الترسبات الكلسية

الترسبات الكلسية عبارة عن رواسب صلبة طباشيرية ، تتكون أساسًا من كربونات الكالسيوم (CaCO₃ ₎ . غالبًا ما تتراكم داخل الغلايات والسخانات والأنابيب ، وخاصة تلك المستخدمة لتسخين المياه. كما توجد أيضًا على شكل رواسب مماثلة على الأسطح الداخلية للأنابيب القديمة وغيرها من الأسطح التي تدفقت عليها المياه العسرة . تتشكل الترسبات الكلسية أيضًا على شكل حجر الترافرتين أو التوفا في ينابيع المياه العسرة.

يتراوح اللون من الأبيض المائل للصفرة إلى درجات مختلفة من الرمادي والوردي أو البني المحمر، وذلك تبعاً للمعادن الأخرى الموجودة. وتُضفي مركبات الحديد اللون البني المحمر.

إضافةً إلى مظهرها غير الجذاب وصعوبة تنظيفها، يمكن أن تُلحق الترسبات الكلسية أضرارًا جسيمة أو تُعيق عمل مكونات السباكة والتدفئة المختلفة. ^{[ 1 ]} تُستخدم مواد إزالة الترسبات الكلسية عادةً للتخلص منها. ويعتمد منع تراكم الترسبات على تقنيات تليين المياه أو غيرها من طرق معالجة المياه.

يمكن أن يؤثر الترسب الكلسي أيضًا على المنتجات البصرية، مثل النظارات والمرايا . ^{[ 2 ]}

يتكون النوع الموجود على عناصر التسخين في سخانات المياه بشكل أساسي من كربونات الكالسيوم (CaCO₃ ₎ . تحتوي المياه العسرة على بيكربونات الكالسيوم (وأحيانًا المغنيسيوم ) أو أيونات مشابهة. تذوب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والكربونات من الصخور التي تتسرب مياه الأمطار من خلالها قبل تجميعها. أملاح الكالسيوم، مثل كربونات الكالسيوم وبيكربونات الكالسيوم (Ca(HCO₃ ₎ ₂ ₎ ، أكثر قابلية للذوبان في الماء الساخن منها في الماء البارد؛ لذا، فإن تسخين الماء وحده لا يؤدي إلى ترسب كربونات الكالسيوم. ومع ذلك، يوجد توازن بين بيكربونات الكالسيوم المذابة وكربونات الكالسيوم المذابة، كما هو موضح في المعادلة الكيميائية.

Ca ²⁺ + 2 HCO − 3 ⇌ Ca ²⁺ + CO 2− 3 + CO ₂ + H ₂ O

لاحظ أن _ثاني أكسيد الكربون مذاب في الماء. يميل ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء (aq) إلى التوازن مع ثاني أكسيد الكربون في الحالة الغازية (g):

CO ₂ (aq) ⇌ CO ₂ (g)

يتحرك توازن _ثاني أكسيد الكربون نحو اليمين، باتجاه غاز ثاني أكسيد الكربون _، عند ارتفاع درجة حرارة الماء أو انخفاض ضغطه. عند تسخين الماء المحتوي على كربونات الكالسيوم المذابة، ينطلق _ثاني أكسيد الكربون من الماء على شكل غاز، مما يقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون الداخلة في التفاعل، فيؤدي ذلك إلى إعادة توازن البيكربونات والكربونات نحو اليمين، وبالتالي زيادة تركيز الكربونات المذابة. ومع ازدياد تركيز الكربونات، تترسب كربونات الكالسيوم على شكل ملح .

Ca ²⁺ + CO 2− 3 → CaCO ₃

في الأنابيب، كما هو الحال في الترسبات الكلسية، وفي رواسب الكالسيت السطحية، مثل الترافرتين أو التوفا، يُعدّ انطلاق الغاز العامل الرئيسي لتكوّن الكالسيت. عند تسخين الماء العسر على الموقد، تتشكّل فقاعات الغاز هذه على سطح الإناء قبل الغليان. كما يمكن أن يحدث انطلاق الغاز عند تخفيف الضغط المحيط، كما في حالة فتح زجاجة بيرة أو عند تدفق المياه الجوفية إلى خزان ضغط جوي.

مع إضافة الماء البارد الجديد المحتوي على كربونات/بيكربونات الكالسيوم المذابة وتسخينه، تستمر العملية: يتم إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون _مرة أخرى، ويزداد تركيز الكربونات، ويترسب المزيد من كربونات الكالسيوم.

_غالباً ما يكون لون القشور ناتجاً عن وجود مركبات _تحتوي على الحديد . المركبات الرئيسية الثلاثة للحديد هي: _{الوستيت} ( FeO)، والهيماتيت ( Fe2O3 )، والماغنيتيت ( _Fe3O4 ) .

اكتمل بناء قناة إيفل الرومانية حوالي عام 80 ميلادي، ثم تضررت ودُمّرت بشكل كبير على يد القبائل الجرمانية عام 260 ميلادي. وبحلول العصور الوسطى، أصبحت الترسبات الكلسية الشبيهة بالحجر الجيري المتراكمة داخل القناة مرغوبة للغاية كمادة بناء، تُعرف باسم "رخام إيفل" في منطقة تفتقر إلى الأحجار الطبيعية. وخلال فترة تشغيل القناة، تراكمت طبقة من هذا الحجر في العديد من أجزائها بسماكة تصل إلى 20 سنتيمترًا (8 بوصات) . تميزت هذه المادة بقوام مشابه للرخام البني ، وكان من السهل إزالتها من القناة. وعند صقلها، تظهر عروقها، كما يمكن استخدامها كلوح حجري عند تقطيعها بشكل مسطح. انتشر استخدام هذا الحجر الصناعي في جميع أنحاء منطقة الراين، وكان شائعًا جدًا في صناعة الأعمدة وإطارات النوافذ وحتى المذابح. ويمكن ملاحظة استخدام "رخام إيفل" شرقًا حتى مدينتي بادربورن وهيلدسهايم ، حيث استُخدم في الكاتدرائيات . وتُعد كاتدرائية روسكيلد في الدنمارك أقصى موقع شمالي استُخدم فيه هذا الحجر، حيث صُنعت منه العديد من شواهد القبور. ^{[ 3 ]} 

نقلت التجارة مع الغرب هذا الحجر إلى إنجلترا كمادة تصديرية فاخرة في القرنين الحادي عشر والثاني عشر، حيث صُنعت منه أعمدة لعدد من كاتدرائيات العصر النورماندي الإنجليزي. عُرف هذا الحجر البني المصقول الرائع لسنوات عديدة باسم "رخام العقيق". كان أصله وطبيعته لغزًا بالنسبة للباحثين في أعمال الحجر في كاتدرائية كانتربري ، إلى أن تم تحديد مصدره عام ٢٠١١. ^{[ ٤ ]} يُستخدم هناك كأعمدة تدعم سقف الدير، بالتناوب مع أعمدة من رخام بوربيك. احتاجت هذه الأديرة الكبيرة في الكاتدرائية إلى مئات من هذه الأعمدة حول فناء مفتوح، والتي لا بد أنها وُفرت من خلال عملية استخراج ونقل مُنظمة جيدًا. تم تحديد رواسب إيفل، التي تسمى الآن بالرواسب الكلسية أو الكلسية المتكلسة (لأنها ليست عقيقًا ولا رخامًا )، في روتشستر ^{[ 5 ]} وفي الدير الروماني المفقود الآن في نورويتش ^{[ 6 ]} بالإضافة إلى أروقة المستشفى ونوافذ قاعة الفصل وبوابة الخزانة في كانتربري. ^{[ 7 ]}

تتكون رواسب الصابون عندما تتحد كاتيونات الكالسيوم من الماء العسر مع الصابون ، الذي يذوب في الماء اليسر. وتترسب هذه الرواسب على شكل طبقة رقيقة على الأسطح الداخلية لأحواض الاستحمام والمغاسل وأنابيب الصرف.

• 
  تم إزالة عدة قطع كبيرة من الترسبات الكلسية من غلاية كهربائية .
• 
  صورة مجهرية إلكترونية ماسحة للترسبات الكلسية ( مجال الرؤية 64 × 90 ميكرومتر).

• التلوث
• الماء العسر
• الحجر الجيري
• تليين المياه