|
 |
|
Trebam napisat referat na temu kalcijev karbonat - tvar u živim bićim. Bi li mi mogli reći gdje se kalcijev karbonat nalazi u živim bićima?
|
|
Ime i prezime:
Tea K.
teichy1996@hotmail.com
|
 |
 |
Pretpostavit ću da ste u sedmom razredu govorili o karbonatima, posebno kalcijevu karbonatu, te polimorfima.
Poznata su tri polimorfa kalcijeva karbonata: kalcit, aragonit i vaterit. Sva tri imaju formulu CaCO3, ali su u njihovim kristalima kalcijevi ioni Ca2+ i karbonatni ioni CO32- složeni na drugačiji način.
Kalcit (Mineralogy Database, mindat.org) je pri normalnim uvjetima (tlak i temperatura na površini Zemlje) stabilan polimorf i ostali polimorfi teže prijelazu u kalcit. Vapnenac je stijena, po mineraloškom sastavu pretežno kalcit, koja izgrađuje mali dio volumena i mase Zemljine kore, ali se nalazi uz površinu pa je među najčešćim stijenama na koje se može naići, a i čest je građevni kamen. Kalcit je ime dobio po latinskoj riječi calx - vapno. Otprilike pola Hrvatske prekrivaju (49 %) karbonatne stijene, uglavnom vapnenac. U kalcit se prilično lako ugrađuju drugi kationi na mjestu kalcija, npr. ioni magnezija Mg2+ i željeza(II) Fe2+. Kalcit s većim udjelom magnezija se naziva magnezijskim kalcitom.
Aragonit (Mineralogy Database, mindat.org) je ime dobio po španjolskoj pokrajini Aragón (iz Zaragoze, glavnoga grada te pokrajine, dolazi klub Real Zaragoza koji se natječe u prvoj španjolskoj nogometnoj ligi - u njemu igra i naš Marko Babić). Kalcit je bio mineral poznat od davnina, a krajem 18. stoljeća počeo se nazirati njegov kemijski sastav (konačno je elementarni kalcij izolirao engleski kemičar Humphry Davy 1808. godine). Nijemac Martin Heinrich Klaproth otkrio je 1798. godine da kalcit i aragonit, mineral koji je prvi opisao njegov zemljak Abraham Gottlob Werner nekoliko godina ranije, imaju jednak kemijski sastav. Tako je par kalcit/aragonit možda i prvi poznati primjer polimorfizma. Aragonit nije toliko raširen u prirodi kao kalcit. Budući da je nestabilan, prekristalizira u kalcit, no prijelaz je obično vrlo polagan, odnosno u prirodi pri normalnim uvjetima traje milijune godina. Taloženje aragonita pomažu visoka temperatura i prisutnost magnezijevih iona jer oni otežavaju kristalizaciju kalcita. Zato aragonita ima mnogo u tropskim plitkim morima i lagunama. Aragonit je uobičajen sastojak kamenaca koji nastaju u cijevima i grijačima vode. Neke su spilje i rudnici poznati po vrlo lijepim i zanimljivim kristalima aragonita, npr. Ochtinská aragonitna spilja kod slovačkog mjesta Rožňava.
Koncem 19. stoljeća, dakle stotinjak godina nakon Klaprothova otkrića, opet je jedan njemački geolog petljao s kalcijevim karbonatima. Zvao se Heinrich August Vater. Eksperimentirajući u laboratoriju dobio je nekoliko novih oblika kalcijeva karbonata. Teško je reći je li Vater doista dobio novi polimorf ili samo izvanjski drugačiji kalcit, ali nekoliko godina kasnije, kad je potvrđeno da doista postoji treći polimorf kalcijeva karbonata, ovaj je nazvan vateritom (Mineralogy Database, mindat.org)
Vaterit je vrlo rijedak u prirodi. Zapravo nastaje relativno lako, ali brzo prekristalizira u kalcit ili aragonit. Zato neki istraživači pretpostavljaju da vaterit nije tako rijedak kako se čini, već nestaje prije no što ga uspijemo dokazati.
Minerali su prema definiciji tvari nastale na Zemlji ili drugom nebeskom tijelu (Mjesecu, planetama, kometama...) oblikovane geološkim silama. Kalcit, aragonit i vaterit mogu se sintetizirati u laboratoriju, ali su pronađeni i u prirodi te se nalaze na
popisu minerala priznatih od strane Međunarodne mineraloške udruge.
Biominerali su tvari, krutine, koje odgovaraju mineralima po kemijskom sastavu i kristalnoj strukturi, ali ih izgrađuju živi organizmi u svojim stanicama, između stanica, između tkiva ili na površini tijela. Biomineralima često nazivamo i proizvode onih taloženja koja se događaju kada nešto u organizmu krene po zlu. Tvorba biominerala je biomineralizacija pa, ako je „nevaljala”, kažemo da se radi o patološkoj biomineralizaciji. Primjer patološke bioineralizacije je ovapnjenje krvnih žila ili ateroskleroza, a javlja se kada kalcijevi minerali (uglavnom fosfati, ali i karbonati) zajedno s mastima, proteinima i drugim makromolekulama iz krvi stvore čep, aterom, u žili i time otežaju protok krvi. Kalcijev karbonat, vaterit, se pojavljuje i kao sastojak bubrežnih i žućnih kamenaca.
Kalcijevi karbonati su među najraširenijim biomineralima uopće. S njima se po raznolikosti funkcija i zastupljenosti u živom svijetu mogu mjeriti samo kalcijevi fosfati i silicijev dioksid (SiO2). U tablici su navedeni neki primjeri pojavljivanja kalcijeva karbonata u organizmima i njihova uloga:
a) Kokolitofori su planktonske jednostanične alge iz razreda Prymnesiophyceae. Posebno su rasprostranjeni u tropskim morima,, a u geološkoj prošlosti Zemlje bili su još rašireniji.
b) Foraminifere su praživotinje (red Foraminiferida) od kojih su neke oklopljene kalcitnom ljušturicom dok su u drugih foraminifera ljušturice organske ili nastaju uklapanjem stranih krutih čestica u organsku podlogu).
c) Koralji su jednostavni organizmi iz koljena žarnjaka kamo uz njih pripadaju moruzgve, vlasulje, meduze i hidre. Najpoznatiji su kameni koralji koji najviše doprinose stvaranju koraljnih grebena i otoka. Koralji izgrađuju svoj kostur od različitih tvari, a neki ga uopće nemaju. Među onima koji izlučuju kalcijev karbonat je i jadranski crveni koralj. Kalcijev karbonat može biti izlučen u obliku kalcita (kao kod crvenog koralja) ili aragonita.
d) Trilobiti su izumrli člankonošci kojima su najbliži živi srodnici pauci i potkovasti rak. Živjeli su tijekom razdoblja u povijesti Zemlje koje nazivamo paleozoik (od prije 540 do prije 250 milijuna godina). Trilobiti su imali vanjski skelet izgrađen od magnezijskog kalcita učvršćenog organskom tvari, ali zanimljiviji su kristali kalcita koji su činili njihove očne leće. Poznato je da kalcit lomi svjetost dvostruko, stoga se i zove dvolomac, ali su u oku trilobita kristali bili tako usmjereni da se svjetlosti lomila u samo jednu zraku.
e) Koljeno mekušci (Mollusca) obuhvaća školjkaše, puževe, glavonošce (lignje, sipe, hobotnice...) i još neke skupine životinja u kojih je uglavnom razvijen vanjski skelet. Te njihove „kućice” načinjene su pretežno od kalcijeva karbonata te sadrže malo organske tvari koja daje elastičnost, čvrstoću i boju. U ljušturama mekušaca mogu se naći sva tri polimorfa kacijeva karbonata. Vrlo često mekušci kombiniraju aragonit i kalcit tako da kalcit izgrađuje vanjski dio kućice, a aragonit unutrašnji. Ne znamo još gotovo ništa o tome kako im to uspjeva. Neki puževi prilikom parenja koriste aragonitne „ljubavne strelice” o kojima je nedavno bilo riječi u časopisu Priroda.
f) Rakovi imaju oklop vrlo sličan oklopu stonoga, kukaca i pauka, ali njihov je dodatno otvrdnjen kalcitom. Budući da oklop ne može rasti, rakovi se presvlače. Novi je oklop nakon presvlačenja mekan jer u njemu još nema kalcijeva karbonata pa se za to vrijeme rak posebno skriva od grabežljivaca.
g) Koljenu bodljikaša (Echinodermata) pripadaju
>zvjezdače, ježinci, trpovi i još neke životinje. Njihov se skelet nalazi odmah ispod kože. Sastavljen je od brojnih međusobno povezanih kalcitnih pločica, ponekad i bodlji koje mogu izvirivati kroz kožu. Bodlje su obično labavo povezane s oklopom pa ih lako gube (ogoljeni oklopi uginulih ježinaca ili zvjezdači često se nađu na obali među šljunkom i ljušturama školjkaša)
h) Gmazovi i njihovi potomci ptice legu jaja koja, osim tanke organske ovojnice, štiti kalcitna ljuska. Ptice su toplokrvne pa grijanje svojih jaja ne mogu prepustiti hirovitom suncu ili trulom bilju. Ljuska ptičjih jaja je posebno kruta kako bi izdržala težinu ptice dok leži na njima. Otkriveno je da neki pesticidi, npr. DDT, otežavaju ovapnjenje ljuske. Ona više nije dovoljno čvrsta te može puknuti pod pticom-mamom (ili pticom-tatom). Osim toga, pesticidi truju neizlegle ptiće koji, ako uopće dožive dan „izlaska”, ne mogu probiti ionako oslabljenu ljusku.
i) Bez osjetila sile teže ne bismo imali osjećaj za „dolje”. Aristotel je davnih dana nabrojio pet osjeta ili čula: dodir, miris, okus, sluh i vid, ali, eto, izostavio je osjet za koji čak i neki jednostanični organizmi imaju posebne organele. Čovjek i ostali kralješnjaci osjetilo ubrzanja (sila teža je vrsta ubrzanja) imaju u najdubljem dijelu uha, koji se zove unutarnje uho ili labirint, a ima oblik šupljine ispunjene viskoznom tekućinom u kojoj se nalaze čestice kalcijeva karbonata. Te su čestice smještene na membrani koja dodiruje osjetne stanice. Dok mirujemo, membrana pritišće svojom težinom prema dolje. Kad se tijelo, tj. glava pomakne u jednom smjeru, membrana pritisne stanice u drugom pa mozak dobije informaciju o smjeru kretanju tijela i ubrzanju. Mineralne čestice su potrebne jer imaju puno veću gustoću od okolne tekućine pa jače pritisnu osjetne stanice. Nazivaju se otoliti ili statoliti. Ovdje je naveden mineraloški sastav samo otolita pojedinih skupina kralješnjaka, ali i mnogi beskralješnjaci imaju otolite od kalcijeva karbonata (npr. glavonošci od aragonita). |
|
|
Odgovorio:
Kristijan A. Kovač
kkovac@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
