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  部落格新春大摸彩,余非常幸運摸到靈芝所提供中國湖南生產的方解石,如下圖一:

      圖一 淡紫色結晶終端完美的方解石,是非常夢幻式的標本。

方解石Calcite,成份碳酸鈣CaCO3,碳酸鈣是國中理化課程最常出現的化合物,除了方解石外,鐘乳石如圖二、霰石如圖三、大理石、灰石、以及貝類、珊瑚、珍珠、蛋殼等的主要成份也是碳酸鈣。其間相關化學反應有:

〈1〉碳酸鈣加熱至800度C以上分解成石灰〈氧化鈣〉與二氧化碳。

          CaCO3 → CaO + CO2

     製造水泥、玻璃或煉鋼原料中有灰石,加熱後就產生這項反應。

〈2〉石灰與水反應產生氫氧化鈣〈熟石灰〉

          CaO + 2H2O → 2Ca(OH)2

     氫氧化鈣的水溶液俗稱石灰水。

〈3〉石灰在高溫與矽石〈即SiO2,熔點1700度C〉反應產生熔點低的偏矽酸鈣〈CaSiO3,即爐渣也是玻璃主要成份,熔點低於900度C〉

          CaO + SiO2 → CaSiO3

〈4〉二氧化碳通入澄清石灰水產生碳酸鈣沉澱。這是檢驗二氧化碳的最簡便方法。

          CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

〈5〉碳酸鹽與酸作用產生二氧化碳。

          CaCO3  + 2 H+ →  Ca2+  +  H2O  +  CO2

全部的碳酸鹽均會與強酸如鹽酸、硫酸等反應產生二氧化碳氣泡。與稍弱的酸如醋、汗水等反應看不到氣泡,但會慢慢溶解。

〈6〉碳酸鹽與碳酸也會緩慢反應。

          CaCO3 + H2O + CO2 ←→ Ca2+ + 2HCO3-

這是個可逆反應,向右是溶解向左是沉積,石灰岩溶解再沉積為鐘乳石或其他方解石的反應。

〈7〉鈣離子與碳酸根〈在鹼性環境〉反應產生碳酸鈣。

          Ca2+ + CO32-  →  CaCO3

早期地球產生灰石與之後珊瑚貝殼造礁的反應。

圖二  小鐘乳石,如按50年成長1cm的速度,這個標本經歷6000年才長這麼大。〈晶鎮〉

圖三 摩洛哥的霰石,霰石結構與方解石相異,正常情況形成溫度較高壓力較大,硬度4較方解石大,在酸中的溶解速度也較慢。文石也是霰石的一種。〈貝石之戀〉

 圖四  冰州石Iceland Spar是方解石的一種,常用於双折射的教學標本。〈茶包〉

         圖五  紫水晶上長的白色晶體也是方解石。〈晶鎮〉

  鈣在地殼含量與鐵相差無幾,而只次於鋁,可以說是地殼含量第二、三的金屬,鈣離子與碳酸根結力大於其他鹼土族,因此其他鹼土族的碳化鹽會比較少見。白雲石Dolomite,成份(Ca,Mg)(CO3)2,是第二常見的碳酸鹽,如下圖六:

    圖六  白雲石,鈣鎂比例不均勻會呈現在不規則的結晶上。〈貝石之戀〉

礦石市場中菱鎂礦Magnesite,成份碳酸鎂MgCO3,很少見,一般都看不出結晶呈不透明狀〈混有其他鹼土族成份〉,近幾年才在巴西發現完美大結晶的標本〈很純的碳酸鎂〉,如圖七:

   圖七  結晶像冰州石,但卻是菱鎂礦,標本6*5cm,價格很高。

  菱鍶礦Strontianite,成份碳酸鍶SrCO3,比菱鎂礦多見,大結晶的很少,如圖八:     

             圖八  菱鍶礦。〈茶包〉

  碳酸鋇BaCO3的礦物,被稱為毒重石,英文學名Witherite,誤食入胃會溶解被吸收而中毒,如圖九:

              圖九  毒重石〈晶鎮〉

  菱鐵礦Siderite,成份是碳酸亞鐵FeCO3,應是淡綠色,但常混有少許Fe3+,所以顏色較暗,如圖十:

圖十 加拿大的菱鐵礦,旁邊白色小晶體是新奇鈣鈰礦Synchysite Ca(La,Ce)(CO3)2F,是一種碳酸鹽類的稀金礦。〈貝石之戀〉

  孔雀石Malachite是一種鹼式碳酸鹽,成份Cu2CO3(OH)2,這是因為形成碳酸鹽的條件必須是鹼性環境OH-離子濃度較高,而銅離子與OH-結合力也很大,因此一起沉澱出來,如圖十一、十二:

             圖十一  產自於中國大陸的孔雀石

               圖十二  薩伊的孔雀石標本

  藍銅礦Azurite是更常見而穩定的一種鹼式碳酸銅,成份Cu3(CO3)2(OH)2,如圖十一:


 圖十一  藍銅礦常與孔雀石在一起,如癌症般,藍銅礦區域愈長愈大而孔雀石區域變小。

  菱鋅礦Smithsonite是也是常見的碳酸鹽,成份ZnCO3,顏色形狀多變是因為經常混有其他金屬離子,如圖十二、十三:

 

             圖十二  菱鋅礦有時比螢石更像糖果

          圖十三  之前介紹過像桿菌的菱鋅礦

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