Calciumcarbonat
CaCO3
CAS 471-34-1
Calciumcarbonat
Calcium carbonate
100,087 g/mol

10 mg/m3 E (einatembare Fraktion
für Stäube allgemein)
2,710 g/cm3 (Calcit)
+1330 °C (Calcit)
100g H2O lösen 0,00066 g (L) (Calcit)


Weißes, lockeres Pulver 


Flasche
HP-Sätze (siehe Hinweis)   P 280.3 (im Labor) 
Entsorgung
 Abwasser oder Hausmüll (nur schulübliche Kleinmengen)
Seite oben Eigenschaften
Calciumcarbonat kommt in der Natur in drei Modifikationen vor: als Calcit (Kalkspat), als Aragonit und als Vaterit. Das im Chemikalienbedarf erhältliche weiße Pulver löst sich in Säuren unter Aufschäumen und Entwicklung von Kohlenstoffdioxid, wobei die entsprechenden Salze gebildet werden:

CaCO3  +  2 HCl reagiert zu  CaCl2  +  H2O  +  CO2 

Calciumcarbonat

In Wasser, in dem Kohlenstoffdioxid gelöst ist, wandelt sich das Calciumcarbonat mit der Kohlensäure zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat um. Dabei entsteht ein Gleichgewicht, das auch als Carbonat-Gleichgewicht bezeichnet wird.

CaCO3  +  H2O  +  CO2   im Gleichgewicht zu    Ca2+  +  2 HCO3    

Die entstehenden Calcium-Ionen bewirken die Wasserhärte. Sie bilden mit Seifen schwerlösliche Kalkseifen. In hartem Wasser wird die Waschwirkung von Waschmitteln dadurch erheblich herabgesetzt. Beim Erwärmen oder beim Verdunsten von hartem Wasser kann das Calciumcarbonat wieder zurückgebildet werden. Dieses lagert sich dann in Wasserrohren oder an Heizstäben in Form von Kesselstein ab. Die Entfernung von Kesselstein in Wasserkochern oder Kaffeemaschinen erfolgt mit verdünnten Säuren, beispielsweise mit einer wässrigen Lösung von Citronensäure oder mit verdünnter Essigsäure.  

Kesselstein

Kesselsteinbildung im Wasserrohr.

Feuchtet man Calciumcarbonat mit Salzsäure an, erzeugen die Calcium-Ionen eine rote Flammenfärbung. Beim Erhitzen von Calciumcarbonat an der Luft entsteht Calciumoxid (Branntkalk) und Kohlenstoffdioxid:  

CaCO3 reagiert zu  CaO  +  CO2      ΔHR = +179 kJ/mol  

Branntkalk ist ein wichtiger Baustoff zur Herstellung von Mörtel. Die Kalkverarbeitung ist ein Kreislaufprozess:

Kalkverarbeitung
Seite oben Herstellung
Calciumcarbonat wird überwiegend aus natürlichen Vorkommen gewonnen. Meistens erfolgt eine nachträgliche Reinigung und ein Mahlprozess. Der aus Fällungsreaktionen zugängliche Stoff – zum Beispiel bei der Einleitung von Kohlenstoffdioxid in Kalkwasser – wird als synthetisches Calciumcarbonat bezeichnet.
Seite oben Verwendung
Calciumcarbonat wird in der Bauindustrie häufig benötigt: Branntkalk oder Mörtel sind bedeutende Grundstoffe. Kalksteine werden zum Häuser- und Straßenbau eingesetzt. Calciumcarbonat ist ein universeller Füllstoff in Kunststoffen, Putz, Farben oder Papier. Kreide wie Champagnerkreide dient als Pigment für weiße Anstriche.

Die chemische Industrie benötigt Calciumcarbonat zur Herstellung von Soda, Pottasche, Calciumhydroxid oder Calciumcarbid. Bei der Rauchgasentschwefelung werden schädliche Gase wie Schwefeldioxid mit Hilfe von Kalk zu Gips umgewandelt. Die Stahlindustrie benötigt Kalk als Zuschlag im Hochofen zum Binden der Gangart und bei der Stahlerzeugung.

Man findet Calciumcarbonat auch in vielen Haushaltsprodukten: In Zahncremes ist es zum Beispiel als Schleif- und Poliermittel enthalten. Als Zusatz E 170 in Lebensmitteln eignet es sich als Farbpigment, als Trennmittel oder als Säureregulator. Kalk ist auch in diversen Düngemitteln enthalten, beispielsweise im Kalkdünger oder im Kalkammonsalpeter. Bei der Kalkung oder Kalkdüngung werden die Säuren im Boden neutralisiert. Dies fördert das Wachstum von Pflanzen, die basische Böden bevorzugen.

Kalkdüngung

Kalkdüngung zur Neutralisierung der Säuren im Boden.

Weitere Infos und Medien

Infos zu den Carbonaten und zur Kalkverarbeitung
Schülerübung: Herstellen von Kreide
Mineralienportraits Calcit und Aragonit
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