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碳酸钙是自然界中广泛存在的矿物

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碳酸钙是自然界中广泛存在的矿物

发布日期:2019-07-26 作者: 点击:

  碳酸钙是自然界中广泛存在的矿物之一,存在于白垩、石灰岩、大理石等岩石内,也是动物骨骼或外壳的主要成分。CaCO3是许多工业生产过程中的重要原料,在全球碳循环过程中起至关重要的作用。

  通过对半水碳酸钙的形成和转化过程进行系统性研究,研究人员发现半水碳酸钙是以约含1个水分子的ACC为前驱体,在特定的镁离子浓度条件下失水结晶转化形成。

  研究人员利用自动电位滴定仪,实时监测溶液内的化学变化,东北碳酸钙观测离子浓度和pH值,捕捉反应的中间状态,发现半水碳酸钙的形成条件具有一定的特殊性。

  室温条件下,ACC作为反应前驱体,溶液中镁离子与钙离子的摩尔比需达到4~6,且pH值约为11。邹朝勇表示,在这样的条件下,半水碳酸钙才能形成。“有意思的是,反应条件中,Mg2+/Ca2+摩尔比与目前海水中的Mg2+/Ca2+摩尔比相近(海水中约为5.2)。这表示,半水碳酸钙很有可能存在于自然界中。”说。

  然而,半水碳酸钙处于亚稳态,能否稳定存在取决于外部环境条件。在水溶液中,半水碳酸钙会重新吸水转化为含有1个水分子的一水碳酸钙晶体;潮湿环境中,半水碳酸钙在两三天内即可转化;干燥环境中,半水碳酸钙可以稳定存在半年以上。

  一个多世纪以来,已知的CaCO3只有三种无水晶相——方解石、文石和球霰石,以及两种含水晶相——一水碳酸钙(CaCO3·1H2O)和六水碳酸钙(CaCO3·6H2O)。除了以晶体形式存在之外,CaCO3也以多种不同结构和含水量的无定形状态存在,称为无定形碳酸钙。


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