Calciumcarbonat (2005)

Calciumcarbonat - CaCO3 - oder auch Kalk ist weiß, grau oder farblos und kann noch viele weitere Farben aufweisen, die oft durch Fremdeinwirkungen (Verunreinigung) entstehen. Es ist ein nahezu wasserunlösliches Pulver. Es besteht im festen Zustand aus einem Ionengitter mit Ca2+-Ionen und CO32--Ionen im Verhältnis 1 : 1. Calciumcarbonat selbst ist in reinem Wasser kaum löslich. Die Verwitterung des Kalkgesteins erfolgt unter Bildung des leicht löslichen Calciumhydrogencarbonats Ca(HCO3)2, beschleunigt durch Säuren (Kohlensäure aus dem Kohlendioxid und Schwefelige Säure aus dem Schwefeldioxid der Luft). Calciumcarbonat kommt in der Natur in drei kristallinen Modifikationen vor: Calcit, Aragonit und Vaterit.

 

Gebrannter Kalk

 

Kalk wird stark erhitzt. Dadurch entsteht der gebrannte Kalk, auch Brandkalk genannt. Die chemische Bezeichnung ist Calciumoxid CaO. Gebrannter Kalk ist der Kalk, der im Bauhandel erhältlich ist.

 

Entstehung von Branntkalk:

Calciumcarbonat Calciumoxid + Kohlenstoffdioxid
CaCO3 CaO + CO2

 

 

Gelöschter Kalk

 

Wird gebrannter Kalk mit Wasser versetzt, entsteht unter starker Wärmeentwicklung gelöschter Kalk, der auch Löschkalk genannt wird. Die chemische Bezeichnung ist Calciumhydroxid Ca(OH)2. Es wird zum Kalken von Wänden und als Zusatz zu Kalkmörtel verwendet. An der Luft bindet gelöschter Kalk durch das Kohlenstoffdioxid in der Luft wieder zu Calciumcarbonat ab, womit sich der "Kalkkreislauf" schließt. Gebrannter Kalk und gelöschter Kalk sind stark ätzend und der Kontakt mit den Augen kann zur Erblindung führen! Gewöhnlicher Kalk aber ist harmlos.

 

Entstehung von Löschkalk:

Calciumoxid + Wasser Calciumhydroxid
CaO + H2O Ca(OH)2


Entstehung von Calciumcarbonat:

Calciumhydroxid + Kohlenstoffdioxid Calciumcarbonat
Ca(OH)2 + CO2 CaCO2

 

Calcit

 

Calzit ist farblos oder weiß. Es besitzt eine Härte von 3 und eine Dichte von 2,6 bis 2,8. Ein sicheres Bestimmungsmerkmal von Calcit ist das Aufbrausen beim Beträufeln mit verdünnter Salzsäure. Calcit (Calzit, Kalkspat) ist ein gesteinsbildendes Mineral. Calcit ist die stabilste der drei Modifikationen des Calciumcarbonats. Es kristallisiert im trigonalen System und weist die größte Vielfalt an Kristallformen (mehr als 1 000 Kombinationen) aller Minerale auf. Neben schönen Kristallen kommen Aggregate vor. Eine klare, farblose Variante des Calcits ist der Doppelspat, der durch eine deutliche doppelte Lichtbrechung charakterisiert ist. Kalkstein und Marmor sind die verbreitetsten Gesteine, die vorwiegend oder ganz aus Calcit bestehen. Daneben kommt Calcit auch in Sinterbildungen vor und aus ihnen bestehen oft auch Stalagmiten und Stalaktiten.

calcit 1

 

Isländischer Doppelspat

Isländischer Doppelspat ist eine farblose, lichtdurchlässige Varietät des Calcits. Isländischer Doppelspat besitzt eine doppelte Lichtbrechung und eignet sich darum besonders zur Herstellung von Polarisationsprismen für Mikroskope und andere optische Instrumente. Er kommt in Island, Mexico und den Vereinigten Staaten vor.

doppelspat 2

 

 

Aragonit

 

Aragonit ist eine der drei Modifikationen von Calciumcarbonat. Aragonit bildet gestreckte, prismatische Kristalle. Diese sind meist weißlich, durchsichtig bis durchscheinend. Er besitzt eine Härte von 3,5 bis 4 und eine Dichte von 2,9 bis 3 und gehört ins rhombische Kristallsystem. Er ist härter und seltener als Calcit. Im Lauf geologischer Zeiträume kann er sich in Calcit umwandeln. Aragonit setzt sich an heißen Quellen und in Stalaktiten ab und tritt zusammen mit Eisenerz auf. Außerdem wird er von wirbellosen Tieren als Perlmutt (es kleidet die Schalen vieler Weichtiere aus) und als Perlen abgesondert.

aragonit3

 

 

Kalkstein

 

Kalkstein ist ein Sedimentgestein, das hauptsächlich aus Calcit besteht. Kalkstein ist mit Ton verunreinigte Kalk. Er entsteht meist im Meerwasser, in geringen Mengen aber auch auf dem Festland, z.B. in Seen, Flüssen oder an Quellen. Der Kalk bildet sich entweder direkt durch chemische Ausfällung, was eher selten vorkommt, oder biogen, d. h. aus den kalkigen Schalen und Skeletten von Muscheln, Schnecken, Korallen, Schwämme, Foraminiferen, Armfüßern oder Algen.

Man unterscheidet je nach Form der Ablagerung und der Verunreinigung:

  • gut geschichtete, feinkörnige Plattenkalke und Massenkalk, der in ungeschichteten und unregelmäßigen Riffen vorkommt
  • porösen Kalkstein (Kalksinter)
  • erdigen Kalkstein (Kreide)
  • oolithischen Kalkstein (Oolith)
  • kristallinen Kalkstein (Marmor, Dolomit)

Kalkstein wird unter anderem in der Eisen- und Stahl-, Zement-, Düngemittel- und Glasindustrie verwendet und wird auch als Baustein und Schotter häufig eingesetzt.

kalkstein4

 

 

Marmor

Marmor ist ein mittel- bis grobkörniges Gestein. Es entsteht bei der Metamorphose von Kalkstein. Es besteht hauptsächlich (bis 99%) aus Calcit. Es kann bei der Metamorphose Fremdbestandteile aufnehmen und darum braun, gelb, rot, grün, grau oder schwarz gefärbt erscheinen. Zum Teil weist es eine Marmorierung auf. Reiner Marmor ist weiß und eher selten. Die hohe Lichtdurchlässigkeit lässt manche Sorten schimmern. Marmor lässt sich polieren und wird vor allem als Bau- und Bildhauermaterial verwendet. In der Bauwirtschaft und im Handel wird der Begriff für alle Kalksteine benutzt, die sich polieren lassen.

Marmor reiner Marmor
marmor 5 reiner 6

 

Oolith

Oolith ist ein Kalkstein, der aus kleinen Kalkkügelchen zusammengesetzt ist. Die einzelnen Kügelchen heißen Ooide, das Gestein Oolith. Die Körner können 0,25 bis 2,0 Millimeter groß sein, aber sie besitzen meist einen Durchmesser von 0,5 bis 1,0 Millimeter.

Das einzelne Ooid besteht aus konzentrischen Kalkschalen oder strahligen bis nadelförmigen Calcitkristallen. Ooide bilden sich in flachem, wenig bewegtem, kalkübersättigtem Wasser. Sie entstehen um Kristallisationskerne aus Quarz (Sand) oder winzige Fossilbruchstücke herum.

 

Dolomit

Dolomit besitzt eine Härte zwischen 3,5 und 4, eine relative Dichte von 2,85 und kristallisiert im trigonalen System. Das Mineral ist farblos, weiß oder rötlich, es kann aber auch - von den darin enthaltenen Verunreinigungen abhängig - braun, schwarz oder grün gefärbt sein. Es ist ein calcium- und magnesiumhaltiges Mineral und heißt auch Calcium-Magnesiumcarbonat CaMg(CO3)2. Es kommt in dolomitischem Kalkstein sowie auf Erz- und Mineralgängen in der Natur vorkommt. Den Name verdankt es dem französischen Mineralogen D. de Gratet de Dolomieu (1750-1801), der dieses Mineral erstmals beschrieb.

Dolomit wird als Flussmittel in der Eisenverhüttung eingesetzt. Man benutzt es auch zur Herstellung von Magnesiumcarbonat und von Magnesia, einem Magnesiumoxid. Seltener wird es auch zur Herstellung von Magnesium genutzt.

dolomit7

 

Stalaktiten und Stalagmiten

Sind Tropfsteine, die sich zapfenförmig an Decken und Böden von Höhlen bilden. Kalkhaltiges abtropfendes und verdunstendes Wasser kann Kalk ausscheiden. An Höhlendecken kann es durch Ritzen in der Decke Kalksinterröhrchen bilden. Der Kalk lagert sich immer weiter am Sinterröhrchen ab und kann so die spitzen Stalaktiten bilden, die von der Höhlendecke herab hängen. Vom Boden her wachsen ihnen die eher stumpfen Stalagmiten entgegen. Stalaktiten und Stalagmiten können in der Mitte zu einer Säule zusammenwachsen.

Stalaktiten und Stalagmiten
der Cave Baredine
Sinterröhrchen
stalak8 sinter9

 

Quellenangabe

Microsoft Encarta Enzyklopädie 2002
www.seilnacht.com/Minerale/Kalkviel.htm

Bilder:

Bild 1: www.mineralogische-sammlungen.de/Calcit-Zw-Stufe.html
Bild 2: www.schwaben.de/home/mathias/mikro/kontrast3.html
Bild 3: www.members.aol.com/cyrtolite2/MinPhot/MinPhot3.htm
Bild 4: www.dezanet.ch/Mauern/pages/Kalkstein-franz.htm
Bild 5: www.zeite.se/ohc/adring.html
Bild 6: www.n.ethz.ch/student/mszoenyi/schule/verzascaex.html
Bild 7: mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Dolomit
Bild 8: www.istra.com/baredine/eng/
Bild 9: www.people.freenet.de/dioptas/skgalery.html

 

 

Zusätzliche Informationen