Карбонат кальция

Карбонат кальция (мел, углекислый кальций, известняк) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. 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 школьных досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Использование в пищевой промышленности

Е170 учавствует в организме в процессах свертывания крови;
применяется в медицине как биологически активная добавка;
используется в приготовлении различных кондитерских кремов и хлеба;
используется в соевом молоке как часть кальциевой диеты;
применяется для окрашивания различных конфет (например, драже);
используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах;
является антикристаллизатором в сгущеном молоке;
стабилизирует консистенцию джемов и желе;
вместе с другими карбонатами может применятся при изготовлении различных сыров (плавленных, домашних);
не дает выпасть осадку.

Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

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 даже 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 — еще 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:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Кальцит
Арагонит
Мрамор
Травертин

Геология

Карбонат часто встречается в геологической среде. Он находится как полиморф. Полиморфами являются минералы с той же химической формулой, но разной химической структуры. Также кальцит, как правило, находится около теплых тропических условий. Это связано с его химией и свойствами. Кальцит может выпадать чаще как осадок в теплой среде, чем в холодной, поскольку теплая среда не дает улетучиваться в больших объемах CO₂. Это аналогично тому как CO₂ растворяется в соде. Когда вы открываете крышку пластиковой бутылки происходит выделение CO₂. Из-за того что сода нагревается, выделяется углекислый газ. Этот же принцип может быть применен к кальциту и в океане. Карбонаты данного вещества в холодной воде существуют в более высоких широтах, но имеют очень медленный темп роста.

В тропических условиях вода теплая и чистая. Таким образом, вы можете увидеть много кораллов в данной среде по сравнению с холодной, где вода холодная. Производители карбоната кальция, такие как кораллы, водоросли и микроорганизмы, которые обычно встречаются в мелководных водоемах, как фильтраторы, требуют солнечный свет для производства карбоната кальция.

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. Вода добавляется к этому оксиду, давая гидроксид кальция, и затем проводится углекислый газ, который проходит через этот раствор для осаждения желаемого карбоната кальция.

Химические свойства

В воде с углекислым газом растворяется, образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция.

Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту.

Возможный вред от карбоната кальция

Избыток карбоната кальция может быть основанием для так называемого молочно-щелочного синдрома (milk-alkali syndrome) или синдрома Бернетта, который связан с сильной токсичностью и может быть смертельным.

«Режим по Сиппи»

В 1915 году Бертрам Сиппи (Bertram Sippy) представил публике новый режим питания: “Режим по Сиппи”, который состоял из почасового приема в пищу молока и сливок и последовательного увеличения приема яиц и термически обработанных круп в течение 10 дней. Питание по этому режиму следовало совмещать с щелочными добавками. Этот метод подавался как способ вылечить и облегчить желудочно-язвенные растройства.

Но в течение нескольких последующих месяцев последователи «Режима по Сиппи» получили результаты такого лечения в виде повреждения почек, нарушения кислотно-щелочного баланса в организме и гиперкальцемии. В большинстве своём эти расстройства постигли людей с язвенными болезнями желудка. Как результат, «Режим» был предан анафеме, но, к сожалению, для некоторых пациентов он успел оказаться смертельным. Молочно-щелочной синдром излечивался лишь после эффективного избавления пациента от язвенной болезни.

Также, спустя 15 лет, у женщины был отмечен молочно-щелочный синдром как результат потребления слишком большой дозы карбоната кальция. Пострадавшая принимала его от остеопороза (в данном случае приемлемая дозировка препарата – от 1.2 до 1.5 грамма).

Итог

Сейчас карбонат кальция входит в бесчисленное количество продуктов, и при умеренном употреблении он полностью безопасен и даже полезен для костных тканей скелета. Но не стоит забывать, что за постоянное употребление его сверх дозы мы можем поплатиться здоровьем и даже заработать молочно-щелочной синдром.

Примечания