कैल्शियम कार्बोनेट: संरचना, गुण, गठन, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

कैल्शियम कार्बोनेट एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र CaCO है ₃ । यह मुख्य रूप से केल्साइट और अर्गोनाइट जैसे खनिजों में पाया जाता है। यह चूना पत्थर भी बनाता है, एक तलछटी चट्टान जिसमें खनिज कैल्साइट मौजूद होता है।

यह महत्वपूर्ण धातु कार्बोनेट औद्योगिक रूप से प्राप्त खनिजों के निष्कर्षण और मिलिंग के माध्यम से प्राप्त होता है; इस उद्देश्य के लिए मुख्य रूप से संगमरमर का उपयोग किया जाता है। एक अन्य प्रक्रिया कैल्शियम ऑक्साइड के उपयोग में निहित है, जो कैल्शियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाती है, इससे कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा कैल्शियम कार्बोनेट का अवक्षेपण होता है। इस तरह आकार की एक विस्तृत श्रृंखला के क्रिस्टल प्राप्त होते हैं।

घोंघे का खोल मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट से बना होता है। स्रोत: पिक्साबे

क्लैम के गोले, अंडे के छिलके और सीप के गोले जिसमें यह मौजूद है, का उपयोग छोटे पैमाने पर सीएसीओ ₃ के औद्योगिक उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है ।

चूना पत्थर में मौजूद कैल्शियम कार्बोनेट पानी में कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा भंग कर दिया जाता है, जिससे कैल्शियम बाइकार्बोनेट उत्पन्न होता है। यह क्रिया caverns पैदा कर सकती है और पानी के क्षारीकरण का एक कारण है; जीवन के रखरखाव में महान महत्व की घटना।

इसका उपयोग मूर्तियों के निर्माण और विस्तार में किया गया है; इसके उदाहरण हैं एथेंस में पार्थेनन, क्राको का कैथेड्रल और वाशिंगटन में अब्राहम लिंकन की मूर्ति। हालांकि, एसिड वर्षा के लिए इसकी संवेदनशीलता ने निर्माण में इसके उपयोग को कम कर दिया है।

कैल्शियम कार्बोनेट के उद्योग में प्लास्टिक और कागज भराव सामग्री के रूप में कई अनुप्रयोग हैं। दवा में इसका उपयोग गैस्ट्रिक अम्लता को नियंत्रित करने के लिए किया गया है; आहार कैल्शियम पूरक के रूप में; क्रोनिक रीनल फेल्योर आदि के रोगियों में फॉस्फेटिमिया को नियंत्रित करना।

संरचना

CaCO3 क्रिस्टल संरचना एक स्थानिक भरने वाले मॉडल के साथ प्रतिनिधित्व करती है। स्रोत: CCoil

कैल्शियम कार्बोनेट, सीएसीओ ₃ का सूत्र बताता है कि सीए ^{2+ से} सीओ ₃ ^2- आयनों का अनुपात 1: 1 है; यही है, प्रत्येक सीए ^{2+ के} लिए एक प्रतिपक्ष CO ₃ ^2- इसके साथ इलेक्ट्रोस्टिक रूप से बातचीत करना है। इस प्रकार, आयनिक बंधन एक क्रिस्टल को परिभाषित करने वाले संरचनात्मक पैटर्न बनाने के लिए इन आयनों की व्यवस्था करता है।

ऊपरी छवि CaCO ₃ की संरचना को दिखाती है । हरे रंग के गोले Ca ²⁺ कटेशन के अनुरूप होते हैं, और CO ₃ ^2- आयनों के लिए लाल और काले रंग के गोले होते हैं । ध्यान दें कि संरचना कई परतों से बनी प्रतीत होती है: कैल्शियम में से एक और कार्बोनेट का दूसरा; जिसका अर्थ है कि यह एक कॉम्पैक्ट हेक्सागोनल संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है।

यह हेक्सागोनल चरण (β-CaCO ₃) एक बहुरूपता से मेल खाता है। दो अन्य हैं: ऑर्थोरॉम्बिक (λ-CaCO ₃) और इससे भी अधिक घने षट्कोणीय (μ-CaCO ₃)। नीचे दी गई छवि खुश षट्भुज की बेहतर कल्पना करने में मदद करती है:

केल्साइट की हेक्सागोनल संरचना। अंग्रेजी विकिपीडिया पर भौतिकवादी

हालांकि, तापमान पर निर्भर करता है (और इस नमक के लिए कुछ हद तक दबाव) अन्य संरचनाओं के लिए उनके कंपन में आयन; ये पहले से ही वर्णित बहुरूपता हैं (, λ और μ)।

जैसा कि वे ध्वनि करते हैं, वे बहुत अच्छी तरह से ज्ञात नहीं हैं, जब तक कि उनका भविष्य के अनुभाग में उनके खनिज नामों के साथ उल्लेख नहीं किया जाता है।

प्रोटीन की कठोरता

सीएसीओ ₃ क्रिस्टल अकेले नहीं हैं: वे अशुद्धियों को होस्ट कर सकते हैं जैसे कि अन्य धातु के उद्धरण जो उन्हें रंग देते हैं; या प्रोटीन, एक कार्बनिक मैट्रिक्स को शामिल करना जो किसी तरह से इसकी प्राकृतिक कठोरता में योगदान देता है।

प्रोटीन तनाव को कम करते हैं जो क्रिस्टल दबाव या प्रभाव के तहत एक दूसरे के खिलाफ अनुभव करते हैं। कैसे? जब कड़ाही के बीच सैंडविच किया जाता है, जैसे कि यह एक "पैड" (ईंट-सीमेंट-ईंट सेट के समान) होता है।

यही कारण है कि यह यौगिक या खनिज जैव रासायनिक है, और यह आश्चर्य की बात नहीं है कि यह नाखून, सीशेल्स, गोले या हेज हॉग की हड्डियों का हिस्सा है। यह उन लोगों के लिए प्रेरणा का स्रोत रहा है जो नई सामग्री विकसित करने के लिए समर्पित हैं।

गुण

दुसरे नाम

-Aragonite

-Calcite

-Volterito

-कैल्शियम दूध

-Whiteboard

-संगमरमर

अणु भार

100.086 ग्राम / मोल।

भौतिक वर्णन

गंधहीन सफेद पाउडर।

स्वाद

चाक-जैसा, बेस्वाद।

गलनांक और क्वथनांक

यह विघटित हो जाता है क्योंकि यह CO _{2 को} रिलीज़ करता है इससे पहले कि वह पिघल जाए या उबल जाए।

घुलनशीलता

पानी और शराब में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील। यह तनु और एसिटिक एसिड हाइड्रोक्लोरिक एसिड में तेजी से घुल जाता है। हाइड्रॉक्साइड हालांकि इसकी घुलनशीलता को कम करते हैं। इस बीच, अमोनियम लवण और कार्बन डाइऑक्साइड पानी में कैल्शियम कार्बोनेट की घुलनशीलता बढ़ाते हैं।

घनत्व

2.7 से 2.95 ग्राम / सेमी ³ ।

सड़न

लगभग 825 8C में यह कैल्शियम ऑक्साइड (चूना) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO ₂) में विघटित हो जाता है ।

पीएच

8 से 9

अपवर्तक सूचकांक

-1.7216 300 एनएम पर और 1.6584 589 एनएम (कैल्साइट) पर।

-1.5145 300 एनएम पर और 1.4864 589 एनएम (एरागोनाइट) पर।

असंगतियां

एसिड, फिटकिरी और अमोनियम लवण के साथ।

संलयन की संधि

800 डिग्री सेल्सियस (कैल्साइट) पर 36 केजे / मोल।

घुलनशीलता उत्पाद लगातार

3.36 · 10 ^-9 25 ° C पर।

कठोरता

-3.0 (कैल्साइट)

-3.5 - 4.0 (एरागोनाइट) मोह पैमाने पर।

चरण संक्रमण

400ºC पर शुष्क हवा में गर्म होने पर आरागाइट मेटास्टेबल और अपरिवर्तनीय रूप से कैल्साइट में बदल जाता है।

जेट

कैल्शियम कार्बोनेट एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, कार्बन डाइऑक्साइड, आयनिक कैल्शियम और पानी जारी करता है।

कैल्शियम कार्बोनेट कार्बन डाइऑक्साइड (H ₂ CO ₃) के बराबर कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतृप्त पानी के साथ मिलकर कैल्शियम कार्बोनेट बनाता है ।

प्रशिक्षण

चाक, संगमरमर और चूना पत्थर, पहले दो खनिज और एक चट्टानी सामग्री तीसरे में कैल्शियम कार्बोनेट होते हैं और तलछटी उत्पत्ति के होते हैं। माना जाता है कि वे लाखों वर्षों से घोंघे के अवसादन द्वारा बनाए गए हैं।

24 beC के तापमान पर बहुरूपता के गठन में पीएच सबसे महत्वपूर्ण कारक हो सकता है। 8.5 और 10 के बीच पीएच रेंज में वाइटाइट मुख्य उत्पाद है; एर्गोनाइट पीएच 11 पर है; और पीएच> 12 पर कैल्साइट।

इसके अलावा, कैल्शियम-संतृप्त वातावरण में उगाए जाने पर कई मीठे पानी के शैवाल को कैल्साइट क्रिस्टल बनाने के लिए जाना जाता है। इसके अलावा, माइक्रोएल्जे कैल्शियम कार्बोनेट की वर्षा का कारण बनने में सक्षम हैं।

कैल्शियम कार्बोनेट के रूप

नीचे दिए गए चित्र कैल्शियम कार्बोनेट के तीन मुख्य रूपों या बहुरूपताओं को दिखाएंगे:

कैल्साइट क्रिस्टल। स्रोत: पेरेंट गेरी

आरागिन क्रिस्टल। स्रोत: बत्तीस्तिनी रिकार्डो

मतलबी क्रिस्टल। स्रोत: रोब लैविंस्की, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

ऊपर से नीचे तक बहुरूपक केल्साइट, अर्गोनाइट और वैटराइट हैं। पहली नज़र में इसके क्रिस्टल की आकृति विज्ञान के बीच अंतर (रंग इसकी उत्पत्ति और इसके आसपास की विशेषताओं के विशिष्ट है)।

कैटराइट की तुलना में वैटराइट अधिक अपारदर्शी है, बाद में भी पूरी तरह से पारदर्शी (आइसलैंडिक स्पर) बन गया है और इसलिए इसका उपयोग गहने और ऑप्टिकल अनुप्रयोगों में किया गया है। इस बीच, अर्गानाइट क्रिस्टल छोटे लम्बी मोनोलिथ से मिलते जुलते हैं।

यदि इन तीन बहुरूपताओं के नमूने इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप के तहत देखे जाते हैं, तो उनके क्रिस्टल (ग्रे टोन के साथ इस तथ्य के कारण कि तकनीक रंग समाधान की अनुमति नहीं देती है), समान आकारिकी को मैक्रोस्कोपिक तराजू में पाया जाएगा; वह है, नग्न आंखों के साथ।

इन तीन बहुरूपियों में, कैल्साइट सबसे प्रचुर मात्रा में और स्थिर है, इसके बाद अर्गोनाइट, और अंतिम रूप से वैटाइट, काको ₃ के रूपों में सबसे दुर्लभ है

अनुप्रयोग

औद्योगिक

कैल्शियम कार्बोनेट सिंथेटिक और प्राकृतिक रबर के मरोड़ और कर्षण के प्रतिरोध को बढ़ाता है, इसके लचीलेपन को बनाए रखता है। इसका उपयोग निर्माण उद्योग में सीमेंट में एक घटक के रूप में और चूने के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग कम किया गया है क्योंकि यह अम्लीय वर्षा से क्षतिग्रस्त है।

कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग लोहे के शुद्धिकरण में किया जाता है। चूने के रूप में, यह धातु में मौजूद सल्फर डाइऑक्साइड को हटा देता है। इसका उपयोग बीट्स से चीनी के शुद्धिकरण में किया जाता है। कभी इसे ब्लैकबोर्ड चॉक के रूप में इस्तेमाल किया गया था, लेकिन इस एप्लिकेशन के लिए इसे प्लास्टर द्वारा बदल दिया गया है।

कैल्शियम कार्बोनेट को पोटीन के साथ मिलाया जाता है जिसका उपयोग कांच की स्थापना में किया जाता है। ग्राउंड का उपयोग डायपर में उपयोग की जाने वाली सूक्ष्म फिल्म में भराव सामग्री के रूप में किया जाता है। यह पीवीसी जैसे प्लास्टिक में भराव सामग्री के रूप में भी उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, यह प्लास्टिक की ताकत बढ़ाता है।

कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग पेंट की कवरिंग क्षमता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कागज के लिए एक भरने सामग्री के रूप में किया जाता है क्योंकि यह लकड़ी के फाइबर से सस्ता है, और कागज के 10% से अधिक का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

डॉक्टरों

इसका उपयोग गैस्ट्रिक हाइपरसिटी से लड़ने और अपच से राहत देने के लिए एक एंटासिड के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग आहार कैल्शियम पूरक के रूप में और ऑस्टियोपोरोसिस के उपचार और रोकथाम में किया जाता है। इसका उपयोग क्रोनिक रीनल फेल्योर के रोगियों में हाइपरफॉस्फेटिमिया के उपचार में किया जाता है।

इसका उपयोग एचआईवी के उपचार में उपयोग किए जाने वाले प्रोटीज इनहिबिटर के अवांछनीय प्रभावों को कम करने के लिए किया गया है, जिससे रोगियों में दस्त की कमी देखी जा सकती है।

यह उच्च रक्तचाप और प्रीक्लेम्पसिया के साथ गर्भवती महिलाओं में रक्तचाप में कमी का उत्पादन करता है, क्योंकि दोनों भ्रूण की उपस्थिति के कारण कैल्शियम की बढ़ती मांग के साथ जुड़े हो सकते हैं।

अन्य

कैल्शियम कार्बोनेट का उपयोग कृषि में उर्वरक के रूप में और मिट्टी में अम्लता का मुकाबला करने के लिए किया जाता है। यह एक संरक्षक, रंग के अनुचर, और भोजन के मजबूती के रूप में उपयोग किया जाता है।

इसके अलावा, यह टूथपेस्ट में एक घटक है, और सफाई और धोने में पाउडर के रूप में एक अपघर्षक के रूप में कार्य करता है।

संदर्भ

1. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र। (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
2. विकिपीडिया। (2019)। कैल्शियम कार्बोनेट। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
3. बायोटेक्नोलॉजी सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र। (2019)। कैल्शियम कार्बोनेट। PubChem डेटाबेस।, CID = 10112। से पुनर्प्राप्त: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. काई-यिन चोंग, चिन-हुआ चिया और सरानी ज़कारिया। (2014)। तापमान प्रतिक्रिया पर पॉलीमॉर्फ्स कैल्शियम कार्बोनेट। एआईपी सम्मेलन की कार्यवाही 1614, 52; doi.org/10.1063/1.4895169
5. ग्रेग वट्री (1 नवंबर 2016)। खोज कैसे कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल ताकत प्राप्त करें। एडवांटेज बिजनेस मार्केटिंग। से पुनर्प्राप्त: rdmag.com
6. अमेरिकी तत्व। (2019)। कैल्शियम कार्बोनेट। से पुनर्प्राप्त: americanelements.com
7. Elsevier। (2019)। कैल्शियम कार्बोनेट। ScienceDirect। से पुनर्प्राप्त: scoubleirect.com
8. रासायनिक पुस्तक। (2017)। कैल्शियम कार्बोनेट। से पुनर्प्राप्त: chemicalbook.com