05/11/2012 - CSIC. Eine Studie bestimmt, wie der Aragonit in Kalk verwandelt

Menéame

Eine Untersuchung am Oberster Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC) hat es experimentell geschafft, festzustellen, wie Aragonit wird in Calcium. Diese beiden Mineralien sind die häufigste Darstellung der Calciumcarbonat, einer der reichsten Verbindungen der Natur.

Die Studie, veröffentlicht in: Crystal Growth & Design, beschreibt die Veränderungen, die in Calciumcarbonatatomen auftreten, und wie diese die Eigenschaften der Verbindung verändern.

Aragonit und Kalkit haben die gleiche chemische Zusammensetzung, unterscheiden sich aber in ihrer Kristallisationsform und ihren Eigenschaften. Seit vielen Jahren war der Prozess der Transformation von einem zum anderen ein Inkognit gewesen, das nun durch die Fortschritte bei der elektronischen Übertragungsmikroskopie und durch die durch die Kontrolle des Kohlenstoffierung von Calciumhydroxid-Nanopartikeln.

"Aus dieser Studie haben wir verstanden, wie die in den Aragonitkristallen vorhandenen Störungen des Atomnetzes die Rekommodierung von Karbonatanionen und Kalziumkationen begünstigen. Diese neue Ausrichtung führt zu einer stabileren Mineralphase: der Kalk," erklärt die Forscherin des CSIC Luz Stella Gómez vom Institut für Geowissenschaften, dem gemischten Zentrum des CSCI und der Complutense University in Madrid.

Laut dieser Arbeit werden Veränderungen in der Umgebung, wie die Veränderung der Feuchtigkeit und die Aufnahme von Kohlendioxid (CO2), in der Atomstruktur erfasst. So wird in feuchten Umgebungen durch das Einbringen von CO2 und das Austreten von Wasser das Auftreten von Mängeln in der Anordnung der Atome in den Aragonitkristallen nach Auflösungs- und Wiederkristallisierungsprozessen begünstigt.

"Jede Umweltänderung, ja sogar die Zeit, wirkt sich auf Calciumcarbonat aus und beeinflusst die Eigenschaften des Materials, seine Haltbarkeit, was je nach dem Anwendungsbereich, in dem wir uns befinden, einige oder andere Folgen nach sich zieht," fügt Gomez hinzu.

Anwendungen

Calciumcarbonat hat eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Pharmakologie, Papierindustrie und Bauindustrie, unter anderem. In der Natur ist ihre Präsenz mit den Prozessen der Biomineralisierung verbunden, meist mit Aragonit und Kalkit als Ausbilder des Skeletts von vielen Organismen.

"Innerhalb des Feldes der Geologien ist Calciumcarbonat bekannt für seine Fülle als Bestandteil der Kalkfelsen; in der Paläoökologie dient es als Indikator für klimatische und paläoklimische Veränderungen. Darüber hinaus ist es mit dem Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen verbunden und wird aufgrund seines adsorbierenden Charakters in Umweltsanierungsarbeiten oder als CO2-Speicher eingesetzt," schließt die Forscherin.

    L. S. Gomez-Villalba, P. López-Arce, M. Alvarez de Buergo, R. Fort. Atomic Defects and Their Relationship to Aragonite−Calcite Transformation in Portlandite Nanocrystal Carbonation. Crystal Growth & Design. DOI: 10.1021/cg300628.

Foto: Kalk

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