CLASES MINERALES

 

5 Clase V. Carbonatos y Nitratos

5.2 Carbonatos


Como ya se ha comentado, en los carbonatos el anión CO3-2 presenta una disposición plano-triangular. Aunque el enlace C-O es fuerte, no lo es tanto como el enlace C=O del anhídrido carbónico. Esto se traduce en que la presencia de ácidos provoca el proceso:

CO3-2 + 2H+ --> CO2 + H2O

Esto es la causa de la efervescencia que exhiben los carbonatos cuando se les añade un ácido.

Por lo que se refiere a los carbonatos que se encuentran en la Naturaleza, hay que mencionar que no son muchos los metales que forman parte de ellos, aunque algunos están muy difundidos. A continuación se examinarán los diferentes tipos.

No existen demasiados carbonatos de metales monovalentes (principalmente alcalinos), pudiendo ser ácidos o neutros. En el primer caso es más probable que sean anhidros, pero en el segundo caso suelen estar hidratados. Algunos carbonatos de elementos alcalinos aparecen en la tabla:

 

CATIÓN RADIO (Å) FÓRMULA ESPECIE
K+ 1,33 KHCO3 Kalicina
Na+ 0,95 NaHCO3 Nacolita
Na+ 0,95 Na3(HCO3).2H2O Trona
Na+ 0,95 Na2CO3.10H2O Natrón

El anión carbonato forma compuestos anhidros más o menos estables con cationes divalentes de radio iónico medio a grande:

 

CATIÓN RADIO (Å) FÓRMULA ESPECIE
Mg+2 0,65 MgCO3 Magnesita
Zn+2 0,74 ZnCO3 Smithsonita
Co+2 0,74 CoCO3 Cobaltocalcita
Fe+2 0,76 FeCO3Siderita
Mn+2 0,8 MnCO3 Rodocrosita
Cd+2 0,97 CdCO3 Otavita
Ca+2 0,99 CaCO3 Calcita
Ca+2 0,99 CaCO3Aragonito
Sr+2 1,13 SrCO3 Estroncianita
Pb+2 1,2 PbCO3Cerusita
Ba+2 1,35 BaCO3 Witherita

También son muy importantes los carbonatos anhidros dobles de metales divalentes:

 

FÓRMULA ESPECIE
CaMg(CO3)2 Dolomita
Ca(Fe,Mg) (CO3)2Ankerita
CaMn(CO3)2 Kutnahorita
CaBa(CO3)2 Baritocalcita
MgBa(CO3)2 Norsethita
CaMg3(CO3)4 Huntita

Algunos cationes divalentes forman carbonatos básicos, es decir, el anión CO3-2 entra a formar parte de la red en diversas proporciones. En la tabla se muestran los principales carbonatos básicos que se encuentran en la Naturaleza.

 

CATIÓN (-ES) FÓRMULA MINERAL
Cu+2 Cu2(OH)2(CO3) Malaquita
Cu+2 Cu3(OH)2(CO3)2 Azurita
Cu+2,Zn+2 (Zn,Cu)5(OH)6(CO3)2 Auricalcita
Zn+2 Zn5(OH)6(CO3)2Hidrocincita
Pb+2 Pb3(OH)2(CO3)2Hidrocerusita
Zn+2,Mn+2 (Zn,Mn)7(OH)10(CO3)2 Loseyita

Se conocen pocos carbonatos de cationes trivalentes, pero se sabe que algunos elementos de las tierras raras introducen átomos de flúor en la fórmula, o bien otros cationes divalentes sustituyen parcialmente al trivalente. Hay muchos minerales de este tipo, pero todos son muy raros y no merece la pena mencionarlos.

El Al+3 es el único catión trivalente que puede formar carbonatos sólo, pero son también muy raros y generalmente forma combinaciones con otros cationes divalentes (Ca+2, Mg+2, Cu+2). También se han encontrado carbonatos donde los cationes trivalentes (Cr+3, Fe+3), se asocian con cationes divalentes (Mg+2, Ni+2, Ca+2).

No se han encontrado carbonatos de metales tetra, penta o hexavalentes, pero sí existen carbonatos de uranilo (UO2+2), como por ejemplo la rutherfordina UO2(CO3)2. También existen y están bien conocidos, los carbonatos de bismutilo, como la bismutita (BiO)2CO3.

Muchos carbonatos poseen moléculas de agua de cristalización, generalmente unidas a los cationes. De estos carbonatos, se mencionan los más importantes en la tabla:

 

FÓRMULA ESPECIE
Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O Hidromagnesita
Na2CO3.10H2O Natrón
Na3(HCO3).2H2O  Trona
Na2Ca(CO2)2.5H2OGaylussita
Ni3(OH)4CO3.4H2OZaratita
Mg6Al2(OH)16CO3.4H2OHidrotalcita

Los minerales del grupo de la dolomita poseen la misma estructura que la calcita, en la que algunos iones Ca+2 son sustituidos por otros, también divalentes y de tamaño parecido (siempre menor). Ello da lugar a la existencia de varias especies en las que ciertos cationes acompañan al Ca+2 en diferentes proporciones. Por ejemplo, en el sistema Ca(Mg,Fe,Mn)(CO3)2 se distinguen 3 especies, ver el diagrama triangular de la figura, dolomita, ankerita y kutnahorita, mientras que los términos intermedios pueden considerarse variedades de las anteriores. Como puede observarse, el número de posibilidades es grande, aunque en la Naturaleza no tienen por qué aparecer todas.

 


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