重炭酸カルシウムは、化学式のCa（HCO無機塩である3）2。それは、石灰岩の石や方解石などの鉱物に存在する炭酸カルシウムから自然に由来します。
重炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムよりも水に溶けます。この特性により、石灰岩や洞窟の構造にカルストシステムを形成できます。
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亀裂を通過する地下水は、二酸化炭素（CO 2）の置換で飽和状態になります。これらの水は石灰岩を侵食して炭酸カルシウム（CaCO 3）を放出し、次の反応に従って重炭酸カルシウムを形成します。
CaCO 3（s）+ CO 2（g）+ H 2 O（l）=> Ca（HCO 3）2（水溶液）
この反応は、非常に硬い水が発生する洞窟で起こります。重炭酸カルシウムは、Caと一緒に、固体状態ではなく、水溶液中ではない2+、炭酸水素塩（HCO 3 -及び炭酸イオン（CO）3 2-）。
続いて、水中の二酸化炭素の飽和を減少させることにより、逆反応、つまり重炭酸カルシウムの炭酸カルシウムへの変換が発生します。
Ca（HCO 3）2（aq）=> CO 2（g）+ H 2 O（l）+ CaCO 3（s）
炭酸カルシウムは水に溶けにくいため、沈殿が固体として発生します。上記の反応は、鍾乳石、石筍、洞窟内の他の洞窟の形成において非常に重要です。
これらの岩の構造は、洞窟の天井から落下する水滴から形成されます（上の画像）。水滴中に存在するCaCO 3は結晶化して、前述の構造を形成します。
重炭酸カルシウムが固体状態で見つからないという事実は、その使用を困難にし、いくつかの例が見つかった。同様に、その毒性影響に関する情報を見つけることは困難です。骨粗しょう症を予防するための治療薬としての使用による一連の副作用の報告があります。
構造
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上側画像二つアニオンがHCO 3 -及びCAは2+示されている静電的相互作用します。画像によれば、のCa 2+は、この方法はHCOため、中央に配置されるべき3 になる-その負電荷に互いにによる反発しません。
HCOにおける負電荷3 -カルボニル基C = Oと結合との間の共振によって、2個の酸素原子との間に非局在化されたC - O - 。CO 3 2–では、C – OH結合が脱プロトン化され、共鳴によって負の電荷を受け取ることができるため、3つの酸素原子間で非局在化されます。
これらのイオンの形状は、炭酸水素塩の平らな三角形で囲まれ、水素化された末端を持つカルシウムの球と見なすことができます。サイズ比の観点で、カルシウムは、HCOより顕著に小さい3 -イオン。
水溶液
Ca（HCO 3）2は結晶性固体を形成できず、実際にはこの塩の水溶液から構成されています。それらでは、イオンは画像のように単独ではなく、H 2 O 分子に囲まれています。
彼らはどのように相互作用しますか？各イオンは金属、極性、溶解種の構造に依存する水和球に囲まれています。
Ca 2+は水中の酸素原子と協調して水性複合体Ca（OH 2）n 2+を形成します。ここで、nは一般に6と見なされます。つまり、カルシウムの周りの「水性八面体」です。
HCOながら3 -アニオン水素結合と相互作用のいずれか（O 2 CO - H-OH 2）または負電荷の非局在化（HOCOの方向に水の水素原子を有する2 - H - OH、ダイポールinteraction-イオン）。
これらのCaとの間の相互作用2+、HCO 3 -及び水は、彼らがその溶媒に非常に可溶性重炭酸カルシウムを行うように効率的です。CaCO 3とは異なり、Ca 2+とCO 3 2-の間の静電引力は非常に強く、水溶液から沈殿します。
水に加えて、COある2分子以上HCO供給するためにゆっくりと反応するの周りに、3 -（pH値に依存するが）。
架空の固体
これまでのところ、Ca（HCO 3）2中のイオンのサイズと電荷、および水の存在が、固体化合物が存在しない理由を説明しています。つまり、X線結晶学で特徴付けられる純粋な結晶Ca（HCO 3）2は、海綿状の層が成長し続ける水中に存在するイオンにすぎません。
Ca場合2+及びHCO 3 -次の化学反応を避ける水から単離することができました。
Ca（HCO 3）2（aq）→CaCO 3（s）+ CO 2（g）+ H 2 O（l）
次に、これらを化学量論比2：1（2HCO 3 / 1Ca）の白い結晶性固体にグループ化できます。その構造についての研究はありませんが、NaHCO 3（重炭酸マグネシウム、Mg（HCO 3）2も固体として存在しないため）、またはCaCO 3のそれと比較できます。
安定性：NaHCO
NaHCO 3は単斜晶系で結晶化し、CaCO 3は三角（方解石）および斜方晶（アラゴナイト）系で結晶化します。 Na +がCa 2+に置き換えられた場合、結晶格子はサイズの大きな違いによって不安定になります。換言すれば、のNa +は、それが小さいので、HCOとより安定な結晶を形成3 - CAに比べ2+。
実際、Ca（HCO 3）2（水溶液）は、そのイオンが結晶内でグループ化できるように、蒸発するために水を必要とします。しかし、その結晶格子は室温でそれを行うには十分に強くありません。水を加熱すると、分解反応が発生します（上記の式）。
NAの+のイオン溶液中で、それはHCOで結晶を形成するであろう3 -その熱分解の前に。
Ca（HCO 3）2が（理論的に）結晶化しない理由は、イオン半径またはそのイオンのサイズの違いによるものであり、分解前に安定した結晶を形成することはできません。
Ca（HCO
一方、CaCO 3結晶構造にH +が追加された場合、それらの物理的特性は大幅に変化します。おそらく、それらの融点は大幅に低下し、結晶の形態でさえ変更されてしまいます。
固体Ca（HCO 3）2の合成を試してみる価値はありますか？困難は予想を超える可能性があり、構造安定性の低い塩は、他の塩がすでに使用されているアプリケーションでは、大きな追加の利点を提供しない場合があります。
物理的及び化学的性質
化学式
Ca（HCO 3）2
分子量
162.11 g / mol
体調
固体状態では表示されません。それは水溶液中に見られ、それが炭酸カルシウムに変わるので、水の蒸発によってそれを固体にしようとする試みは成功していません。
水溶性
16.1 g / 100 ml、0°C; 20℃で16.6 g / 100 ml、100℃で18.4 g / 100 ml。これらの値は、説明したように、Ca（HCO 3）2イオンに対する水分子の親和性が高いことを示しています。前のセクションで。一方、1リットルの水に溶解するのは15 mgのCaCO 3だけであり、これはその強い静電相互作用を反映しています。
Ca（HCO 3）2は固体を形成できないため、その溶解度を実験的に決定することはできません。しかし、石灰岩の周囲の水に溶解したCO 2によって作成された条件を前提として、温度Tで溶解したカルシウムの質量を計算できます。質量は、Ca（HCO 3）2の濃度に等しい。
さまざまな温度で、0、20、および100°Cの値で示されるように、溶解した質量が増加します。そして、これらの実験により、CO （HCO 3）2がCO 2で気化した水性媒体中で、CaCO 3の近傍にどれだけ溶解するかを調べた。ＣＯ2ガスが排出されると、ＣａＣＯ3は沈殿するが、Ｃａ（ＨＣＯ3）2は沈殿しない。
融点と沸点
Ca（HCO 3）2の結晶格子は、CaCO 3の結晶格子よりはるかに弱い。固体状態で得られ、溶融温度を溶融温度計で測定すると、899℃以下で確実に値が得られます。同様に、沸点を決定する際にも同じことが期待されます。
ファイアーポイント
可燃性ではありません。
リスク
この化合物は固体形態で存在していないので、Caの両方ので、その水溶液を処理するリスクを表すとは考えにくい2+及びHCO 3つのイオン-低濃度で有害ではありません。したがって、これらのソリューションを摂取することになるより大きなリスクは、摂取されたカルシウムの危険な投与量によるものである可能性があります。
化合物が固体を形成する場合、CaCO 3と物理的に異なる可能性がありますが、その毒性効果は、物理的接触後または吸入による単純な不快感と乾燥を超えない場合があります。
用途
-重炭酸カルシウム溶液は古紙、特に芸術作品や歴史的に重要な文書の洗浄に長い間使用されてきました。
-重炭酸塩溶液の使用は、それらが紙の酸を中和するだけでなく、炭酸カルシウムのアルカリ予備を提供するので有用です。後者の化合物は、紙の将来の損傷に対する保護を提供します。
-他の重炭酸塩と同様に、化学酵母や発泡性錠剤や粉末製剤に使用されます。また、重炭酸カルシウムは食品添加物（この塩の水溶液）として使用されます。
-重炭酸塩溶液は骨粗しょう症の予防に使用されています。ただし、高カルシウム血症、代謝性アルカローシス、腎不全などの副作用が1例で観察されています。
-重炭酸カルシウムは時々静脈内投与され、心機能に対する低カリウム血症の抑制効果を修正します。
-そして最後に、筋肉収縮のメディエーターである体にカルシウムを提供すると同時に、低カリウム血症状態で発生する可能性のあるアシドーシスを修正します。
参考文献
- ウィキペディア。（2018）。重炭酸カルシウム。取得元：en.wikipedia.org
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- Amy E. Gerbracht&IreneBrückle。（1997）。小さな保存ワークショップでの重炭酸カルシウムおよび重炭酸マグネシウム溶液の使用：調査結果。回収元：cool.conservation-us.org