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)
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.
Суши по минералогически. Ученые выяснили, что карбонат , а попросту мел, в большей части состоит из кокколитов. Так именуют водоросли, выделяющие в процессе жизнедеятельности известь.
Это переворачивает представления о животной природе . В ней были уверены до 1953-го года. Теперь же, мел признан породой и растительного происхождения. Остатки слагают спрессованные раковины морских .
И они, и водоросли, являются компонентами для суши. Интересно, что и мел съедобен. Это не раз доказывали . Если в положении не хватает кальция, тянет на мел. Съедали его многие, никто не ощутил.
Врачи подтверждают, очищенный мел может принести лишь пользу. Не зря карбонат кальция продают в аптеках. Изучим свойства препарата и полный список сфер его применения. Но, для начала, уточним само понятие.
Что такое мел?
Итак, камень мел – это горная порода. Сие значит, что известняк слагают несколько минералов, могущих существовать и по отдельности. Основу составляет карбонат кальция. Его в породе до 98%.
Поэтому, мел часто так и называют, карбонат кальция, или, попросту, . Но, в камне присутствует и карбонат . Среди минералов он числится, как . Еще доли процента состава мела приходятся на оксиды металлов. То есть, в породе есть и неорганическая составляющая.
Название водорослей, слагающих камень упомянуто. Теперь, определим раковины каких животных дополняют растения. В основном, это панцири фораминифер. Это одноклеточные рачки. Невооруженным не видны.
Заметны фораминиферы становятся, когда опускаются на морское дно. Происходит это после гибели одноклеточных. Частично, их панцири дополняют , раковины устриц и прочих моллюсков. Все вместе спрессовывается под давлением воды, преобразуясь в горную породу.
Свойства мела
Формула мела не подразумевает его растворение в воде. Иначе, отложения породы не смогли бы образовываться на дне океанов. Когда воды осушаются, ландшафт меняется, мел переходит на сушу. Здесь-то его и добывают. Однако, влажность окружения влияет на минерал. Мел в сухой среде прочнее. Изменения запускаются уже при 2% влажности.
Снижение прочности сопровождается увеличением пластичности. Если в сухой среде мел рассыпается в порошок от малейшего давления, влажный лишь деформируется. Однако, работать с водонасыщенным мелом сложно.
Порода налипает на , оборудование. Поэтому, строения из карбоната кальция можно найти лишь в жарких и засушливых регионах, к примеру, в . Из известняка там сложена пирамида Хуфу, считающаяся древнейшей постройкой на Земле.
Холод мел переносит гораздо хуже жары. Пережив минусовые температуры, порода распадается на кусочки в 1-2 миллиметра. В некоторых случаях это облегчает применение мела . Вопросу, в каких, посвятим отдельную главу.
По цвету мел белый . Это единственный натуральный оттенок . Цветные мелки – окрашенная порода. Она бывает прессованной, или кусковой. Пищевые красители в продукцию добавляют редко. Поэтому красочные мелки для организма токсичны.
Поскольку большая часть мела карбонатная, растворяется в и . Неорганическая составляющая, при этом, как правило, остается нетронутой. Нетронутым остались и следы мела в трех .
Они достигли Земли и были изучены. Все три прилетели с Марса. Наличие в породах планеты карбонатов дало исследователям еще один повод думать, что если сейчас на Марсе и нет жизни, то когда-то она там была.
Добыча мела
Наиболее качественным считается мел нижних горизонтов. Так называют глубинные слои породы. Однако, именно они, как правило, насыщенны влагой. Поэтому, добыть с нижних горизонтов удается редко. Порода налипает на оборудование.
В верхних слоях известняков бывает нехватка карбоната кальция. Если его менее 87%, породу приходится обогащать, а это затратно. Поэтому, в почти не осваиваются Валуйское, Знаменское и Заслоновское месторождения. Качественный мел присутствует лишь в Белгородской и Воронежской областях. Там и добывают.
Производство мела на малокарбонатных месторождениях оправдано лишь в строительных целях. В частности из не обогащенного мела получается приемлемая по качеству известь. Ее используют при мелиоративных работах.
Их проводят при раскислении почв. Известняк является щелочью и способен уравновесить среду. Здесь-то и пригождается свойство мела распадаться от морозов. Нет нужды измельчать породу до приемлемых размеров. Достаточно немного размолоть , закинуть крупные куски в почву, а после морозов материал сам рассыплется.
Применение мела
Побелка помещений отжила свой век. Ее осуществляли растворами мела. Под понимаются жидкости с взвесью в них не растворенных частиц породы.
Зато, в современности востребованы меловые краски. Они имеют клеевую основу и применяются только для внутренней отделки. Ее производят по оштукатуренным, выровненным поверхностям.
Не обходится без мела и в производстве цемента. Поэтому, карбонат кальция в фундамент можно добавлять с таким же спокойствием, как и бут. Основой цемента стал благодаря мягкости, пластичности и, конечно, доступности. Более 20% осадочных пород Земли содержат мел. В земной коре он занимает 4% объема.
В мел тоже добавляют. Доля известняка почти равна содержанию . Можно сказать, что мел и замешивают в исходную шихту для в равных долях.
В фермерском деле мел нужен не только для раскисления почв, но и для производства комбикормов. Почему люди едят мел , а животные не могут? Могут, причем, получают от этого пользу.
Мел в комбикорме – источник кальция, проще говоря, минеральная добавка к пище. С ней животные лучше развиваются, не страдают ломкостью В косметике применяется тонкодисперсный мел. Такой же нужен в бумажной промышленности. Здесь карбонатная порода служит наполнителем и отбеливателем листов. Если в них есть мел, на проще печатать. К тому же, листы с карбонатом кальция не чувствительны к влаге. Это продлевает срок службы .
Использование мела в обусловлено, так же, бережным отношением к производственному оборудованию. Поскольку материал тонкодисперсный, его абразивные свойства сведены к нолю. Соответственно, трение минимально, как и износ аппаратуры.
Цена мела
Стоимость мела зависит от его назначения и вида. Так, за 5 узорчатых мелков для асфальта просят 200-450 , а за упаковку простых мелков – от 10-ти до 90-та. Кормовой мел продают, как правило, не упаковками, а мешками. Фермерам принято отгружать тоннами. За 1 000 килограммов берут 3 000-4 000 рублей.
Мел пищевой продают в порошке, или кусках. Упаковывают товар в пакеты, отпускают в граммах. За 0,1 кило придется отдать 40-290 рублей. Наибольшие ценники устанавливаются на порошкообразный мел.
Кстати, мел – официальная пищевая добавка. Карбонат кальция скрывается под шифром Е-170. Эта ешка служит стабилизатором, то есть, препятствует комкованию продуктов. Правда, в номенклатуре пищевых добавок Е-170 относится к красителям. Это огрехи систематики, которые, пока, не доходят исправить.
Ну, надеюсь, все догадались, что речь идет о веществе, одна из модификаций которого известна нам как «мел», и этот выпуск посвящен наступающему началу учебного года - хотя в школы сейчас и приходят всякие новшества вроде белых досок с маркерами или даже интерактивных досок, темная доска - черная, коричневая или зеленая и мел до сих пор остаются главной атрибутикой учебного процесса.
Даже если кто-то, окончив школу, прекращает свой контакт с органами образования раз и навсегда, его руки не прекращают прикасаться к ближайшему родственнику мела - каждый раз когда мы берем в руки яйцо, чтобы очистить его от скорлупы, мы касаемся известняка - формы карбоната кальция, придающей жесткость яичной скорлупе и раковинам моллюсков.
… и каррарский мрамор не стал бы смотреть тебе вслед…
Итак, сегодняшнее замечательное вещество - многоликий карбонат калия, существующий (и известный) в виде различных форм. Формула этого соединения - CaCO 3 , оно представляет собой соль, в которой катион кальция связан ионной связью с карбонат-анионом. Это вещество достаточно распространено в природе, в качестве единственного вещества оно образует два минерала - кальцит и арагонит, а также является основным компонентом таких минералов, как известняк, мел и мрамор. В состав последней троицы помимо карбоната кальция входит его «кузен» - карбонат магния MgCO 3 , а также оксиды металлов; именно оксиды переходных металлов придают мрамору характерную окраску - оксид трехвалентного железа дает оттенки красного, а оксид трехвалентного хрома - оттенки зеленого.
Старый рисунок, актуальный в связи с вводящимся в этом году в 4 классе курсом «Основы религиозной культуры и светской этики»
Что же касается школьных мелков, времена, когда они состояли практически из чистого мела, канули в Лету. Гарантированно, что в моем школьном детстве мы писали практически чистым мелом, в котором иногда попадались кусочки раковин (почему это признак чистого мела - будет буквально в следующем абзаце), и мы, любили испытывать нервы учителей, специально проводя таким кусочком раковины по доске (ну а эту тему, пожалуй, я развивать не буду). Современный формованный школьный мелок на 40 % состоит из собственно мела (карбоната кальция) и на 60 % из гипса (это еще один родственник нашего сегодняшнего «героя» - двухводный кристаллогидрат сульфата кальция - CaSO 4 ˙H 2 O), ну а добавление к нему пигментов - органического или неорганического происхождения позволяет разнообразить белый цвет школьного мелка, придав ему окраску.
Меловые скалы на южном побережье Англии недалеко от городов Сифорд и Истборн
Большая часть известных в настоящее время скальных пород, содержащих карбонат кальция, имеют осадочное происхождение - они образовались из раковин и скелетов мертвых обитателей моря, уплотнявшихся в результате давления следующих слоем осадочных пород. Мел и известняк представляют собой похожие друг на друга материалы, различие в том, что мел является менее компактным и по этой причине более мягким. Для формирования мрамора, кальцита и арагонита требуется большее время - исходным веществом для образования мрамора является известняк или мел, которые под воздействием высоких давлений и температур - условий обычных для геологического формирования минералов, перестраиваются в форму с более компактной и плотной кристаллической решеткой.
Био- (а точнее - зоогенные) отложения карбоната кальция дали название целому геологическому периоду - Меловому периоду (мили Мелу). Этот период - последний период Мезозойской эры, он продолжался 80 миллионов лет, начался 145 миллионов лет назад, закончился 65 миллионов лет и наиболее известен «меловой катастрофой», в результате которой произошло массовое вымирание видов - вымерли многие голосеменные растения, водные рептилии, птерозавры, все динозавры (но уцелели птицы). Исчезли аммониты, многие брахиоподы, практически все белемниты. В уцелевших группах вымерло 30-50 % видов.
Одним из интересных форм минералов карбоната кальция является прозрачный кальцит или исландский шпат. В 1669 датский естествоиспытатель Расмус Бартолин в работе Experimentia Crystalli Islandici Disdiaclastici описал странное свойство исланского шпата, известное в настоящее время как «двойное лучепреломление». Оно заключается в том, что если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности он расщепляется на два луча. Первый луч продолжает распространяться прямо, и называется обыкновенным, второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света, и называется необыкновенным, и, соответственно, глядя через кристалл кальцита, мы видим «удвоенное» изображение.
Двойное лучепреломление в кристаллах исландского шпата применялось и применяется на практике, например для дальномеров в бомбовых прицелах, однако, естественно, что применение человечеством карбоната кальция началось очень давно.
Так, одним из первых примеров «ландшафтного дизайна» могут считаться считающиеся доисторическими белые лошади британского графства Вилшир, которые получали, удаляя дерн и плодородный слой почвы, обнажая лежащий ниже слой мела.
Карбонат кальция в форме известняка и мрамора использовался с древних времен в качестве строительного материала. Несмотря на определенную мягкость известняка, человечество не отказывалось от их практического применения - так великая пирамида Гизы, четыре тысячелетия остававшаяся самым высоким зданием в мире, построена примерно из двух с половиной миллионов блоков известняка.
Опять же с древности карбонат кальция породил еще один строительный материал, правда, для этого потребовалось первое химическое производство. Со времен Древнего Египта зодчие знали, что прокаливание карбоната позволяет получить гашеную (или прокаленную) известь, основным компонентом которой является оксид кальция СаО. Негашеная известь используется в связующих строительных растворах и при изготовлении цемента - сама по себе или после обработки водой (гашеная известь или гидроксид кальция Ca(OH) 2) . Известны случаи применения негашеной извести при обороне замков - негашеная известь активно взаимодействует с водой, а поскольку кожа здорового человека всегда влажна (особенно если этот здоровый человек ползет по осадной лестнице на чужую крепостную стену) осажденные высыпал на осаждающих негашеную известь, вызывая у них ожоги кожи и органов зрения.
Также с древних времен карбонат кальция применяется для понижения кислотности почвы (это в том числе и тот самый рецепт садовода-любителя, коих в стране советов было миллионы - бросать в почву, на которой начал «колоситься» мох, скорлупу от яиц - мох растет на кислых почвах, а карбонат кальция, являясь солью слабой кислоты, реагирует со свободной кислотой почвы, связывая ее).
С начала двадцатого века карбонат кальция находит применение во многих промышленных производствах помимо строительной отрасли, например - целлюлозно-бумажной для производства высококачественной мелованной бумаги. Карбонат кальция используется в качестве наполнителя, придающего дополнительную прочность полимерным материалам, его использовали в хлебопекарном производстве (для увеличения потребления кальция). В наши дни карбонат кальция применяется в пищевой промышленности как белый пищевой краситель (E170). Карбонат кальция применялся и применяется в зубных порошках и зубных пастах, правда для этой цели применяют не «органический» мел, образовавшийся из останков вымерших видов животных, а синтетический - для гигиены полости рта карбонат кальция получают, пропуская углекислый газ через гашеную известь: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O. Почему так - специально не объясняю, подумайте сами, активируя мозги к началу учебного года, но подсказываю, что причину этого явления можно найти, внимательно прочитав пост (догадки кидайте в комменты, права, скринить я их не буду ).
К сожалению, то, что карбонат кальция реагирует с кислотами в настоящее время стало целой проблемой для сохранения архитектурного и художественного наследия - здания и скульптуры и различных форм карбоната кальция - в особенности из менее плотного известняка, хотя и мрамора эта проблема касается, хотя он разрушается с меньшей скоростью, повреждаются из-за кислотной эрозии, причиной которой являются кислотные дожди.
Итак, мы можем сказать, что ни одно вещество не внесло такой вклад в культуру человечества и продолжает вносить его до наших дней, как карбонат кальция. Мы можем проследить его путь в человеческой цивилизации от первых наскальных рисунков на стенах пещеры мелом, пирамид до школьной доски и мела и зданий из стекла и бетона. И, зная, как человеческая цивилизация обязана карбонату кальцию, мы не ошибемся, если скажем, что человеческая цивилизация выросла на костях - костях огромного количества вымерших в конце мелового периода организмов.
This entry was originally posted at
Кальций углекислый
Карбонат кальция СаCO 3 – одно из самых распространенных на Земле соединений. Минералы на основе СаCO 3 покрывают около 40 млн км 2 земной поверхности. Мел, мрамор, известняки, ракушечники – все это СаCO 3 с незначительными примесями, а кальцит – чистый СаCO 3 .
Самый важный из этих минералов – известняк. (Правильнее говорить не об известняке, а об известняках: известняки разных месторождений отличаются по плотности, составу и количеству примесей.) Известняки есть практически везде. В европейской части СССР известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. Ракушечники – известняки органического происхождения – особенно распространены на северном побережье Черного моря. Знаменитые Одесские катакомбы – это бывшие каменоломни, в которых добывали ракушечник. Из известняков главным образом сложены и западные склоны Урала.
В чистом виде известняки – белого или светло-желтого цвета, но примеси придают им более темную окраску.
Наиболее чистый СаCOз образует прозрачные кристаллы известкового или исландского шпата, широко применяемого в оптике. А обычные известняки используются очень широко – почти во всех отраслях народного хозяйства.
Больше всего известняка идет на нужды химической промышленности. Он незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов, цианамида кальция, известковой воды и многих других полезных веществ.
Значительное количество известняка расходует и металлургия – в качестве флюсов.
Без известняка не обходится ни одно строительство. Во-первых, из него самого строят, во-вторых, из известняка делают многие строительные материалы.
Известняками (щебенкой) укрепляют дороги, известняками (в виде порошка) уменьшают кислотность почв. В сахарной промышленности известняк используют для очистки свекловичного сока.
Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки.
Третья разновидность карбоната кальция – мрамор – встречается реже. Считается, что мрамор образовался из известняка в давние геологические эпохи. При смещениях земной коры отдельные залежи известняка оказывались погребенными под слоями других пород. Под действием высокого давления и температуры там происходил процесс перекристаллизации, и известняк превращался в более плотную кристаллическую породу – мрамор.
Естественный цвет мрамора – белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в разнообразные цвета. Чистый белый мрамор встречается не часто и идет в основном в мастерские скульпторов. Из менее ценных сортов белого мрамора делают распределительные щиты и панели в электротехнике. В строительстве мрамор (всех цветов и оттенков) используют не столько как конструкционный, сколько как облицовочный материал.
И, чтобы покончить с углекислым кальцием, несколько слов о доломите – важном огнеупорном материале и сырье для производства цемента.
Это двойная магние-кальциевая соль угольной кислоты, ее состав – СаCO 3 · MgCO 3 .
Кальций сернокислыйСульфат кальция СаSO 4 тоже широко распространен в природе. Известный минерал гипс – это кристаллогидрат СаSO 4 · 2Н 2 О. Как вяжущее гипс используют уже много веков, чуть ли не со времен египетских пирамид. Но природному гипсу (гипсовому камню) несвойственна способность твердеть на воздухе и при этом скреплять камни.
Это свойство гипс приобретает при обжиге.
Если природный гипс прокалить при температуре не выше 180°C, он теряет три четверти связанной с ним воды. Получается кристаллогидрат состава CaSО 4 · 0,5H 2 O. Это алебастр, или жженый гипс, который и используется в строительстве. Помимо вяжущих свойств у жженого гипса есть еще одно полезное свойство. Затвердевая, он немного увеличивается в объеме. Это позволяет получать хорошие слепки из гипса. В процессе твердения жженого гипса, смешанного с водой (гипсового теста), полторы молекулы воды, потерянные при обжиге, присоединяются, и снова получается гипсовый камень CaSO 4 · 2H 2 O.
Если обжиг гипсового камня вести при температуре выше 500°C, получается безводный сернокислый кальций – «мертвый гипс». Он не может быть использовал в качестве вяжущего.
«Оживить» мертвый гипс можно. Для этого нужно прокалить его при еще более высоких температурах – 900...1200°C. Образуется так называемый гидравлический гипс, который, будучи замешанным с водой, вновь дает затвердевающую, массу, очень прочную и стойкую к внешним воздействиям.
Кальций фосфорнокислыйКальциевая соль ортофосфорной кислоты – основной компонент фосфоритов и апатитов. Эти минералы (тоже достаточно распространенные) – сырье для производства фосфорных удобрений и некоторых других химических продуктов. Поскольку полезнейшая часть фосфоритов и апатитов – не кальций, а фосфор, мы не будем подробно рассказывать о них, отослав читателя к статье об элементе №15. Упомянем только, что кальциевые соли фосфорных кислот, прежде всего трикальцийфосфат Са 3 (РO 4) 2 , всегда есть в организмах людей и животных. Са 3 (РO 4) 2 – главный «конструкционный материал» наших костей.
Кальций хлористыйЭта соль кальция встречается в природе намного реже, чем карбонат, сульфат или фосфаты кальция. Ее получают как побочный продукт в производстве соды аммиачным способом. Природный хлористый кальций это обычно кристаллогидрат СаСl 2 · 6Н 2 O, который при нагревании теряет сначала четыре молекулы воды, а затем и остальные.
Безводный хлористый кальций сильно гигроскопичен, его применяют для сушки жидкостей и газов.
Хлористый кальций хорошо растворяется в воде. Если полить таким раствором грунтовую или щебеночную дорогу, она останется влажной намного дольше, чем после поливки водой. Это происходит потому, что упругость пара над раствором хлористого кальция очень мала; такой раствор поглощает влагу из воздуха и поэтому долго не высыхает.
Другое применение этой соли связано с низкими температурами замерзания растворов хлористого кальция. Эти растворы используют в холодильных системах. А смеси этой соли со снегом или мелко истолченным льдом плавятся при температурах намного ниже нуля. Точка плавления холодильной смеси состава 58,8% CaCl 2 · 6Н 2 О и 41,2% снега минус 55°C.
Хлористый кальций широко применяют и в медицине. В частности, внутривенные инъекции растворов CaCl 2 снимают спазмы сердечно-сосудистой системы, улучшают свертываемость крови, помогают бороться с отеками, воспалениями, аллергией. Растворы хлористого кальция врачи прописывают не только внутривенно, но и просто как внутреннее лекарство. Хлорид кальция стал также одним из компонентов витамина B 15 .
Кальций фтористыйВ отличие от CaCl 2 и других галогенидов кальция эта соль практически нерастворима в воде. Фтористый кальций входит в состав апатита, там это бесполезная примесь. Зато чистый кристаллический дифторид кальция – вещество очень полезное. Это один из главных металлургических флюсов – веществ, помогающих отделять металлы от пустой породы. В этом качестве фтористый кальций используют очень давно, и не случайно одно из названий этого минерала – плавиковый шпат. Плавиковый – от «плавить».
Иногда в природе встречаются крупные, весом до 20 кг, абсолютно прозрачные кристаллы этой соли. У них другое минералогическое название – флюорит. Такие кристаллы представляют чрезвычайную ценность для оптики, потому что они пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи намного лучше, чем стекло, кварц или вода. Спрос на кристаллы флюорита намного превышает запасы разведанных месторождений, и не случайно флюорит стали получать в промышленных масштабах искусственным путем.
Прекрасным примером метаморфической породы может служить хорошо всем известный мрамор. Он широко используется у нас для внутренней отделки зданий, для изготовления статуй и различных бытовых поделок - чернильных приборов, пепельниц и т. д.
По своему химическому составу мрамор ничем не отличается от известняка, но посмотрите, как они не похожи друг на друга: известняк - матовый и плотный; мрамор же, особенно на свежем расколе, обнаруживает мелкокристаллическое строение, и грани мельчайших кристалликов сверкают, как в кусковом сахаре.
В природе мы можем проследить, как известняк превращается в мрамор . Мрамор залегает в местах прорыва глубинными породами толщ известняков: чем ближе мрамор к месту соприкосновения, иначе - к контакту, с глубинными породами, тем крупнее его зерно и темнее окраска (синеватая, красноватая и др.), по мере же отдаления от контакта зерно становится мельче и окраска светлеет (сероватая, желтоватая).
Под влиянием огромного давления вышележащих пород, а также в связи с процессами горообразования глины уплотняются и превращаются в глинистые сланцы. Они обладают способностью раскалываться при ударе на тонкие пластинки, не размокают от воды и отличаются от глины большей твердостью. Отсюда нетрудно сделать вывод, какие глубокие изменения производят в минеральном веществе (не изменяя его химического состава) высокие температуры и давления.
Примером метаморфйзма (преобразования) под воздействием растворов являются брекчии, конгломераты я песчаники, о которых мы уже говорили выше.
Во многих местах нашего Союза, особенно в Карелии, Украине и Забайкалье, непосредственно на поверхность земли выходят серые светлоокрашенные кристаллические породы, имеющие одинаковый минералогический состав с гранитами. В них также входят полевой шпат, кварц и слюда, только слюда расположена не беспорядочно, как в граните, а более или менее отчетливыми рядами; Такие породы называются гнейсами.
Между гранитами и тонкослоистыми или сланцеватыми гнейсами существует ряд переходов в виде гранито-гнейсов.
Гнейсы возникли путем метаморфизации как осадочных, так и изверженных пород. В строении земной коры гнейсы играют огромную роль. Они служат фундаментом для осадочных пород на таких равнинных пространствах земного шара, как, например, Великая Русская равнина. И действительно, всюду на ней, на той или иной глубине, буровые доходят до гранито-гнейсовой постели, на которой покоятся толщи осадочных пород. Под Питером гранито-гнейсовые породы были обнаружены на глубине 198 метров, а под Москвой - на глубине 1655 метров.
Значительное место среди метаморфических пород занимают слюдистые сланцы. В состав их входят главным образом слюда и кварц. Слюда бывает светлая и темная. Иногда в сланцах присутствуют обе разности.
Характерной особенностью слюдистых сланцев является резко выраженное сланцевое сложение, откуда и идет их название - «сланцы». От примеси полевого шпата сланцы переходят в гнейсы, а в случае преобладания кварца - в кварциты.
Породы, образовавшиеся в результате метаморфизации главным образом кварцевых песков и песчаников, путем перекристаллизации зерен и связующего их цемента. Кварцит представляет сплошную плотную массу, в которой неотличимы отдельные зерна песка. Кварциты обладают значительной твердостью. Наши карельские кварциты, преимущественно тёмнокрасные, пользуются заслуженной известностью как прочный строительный и облицовочный материал, особенно красивый в полированном виде. Красный кварцит использован в строительстве мавзолея на Красной площади в Москве.
Большой промышленный интерес представляют железистые кварциты, с которыми связаны крупнейшие наши железнорудные месторождения - Кривой Рог на Украине и знаменитая Курская аномалия. Аномалией она названа потому, что компас дает здесь неправильные показания стрелки.
Курская магнитная аномалия занимает огромную площадь к юго-востоку и югу от Курска (около 250 километров длины и 40 километров ширины). У метаморфических пород свои особенности: они не содержат окаменелостей, но по своей структуре все же напоминают осадочные породы, так как минеральные зерна располагаются иногда отчетливыми рядами.
Мы кратко ознакомились с основными типами горных пород. Наибольшее значение в строении земной коры имеют такие магматические породы, как граниты, затем - осадочные, особенно песчаники и известняки, а из метаморфических - гнейсы и глинистые сланцы.