في الكيمياء إن مركب بيكربونات الكالسيوم مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Ca(HCO3)2)، ويعرف باسم كربونات هيدروجين الكالسيوم، علما أنه لا يشير إلى مركب مشهور، وهو يسبب صلابة مؤقتة ومحلول بيكربونات الكالسيوم في الماء له فوائد صحية بسبب تأثير القلوية والمعدني.
بيكربونات الكالسيوم
- يوجد بيكربونات الكالسيوم فقط في محلول مائي يحتوي على الكالسيوم والبيكربونات وأيونات الكربونات، مع ثاني أكسيد الكربون المذاب، إذ يتفاعل ثاني أكسيد الكربون المذاب في مياه الأمطار مع الحجر الجيري وكربونات الكالسيوم من أجل تكوين بيكربونات الكالسيوم القابلة للذوبان، ثم بعد ذلك يتم غسل هذا المركب القابل للذوبان بمياه الأمطار، هذا هو شكل من أشكال التجوية يسمى “الكربنة”.
- يتم الكشف عن تطبيق محلول مائي من بيكربونات الكالسيوم في عملية فصل واستخراج المعادن، حيث أنه يتم استخدام المحلول المائي لبيكربونات الكالسيوم كعامل موازنة للحموضة؛ وذلك من أجل ضبط قيمة درجة الحموضة المتوازنة لعملية فصل الاستخراج التي تستعمل مستخلص عضوي حمضي، وتحسين قدرة استخلاص الطور العضوي، وزيادة تركيز أيونات المعادن في المرحلة العضوية المحملة.
- ويتواجد فقط في محلول يتضمن أيونات الكالسيوم الموجبة (+Ca2)، ومركب ثاني أكسيد الكربون المذاب (CO2)، وبيكربونات ذات الصيغة الكيميائية التالية: (-HCO3)، وأيون الكربونات السالب (CO3 -2) والتركيزات النسبية لهذه الأنواع المحتوية على الكربون تعتمد على الرقم الهيدروجيني، وتسود البيكربونات في النطاق الهيدروجيني التالي بين 6 وبين 10.
- محاولات تحضير مركبات مثل بيكربونات الكالسيوم تتم عادة عن طريق تبخير محلولها حتى يجف، فينتج عنها كربونات صلبة دائمًا بدلاً من ذلك، ومن المعروف وجود عدد قليل جدًا من البيكربونات الصلبة بخلاف تلك الموجودة في الفلزات القلوية، والتفاعل الكيميائي يكون تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:
Ca(HCO3)2 (aq) → CO2 (g) + H2O (l) + CaCO3 (s)
- يعتبر التفاعل أعلاه مهمًا جدًا من أجل تشكيل الهوابط والصواعد والأعمدة وغيرها من الكتل الكهفية داخل الكهوف، وفي هذا الصدد، في تكوين الكهوف نفسها، نظرًا لأن الماء الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون (بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون الإضافي المكتسب من كائنات التربة)، يمر عبر الحجر الجيري أو كربونات الكالسيوم الأخرى المحتوية على معادن.
- فإنه يذوب جزءًا من كربونات الكالسيوم وبالتالي يصبح أكثر ثراءً في البيكربونات، وعندما تدخل المياه الجوفية إلى الكهف فإنه يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الزائد من محلول البيكربونات، مما يتسبب في ترسب كربونات الكالسيوم الأقل قابلية للذوبان، أن التحلل الحراري لكربونات هيدروجين الكالسيوم لإنتاج كربونات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون والماء، يحدث التفاعل في محلول الغليان:
Ca(HCO3)2 
CaCO3 + CO2 + H2O
- يحدث ترسيب بلورات كربونات الكالسيوم من محاليل بيكربونات الكالسيوم في الطبيعة أثناء تجفيف بيكربونات الكالسيوم في الهواء، تبعا للمعادلة التالية:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
- من المحتمل أن يتم تسهيل ترسيب بلورات كربونات الكالسيوم من محلول بيكربونات الكالسيوم عن طريق إضافة اليوريا و (UPB) أو اليورياز الخام، علما أنه تنتج هذه العملية كمية منخفضة من الأمونيا:
Ca(HCO3)2 + CO(NH2)2 + H2O → CaCO3↓ + CO2 + (NH4)2CO3
- من المحتمل أن تكون الطريقة المقبولة لإنتاج محلول بيكربونات الكالسيوم هي من خلال معالجة محلول معلق الحجر الجيري بثاني أكسيد الكربون، تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:
CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2
- المركب غير ضار، ومع ذلك فإنه قد يسبب تهيج الجلد والعينين والجهاز التنفسي عند الاستنشاق، وبيكربونات الكالسيوم التي تحمل اسم كربونات هيدروجين الكالسيوم عبارة عن مسحوق بلوري أبيض قابل للذوبان في الماء، وهو مركب أيوني من الكالسيوم والهيدروجين والكربون والأكسجين.
- على الرغم من أنه ليس مركبًا طبيعيًا، إلا أنه يتشكل في مياه الأنهار والبحيرات والجداول عندما تتحلل أيونات الكربونات والبيكربونات والكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون، استخدامات بيكربونات الكالسيوم المعروفة هي كالتالي: كمادة مضافة غذائية، وكعامل مضاد للتكتل، كمثبت اللون.
- يمكن لمحلول بيكربونات الكالسيوم المنتج تحت ضغط مرتفع أن يشكل تلقائيًا كربونات الكالسيوم تحت الضغط الجوي، مشكلة التسمم الحيوي للبيكربونات الناتجة عن معالجة كربونات الكالسيوم أو هيدروكسيد الكالسيوم هي انخفاض تركيزه وعدم استقراره، لذلك يجب إنتاج المحلول وتخزينه عند ضغط جزئي مرتفع من ثاني أكسيد الكربون.
- لذلك، يجب أن يحتوي الجراثيم السائلة القائمة على بيكربونات الكالسيوم على محلول من بيكربونات الكالسيوم المنتج من تعليق (Ca(OH)2) أو (CaCO3) تحت ضغط عالٍ من (CO2)، ونظرًا لتركيزه المنخفض فإنه يمكن استخدام هذا النبات الحيوي بشكل أساسي لسد الانشطارات التي يبلغ سمكها 10-200 ميكرومتر في الصخور.
تفاعلات بيكربونات الكالسيوم
- عند التسخين، تتحلل بيكربونات الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون والماء:
Ca(HCO3) 2 → CaCO3 + CO2 + H2O
- يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك لإنتاج كلوريد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون والماء:
Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2 + 2H2O
- يتفاعل مع حامض الكبريتيك لإنتاج كبريتات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون والماء:
Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2CO2 + 2H2O
- يتفاعل بيكربونات الكالسيوم مع حامض النيتريك ليعطي نترات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون والماء:
Ca(HCO3)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2CO2 + 2H2O
