Φυσικές Ιδιότητες
Το ανθρακικό ασβέστιο είναι μια λεπτή, λευκή κρυσταλλική σκόνη που είναι άγευστη και άοσμη. Υπάρχει τόσο σε άμορφη όσο και σε κρυσταλλική μορφή. Οι κρυσταλλικές μορφές περιλαμβάνουν ορθορομβικά και εξαγωνικά συστήματα (το άνυδρο ανθρακικό ασβέστιο εμφανίζεται ως άχρωμοι ορθορομβικοί κρύσταλλοι, ενώ το εξαένυδρο ανθρακικό ασβέστιο εμφανίζεται ως άχρωμοι μονοκλινικοί κρύσταλλοι [3]). Οι κρύσταλλοι έχουν σχήμα στηλών ή ρομβοεδρικό, με πυκνότητα 2,93 g/cm³. Το σημείο τήξεώς του είναι 1339 μοίρες (η αποσύνθεση συμβαίνει μεταξύ 825 μοιρών και 896,6 μοιρών) και το σημείο τήξης είναι 1289 μοίρες σε πίεση 10,7 MPa. Είναι ουσιαστικά αδιάλυτο στο νερό-αν και διαλύεται σε νερό που περιέχει άλατα αμμωνίου ή οξείδιο του σιδήρου-και είναι αδιάλυτο στο αλκοόλ.
Μοριακή Δομή
Η κρυσταλλική του δομή ανήκει στο ορθορομβικό σύστημα. Κάθε μονάδα ανθρακικού ασβεστίου αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα και τρία άτομα οξυγόνου, με κάθε άτομο οξυγόνου συνδεδεμένο με ένα ιόν ασβεστίου.
Το ανθρακικό ασβέστιο αποτελείται από ιόντα ασβεστίου και ανθρακικά ιόντα που συγκρατούνται μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς, ενώ η εσωτερική δομή του ανθρακικού ιόντος διαθέτει ομοιοπολικούς δεσμούς άνθρακα-οξυγόνου. Το ανθρακικό ιόν περιλαμβάνει υβριδισμό sp2. το κεντρικό άτομο άνθρακα χρησιμοποιεί τρία υβριδικά τροχιακά και ένα p-τροχιακό. Σύμφωνα με το μοντέλο VSEPR, ταξινομείται ως μόριο τύπου AY3- με ιδανική τριγωνική επίπεδη γεωμετρία, που διαθέτει τρεις δεσμούς C-Ο διατεταγμένους σε τριγωνική επίπεδη διάταξη. Επιπλέον, διαθέτει ένα αποτοποθετημένο σύστημα δεσμών p-p pi-που περιλαμβάνει τέσσερα τροχιακά και έξι ηλεκτρόνια [5]. Εντός του κρυστάλλου, οι μονάδες ανθρακικού ασβεστίου είναι διατεταγμένες σε μια πολυεπίπεδη δομή παράλληλη προς τον άξονα a-και τον άξονα c-. Αυτά τα στρώματα συνδέονται μεταξύ τους μέσω συνεπίπεδων ατόμων οξυγόνου, σχηματίζοντας μια τρισδιάστατη δομή δικτύου. Αυτή η δομική διάταξη προσδίδει υψηλή σταθερότητα και σκληρότητα στο ανθρακικό ασβέστιο.
Χημικές ιδιότητες
1. Το ανθρακικό ασβέστιο αποσυντίθεται σε οξείδιο του ασβεστίου και διοξείδιο του άνθρακα στους 825-896,6 βαθμούς. (Βιομηχανική παραγωγή CO₂):
2. Το ανθρακικό ασβέστιο αντιδρά με αραιά οξέα (όπως αραιό οξικό οξύ, αραιό υδροχλωρικό οξύ, αραιό νιτρικό οξύ κ.λπ.) για να αναβράσει και να διαλυθεί. Η αντίδραση απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, καθιστώντας την εξώθερμη αντίδραση. Για παράδειγμα, αντιδρά με αραιό υδροχλωρικό οξύ για να παράγει χλωριούχο ασβέστιο, νερό και διοξείδιο του άνθρακα (εργαστηριακή παραγωγή CO2):
3. Η διοχέτευση περίσσειας διοξειδίου του άνθρακα σε νερό αναμεμειγμένο με CaCO3 θα δώσει ένα διάλυμα όξινου ανθρακικού ασβεστίου. Το ανθρακικό ασβέστιο αντιδρά με ένα διάλυμα ανθρακικού οξέος (βρόχινο νερό) για να παράγει όξινο ανθρακικό ασβέστιο. Η διοχέτευση CO2 σε θολό ασβεστόνερο θα προκαλέσει την εξαφάνιση του ιζήματος. Η αρχή πίσω από αυτά τα φαινόμενα είναι:
4. Άνυδρο ανθρακικό ασβέστιο (μια λευκή, άοσμη, μη{1}}τοξική ουσία σε σκόνη, ελαφρύ ανθρακικό ασβέστιο) που θερμαίνεται στους 1000 K μετατρέπεται σε ασβεστίτη (τριγωνικό κρυσταλλικό σύστημα, βαρύ ανθρακικό ασβέστιο).