Uhličitan vápenatý

Uhličitan vápenatý (CaCO₃) je bílá krystalická látka, používá se v potravinářství (E170)^[2], v potravinových doplňcích jako zdroj vápníku a jako hnojivo. Krystalické modifikace použité v infoboxu jsou shodné s mřížkami minerálů pro kalcit (1. modifikace), aragonit (2. modifikace) a vaterit (3. modifikace).

Uhličitan vápenatý
Obecné
Systematický název	tetra uhličitan vápenatý
Ostatní názvy	kalcit, vápenec, aragonit, mramor, křída, plavená křída
Latinský název	Calcii carbonas
Anglický název	Calcium carbonate
Německý název	Calciumcarbonat
Sumární vzorec	CaCO3
Vzhled	bílý prášek nebo krystalky
Identifikace
Registrační číslo CAS	471-34-1
SMILES	[Ca+2].[O-]C([O-])=O
InChI	InChI=1S/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2
Číslo RTECS	FF9335000
Vlastnosti
Molární hmotnost	100,086 9 g/mol 208,18 g/mol (hexahydrát – minerál ikait[1])
Teplota tání	1 300 °C (I, tlak, CO2)
Teplota rozkladu	898,6 °C (I) 825 °C (II)
Teplota změny krystalové modifikace	520 °C (II → I)
Hustota	2,715 g/cm³ (I) 2,935 g/cm³ (II) 2,54 g/cm³ (III, 20 °C) 1,771 g/cm³ (hexahydrát)
Index lomu	II-modifikace nDa= 1,530 4 nDb= 1,681 8 nDc= 1,686 2 III-modifikace nDř= 1,550 nDm= 1,645 hexahydrát nDa= 1,460 nDb= 1,535 nDc= 1,545
Tvrdost	3 (I) 3,5–4 (II)
Disociační konstanta pKa	9,0
Rozpustnost ve vodě	I-modifikace 0,001 4 g/100 g (25 °C) 0,001 8 g/100 g (75 °C) II-modifikace 0,001 53 g/100 g (25 °C) 0,001 90 g/100 g (75 °C)
Součin rozpustnosti	4,8×10−9
Struktura
Krystalová struktura	klencová (I) kosočtverečná (II) šesterečná (III)
Hrana krystalové mřížky	I-modifikace a= 636 pm α= 46°06´ II-modifikace a= 411,0 pm b= 631,0 pm c= 454,6 pm III-modifikace a= 713,5 pm c= 852,4 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−1 206,92 kJ/mol (I) −1 207,13 kJ/mol (II)
Entalpie tání ΔHt	530 J/g (I)
Entalpie rozpouštění ΔHrozp	−130,4 J/g (I) −128,3 J/g (I)
Standardní molární entropie S°	92,9 J K−1 mol−1 (I) 88,7 J K−1 mol−1 (II)
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−1 128,84 kJ/mol (I) −1 127,80 kJ/mol (II)
Izobarické měrné teplo cp	0,818 1 J K−1 g−1 (I) 0,811 8 J K−1 g−1 (II)
Bezpečnost
R-věty	žádné nejsou
S-věty	žádné nejsou
NFPA 704	0 0 0
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

V přírodě se vyskytuje ve formě vápence. Termickým rozkladem (zahříváním) se uhličitan vápenatý rozkládá za vzniku oxidu vápenatého a oxidu uhličitého:

CaCO₃ → CaO + CO₂

Popsaný proces probíhá ve vápenkách a bývá označován jako pálení vápna. Pro oxid vápenatý se užívá i název pálené vápno a pro hydroxid vápenatý, který vzniká jeho reakcí s vodou se užívá označení vápno hašené. Hydroxid vápenatý, který je málo rozpustný ve vodě (a jeho rozpustnost ve vodě s rostoucí teplotou na rozdíl od většiny pevných látek klesá) se ve směsi s pískem a vodou používá ve stavebnictví ke spojování cihel a nazývá se malta. Při tuhnutí malty dochází k reakci hydroxidu vápenatého s oxidem uhličitým přítomným ve vzduchu. Dochází ke vzniku uhličitanu vápenatého:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Uhličitan vápenatý je prakticky nerozpustný ve vodě. Pokud je ve vodě protékající přes vápencové skály rozpuštěn oxid uhličitý, dochází k přeměně nerozpustného uhličitanu vápenatého na rozpustný hydrogenuhličitan vápenatý:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Roztok hydrogenuhličitanu po malých kapkách dopadá na skálu a pomalu se z něj odpařuje voda a uvolňuje se oxid uhličitý. Při poklesu koncentrace oxidu uhličitého v roztoku dochází k rozkladu hydrogenuhličitanu zpět na uhličitan – reakce probíhá tedy v opačném směru a dochází ke vzniku krápníků:

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Hydrogenuhličitan vápenatý a hořečnatý způsobují přechodnou tvrdost vody. Tu lze na rozdíl od tvrdosti trvalé (působena sírany obou prvků) odstranit varem. Hydrogenuhličitany se rozkládají a přecházejí na uhličitany.

Je součástí schránek některých živočichů.

Vyskytuje se v následujících nerostech a horninách:

• aragonit
• kalcit
• křída
• vápenec
• mramor
• travertin
• vaterit