En estos minerales el ion carbonato, que consta de un ion de carbono y 3 de oxígeno a su alrededor (CO3)2 -, se unen con el Ca o el Mg dando lugar a la calcita y a la dolomita.
Calcita Ca (CO)3
Es un mineral muy abundante: componente de la caliza (roca sedimentaria) y el mármol (roca metamórfica); cementante mineral muy común y presente en venas y diques. En las rocas se presenta en forma granular; es incolora o de varios colores por impurezas; lustre vítreo y soluble en ácido diluido. También se puede presentar como cristales romboédricos individuales.
Dolomita Ca Mg (CO3) 2
Es el principal componente mineral de la dolomita, las calizas dolomíticas y algunos mármoles. Es incolora o de varios colores por impurezas. Lustre vítreo. Disuelve con dificultad en HCl diluido.
También puede ser producto de la precipitación biótica o abiótica en solución acuosa del carbonato de calcio, magnesio o hierro.
El anión carbonato suele mezclarse con diversos cationes dando lugar a diversos tipos de carbonatos como por ejemplo la calcita, aragonita, la vaterita etc.
Propiedades Físicas y Químicas
El carbonato de calcio es un polvo blanco es decir cristales incoloros, inodoros e insípidos, insoluble en alcohol, con baja solubilidad en agua, altamente soluble en ácidos diluidos y cloruro de amonio
Fuente: Chicaiza,Velazco, Rojas , Morillo
Fig 5.Estructura de lewis (CO3)2-
Autor: Chicaiza, Velazco, Rojas, Morillo
Fg 7. Geometria de CO32- trigonal plana
Fuente:Wikimedia CMMONS
Fg 6. Geometría molecular del carbonato
Autor: Chicaiza, Velazco, Rojas, Morillo
Fig 8. Representación gráfica de la polaridad del carbonato
Autor: Chicaiza, Velazco, Rojas, Morillo
Los enlaces formados por átomos distintos con grandes diferencias de electronegatividad, forman moléculas polares. La molécula es eléctricamente neutra en su conjunto por tener igual de partículas positivas y negativas, pero no existe simetría en la distribución de la electricidad.
Las moléculas polares son dipolos eléctricos, es decir, tienen un extremo positivo y un extremo negativo. (American Chemical Society,2004, p.19)
Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión CO32- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio químico con el bicarbonato y el dióxido de carbono.
La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son poco solubles en agua. Debido a esta característica son importantes en geoquímica y forman parte de muchos minerales y rocas.
El carbonato más abundante es el carbonato cálcico (CaCO3), que se halla en diferentes formas minerales (calcita, aragonito), formando rocas sedimentarias (calizas, margas) o metamórficas (mármol) y es a menudo el cemento natural de algunas areniscas.
En la molécula de carbonato, el oxígeno es el que tiene mayor electronegatividad en la molécula de carbonato por ende será el dipolo negativo y el carbono el dipolo positivo la dirección del vector estará en sentido d+ a d- al realizar la diferencia de electronegatividades da como resultado 1 que es menor a 1.7 y mayor a 0.5 esto quiere decir que es muy polar y contiene enlaces covalentes.
Los carbonatos reaccionan con los ácidos liberando agua y dióxido de carbono. Para el caso del carbonato cálcico:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Las sales carbónicas se forman en medios acuosos en los que existen cationes metálicos disueltos y en los que se infunde una corriente de dióxido de carbono. Este proceso se lo representa mediante las siguientes reacciones:
1) CO2 (g) + H2O → H2CO3 (acu.)
2) H2CO3↔ H+ + HCO3-
3) HCO3- ↔ H+ + CO32-
Cationes metálicos con cargas positivas, M+, M2+ o M3+ reaccionaran con el anión carbonato para dar las siguientes sales:
4) 2M+ + CO32- → M2CO3
5) M2+ + CO32- → MCO3
6) 2M3+ + 3CO32- → M2(CO3)3