趣話碳酸鈣

華雪瑩

同學(xué)們，大家可能見過天安門前的華表、金水橋上的石獅、人民英雄紀(jì)念碑四周的浮雕。但你是否知道，閃閃發(fā)光的珍珠、潔白如雪的漢白玉、像水晶般晶瑩剔透的冰洲石……它們的化學(xué)成分都是碳酸鈣。

各顯奇能的碳酸鈣家族

據(jù)地質(zhì)資料表明，地殼中所含的鈣元素為3.45%，其中大部分是以碳酸鈣的形式存在的。碳酸鈣主要以石灰石、大理石、方解石、白堊等礦物的形式存在于自然界中。

這些礦物的形成經(jīng)歷了漫長的歲月，原始地幔含=氧化碳的巖漿在運(yùn)動中上升與地殼中的花崗巖發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而生成了石灰?guī)r。古生代的大量貝殼、珊瑚等海洋生物的軀殼是由碳酸鈣構(gòu)成的，這些生物死后，其軀殼沉積于海底，慢慢形成石灰石礦床——石灰?guī)r。由于地殼的不斷運(yùn)動，滄桑巨變，海底升高變成了陸地，這些礦床隆起又變成了巍峨的山脈。在石灰?guī)r層隆起的過程中。地下措漿上升或接近了石灰?guī)r層，在高溫高壓下經(jīng)過重結(jié)晶，石灰石就變成了大理石。而方解石是在低于30℃的溫度下轉(zhuǎn)化成的菱面體，白堊則是線度小于0.01 mm的方解石和由孔蟲、藻類、軟體動物等形成的生物化學(xué)沉積巖。

石灰?guī)r在地殼中的含量僅次于含有硅酸鹽的巖石，一般為青灰色，因含雜質(zhì)不同而呈現(xiàn)不同的顏色。石灰?guī)r大量用于燒制石灰，故稱石灰石。

石灰石主要用作建筑材料或原料。還可用作煉鋼鐵時的助熔劑、除渣劑等。我國每年開采石灰石高達(dá)上萬億噸。

大理石早年稱為“文石”，因其主要產(chǎn)于云南，故又稱“云石”，最早大量開采于大理市，久負(fù)盛名，因此人們又把它叫作“大理石”。近年來，我國許多省市都相繼開發(fā)出大理石礦。大理石硬度一般為3.5～4.0，性脆、純凈的大理石又稱“漢白玉”。

白堊是白色、疏松多孔的固體，磨成細(xì)粉，可作橡膠制品的充填物，還可以制粉筆、太向粉等。

冰洲石是非常純凈的方解石，它是無色、透明的棱面結(jié)晶體，有著奇妙的魔力，若把它放在一張人物的照片上，你將會看到重像：一劉鼻子、兩張嘴巴、四只耳朵、兩雙眼睛，這種現(xiàn)象被稱作“雙折射”。因此，冰洲石廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器的制造上。

碳酸鈣不溶于水，但能溶于含有二氧化碳的水中，生成碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水溶液如果受熱或遇壓強(qiáng)突然變小時。溶解在水里的碳酸氫鈣又會分解重新變成碳酸鈣沉積下來，同時放出二氧化碳。

在自然界里，常年重復(fù)著這樣的變化。日秋月累就形成了像廣西桂林地區(qū)的石灰?guī)r溶洞里那樣奇特的鐘乳石、石筍、石柱等。碳酸鈣家族形成許多不同的礦物并且有廣泛的用途，是寶貴的財富。

與碳酸鈣有關(guān)的神話故事

我想，同學(xué)們一定都看過《西游記》這部神話故事。

你知道太上老君為什么不能將孫悟空煉化嗎？因為古時候煉丹使用的爐子是煤炭爐，其最高溫度只能達(dá)到1200 ℃左右。因為孫悟空是石猴，石頭的主要成分為二氧化硅，二氧化硅的熔點為1600℃左右，因此用普通的煤炭爐的確是煉不掉的！看來這是很有道理的。

那么，孫悟空為什么會被煉成火眼金睛呢？原來二氧化硅在八卦爐1200℃的高溫下發(fā)生了玻璃化，形成了玻璃鏡。同學(xué)們都知道，玻璃鏡能夠成等大的虛像，所以具備了類似照妖鏡之類的作用，可以看出誰是妖精。誰是好人啦！

八卦爐又為什么會壞掉呢？原來孫悟空的組成遠(yuǎn)非二氧化硅那么簡單，還有一部分碳酸鈣，在八卦爐內(nèi)1200℃高溫的作用下，碳酸鈣發(fā)生了分解反應(yīng)。二氧化碳?xì)怏w使得八卦爐內(nèi)的壓強(qiáng)不斷增大，最終導(dǎo)致八卦爐爆炸，這樣孫悟空便破爐而出！

那么，孫悟空破爐之后為何變得狂暴呢？這是因為他身上的碳酸鈣又變成了氧化鈣的緣故，氧化鈣吸收空氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會釋放出熱量，故而狂躁不安。

可后來孫悟空為啥又溫和了呢？還保護(hù)唐僧一起去西天取經(jīng)了呢？原來，如來把孫悟空壓在五指山下，經(jīng)過常年的風(fēng)吹日曬，天長日久，孫悟空身上的氧化鈣又吸收了雨水，隨后變成了氫氧化鈣，所以性情也就變得溫和了。

由此看來，吳承恩也是個不可小覷的化學(xué)高手啊！

責(zé)任編輯 彭德利