Карбонат кальция — соль и пищевая добавка¶

Карбонат кальция — неорганическое соединение с химической формулой CaCO₃, средняя соль кальция и угольной кислоты. Представляет собой белое кристаллическое вещество, практически нерастворимое в воде. В природе встречается в виде трёх основных минералов — кальцита, арагонита и ватерита, а также образует горные породы (известняк, мел, мрамор). В пищевой промышленности зарегистрирован как добавка E170 и применяется как краситель, наполнитель и стабилизатор.

¶Химические и физические свойства

Карбонат кальция — твёрдое вещество белого цвета, без запаха и вкуса. Молярная масса составляет 100,09 г/моль, плотность зависит от полиморфной модификации: у кальцита — около 2,71 г/см³, у арагонита — около 2,93 г/см³. Температура разложения — примерно 825 °C, при которой соединение диссоциирует на оксид кальция и углекислый газ.

Вещество плохо растворяется в воде (растворимость порядка 14 мг/л при 20 °C), но заметно лучше — в присутствии углекислого газа, что связано с образованием растворимого гидрокарбоната кальция. Реагирует с кислотами с выделением углекислого газа, что лежит в основе многих практических применений.

¶Полиморфные модификации

Карбонат кальция существует в нескольких кристаллических формах:

Различия в структуре определяют разные физические свойства — твёрдость, плотность, оптические характеристики.

¶Нахождение в природе

Карбонат кальция — одно из самых распространённых соединений земной коры. Из него почти полностью состоят известняк, мел и мрамор (метаморфизованный известняк). Минерал кальцит слагает осадочные породы, арагонит встречается в раковинах моллюсков, кораллах, жемчуге. Биогенное осаждение карбоната кальция — ключевой процесс в формировании морских отложений.

¶Применение

¶Промышленность и строительство

Основные потребители — строительная индустрия (производство цемента, извести, строительных смесей) и металлургия (флюс при выплавке металлов). Измельчённый известняк и мрамор используют как наполнитель в бумаге, красках, пластмассах, резине.

¶Пищевая добавка E170

В пищевой промышленности карбонат кальция зарегистрирован как добавка E170 и выполняет несколько функций:

• краситель — придаёт продуктам белый цвет;
• наполнитель и носитель — используется в сухих смесях, специях, сахарной пудре;
• стабилизатор и регулятор кислотности;
• источник кальция — в обогащённых продуктах и биологически активных добавках.

Добавка считается безопасной и разрешена в большинстве стран, включая Россию и государства Евросоюза. Применяется в хлебобулочных изделиях, кондитерских товарах, молочных продуктах, жевательной резинке.

¶Медицина

Карбонат кальция используется как антацидное средство для нейтрализации повышенной кислотности желудочного сока, а также как источник кальция при его дефиците. Входит в состав зубных паст как мягкий абразив.

¶Прочие области

Вещество применяется в производстве стекла, оптики, чистящих средств, в сельском хозяйстве для известкования почв, в водоочистке.

¶Биологическая роль

Карбонат кальция — важный компонент скелетов и раковин многих организмов. У позвоночных кальций в форме карбоната и фосфата участвует в построении костной ткани. В организме человека кальций необходим для свёртывания крови, работы мышц и нервной системы; карбонат кальция служит одним из распространённых источников этого элемента в рационе и добавках.

¶Получение

В промышленных масштабах карбонат кальция добывают из природных месторождений — известняка, мела, мрамора. Синтетический (осаждённый) карбонат кальция получают химическим осаждением, например пропусканием углекислого газа через гашёную известь. Осаждённая форма отличается высокой чистотой и заданным размером частиц, что важно для пищевого и фармацевтического применения.