Nhiệt phân CaCO3 - Những điều cần nắm vững

I. Định nghĩa Canxi cacbonat CaCO₃

- Định nghĩa: Canxi cacbonat là một hợp chất hóa học với công thức hóa học là CaCO₃. Chất này thường được tìm thấy dưới dạng đá ở khắp nơi trên thế giới, là thành phần chính trong mai/vỏ của các loài sò, ốc hoặc vỏ của ốc. Nó là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nước cứng.

- Công thức phân tử: CaCO₃

Đặc điểm CaCO₃

- Khối lượng riêng là 2,6-2,8 g/cm³

- Cường độ chịu nén 45-80 MPA

- Dễ dàng gia công thành các loại vật liệu dạng hạt

- Không cứng bằng đá cuội, bị sủi bọt khi nhỏ giấm chua vào và bay khí

II. Tính chất vật lí & nhận biết

- Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.

- Nhận biết: sử dụng dung dịch axit HCl, thấy thoát ra khí không màu, không mùi:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

III. Tính chất hóa học

a. Phản ứng nhiệt phân (khoảng 1000⁰C):             

    CaCO₃ →  CaO + CO₂

b. Tác dụng với axit 

     CaCO₃ + 2HCl   → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

c. Tác dụng với CO₂ và H₂O

     CaCO₃ + CO₂ + H₂O   → Ca(HCO₃)₂

 - Phản ứng này giải thích sự xâm thực của nước vào núi đá vôi. 

     Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

 - Phản ứng này giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong hang động đá vôi.

IV. Điều chế

- Đa số cacbonat canxi được sử dụng trong công nghiệp là được khai thác từ đá mỏ hoặc đá núi. Cacbonat canxi tinh khiết (ví dụ loại dùng làm thuốc hoặc dược phẩm), được điều chế từ nguồn đá mỏ (thường là cẩm thạch) hoặc nó có thể được tạo ra bằng cách cho khí cacbonic qua dung dịch canxi hidroxit.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

V. Ứng dụng

- Trong các ngành công nghiệp xây dựng, cẩm thạch hoặc là thành phần cấu thành của xi măng hoặc sản xuất ra vôi. 

- Đá vôi được sử dụng khá phổ biến trong ngành sơn, trong đó CaCO₃ được xem là chất độn chính. Độ trắng sáng của quá trình sơn phụ thuộc vào độ mịn và sự phân bố kích thước hạt canxi cacbonat.

- Khả năng ăn mòn thấp, độ ổn định pH ổn định, nâng cao tính năng chống ăn mòn sản phẩm. 

- Canxi cacbonat góp phần tăng khả năng quang học của sơn và trọng lượng của sơn, trong đó chiếm 60% hàm lượng trong sản xuất sơn. 

- Xử lý môi trường nước: 

+ Canxi cacbonat có khả năng hấp thu các khí độc tích tụ ở đáy ao như: NH₃, H₂S, CO₂ …và axit trong nước.

+ Giảm tỷ trọng kim loại nặng, độc hại trong ao nuôi.

+ Đá vôi giúp phân hủy xác tảo, các chất lơ lửng bẩn trong ao nuôi, giúp cân bằng môi trường nước và ổn định độ pH. 

+ Canxi cacbonat giúp ổn định màu nước, hạn chế có váng làm sạch nước, tăng lượng oxy hòa tan trong nước. 

- Bên cạnh đó đá vôi còn hạn chế mầm bệnh, vi khuẩn có hại trong nước, vi khuẩn phát sáng trong ao nuôi…

- Trong y tế đá vôi đóng vai trò là thuốc bổ sung khẩu phần canxi giá rẻ, chất khử chua. Nó cũng được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm làm chất nền thuốc viên từ loại dược phẩm khác.

- Ngoài ra, CaCO₃ còn được biết đến là chất làm trắng trong việc tráng men đồ gốm sứ. 

- Thành phần chính của phấn viết bảng, phấn viết ngày nay có thể làm ngay canxi cacbonat hoặc thạch cao, sunfat canxi ngậm nước.

- Cacbonat canxi là một chất thường được sử dụng trong y tế như một chất bổ sung canxi cho người bị loãng xương, cung cấp canxi cho cơ thể hay một chất khử chua. Cacbonat canxi là một thành phần cấu thành hoạt hóa trong vôi nông nghiệp.

- Cacbonat canxi được sử dụng rộng rãi trong vai trò của chất kéo duỗi trong các loại sơn, cụ thể là trong sơn nhũ tương xỉn trong đó thông thường khoảng 30% khối lượng sơn là đá phấn hay đá hoa.

- Cacbonat canxi cũng được sử dụng rộng rãi làm chất độn trong chất dẻo.

- Cacbonat canxi cũng được sử dụng rộng rãi trong một loạt các công việc và các chất kết dính tự chế, chất bịt kín và các chất độn trang trí. Các keo dán ngói bằng gốm thường chứa khoảng 70-80% đá vôi. Các chất độn chống nứt trang trí chứa hàm lượng tương tự của đá hoa hay đolomit.

- Là một phụ gia thực phẩm, nó được sử dụng trong một số sản phẩm như đậu phụ , là nguồn bổ sung khẩu phần canxi. Hay dùng thạch cao để muối chua mướp đắng.