Karbonaadid referaat (0)

Table of Contents
Sissejuhatus 2
Süsinik 3
Karbonaadid 4
Karbonaadid looduses 5
Kaltsiumkarbonaat 6
Magneesiumkarbonaat 7
Potas 7
Soodad 7
Kokkuvõte 8
Kasutatud kirjandus 10

Sissejuhatus

Süsinik on väga huvitav aine, sest ta oksüdatsiooniaste ühedites võib olla –IV kuni IV. Tänu sellele omadusele on ta väga paljude erinevate ainete koostises. Süsinik võib moodustada nii sooli , happeid , süsivesikuid, oksiide, kui ka paljusid muid aineid.
Süsiniku esineb looduses nii lihtainena kui ka liitainena. Liitainetest on levinumad hapnikuga seonduvad ühendid, millest laialdasemalt levinud on karbonaadid.
Karbonaadid jagunevad kaheks: kesksed süsihappesoolad ja hapud süsihappesoolad. Keskseid süsihappesoolasid nimetatakse karbonaatideks, hapusid süsihappesoolasid vesinikkarbonaatideks.Nagu süsihappe anioonidki (CO3 ja HCO3 ), on värvusetud ka enamik neist tuletunud soolasid. Karbonaate on väga palju erinevaid.
Oma referaadis räägin ma looduses leiduvatest karbonaatidest (kaltsiidist, dolomiidist ,aragoniidist ning malahiidist) ja enim kasutavatest karbonaatidest tehnikas (kaltsiumkarbonaadist, naatriumkarbonaadist, kaaliumkarbonaadist ja magneesiumkarbonaadist).

Süsinik

Süsinikku leidub väga paljudes ühendites, aga samas maakoores on süsinik alles 13. kohal levikult. Süsinik avastati juba muinasajal. Süsinik on mittemetall. Ta asub elementide perioodilisuse tabeli teises perioodis ja IVA rühmas. Süsiniku aatominumber on 6 ning ümmardatud suhteline aatomimass 12. Süsinikul on prootoneid, elektrone ja neutroneid kõiki 6.
Süsinikul on palju erinevaid allotroopseid vorme. Neist stabiilsemad on teemant ja grafiit , aga ta moodustab ka mitmesuguseid karbüünide ja fullereenide vorme.Ta ei moodusta ei positiivse ega negatiivse laenguga ioone. Süsinik moodustab teiste aatomitega peamiselt kovalentseid sidemeid , sest ta võib kas loovutada neli elektroni või võtta juurde neli elektroni. Iga side on moodustatud elektronipaari poolt, milles üks elektron pärineb süsiniku aatomilt ja üks mõnelt teiselt aatomilt. Kuna süsiniku aatomil on välisel elektronkihil neli elektroni, siis moodustab ta peaaegu alati neli kovalentset sidet.
Looduses on süsinik üsna laialt levinud. Süsinikku ja tema ühendeid on lihtne kasutada ja toota, kuna neid leidub looduses suurtes kogustes . Kõik elusorganismid , kaasa arvatud inimene, koosnevad süsinikuühenditest. Puhast süsinikku leidub looduses teemandi ja grafiidina. Looduses leidub suur osa süsinikku karbonaatidena. Kõige levinum neist on kaltsiumkarbonaat (CaCO3.) Karbonaatidest väiksem osa on lahustunud looduslikes vees, nagu näiteks Ca(HCO3)2. Peamine süsinikuühend atmosfääris on CO2. Osa sellest on lahustunud ka vees.Süsinik ja vesinik koos moodustavad süsivesinikke. Lihtsaim neist on metaan .
Süsiniku sulamistemepratuur on 3800 °C ning keemistemperatuur 4830 °C. Süsinikku ja ta erinevaid ühendeid kasutatakse vee ja õhu puhastamisel, autorehvide, terase, teemandi, pliiatsisüsi, plastide,maagaasi, bensiini, õli jm. ühendite valmistamisel.
4

Karbonaadid

Karbonaadid on süsihappe soolad . Süsihappe on kõige nõrgem hape , mis laguneb kiiresti süsihappegaasiks ja veeks. Karbonaadid koosnevad enamasti metalli katioonist ja karbonaatioonist( CO32 –). Enim levinud karbonaat on kaltsiumkarbonaat, mida leidub palju looduses ja kasutatakse ka tehnikas kõige rohkem.
Karbonaate leidub palju looduses ja neid saadakse ka tehiskeskkonnas. Esimeste hulka kuuluvad sellised laialt levinud mineraalid nagu kaltsiit , dolomiit ja aragoniit ning ka malahiit. Kaltsiit on silikaatide kõrval üks sagedaseim mineraal maakoores.Tehniliselt on võimalik saada väga palju erinevaid karbonaatsooli, neist enim kasutatavad on Na2CO3 , K2CO3 ja CaCO3 .
Karbonaate kasutatakse küpsetiste, klaasi,lubja ja mineraalvee valmistamisel. Looduses leiduvaid karbonaate (nt. lubjakivi ) kasutatakse ehitusmaterjalina ja paljud mereloomad valmistavad neist endale toeseid.
5

Karbonaadid looduses

Dolomiit [CaMg(CO3)2] esineb enamasti tiheda massina, harvem romboeedriliste kristallidena.Värvuselt on ta valge, kollakas või hall ning ta lõhenevus on väga täiuslik. Dolomiit esineb peamiselt settekivimites. Dolomiidi lähtematerjaliks on peamiselt laguunide setted . Dolomiidi sagedaimad lisandid on kaltsiit, kips, kvarts , kaltsedon, raudoksiid ja -hüdroksiidid. Purdmaterjali ja organismide jäänuseid on dolomiidis vähem kui lubjakivis.
Aragoniit (CaCO3) on heledavärvuseline mineraal. Ta esineb sageli tihedate ooidsete moodustiste ja nõrgvormidena, harvem prismaliste, plaatjate või nõeljate kristallidena. Normaaltingimustel on aragoniit metastabiilne ning kristalliseerub aja jooksul ümber kaltsiidiks. Aragoniidist ehitavad oma toese paljud merelised organismid(näiteks pärlid). Ta molekulmass on 100,09 ja tihedus 2,94g/cm3.
Kaltsiit (CaCO3) on puhtana värvuseta. Kaltsiidi monokristallil on valguse kaksikmurdmise omadus. Igale valguse levisihile kaltsiidi kristallis vastab sõltuvalt valguse polarisatsioonist kaks erinevat murdumisnäitaja väärtust, seega ka kaks erinevat valguse levikiirust (nn. harilik ja ebaharilik kiir). Hariliku ja ebahariliku kiire murdumisnäitajad ühtivad vaid siis, kui valgus levib piki kristalli C3 telge (optiline peatelg ). Murdumisnäitajate erinevus on suurim, kui valgus levib risti kristalli optilise peateljega. Hariliku kiire ( polariseeritud risti optilise peateljega) jaoks no= 1.658. Ebahariliku kiire (polariseeritud piki kristalli optilist peatelge) jaoks omandab murdumisnäitaja siis minimaalse väärtuse no= 1.486. Kaksikmurdumise tulemusena paistab eseme kujutis läbi optiliselt kvaliteetse. Kaltsiiti esineb peamise mineraalina lubjakivi, marmori, kriidi koostises. Kõrge kaltsiidisisaldusega on ka mõned biotekkelised struktuurid (munakoored). Kaltsiidist koosnevaid kivimeid kasutatakse ehitusmaterjalidena, metallurgias, paberitööstuses ja mujal.
Malahhiit (CuCO3/OH/2) esineb enamasti tihedate neerukujuliste masside ja nõruvormidena. Värvuselt on ta roheline, kriipsu värvus enamasti heleroheline.
6

Kaltsiumkarbonaat

Kaltsiumkarbonaadi (CaCO3) molekulmass on 100,1. Ta ei lahustu vees, aga on väga tundlik happetele. Kaltsiumikarbonaadi tihedus on 2.8 g/cm3 ja sulamistemperatuur 825°C. Kaltsiumkarbonaat on laialt levinud ja väga tavaline aine . Teda leidub munakoorte, pärlite, lubjakivi,marmori, kriidi ja mitmete mineraalide (nt.aragoniit, kaltsiit) koostises. Kaltsiumkarbonaat on kaltsiumi enamlevinumaks ühendiks. Seda ühendit sisaldavad mineraalid katavad ligikaudu 40 miljonit ruutkilomeetrit maakera pindalast. Eriti puhtaid läbipaistvaid kaltsiumkarbonaadi kristalle nimetatakse islandi paos ja neid kasutatakse optikas.Lubjakivi kasutatakse ehituses ja sellest saab põletada lupja. Kõrgel temperatuuril kaltsiumkarbonaat laguneb ja süsihappegaas lendub. Järele jääb põletatud lubi - kaltsiumoksiid, mida peale ehitajate tarbivad ka põllumehed,sest mullas vähendab põletatud lubi selle happesust. Kriit on asendamatu täiteaine paberi- ja kummitööstuses, ruumide valgendamisel, hambapulbri koostises, koolikriidina jne. Mõnel juhul võib kaltsiumkarbonaat ka üsna tülikas olla. Kaltsiumkarbonaadist moodustub katlakivi , mis rikub keetmisspiraale ja on iga perenaise nuhtlus. Kaltsiumkarbonaadi kasutatakse mitmete toiduainete koostises sideainena.

Magneesiumkarbonaat

Magneesiumkarbonaat(MgCO3 ) on valge ja jäik mineraal. MgCO3 eraldab võrdlemisi kergesti CO2-te ja läheb üle vastavaks oksiidiks. Lagunemine toimub 300C juures. MgCO3 lagundamisel põhinebki magnesiidist CO2 ja MgO saamise viis. Sel teel saadud süsihappegaas on väga puhas ja seda tarvitatakse muuseas ka kunstliku mineraalvete valmistamiseks.

Potas

Potast (K2CO3 ) tarvitatakse tööstuses (peamiselt klaasi- ja seebitööstuses). Tehnikas saadakse seda peamiselt KOH-lahuse neutraliseerimise teel süsihappe- gaasiga .Potase tootmiseks kasutatakse ka päevalilletuhka (mis sisaldab kuni 50% K2CO3 ), suhkrutööstuse jätteid ja villa töötlemisel saadavaid jätteid.
7

Soodad

Naatriumi ja karbonaadi ühenditest tekivad pesu-ja söögisooda. Pesusoodat nimetatakse naatriumkarbonaadiks ja tema keemiline valem on Na2CO3. See on vees hästi lahustuv värvuseta hügroskoopne ning kristalne aine. Pesusooda sulamistemperatuur on 853°C ning tiheduseks 2,533 mg/cm3. Looduses leidub teda soolajärvede vees ning kohati isegi lademina. Tööstuslikult saadakse pesusoodat ammoniaaki ja süsinikdioksiidi naatriumkloriidi või naatriumsulfaadi küllastunud lahusesesse juhtides. Teda kasutatakse klaasi, värvipigmentide, seebi ja pesemisainete tootmisel, naatriumiühendite valmistamisel, naftasaaduste puhastamisel, boksiidi töötlemisel (alumiiniumi saamiseks), pesu pesemisel ning paberi- ja tekstiilitööstuses. Söögisoodat nimetatakse ka naatriumvesinikkarbonaadiks ning tema keemiline valem on NaHCO3. Seda ainet saadakse ammoniaaki ja süsinikdioksiidi naatriumkloriidi või – sulfaadi küllastunud lahusesse juhtides või naatriumkarbonaadi lahust süsinikdioksiidiga küllastades. Söögisoodat kasutatakse näiteks leivaküpsetamisel, karastusjookide ja teiste kondiitritoodete valmistamisel või meditsiinis. Söögisoodal ehk naatriumvesinikkarbonaadil on toiduainetes palju erinevaid kasutusvõimalusi. See ühend sobib edukalt näiteks taigna kergituseks, sest tema mõjul suureneb küpsetiste maht, sisu muutub üsna poorseks ja õhuliseks. Söögisoodat kasutatakse üldjuhul teiste happeliste ühenditega, peamiselt sidrunhappega, küpsetuspulbrites. Kuiva pulbrina reaktsioone ei toimu ning süsihappegaasi ei eraldu. Seetõttu ei ohi küpsetuspulber säilitamisel niiskeks muutuda
Tavaliselt lisatakse söögisoodat just neile küpsetistele, mille taigna koostises on kas hapu mahl , hapupiim vm happelisi koostisosi. Erinevad toiduhapped (näiteks sidrun -, viin- või piimhape ) neutraliseerivadki söögisooda. Hapete ja kuumuse koosmõjul laguneb ühend ning eraldades süsihappegaasi. Söögisooda liigsel lisamisel taignale , jääb küpsetisele ebameeldiv kõrvalmaitse. Rasvase taigna korral võib tekkida isegi seebi maitse ja kerge punaka tooniga tainas . Arvestada tuleks sedagi, et küpsetuspulbritega valmistatud pagaritoodetel kipub kohevus kaduma,kui neid külmutada ning hiljem taas üles sulatada.
8

Kokkuvõte

Süsiniku oksüdaatsioniaste võib varieeruda +4-st -4-ni. Selle omaduse tõttu on süsiniku ühendeid kõige rohkem ja nad on kõige elava aluseks.
Karbonaadid on süsihappe soolad. Neid leidub looduses ja kasutatakse ka tehnikas. Karbonaadid on inimestele ja ka loodusele väga olulised. Paljud loomad ehitavad oma toese karbonaadist ja inimestele on nad asendamatud, sest neid kasutatakse ehitusmaterjalina, soodade koostises, klaasi valmistamisel ja tööstuses.
Looduses on laialt levinud mineraalid kaltsiit, dolomiit, aragoniit ja malahiit. Kaltsiiti esineb peamise mineraalina lubjakivi, marmori, kriidi ja munakoorte koostises. Kaltsiidist koosnevaid kivimeid kasutatakse ehitusmaterjalidena, metallurgias, paberitööstuses ja mujal. Dolomiit esineb peamiselt settekivimites. Teda kasutatakse põhiliselt ehitusmaterjalina. Aragoniit on heleda värvusega mineraal ja temast ehitavad paljud mereloomad endale toesed.
Kaltsiumkarbonaat on enim levinud karbonaat. Teda leidub munakoorte, pärlite, lubjakivi,marmori, kriidi ja mitmete mineraalide koostises. Magneesiumkarbonaat on valge ja jäik mineraal. Teda kasutatakse süsihappegaasi tootmiseks, mida kasutatakse nt. karastusjookides. Potast kasutatakse peamiselt klaasi- ja seebitööstuses. Naatriumi ja karbonaadi ühenditest tekivad pesu-ja söögisooda. Neid kasutatakse küpsetamisel, karastusjookide valmistamisel,meditsiinis, klaasi, värvipigmentide, seebi ja pesemisainete tootmisel, naatriumiühendite valmistamisel, naftasaaduste puhastamisel, boksiidi töötlemisel, pesu pesemisel ning paberi- ja tekstiilitööstuses.
9

Kasutatud kirjandus

http://wapedia.mobi/et/Aragoniit
http://www.ut.ee/BGGM/miner/dolokivi.html
http://et.wikipedia.org/wiki/Dolomiit
http://et.wikipedia.org/wiki/Kaltsiumkarbonaat
http://et.wikipedia.org/wiki/Karbonaat
http://miksike.com/docs/elehed/9klass/sysinik/9-2-2-1.ht m
http://miksike.com/docs/elehed/9kll2tssisu.ht m
http://www.koolielu.ee/files/sysiniku_esitlus.ppt
http://www.zone.ee/chemistry/C.ht m
http://et.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCsinik
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonate
http://www.eu-youth.net/projects/keemia/index.php?sisu=elemendid&element=c
http://www.koolielu.ee/pages.php/03090104?txtid=2453&get=0
http://miksike.com/docs/referaadid2005/sooda_siim.ht m
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium_carbonate
http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Kaltsiit.ht m
M. Karelson , A. Lukason, A. Tõldsepp„Keemia IX klassile“ lk 100