Polimorfija je pojavljivanje čvrste tvari u više inačica s različitim kristalnim strukturama. Različiti polimorfi imaju različite rasporede atoma unutar jedinične ćelije i imaju različita fizikalna svojstva. Prema broju polimorfa razlikujemo dimorfiju, trimorfiju itd. Kalcijev karbonat je dimorfan jer kristalizira heksagonski kao kalcit i rompski kao aragonit. Prevladavajuća kristalna struktura ovisi o temperaturi i tlaku.
Željezo je metal s polimorfnom strukturom. Svaka struktura je stabilna u određenom rasponu temperatura, na primjer, do temperature 912 °C željezo ima bcc kristalnu strukturu (α-željezo ili ferit). U temperaturnom području između 912 C i 1 394 °C kristalizira u fcc kristalnoj rešetki (γ-željezo ili austenit), a pri temperaturi 1 394 °C ponovo dolazi do polimorfne promjene iz fcc u bcc kristalnu strukturu (δ-željezo) koju zadržava do tališta.
Polimorfiju među elementima nazivamo alotropija.
Kalijevo staklo je staklo koje se proizvodi od silikata kalija i kalcija uz pomoć kalijeva karbonata. Mnogo se teže otapa od običnog stakla pa se koristi za izradu kemijskog posuđa.
Salinitet (S) je mjera za količinu otopljenih soli u morskoj vodi. Salinitet je definiran kao ukupna količina otopljenih soli u morskoj vodi u promilima, ‰, (djelovima na tisuću) kada se svi karbonati pretvore u okside, bromidi i jodidi u kloride i kada se sve organske tvari kompletno oksidiraju.
Klorinitet je najstarija metoda za mjerenje saliniteta koja, temeljem ideje o stalnom omjeru otopljenih komponenti morske vode, pruža uvid u ukupnu količinu otopljenih soli u morskoj vodi mjerenjem koncentracije halida (klorida, bromida i jodida). Odnos između kloriniteta (Cl) i saliniteta dan u Knudsenovim tablicama jest
Ova formula koristila se do 1962., kada je JPOTS (Joint Panel for Oceanographic Tables and Standards) odredilo novu konstantu proporcionalnosti u Knudsenovoj formuli
U međuvremenu, razvoj uređaja za mjerenje električne vodljivosti doveo je do brze, jeftine i precizne metode za određivanja slanosti morske vode. Uveden je Praktični salinitet (SP) kao zamjena za salinitet dobiven mjerenjem kloriniteta. Skala praktičnog saliniteta (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) definirana je preko K15, odnosno odnosa električne vodljivosti uzorka mora pri t68 = 15 °C i tlaku od jedne standardne atmosfere i otopine kalijevog klorida (KCl) u kojoj je maseni udio KCl točno 0.0324356 (32.4356 g KCl otopljeno je u 1 kg otopine) pri istom tlaku i temperaturi.
Praktični salinitet je bezdimenzijska veličina iako mu ponekad (pogrešno) pripisuju jedinicu "psu". U većini slučajeva može se pretpostaviti da su psu i ‰ sinonimi.
Prosječni salinitet morske vode je 35 ‰, što je oko 35 g soli otopljeno u 1 kg morske vode.
Solvayev postupak je industrijski proces proizvodnje natrijeva karbonata iz natrijeva klorida, amonijaka i ugljikova dioksida.
Postupak započinje žarenjem vapnenca, CaCO3(s) i proizvodnjom ugljikovog dioksida.
Živo vapno, dobiveno kao nusprodukt, gasi se s vodom kako bi se dobio kalcijev hidroksid.
Kalcijev hidroksid se zagrijava s amonijevim kloridom pri čemu nastaje amonijak i kalcijev klorid (koji je sporedni proizvod postupka).
Nastali amonijak reagira s ugljikovim dioksidom dajući amonijev karbonat.
Amonijev karbonat i sam reagira s ugljikovim dioksidom dajući amonijev bikarbonat.
Reakcijom amonijevog bikarbonata s natrijevim kloridom nastaje natrijev bikarbonat.
Natrijev bikarbonat se žari u rotacijskim pećima i raspada se na natrijev karbonat i ugljikov dioksid.
Ovaj ugljikov dioksid vraća se nazad u proces.
Prolaznu tvrdoću vode čine hidrogenkarbonati, HCO3-, kalcija i magnezija. Može se ukloniti prokuhavanjem pri čemu nastaje bijeli talog kalcijeva karbonata, odnosno kamenca.
Trigonska planarna geometrija molekule onaj je oblik kod kojeg su tri veze vezane na centralni atom u molekuli bez ijednog slobodnog para elektrona. Veze su raspoređene u ekvatorijalnoj ravnini s međusobnim kutovima od 120°. Elektronske orbitale usmjerene prema vrhovima trokuta posljedica su sp2 hibridizacije na centralnom atomu. Karbonatni ion (CO32-) ima trigonsku planarnu geometriju molekule.
Tvrdoća vode potječe od otopljenih soli kalcija i magnezija. Kalcij i magnezij nalaze se u prirodnim vodama u obliku hidrogenkarbonata, sulfata, klorida ili nitrata. Ove soli su štetne u vodama jer reagiraju sa sapunima, stvarajući netopive spojeve, a uz to se i talože na zagrijanim površinama kotlova i cijevi.
Prolazna tvrdoća, koju čine hidrogenkarbonati kalcija i magnezija, može se ukloniti zagrijavanjem vode duže vrijeme pri 90 °C do 100 °C, pri čemu se hidrogenkarbonat raspada na karbonat, ugljikov dioksid i vodu:
Stalnu tvrdoću čine pretežno sulfati, kloridi i nitrati kalcija i magnezija. Ona se ne može ukloniti zagrijavanjem vode na temperaturu vrenja. Ukupna tvrdoća jednaka je zbroju prolazne i stalne tvrdoće. Prolaznu tvrdoću čini karbonatna tvrdoća (hidrogenkarbonati), a stalnu nekarbonatna tvrdoća.
Tvrdoća vode izražava se u njemačkim, engleskim ili francuskim stupnjevima ili u mg CaCO3 u 1 dm3 vode.
Klasifikacija voda | |
---|---|
Tvrdoća | Koncentracija kalcijevog karbonata (mg/L) |
Meka voda | 0 to 75 |
Srednje tvrda voda | 75 to 150 |
Tvrda voda | 150 to 300 |
Jako tvrda voda | over 300 |
Cink je 1746. godine otkrio Andreas Marggraf (Njemačka). Ime mu dolazi od njemačke riječi zinke što znači zubac zbog pojavljivanja cinkovog karbonata u rudama zupčastog oblika. To je plavkasto-bijeli metal koji je na sobnim temperaturama krt ali postaje kovak kada se zagrije pri 100 °C do 150 °C. Otapa se u lužinama i kiselinama. Na zraku je stabilan jer mu na površini nastane sloj oksida koji ga štiti od dalje korozije. Gori na zraku kada se zagrije do crvenog žara. Burno reagira s oksidansima. Cinka u Zemljinoj kori ima oko sto puta više nego bakra. Glavne rude su mu sfalerit (ZnS) i smitsonit (ZnCO3). Glavna namjena cinka je zaštita željeza i čelika (pocinčano željezo). To se postiže umakanjem očišćenog željeza u talinu cinka. Cink štiti željezo i kad se obloga ošteti. Upotrebljava se za dobivanje različitih legura kao što je mjed (legura cinka i bakra) i kao anoda u galvanskim člancima (baterijama).
Schrötterova aparatura za razgradnju (Schrötterov alkalimetar) koristi se za određivanje sadržaja karbonata u uzorcima vapnenca, gipsa, dolomita ili prašak za pecivo metodom gubitka težine. Aparaturu je osmislio 1871. austrijski kemičar Anton Schrötter von Kristelli (1802.-1875.). Težina ispunjene aparature manja je od 75 g (aparatura je visoka samo 16 cm) tako da se može vagati na analitičkoj vagi.
Procedura: U tikvicu C se kroz otvor D ubaci oko 0.5 g praškastog karbonatnog uzorka. Kolona za sušenje A napuni se do polovice koncentriranom sumpornom kiselinom (H2SO4) a lijevak B otopinom klorovodične kiseline (w(HCl) = 15 %). Sve zajedno se izvaže. Skinu se čepovi s oba dijela i polako, kapanjem, ispusti se HCl na uzorak. Iz razvijenog CO2 ukloni se voda prolaskom kroz koncentriranu H2SO4 u posudi A i suhi CO2 ispisti se u atmosferu. Kad se prestane razvijati CO2 tikvica se zagrije do otprilike 80 °C kako bi se istjerao sav zaostali CO2. Kroz gornji dio kolone za sušenje A lagano se isisava zrak pomoću vodene sisaljke sve dok se tikvica ne ohladi na sobnu temperaturu. Vrate se svi čepovi na svoje mjesto te se ponovno izvaže cijela aparatura. Gubitak mase jednak je količini ugljikovog dioksida oslobođenoj iz karbonata.
Generalić, Eni. "Karbonati." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav