Карбонаты кальция (пищевая добавка Е170) хорошо известны как обычный белый мел. Краситель Е170 представляет собой химическое соединение - соль угольной кислоты, нерастворимую вводе и этаноле. В природе карбонаты кальция распространены достаточно широко, встречаются в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Большинство групп беспозвоночных (моллюски, губки) состоят из различных форм карбоната кальция. Для пищевой промышленности добавку Е170 производят путем переработки и очистки меловых отложений. Пищевая добавка Е170 обычно поставляется на производство в виде мелкого белого порошка. Химическая формула карбоната кальция (красителя Е170): CaCO 3 .
Добывается карбонат кальция из полезных ископаемых. Кроме того, для пищевой промышленности самый чистый краситель Е170 может производится из мрамора.
Добавка Е170 играет важную роль в организме человека, участвуя в процессах свертывания крови, обеспечения постоянного осмотического давления крови, регулируя различные внутриклеточные процессы. Карбонат кальция применяется в медицине в качестве лекарств, компенсирующих недостаток кальция, а также в виде биологически-активных добавок (БАД).
В то же время при чрезмерном поступлении карбоната кальция в организм и его переизбытке у человека может возникнуть "молочно-щелочной синдром", который имеет высокое токсическое действие и в тяжелых случаях может приводить к смерти. При небольшой передозировке карбоната кальция у человека может возникнуть гиперкальциемия - осложнения, которые включают рвоту, боли в животе и изменения психического состояния. Рекомендуемая ежедневная профилактическая доза приема карбоната кальция составляет от 1,2 до 1,5 г в день. В продуктах питания содержание добавки Е170 в разы меньше, что говорит о том, что краситель Е170 можно отнести к безопасным пищевым добавкам.
В пищевой промышленности добавка Е170 используется как краситель, регулятор кислотности, разрыхлитель, препятствующий слёживанию и комкованию.
Кроме того карбонат кальция широко используется в различных областях промышленности:
- в производстве продукции бытовой химии (средства для уборки, ухода за обувью, чистки сантехники и др.);
- в производстве продукции личной гигиены (например, зубная паста);
- в бумажной промышленности, для отбеливания бумаги, картона, в качестве наполнителя и раскислителя;
- в стекольной промышленности, как один из основных элементов, необходимых для производства стекла (посуды, бутылок, стекловолокна);
- в производстве пластмассовых изделий (трубы, сантехника, плитка, линолеум, ковровые покрытия и пр.);
- в лакокрасочной промышленности, как один из составляющих красящего пигмента;
- в строительстве, для производства шпаклевки, герметика;
- в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды;
- в сельском хозяйстве, для восстановления кислотно-щелочного баланса почвы.
Пищевая добавка Е170 считается безвредной и разрешена для использования в пищевой промышленности на территории РФ, Украины и большинстве других стран.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Карбонат кальция в обычных условиях представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), которое при прокаливании разлагается, однако плавится без разложения (условие - избыточное давление CO 2).
Практически не растворяется в воде.
Рис. 1. Карбонат кальция. Внешний вид.
Основные характеристики карбоната кальция приведены в таблице ниже:
Получение карбоната кальция
Основной способ получения карбоната кальция заключается в смешивании твердого оксида кальция с водой — образуется так называемое известковое молоко. Так как гидроксид кальция немного растворяется в воде, то после отфильтровывания известкового молока получается прозрачный раствор - известковая вода, которая мутнеет при пропускании через неё диоксида углерода.
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 ;
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓.
Химические свойства карбоната кальция
Карбонат кальция — это средняя соль, образованная сильным основанием (гидроксид кальция Ca(OH) 2) и слабой кислотой (угольная H 2 CO 3). В водном растворе он гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону. Наличие анионов OH — свидетельствует о щелочном характере среды.
CaCO 3 ↔ Ca 2+ +CO 3 2- ;
Ca 2+ +CO 3 2- + HOH ↔ HCO 3 — + Ca 2+ + OH — ;
CaCO 3 + HOH ↔ Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 ↓.
Карбонат кальция взаимодействует с концентрированными растворами сильных минеральных кислот:
Он способен реагировать с щелочами в водных растворах:
CaCO 3 + 2NaOH aq = Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 ↓.
Взаимодействие карбоната кальция с другими солями возможно только если продукт взаимодействия выводится из реакционной среды:
CaCO 3 + 2NH 4 Cl con = CaCl 2 + 2NH 3 + CO 2 + H 2 O.
При нагревании данная соль разлагается:
CaCO 3 = CaO + CO 2 (t, o С = 900 — 1000).
Пропускание диоксида углерода через раствор карбоната кальция приводит к образованию кислой соли - гидрокарбоната кальция:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ↔Ca(HCO 3) 2 .
Применение карбоната кальция
Карбонат кальция нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Так, например, его используют в пищевой (добавка Е710 - белый краситель) и бумажной промышленности, при производстве полимеров, лакокрасочных материалов, бытовой химии и т.д.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Вычислите массу карбоната кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 200 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168кг/л). Определите объем диоксида углерода, выделяющийся в результате этой реакции. |
| Решение | Запишем уравнение реакции:
CaCO 3 + 2HCl conc = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O. Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем: m solution =V solution × ρ; m solution =0,2 × 1,168 = 0,2336 кг = 233,6 г. ω = m solute / m solution × 100%; m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = 34 / 100% × 233,6 = 79,424 г. Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль): n(HCl) = m (HCl) / M (HCl); n (HCl) = 79,424 / 36,5 = 2,176 моль. Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (CO 2) =2: 1. Значит, n(CO 2) = ½ n(HCl) = ½×2,176 = 1,088моль. Тогда, объем выделившегося диоксида углерода будет равен: V (CO 2) = n (CO 2) × V m ; V (CO 2) = 1,088 × 22,4 = 24,37л. Согласно уравнению реакции n(HCl) :n (CaCO 3) =2: 1. Значит,количество вещества карбоната кальция будет равно: n (CaCO 3) = ½ ×n (NaOH) = ½× 2,176 = 1,088моль. Тогда масса карбоната кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 100 г/моль): m (CaCO 3) = n (CaCO 3)× M (CaCO 3); m (CaCO 3) = 1,088 × 100 = 108,8г. |
| Ответ | Масса карбоната кальция равна 108,8 г, объем диоксида углерода равен 24,37 л. |
ПРИМЕР 2
| Задание | Вычислите массу оксида кальция, который потребуется для получения карбоната кальция по реакции взаимодействия с диоксидом углерода массой 3,5 г. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция и диоксида углерода с образованием карбоната кальция:
CaO + CO 2 = CaCO 3 ↓. Рассчитаем количество вещества диоксида углерода (молярная масса - 44 г/моль): n(CO 2) = m (CO 2) / M (CO 2); n (CO 2) = 3,5 / 44 = 0,08 моль. Согласно уравнению реакции n(CO 2) : n(CaO) = 1:1 . Тогда количество моль оксида кальция будет равно: n (CaO) = n (CO 2) = 0,08 моль. Найдем массу оксида кальция (молярная масса - 56 г/моль): m (CaO) = n (CaO) × M (CaO); m (CaO) = 0,08 × 56 = 4,48 г. |
| Ответ | Масса оксида кальция равна 4,48 г |
Многие природные вещества активно используются человеком в промышленности, фармацевтике и косметологии. При правильном применении они способны принести нам громадную пользу, но даже систематически встречая такие элементы в лекарствах, продуктах питания и косметике, мы чаще всего не подозреваем о всех многообразии их качеств. Как раз к таким веществам можно отнести и карбонат кальция, применение и свойства которого мы сейчас как раз и обсудим чуть более подробно.
Применение карбоната кальция
Карбонат кальция большей частью добывается человеком из разного рода полезных ископаемых, после чего активно применяется в промышленности. Так после очистки от посторонних примесей это вещество активно используют при создании бумаги, продуктов питания, пластмассы, красок и резины. Ему нашлось место и при выработке бытовой химии, а также в строительстве.
Карбонат кальция достаточно активно применяется при производстве продукции личной гигиены (к примеру, его добавляют в зубную пасту), а также в медицинской промышленности. При изготовлении пищи он обычно играет роль антислеживащего агента, а также разделителя в различных молочных продуктах.
Свойства карбоната кальция
Кальция карбонат – это порошок либо кристаллы белой окраски. Он не имеют ни запаха, ни вкуса. Такое вещество практически не растворимо в воде, однако вполне растворимо в разведенной соляной либо азотной кислоте, при этом процесс растворения сопровождается активным выделением углекислого газа. Вещество «карбонат кальция» является источником сорока процентов кальция.
Лекарственные свойства
Карбонат кальция способен нейтрализовать соляную кислоту, способствуя значительному снижению кислотности пищеварительного сока. Лекарство оказывает достаточно быстрое воздействие, однако после прекращения буферного влияния наблюдается некоторое увеличение выработки желудочного сока.
Потребление карбоната кальция способствует снижению активности остеокластов и замедлению резорбции костных тканей. Такое вещество неплохо оптимизирует электролитный баланс.
Кроме всего прочего, карбонат кальция поставляет в организм человека непосредственно кальций, принимающий активное участие в процессах свертывания крови, а также в формировании костных тканей. Кальций нужен также для отличной деятельности сердца и для полноценной передачи нервных импульсов.
Применение в медицине
Активное вещество Карбонат кальция может использоваться для терапии пациентов с чрезмерной кислотностью желудочного сока, а также при болезнях системы пищеварения, протекающих на фоне такого нарушения. К подобным недугам можно отнести обострение хронической формы гастрита, острый тип гастрита либо дуоденита, симптоматические язвенные поражения разной этиологии. Также в этом списке находится язва на этапе обострения, рефлюкс-эзофагит, эрозивные поражения слизистых, изжога (после чрезмерного приема никотина, кофе, медикаментов и нарушений диеты).
Также применение карбоната кальция может быть целесообразно при коррекции остеопороза, кариеса и рахита у деток, при лечении тетании и остеомаляции. Его советуют принимать при возросшей потребности человека в кальции, что наблюдается при грудном вскармливании, на этапе активного роста, при беременности и прочих аналогичных состояниях.
Иногда карбонат кальция используется в качестве вспомогательной терапии при аллергических реакциях и при гипокальциемии.
Дополнительная информация
Дозировка карбоната кальция. Применение
Кальция карбонат применяется перорально, без привязки ко времени трапезы дважды-трижды на день в количестве 250-1000мг.
Стоит учитывать, что при потреблении высоких доз данного средства в течение продолжительного времени крайне важно систематически контролировать уровень кальция в крови пациента, а также отслеживать показатели деятельности почек. Если таблетки кальция карбоната выпускаются в форме таблеток, предназначенных для предупреждения и коррекции кариеса, остеопороза, а также рахита, их не стоит применять в качестве антацидного состава.
Противопоказания карбоната кальция
Применение кальция карбоната категорически не рекомендовано при наличии у пациента гиперчувствительности к данному элементу, а также при гиперкальциемии (передозировке витамином D, гиперпаратиреодизме и костных метастазах). Такой медикамент противопоказан при нефроуролитиазе, множественной миеломе, хронической почечной недостаточности, фенилкетонурии и саркоидозе.
Побочные эффекты карбоната кальция
В некоторых случаях применение кальция карбоната может провоцировать аллергические реакции, иногда такое лечение становится причиной появления диспепсических явлений, представленных метеоризмом, болями в эпигастрии, тошнотой, диареей либо запором. При потреблении более двух грамм кальция на день есть вероятность развития у пациента гиперкальциемии. Кроме того некоторые больные при таком лечении сталкиваются с проблемой вторичного усиления желудочной секреции.
Учтите, что превышение рекомендуемой дозировки может привести к передозировке карбонатом кальция. Такое состояние требует проведения промывания желудка и приема активированного угля. Кроме того может осуществляться симптоматическая коррекция, и, по необходимости, принимаются меры по поддержанию жизненно-важных функций.
Таким образом, действующее вещество карбонат кальция, свойства которого мы только рассмотрели, имеет достаточно широкий спектр применения и может принести огромную пользу человеку.
Екатерина, www.сайт
P.S. В тексте употреблены некоторые формы свойственные устной речи.
Области применения красителя Е170 Карбонаты кальция можно смело назвать универсальными, ведь по сути это обычный мел. Несомненно, пищевая промышленность не является основной, где применяют многообразные свойства красителя Е170 Карбонаты кальция. Так, основная роль мела в данном случае заключена не только в придании продуктам питания белоснежного цвета - выступает он также в качестве регулятора кислотности и разрыхлителя для предотвращения слеживания.
Кроме того, нередко краситель Е170 Карбонаты кальция можно увидеть в составе консервированного питания для детей, концентрированного молока и сливок, некоторых видов твердых сыров, какао-порошке, а также шоколаде, где он играет роль стабилизатора. Широко используются свойства красителя Е170 Карбонаты при производстве виноградного сока.
Для здоровья человека Карбонаты кальция играют не последнюю роль - они принимают участие в процессах свертывания крови. Помимо этого, данное вещество способно стабилизировать кровяное давление и существенно регулировать многие внутренние процессы. Именно поэтому его используют при изготовлении таких фармацевтических средств, как лактат. Разрешен Е170 для окрашивания препаратов фармацевтики и косметических средств.
Химический состав красителя Е170 Карбонаты кальция позволяет использовать его и в промышленном производстве - например, при изготовлении бумаги, стекольных товаров (бутылок) и многого другого. Также известно применение мела в качестве удобрения для почвы - он уменьшает ее кислотность.
Состав красителя Е170 Карбонаты кальция
В основе состава красителя Е170 Карбонаты кальция лежит соль угольной кислоты, которую добывают из самых разнообразных ископаемых. Нередко основным сырьем для получения мела является мрамор. За счет своего белого цвета, этот пищевой краситель используется при изготовлении средств личной гигиены, в частности пасты для зубов.
Вред красителя Е170 Карбонаты кальция
Как говорилось выше, при минимальном поступлении в организм речи о вреде красителя Е170 Карбонаты кальция быть не может - наоборот, только положительные свойства, которые при передозировке данного вещества оборачиваются неприятными последствиями. Кстати, при употреблении сильно завышенных доз Е170 вполне возможен летальный исход.
К основным симптомам и проявлениям переизбытка данного вещества в организме человека относят сильнейшую интоксикацию, которая вызывает гиперкальциемию, проявляющуюся в приступах тошноты и рвоты. Кроме того, боли в животе, раздражение, изменение психики, нарушение координации движений также свидетельствуют о чрезмерном поступлении Карбонатов кальция в организм.
К слову, в нормальных дозировках вреда красителя Е170 Карбонаты кальция не наблюдается, как и возможных побочных эффектов. В связи с этим данное вещество разрешено к использованию в качестве пищевого красителя на территории Российской Федерации и Украины.
Если Вам понравилась информация, пожалуйста, нажмите кнопку
