Carbonate de calcium

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Cet article est une ébauche à compléter concernant la chimie, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant.

Le carbonate de calcium (Ca C O₃) est composé d'un ion carbonate (CO₃^2-) et d'un ion calcium (Ca²⁺), sa masse molaire est de 100 g/mole. C'est le composant principal du calcaire et de la craie, mais également du marbre. C'est aussi le principal constituant des coquilles d'animaux marins. Ca2+ + CO32- ---> CaCO3 Le carbonate de calcium cristallise naturellement avec deux formes cristallines principales: l'aragonite et la calcite.Les deux autres formes cristallines sont plus rares: la vatérite & un hexahydrate , forme intermediaire peu stable qui évolue vers la calcite. Il peut se presenter, dans les processius de cristallisation, sous forme de colloïde contenant de fins cristaux des formes plus stables.

C'est formellement un sel, d'une base faible (Ca(OH)₂ - pKa = 12,6) et d'un acide faible (H₂CO₃ - pKa = 6,35), capable de réagir avec les acides pour donner des sels de calcium, de l'eau et du dioxyde de carbone, qui est à la pression atmosphèrique & à température ambiante, gazeux & volatil :

CaCO₃+2H₃O⁺ → CO₂+3H₂O+Ca²⁺

CaCO₃+2RCOOH → CO₂+H₂O+Ca(RCOO)₂

À partir de 800 °C, il se forme une réaction de décomposition fortement endothermique:

CaCO₃ → CaO +CO₂

CaO est la chaux vive, qui fait l'objet d'une importante industrie. C'est d'ailleurs pour cette réaction que la carbonate de calcium porte, dans certaines industries, le nom de carbonate de chaux , qui etait l'ancien nom avant que le calcium ne soit isolé .

[modifier] Chimie de l'état naturel

Le carbonate de calcium est très faiblement soluble dans l’eau pure ( de l'ordre de 15 à 20 mg/l à 25°C) , mais soluble dans l’eau chargée de gaz carbonique. Or la solubilité des gaz dans l’eau augmente avec la pression et, contrairement à celle de la plupart des solides, diminue lorsque la température augmente. Ceci explique certains phénomènes naturels.

Par exemple, le carbonate de calcium se dépose dans les chaudières et sur le fond des bouilloires. Il se dépose aussi à la sortie des robinets, où la pression diminue brusquement.

Certaines sources, appelées pétrifiantes, aux eaux très riches en gaz carbonique, contiennent une très grande quantité de carbonate de calcium. En arrivant à l’air libre, elles perdent leur gaz carbonique et déposent en partie le carbonate dissout. Des objets exposés quelques jours à l’action de ces eaux se trouvent incrustés dans une couche de calcite.

Un phénomène analogue explique les concrétions des grottes. L’eau, chargée de gaz carbonique, dissout le calcaire des roches qu’elle traverse et, en arrivant au contact de l’air, plus chaud, des cavités, elle dépose la calcite transportée. Celle-ci s’accumule en stalactites aux endroits où l’eau se détache du plafond ou en stalagmites aux endroits où les gouttes d’eau tombent sur le sol.

La biochimie de la sécrétion de leur coquille par les mollusques, et de la formation du squelette chez les animaux, n'est pas encore totalement comprise. Mais il est probable que la teneur des gaz en dissolution joue un rôle primordial.