Los carbonatos
o sales abundan en muchos materiales y son muy comunes en la superficie del
planeta, encontrándose presente en una gran variedad de rocas ordinarias. Se
evidencia en la naturaleza por su abundancia en forma de rocas calizas o
arenosas, dolomitas, calcitas, mármoles, entre muchos otros…

Sus múltiples aplicaciones se extienden a diferentes
campos especializados  y procesos de
diferente índole en los  que se engloban
desde los mecánicos, químicos  hasta bioquímicos.
Pero, ¿qué más se sabe de ellos?

¿Qué son los carbonatos?

Son
compuestos químicos derivados de la reacción ocasionada por la combinación del
ácido carbónico (H2CO3)
y un metal, en
consecuencia la formación de sales o
carbonatos
. Al combinar estos elementos entre sí, las moléculas de
hidrógeno que integran  el ácido
carbónico se sustituyen por metal base, obteniendo en consecuencia este
compuesto químico.

En este
proceso se lleva a cabo un enlace iónico entre los cationes que forman parte
del metal y los aniones del ácido carbónico (H2CO3). Estas sales o carbonatos se
caracterizan fundamentalmente por la presencia del ion carbonato CO32-,
para ejemplificar se tienen:

  • Carbonato de Calcio → CaCO3
  • Carbonato de Potasio → K2CO3
  • Carbonato de Sodio → Na2CO3
  • Carbonato de Plata → Ag2CO3
  • Carbonato de Litio → LiCO3
  • Carbonato de Magnesio → MgCO3

Propiedades
de los Carbonatos:

Poca solubilidad en el agua

Este particularidad distintiva es la que
permite que los carbonatos se encuentren idóneamente  fijados y formando parte de muchas rocas y
minerales del planeta.

Inestabilidad

Los carbonatos
son inestables y suelen descomponerse cuando son sometidos a altas
temperaturas. Esto provoca la pérdida de dióxido de carbono  (CO2) antes de transformarse en óxidos. Ejemplificando
lo señalado anteriormente se tiene:

CaCO3 → CaO + CO2 (900ºC)

Tipos de carbonatos

Los carbonatos
se encuentran en la geografía del planeta en dos formas:

  • Covalentes
  • Iónicos

Esta diferenciación
se presenta cuándo los carbonatos se someten a presiones y temperaturas adversas
y  reaccionan con agua para generar
óxidos metálicos e hidróxidos.

Carbonatos Iónicos

Son
compuestos sólidos provenientes de los hidróxidos, también se les conoce como carbonatos salinos, debido a que tienen
un carácter iónico. Entre los carbohidratos iónicos se encuentra el carbonato
de calcio el cual es básicamente utilizado para la formación de
oxiacetilénicos.

El oxiacetilénico
al mezclarse con el agua produce acetileno, este último quema y  genera una flama de temperatura de 3300 °C,  liberando energía. La energía emanada se
utiliza para la soldar y cortar los diferentes metales.

Carbonatos Covalentes

Son aquellos
que proceden de los óxidos metálicos y se forman a partir del carbón y otros
elementos con una electronegatividad aproximada a la del carbón. En este grupo
destacan el carbonato de silicio
(SiC) y el carbonato de Boro B4C.

Por lo
general, el carbonato de Boro se utiliza en barras para reactores nucleares con
el objetivo de atrapar los neutrones y regular la reacción de la radioactividad.
El carbonato de silicio es fuerte y
suele ser abrasivo lo que le da suficiente resistencia ante la acción de los
ácidos y bases. Se utiliza regularmente en la construcción de muelas abrasivas,
discos para el corte y pulido de piedras y lentes.

Clasificación de
los carbonatos

Según la
composición química de los carbonatos y
su estructura cristalina, los carbonatos se clasifican en: 

  • Anhidros
  • Hidratados

Anhidros

Se dividen
en dos (2) grandes grupos con estructuras atómicas y dimensiones moleculares
similares: calcitas y aragonitos. En el primer grupo predominan los siguientes  elementos químicos:

  • Calcio
  • Magnesio
  • Hierro
  • Manganeso
  • Zinc
  • Cobalto

Al grupo de
calcitas pertenecen los compuestos químicos:

  • Carbonato de calcio (CaCO3
  • Carbonatos de magnesita (MgCO3)
  • Carbonatos de siderita (FeCO3)
  • Carbonato de zinc (ZnCO3)

En
el segundo grupo de aragonito prevalecen estos elementos químicos:

  • Calcio
  • Bario
  • Estroncio
  • Plomo

Al grupo de
aragonito pertenecen los compuestos químicos:

  • Carbonato de aragonito (CaCO3)
  • Carbonato de bario (BaCO3)
  • Carbonato de estroncio (SrCO3)
  • Carbonato de Plomo (PbCO3)

Hidratados

En este grupo los más nombrados son:

  • Malaquita
  • Gaylusita 
  • Trona   
  • Nesquehonita
  • Lansfordita
  • Termonatrina
  • Natron
  • Lantanita
  • Calkinsita
  • Pengerita
  • Lokkaíta
  • Hidromagnesita

 

Ejemplos de
Carbonatos

Calcita

Su fórmula química es
CaCO3, posee un sistema de cristalización en forma de:

  • Romboedros
  • Prismas
    hexagonales apuntados por romboedros
  • Escalenoedros
    apuntados por romboedros

Las propiedades físicas
de la calcita son:

  • Densidad: 2,72 g/cm3
  • Color: en
    general es incoloro pero se puede ver en blanco, amarillo, o gris.

Las propiedades
químicas de la calcita son:

  • Efervescencia: Se descompone, con desprendimiento de dióxido de carbono  al tratarla con ácido clorhídrico, inclusive
    a bajas temperaturas. 

El mineral calcita forma parte de muchas rocas
sedimentarias como la caliza y la marga y en las rocas metamórficas como el
mármol.

Dolomita

Su fórmula química es CaMg(CO3)2,
posee un sistema de cristalización en forma hexagonal

Las propiedades físicas
de la dolomita son:

  • Densidad: 2,72 g/cm3
  • Color: en
    general es claro o blanco pero se puede ver en pardo, amarillo, o rosado.

La propiedad  química fundamental de la dolomita es que no
ofrece ninguna reacción al ácido clorhídrico cuando se somete a bajas
temperaturas. 

El mineral dolomita está integrado esencialmente a
una roca sedimentaria que lleva por nombre dolomía,  y también está presente en la roca
metamórfica conocida como mármol dolomítico.

Siderita

Su fórmula química es FeCO3,
posee un sistema de cristalización en forma hexagonal.

Las propiedades físicas
de la siderita son:

  • Densidad: 3,7 a 3,9 g/cm3
  • Color: en
    general es gris, negro o amarillo.

La propiedad  química fundamental de la siderita es que no
ofrece ninguna reacción al ácido clorhídrico cuando se somete a bajas
temperaturas. 

El mineral siderita no tiene una elevada
importancia desde un punto de vista petrogénico, pero forman parte de
sustanciosas menas de hierro. 

Uso e importancia
de los carbonatos

Desde un punto
de vista geológico y minero, los carbonatos
tienen una especial importancia, ya que no solo aglomeran metales, agua, sino
también hidrocarburos, por lo que tienen implicaciones en una gran cantidad de
ámbitos de la vida cotidiana.

Los carbonatos son de gran utilidad en el
mundo de la industria, no obstante los de mayor provecho para el hombre y su
entorno debido a su capacidad de neutralización y abundancia en la superficie
terrestre, son el carbonato de calcio y el de dolomita.

El carbonato
cálcico tiene blancura, pureza y dispersabilidad, de modo que constituye una
eficaz materia prima en la construcción, sirve para la elaboración de cal,
piedra y cemento, y productos de aseo personal como pasta dental, por otra
parte los carbonatos se emplean para la producción de pintura, hule, plástico,
adhesivos, cauchos, cerámica, papel.

Las rocas calizas y dolomitas contienen estos
componentes los cuales se usan fundamentalmente en la industria metalúrgica y
en procesos de oxidación atmosférica. También es efectivo en actividades
agrícolas como la preparación y descontaminación de suelos.

Los carbonatos de zinc sirven para la preparación de sustancias
relacionadas a la industria farmacéutica, en tanto que con el
carbonato sódico (Na2CO3) presente en lagunas salinas se puede obtener jabón,
detergentes, vidrio, y el hidróxido de sodio (NaOH).

Resonancia del ion carbonato

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