Карбонат кальция отлично помогает укрепить кости и зубы, а также рекомендован для улучшения качества ногтей и волос. Помимо этого препарат обладает уникальным свойством нейтрализовать действие соляной кислоты и приводить в норму повышенную кислотность желудка.

Основными показаниями к применению данного препарата являются:

Гиперацидность желудочного сока, а также возникающие на ее фоне всевозможные заболевания желудочно-кишечного тракта. Это гастриты, в том числе и в фазе обострения, дуодениты, язвенные обострения, а также изжога.

Дефицит кальция или повышенная потребность в нем в отдельные периоды жизни: рахит и ранний остеопороз, в том числе возникший после менопаузы, а также период беременности, лактации, гипокальциемия, возникающая в результате плохого всасывания кальция или же вследствие его повышенного выведения из организма.

Карбонат кальция: инструкция по применению.

При дозировании препарата учитывают возраст пациента, а также специфику заболевания. Для детей в возрасте до 10 при лечении рахита или кариеса доза колеблется, в зависимости от веса, от 300 до 600 мг в сутки.

При заболевания ЖКТ препарат назначают для приема внутрь, доза составляет от 0,5 до 1 гр. в сутки.

Для восполнения дефицита кальция, профилактики остеопороза, а также в составе комплексного лечения состояния волос и ногтей, доза препарата подбирается индивидуально, с учетом лекарственного взаимодействия, веса, роста, и состояния ЖКТ. Она может колебаться в диапазоне от 250 мл до 1,5 гр. в сутки.

Противопоказания.

Несмотря на широкий спектр действия, природное происхождение и универсальность, данный препарат также имеет некоторые ограничения в применении.

Наличие камней в почках, особенно кальциевого происхождения.

Склонность кровеносной системы к образованию тромбов.

Атеросклероз в тяжелой форме.

Индивидуальная непереносимость препарата.

Гиперкальциемия.

Также при приеме карбоната кальция следует учитывать и некоторые особенности его взаимодействия с другими препаратами. Так, он обладает способностью при одновременном приеме с антибиотиками, относящимися к группе тетрациклина, снижать их эффективность и уменьшать концентрацию тетрациклина в крови. Также препарат способен снижать абсорбцию индометацина, левотироксина и некоторых других лекарственных средств.