引言：
碳酸钙是一种常见的化学物质，具有多种重要特性。这些特性包括其化学稳定性、高光泽度和不透明性，以及在工业和消费品中的广泛应用。碳酸钙还以其在地球上丰富的分布和在生物体中的关键角色而闻名。本文将深入探讨碳酸钙的各项特性及其在不同领域中的应用和重要性。
简介：什么是碳酸钙？
碳酸钙（英文：Calcium carbonate），俗称灰石、石灰石、石粉，是一种化合物，化学式为CaCO3，属碳酸盐类，呈碱性，几乎不溶于水（Ksp = 4.8×10-9），可与酸反应。
碳酸钙是如何获得的？碳酸钙在地球上广泛分布，以多种形式存在于岩石、矿物和生物体中，如霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石和石灰华。它是动物骨骼或外壳（如爬虫类和双壳纲）的主要成分之一。碳酸钙也是水垢的主要成分，通常是由水中的钙离子和碳酸根离子结合形成的，特别是在水质硬度较高的地区常见。在农业中，碳酸钙是农用石灰的有效成分之一，用于中和土壤酸性，尽管过度使用可能导致土壤盐碱化的风险。在医学上，碳酸钙是常用的钙源，也常用作抗酸剂的有效成分之一。
1. 碳酸钙的物理性质
1.1 碳酸钙的物理性质是什么？
分子式：CaCO3
外观：白色、无臭粉末或无色结晶
室温状态：固体
水中溶解度：微溶，但在酸性溶液中溶解性更高
pH值：碱性（水中约9-10）
密度:2.71 g/cm3
熔点:在 825°C 时分解
沸点：约900℃（分解生成氧化钙和二氧化碳）
晶系：三方晶系
溶度积Ksp：4.8×10-9
pKa：9.0
折光度nD：1.59
硬度：莫氏硬度 3
1.2 碳酸钙的溶解度
几乎不溶于水，水中溶解度为0.013 g/L（25℃）。铵盐和二氧化碳会增加其溶解度，任何碱性氢氧化物都会降低其溶解度；不溶于醇。它在稀释的乙酸、盐酸和柠檬酸中沸腾溶解。
2. 碳酸钙化学性质
2.1 碳酸钙的化学功能是什么？
碳酸钙，分子式为CaCO3，在化学中起着广泛的作用。作为一种碱性化合物，它起到中和剂的作用，与胃酸(盐酸)等酸性物质反应产生水、二氧化碳和钙盐。这种反应有助于缓解胃灼热。在工业上，碳酸钙是生产其他化学品的关键成分。当加热时，它分解成氧化钙(石灰)和二氧化碳。这种石灰随后被用于索尔维工艺，这是获取碳酸钠(苏打灰)的主要方法，碳酸钠是玻璃、肥皂和纺织品的关键成分。
2.2 重要反应
（1）碳酸钙具有其他碳酸盐的典型特性。值得注意的是，它与酸反应，释放碳酸，碳酸迅速分解为二氧化碳和水：
CaCO3(s) + 2 H+(aq) → Ca2+(aq) + CO2(g) + H2O(l)
（2）加热时释放二氧化碳，称为热分解反应或煅烧（CaCO3 的情况是 840°C 以上），形成氧化钙 CaO，通常称为生石灰，反应焓为 178 kJ/mol：
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
（3）与气态氢反应形成甲烷和水蒸气，加上固体氧化钙或氢氧化钙，具体取决于温度和产物气体成分。钯和镍等各种金属都是该反应的催化剂。碳酸钙与饱和二氧化碳的水反应形成可溶性碳酸氢钙：
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → Ca(HCO3)2(aq)
该反应在碳酸盐岩的侵蚀、洞穴的形成以及许多地区的硬水形成过程中起着重要作用。
3. 碳酸钙的主要应用领域
碳酸钙（CaCO3）是一种常见且用途广泛的矿物，因碳酸钙的特性独特而被应用于众多工业领域。其高亮度、不透明度、致密颗粒、无味、导热性和不溶于水的特性使其成为许多产品的理想添加剂。以下列举了碳酸钙的一些主要应用领域：
（1）建筑材料
碳酸钙是水泥、石灰和混凝土的关键成分，赋予建筑材料强度和耐久性。
（2）塑料
碳酸钙填料可以增强塑料制品的强度、刚度和尺寸稳定性，同时降低成本。在某些应用中，它还可以提高塑料的阻隔性和光泽度。
（3）造纸
碳酸钙广泛用于造纸工业，作为填料和涂料可以提高纸张的亮度、平滑度和印刷性能。
（4）涂料
碳酸钙填料可以提高涂料的遮盖力和光泽度，同时降低成本。
（5）化妆品
碳酸钙用于牙膏和化妆品中，作为磨砂剂和填充剂，可以提供清洁和光滑的效果。
（6）食品和药品
碳酸钙是一种食品添加剂，可作为钙的来源，强化食品或药物。
（7）其他
碳酸钙还用于橡胶、塑料、农业、水处理和医药等领域。
参考：
[1]wikipedia.org
[2]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/
[3]https://www.britannica.com/science/calcium-carbonate
[4]靳涛,吕宪俊,王灿明. 改性碳酸钙的应用和发展[J]. 山东科技大学学报（自然科学版）,2006,25(2):39-42. DOI:10.3969/j.issn.1672-3767.2006.02.011.
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