Крейда — знайомий багатьом із дитинства матеріал, яким пишуть на шкільній дошці або білять дерева. Та за цією, здавалося б, простотою приховується цікава неорганічна сполука — карбонат кальцію (CaCO₃), з багатою природною історією, різноманітними властивостями й важливою роллю у виробництві. У цьому матеріалі розглянемо, за якої температури плавиться крейда, де вона зустрічається в природі, як використовується та що впливає на її термічну поведінку.
Що являє собою крейда з хімічної точки зору
Крейда — це осадова гірська порода, основним компонентом якої є карбонат кальцію. Вона утворюється з решток морських організмів, таких як мікроскопічні молюски та зоопланктон, і накопичується у вигляді відкладень на морському дні. З часом ці відкладення ущільнюються, формуючи крейдяні пласти.
Чиста крейда переважно складається з мінералу кальциту — однієї з кристалічних форм карбонату кальцію. Також може містити домішки глини, кварцу, доломіту та інших речовин, що впливає на її колір, твердість і поведінку під час нагрівання.
Читайте також: Яка температура плавлення срібла
Яка температура плавлення крейди
Фізично термін «плавлення» щодо крейдяної породи не зовсім коректний. Крейда не плавиться у звичному розумінні цього слова — за високої температури вона не переходить у рідкий стан, а розкладається. Процес починається за температури близько 825–900 °C, коли карбонат кальцію розпадається на оксид кальцію (CaO, негашене вапно) та вуглекислий газ (CO₂). Саме тому температура 900 °C вважається «точкою розкладу» крейди.
При подальшому нагріванні (вище 1500 °C) за наявності вуглецю можливе утворення карбіду кальцію — матеріалу, що використовується в хімічній промисловості.
Види крейди та їх термостійкість
Різні види крейди демонструють незначні відмінності в температурі розкладу залежно від домішок і кристалічної форми:
- Шкільна крейда — найчастіше являє собою пресований очищений карбонат кальцію. Завдяки чистому складу її термічний розпад починається ближче до 900 °C.
- Писальна природна крейда — містить більше домішок і може починати розкладатися за трохи нижчої температури — близько 825–850 °C.
- Художня крейда — у складі може містити додатки (пігменти, сполучні речовини), які впливають на термічну стабільність. Температура розкладу залежить від пропорцій компонентів.
Де в природі зустрічається карбонат кальцію
Карбонат кальцію — один із найпоширеніших мінералів на Землі. Він зустрічається в трьох основних формах:
- Кальцит — найстабільніша та найпоширеніша форма, яка лежить в основі крейди, вапняку та мармуру.
- Арагоніт — менш стабільна різновидність, утворюється в мушлях молюсків і коралах.
- Ватерит — рідкісна та нестабільна модифікація, яка швидко переходить у кальцит або арагоніт.
Природні родовища крейди, вапняку та мармуру утворилися внаслідок накопичення органічних решток на дні давніх морів. В Україні такі родовища широко поширені, особливо в районах крейдяного періоду.
Використання крейди в різних сферах
Крейда використовується в найрізноманітніших галузях — від будівництва до медицини. Ось основні напрями:
У будівництві та ремонті
Крейду застосовують як наповнювач для шпаклівок, фарб і будівельних сумішей. Вона надає матеріалам білизну, пластичність і покращує зчеплення. Також використовується для побілки стін і дерев.
У виробництві паперу та пластмас
У паперовій промисловості карбонат кальцію виконує одразу кілька ролей: це і вибілювач, і наповнювач, і нейтралізатор кислотності. У виробництві пластмас крейда підвищує міцність виробів і знижує собівартість, особливо у виробництві полівінілхлориду та поліолефінів.
У харчовій та фармацевтичній промисловості
Як добавка E170, карбонат кальцію використовується як білий барвник, стабілізатор і регулятор кислотності. Його додають у сухе молоко, соєві продукти, а також використовують у складі таблеток кальцію.
У побуті
Звичайну крейду застосовують для шкільного приладдя, малювання, маркування тканини, чищення срібла та видалення жиру з рук. Також використовується в домашніх рецептах для зниження кислотності ґрунту.
Хімічні властивості при нагріванні
Карбонат кальцію нестабільний за високої температури. Під час розкладу:
CaCO₃ → CaO + CO₂↑
Вода, насичена вуглекислим газом, здатна розчиняти карбонат кальцію, перетворюючи його на більш розчинну форму — гідрокарбонат кальцію:
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂
Цей процес лежить в основі утворення сталактитів і сталагмітів у печерах, де вода, насичена CO₂, вимиває карбонат кальцію, а потім він знову осаджується у формі химерних натічних форм.
Читайте також: Яка температура плавлення бронзи
Можливості для різних брендів
Бренди, що виробляють будівельні суміші, засоби побутової хімії чи шкільне приладдя, активно використовують карбонат кальцію як основний або допоміжний компонент. Завдяки його дешевизні, доступності та безпечності він стає важливою частиною продукції в таких сферах, як:
- Білі фарби та декоративні покриття
- Товари для школи (крейда, дошки)
- Засоби догляду за сантехнікою
- Зубні пасти та жувальні таблетки з кальцієм
- Еко-добрива для ґрунту
Особливу увагу варто приділяти рівню очищення крейди: чим вища її чистота, тим ширший спектр її застосування — від харчової промисловості до фармакології.
