karbonatoiminen

Karbonatoiminen on kemiallinen prosessi, jossa muodostuu karbonaattiyhdisteita (CO3^2−). Yleensä prosessi alkaa hiilidioksidin (CO2) liukenemisesta veteen ja sen jälkeisestä dissosioitumisesta, jolloin syntyy carbonate-ioneja riippuen ratkaisu‑ ja lämpötilo-oloista. Kun CO3^2−-ionit kohtaavat kationeja kuten Ca2+, Mg2+ tai Na+, muodostuu kiteitä tai liukenevia karbonaatteja (esim. CaCO3, MgCO3, Na2CO3). Karbonatoiminen on herkkä pH:lle, lämpötilalle ja CO2-pitoisuudelle, ja siihen vaikuttavat sekä biologiset että geologiset tekijät.

Geologiassa karbonatoituminen viittaa prosesseihin, joissa hiili sitoutuu mineraaleihin ja maaperään sekä vesistöihin, mikä on osa suurempaa hiilenkiertoa. Mineral karbonation, eli mineraalinen sekvestrointi, on tutkimuksen kohteena hiilidioksidin pitkäjänteisessä varastoinnissa esimerkiksi kallioperään reagoivien karbonaattien muodossa.

Rakennusteollisuudessa karbonaatiolla viitataan betonin karbonaatioon: hiilidioksidi tunkeutuu betonin läpi ja reagoi cementin Ca(OH)2:n kanssa muodostaen CaCO3:tä. Tämä muutos vaikuttaa betonin alkaliniteettiin, sen ominaisuuksiin ja terästen korroosioriskiin.

Teollisuudessa ja ympäristötekniikassa karbonaatteja ei ainoastaan valmisteta, vaan niitä käytetään myös useissa sovelluksissa, kuten rakennusmateriaaleina ja lannoitteina. Karbonatoitumisen tutkimus kattaa sekä peruskemian mekanismit että käytännön sovellukset, mukaan lukien hiilidioksidin kierrätyksen ja sen varastoinnin kehittäminen.