カーボネートは、多原子アニオンと呼ばれます。一般的な化学式は CO32- です。炭酸塩の構造では、炭素原子が 3 つの酸素原子に囲まれているため、三角形の平面形状が形成されます。形式電荷は -2 であるため、これはルイス塩基であり、水溶液に存在するプロトンを引き付けます。一般的な炭酸塩には、炭酸ナトリウム (またはソーダ) と炭酸カルシウム (または方解石) があります。炭酸塩は、炭酸塩鉱物、炭酸塩岩とも呼ばれます。炭酸塩は、セメント産業、セラミック釉薬、鉄精錬などで使用されるため、化学産業で幅広い用途があります.
炭酸塩の種類
炭酸塩は、ドロマイト岩と石灰岩の 2 つの主なタイプに分類されます。石灰岩は重要な分類であり、CaCO3 とは異なる結晶であるアラゴナイトまたは方解石で構成されています。ドロマイトまたはドロストーンは鉱物のドロマイトで構成されています。
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石灰岩
石灰岩は、方解石やアラゴナイトなどの鉱物が水と混ざると沈殿します。また、海中のサンゴや貝殻の蓄積など、非生物学的および生物学的プロセスによって形成されることもあります。石灰岩は水への溶解度が高く、炭酸カルシウムの溶解度は水に二酸化炭素を加えることで制御されます。石灰岩は一般的に海洋環境に見られますが、淡水や環境にも少量が見られます。淡水に見られる石灰岩には、より多くの割合のシリカと粘土鉱物が含まれています。多くの産業分野で原料として使用されています。レンガの粉や砕いたコンクリートに容易に変換または加工できるため、ブロックに切断するのは非常に簡単です。また、土壌の処理、銅の製錬、水の浄化に使用される石灰の生産にも使用されます。
純粋な炭酸カルシウムを得る手順:
- 炭酸カルシウムは、焼成時に二酸化炭素と酸化カルシウムを生成します。 CaCO3 CaO + CO2
これは、炭酸石灰岩から純粋な炭酸カルシウムを得るために使用されます。
- 得られた酸化カルシウムは水と反応し、消石灰と呼ばれます。
- CaO + H2O Ca(OH)2
- 次に、得られた水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応して、純粋な炭酸カルシウムを形成します。
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
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ドロマイト
凝縮器の炭酸カルシウム・マグネシウムである無水炭酸塩鉱物がドロマイトです。ドロマイトの化学式は CaMg (CO3)2 です。ドロマイトには特徴があります。それは、三角菱面体系で結晶化します。細かい粉末を形成できますが、希塩酸にはあまり溶けません。そのため、造岩鉱物とも言えます。ドロマイトの形成は、通常、塩水環境で見られます。ドロマイトの非常に一般的な用途には、装飾産業やマグネシウム生産のためのピジョン プロセスなどがあります。か焼されたドロマイトは、タールの分解やバイオマスのガス化の触媒として使用できます。
2種類の炭酸塩の重要性
- 炭酸カルシウムは、プラスチック、塗料、コーティング、製紙業界で幅広い用途があります。
- 炭酸カルシウムは、医療用錠剤の形でカルシウム源として広く使用されています。
- 炭酸カルシウムは建築分野の主成分です。
- ドロマイトは金属マグネシウムの供給源であり、耐火レンガの構成要素です。
- ドロマイトは、石灰岩の代わりにセメントの原料としても使用されます。
- ドロマイトは、カルシウムのサプリメントとして医療用錠剤の形でも使用されています。
炭酸塩の用途
硬水は などの重炭酸塩で構成されているため、Na2CO3 (洗浄ソーダとも呼ばれます) などの炭酸塩を硬水を軟化するために使用できます。また、いくつかのアルカリ金属は Na2CO3 の形で採掘できます。躁うつ病の治療には、炭酸リチウムが使用されます。炭酸ナトリウムはガラスの製造にも使用されます。炭酸ナトリウムは、単純な加熱プロセスによって重炭酸ナトリウムからも得ることができます。
pH の影響
pH の上昇は、炭酸塩の濃度を上昇させます。つまり、炭酸塩への塩基の添加によるものです。炭酸塩の結晶成長は、高い pH 値でよく観察されます。反応を行う際に温度を上げると、pHの影響も観察できます。鉄の添加は結晶の成長を遅らせることが示されていますが、高過飽和では低くなります.
結論
炭酸塩には、主に石灰岩とドロマイトの 2 種類があります。石灰岩にはさまざまな用途があります。ドロマイトは、方解石や石灰岩の代わりに多くの用途に使用できます。多くの産業では、これらの炭酸塩をさまざまな材料の製造に利用しています。
