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Calciumcarbonat (Kalk) CaCO3
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Vorkommen:
Calciumcarbonat kommt in der Natur in drei Modifikationen vor: als Calcit (Kalkspat), als Aragonit und als Vaterit.
-aber auch als:
-Kalkstein, Marmor,
-Tropfstein, Kalkschiefer, Kreide,
Bildung
-Calciumcarbonat entsteht beim einleiten von Kohlendioxid in Calziumhydroxidlösung
Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
Eigenschaften
-weißes Pulver
-Dichte (Calcit): 2,71 g/cm3
-Wasserlöslichkeit: schwer löslich
Das weiße Pulver löst sich in Säuren unter Aufschäumen und Kohlenstoffdioxidentwicklung.
In kohlendioxidhaltigem Wasser (Kohlensäure) wandelt es sich zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat um:
CaCO3 + H2O + CO2-> Ca(HCO3)2
Das Calciumhydrogencarbonat bewirkt die Wasserhärte, d.h. es befinden sich viele Calciumionen im Wasser, die beim Waschvorgang in der Waschmaschine die Waschwirkung erheblich herabsetzen. Beim Erhitzen von Calciumcarbonat an der Luft entsteht Calciumoxid (Branntkalk) und Kohlenstoffdioxid:
CaCO3 ‑‑‑> CaO + CO2.
Branntkalk ist ein wichtiger Baustoff zur Herstellung von Mörtel.
Verwendung:
Herstellung von Calciumoxid (Branntkalk) und der daraus gewinnbaren Produkte (z.B. Mörtel, Soda)
Kalksteine zum Häuser‑ und Straßenbau; als Düngemittel; Kreide als Pigment für weiße Anstriche; als Zuschlag (Schmelzmittel) im Hochofen und bei der Stahlerzeugung;
als Schleif‑ und Poliermittel in Zahncremes, u.v.a..
Die Geschichte der Kalknutzung
Kalkstein und Marmor wurden schon in der Antike abgebaut und verarbeitet. Die 137 Meter hohe Cheopspyramide ist aus über 2 Millionen mächtigen Kalksteinblöcken gebaut
Beim Kalkbrennen werden rohe, vom Steinbruch kommende Kalksteine auf 900‑1200°C erhitzt. Der Ofen ist innen mit Steinen aus
Kalk gemauert und außen mit Erde umgeben, damit der Ofen dem Druck des Füllmaterials standhält. Die zu brennenden
Kalksteine werden über dem Gewölbe vorsichtig aufeinander geschichtet. Die Feuerung erfolgt durch ein Schürloch und dauert
mindestens 100 Stunden. Bei diesem Vorgang entweicht Kohlenstoffdioxid, wobei man einen weißlichen und porösen Stoff das Calciumoxid (CaO) erhält.
Dieser kann leicht zerbröckelt werden. Gibt man zu dem gebrannten Kalk
portionsweise Wasser, erhält man gelöschten Kalk (Calciumhydroxid). Bei diesem Vorgang, der auch als \"Kalk löschen\"
bezeichnet wird, entsteht viel Hitze, die so groß werden kann, dass die Lösung zu sieden beginnt. Als Produkt erhält man ein
weißes, lockeres Pulver:
CaO + H2O ‑‑‑‑‑> Ca(OH)2
Gibt man Wasser im Überschuss und die dreifache Menge an Sand dazu, erhält man Kalkbrei, der als Mörtel geeignet ist. Beim
Abbinden reagiert der Kalkbrei mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft und bildet wieder kristallinen, harten Kalk:
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