Kaltsiumkarbonaati tunneb iga eestlane – kes paekivina pankrannikul, kes tahvlikriidina, kes katlakivina kohvikeetjas. Teadlased tunnevad kaltsiumkarbonaati kui lihtsa struktuuriga anorgaanilist ainet, mis küll suuri üllatusi pakkuda ei tohiks. Siiski ilmnes, et see koolikeemiaõpikute üks põhjalikumalt kirjeldatud ühend käitub veest välja sadestudes hoopis huvitavamalt kui õpikutes kirjas.
Õpikute seletuse järgi lahustub kaltsiumkarbonaat mingil määral vees, st. esineb kaltsiumi- ja karbonaatioonidena. Kui niisugusesse lahusesse kaltsiumkarbonaati lisada, sadeneb liig pärast kriitilise kontsentratsiooni saavutamist välja. Vastne uurimus näitab, et tegelikkus on hoopis põnevam. Juba väga väikeste kontsentratsioonide juures
 |
| Nanotomp ja kaltsiumkarbonaadi kristall. Pilt: Max Planck Society |
kogunevad kaltsiumi- ja karbonaatioonid umbes seitsmekümnest molekulist koosnevatesse klompidesse, milles võib ära tunda kristallstruktuuri tekkimise algeid. Kontsentratsiooni kasvades hakkavad niisugused nanotombud ühinema ja saab toimuda sadenemine. Ühtlasi tegid teadlased kindlaks, et happeline keskkond pärsib tompude teket. See avastus annab muu hulgas eeldused tõhusamate katlakivi eemaldamise meetodite loomiseks, aga ka kliima soojenemise ühe võimaliku aspekti mõistmiseks. Nimelt arvestavad praegused mudelid, et ookeanid neelavad atmosfäärist süsinikdioksiidi ja see kas ladestub karbonaatidena või esineb karbonaatioonide koostises. Nüüd lisandub võimalus, et osa süsinikku on haaratud kahe eelnimetatud võimaluse vahepealsesse struktuuri. Niisuguste tompude esinemine tundub olevat üldisem nähtus, sest esialgsed katsed viitavad sarnasele käitumisele ka kaltsiumfosfaadi ja -oksalaadi puhul. Viimane on neerukivide peamiseks koostisaineks.
Allikad:
1. Max Planck Society: A crystal clear view of chalk formation
2. Science 19 December 2008: Stable Prenucleation Calcium Carbonate Clusters
Toimetas Erik Randla