Физични свойства на калция. Използването на калциеви съединения

Костният скелет е съставен от него, но тялото не е в състояние да произведе елемента самостоятелно. Става дума за калция. Възрастните жени и мъже трябва да приемат поне 800 милиграма алкалоземен метал на ден. Възможно е да се извлече от овесени ядки, лешници, мляко, ечемичен шрот, заквасена сметана, боб, бадеми.

калцийнамира се в грах, горчица, извара. Вярно е, че ако ги комбинирате със сладкиши, кафе, кола и храни, богати на оксалова киселина, усвояемостта на елемента спада.

Стомашната среда става алкална, калцият се улавя в неразтворим и се отделя от тялото. Костите и зъбите започват да се разпадат. Какво е това за елемент, след като той се е превърнал в един от най-важните за живите същества и има ли употреба за веществото извън техните организми?

Химични и физични свойства на калция

В периодичната таблица елементът заема 20-то място. Той е в основната подгрупа на 2-ра група. Периодът, към който принадлежи калцият, е 4-ти. Това означава, че един атом на материята има 4 електронни нива. Те имат 20 електрона, което се обозначава с атомния номер на елемента. Това свидетелства и за заряда му - +20.

калций в тялото, както в природата, е алкалоземен метал. Това означава, че в чист вид елементът е сребристо-бял, лъскав и лек. Твърдостта на алкалоземните метали е по-висока от тази на алкалните метали.

Калциевият индекс е около 3 точки според. Гипсът, например, има същата твърдост. 20-ият елемент се реже с нож, но много по-трудно от който и да е от простите алкални метали.

Какво е значението на името "алкална земя"? Така че калцият и другите метали от неговата група са наречени от алхимиците. Те наричали оксидите на елементите земя. Оксиди на вещества калциеви групинаправи водата алкална.

Въпреки това, радий, барий, както и 20-ти елемент, се намират не само в комбинация с кислород. В природата има много калциеви соли. Най-известният от тях е минералът калцит. Въглеродната форма на метала е прословутите креда, варовик и гипс. Всеки от тях е калциев карбонат.

20-ият елемент също има летливи съединения. Те оцветяват пламъка в оранжево-червено, което се превръща в един от маркерите за идентифициране на вещества.

Всички алкалоземни метали горят лесно. За да може калцият да реагира с кислород, са достатъчни нормални условия. Само в природата елементът не се среща в чиста форма, а само в съединения.

Калциев окси- филм, който покрива метала, ако е във въздуха. Покритието е жълтеникаво. Съдържа не само стандартни оксиди, но и пероксиди, нитриди. Ако калцият не е изложен на въздух, а на вода, той ще измести водорода от него.

В същото време, утайката калциев хидроксид. Остатъците от чист метал изплуват на повърхността, изтласкани от водородни мехурчета. Същата схема работи с киселини. Със солна киселина например се утаява калциев хлориди се отделя водород.

Някои реакции изискват повишени температури. Ако достигне 842 градуса, калций можестопи се. При 1484 по Целзий металът кипи.

калциев разтвор, като чист елемент, провежда добре топлина и електрически ток. Но ако веществото е много горещо, металните свойства се губят. Тоест, нито разтопеният, нито газообразният калций ги има.

В човешкото тяло елементът е представен както от твърди, така и от течни агрегатни състояния. Омекотена калциева вода, който присъства в, се прехвърля по-лесно. Извън костите е само 1% от 20-то вещество.

Въпреки това транспортирането му през тъканите играе важна роля. Калцият в кръвта регулира мускулната контракция, включително сърдечния мускул, поддържа нормално кръвно налягане.

Приложение на калций

В чиста форма металът се използва в. Те отиват в акумулаторните мрежи. Наличието на калций в сплавта намалява саморазряда на батериите с 10-13%. Това е особено важно за стационарните модели. Лагерите също са направени от смес от олово и 20-ти елемент. Една от сплавите се нарича лагер.

На снимката са богати на калций храни.

Към стоманата се добавя алкалоземен метал за пречистване на сплавта от серни примеси. Редуциращите свойства на калция са полезни и при производството на уран, хром, цезий, рубидий,.

Какъв вид калцийизползвани в черната металургия? Все едно чисто. Разликата е в предназначението на елемента. Сега той играе ролята. Това е добавка към сплавите, която намалява температурата на тяхното образуване и улеснява отделянето на шлаките. калциеви гранулизаспиват в електровакуумни устройства, за да премахнат следите от въздух от тях.

48-ият изотоп на калция се търси в ядрените предприятия. Там се произвеждат свръхтежки елементи. Суровините се получават в ядрени ускорители. Разпръснете ги с помощта на йони - един вид снаряди. Ако Ca48 действа в тяхната роля, ефективността на синтеза се увеличава стотици пъти в сравнение с използването на йони на други вещества.

В оптиката 20-ият елемент вече се оценява като съединения. Флуоридът и калциевият волфрамат се превръщат в лещи, обективи и призми на астрономически инструменти. Минералите се намират и в лазерната технология.

Геолозите наричат калциев флуорид флуорит, а волфрамид - шеелит. За оптичната индустрия се избират техните монокристали, тоест отделни големи агрегати с непрекъсната решетка и ясна форма.

В медицината също предписват не чист метал, а вещества на негова основа. Те се усвояват по-лесно от тялото. Калциев глюконат- най-евтиното средство за лечение на остеопороза. наркотик" Калций Магнезий„предписва се на юноши, бременни жени и възрастни хора.

Те се нуждаят от хранителни добавки, за да осигурят повишената нужда на организма от 20-ти елемент, за да се избегнат патологии в развитието. Регулира калциево-фосфорния метаболизъм "Калций D3". "D3" в името на продукта показва наличието на витамин D в него. Той е рядък, но необходим за пълното усвояване калций.

ИнструкцияДа се "Калций nycomed3"показва, че лекарството принадлежи към фармацевтични формулировки с комбинирано действие. Същото се казва и за калциев хлорид. Той не само попълва дефицита на 20-ия елемент, но и спасява от интоксикация, а също така е в състояние да замени кръвната плазма. При някои патологични състояния това може да е необходимо.

В аптеките лекарството " Калцият е киселинааскорбинова". Такъв дует се предписва по време на бременност, по време на кърмене. Тийнейджърите също се нуждаят от добавка.

Екстракция на калций

калций в храните, минерали, съединения, познати на човечеството от древни времена. В чист вид металът е изолиран едва през 1808 г. Късметът благоприятства Хъмфри Дейви. Английски физик извлича калций чрез електролиза на разтопените соли на елемента. Този метод се използва и до днес.

Въпреки това индустриалците по-често прибягват до втория метод, открит след изследванията на Хъмфри. Калцият се редуцира от неговия оксид. Реакцията започва с прах, понякога. Взаимодействието се осъществява във вакуумни условия при повишени температури. За първи път калцият е изолиран по този начин в средата на миналия век в САЩ.

Цената на калция

Има малко производители на метален калций. Така че в Русия механичният завод Чапецки се занимава основно с доставки. Намира се в Удмуртия. Фирмата търгува с гранули, стърготини и буци метал. Цената за един тон суровини е около 1500 долара.

Продуктът се предлага и от някои химически лаборатории, например Руското химическо дружество. Последно предлага 100 грама калций. Отзивисвидетелстват, че е прах под масло. Цената на един пакет е 320 рубли.

Освен оферти за закупуване на истински калций, в интернет се продават и бизнес планове за неговото производство. За около 70 страници теоретични изчисления те искат около 200 рубли. Повечето от плановете са изготвени през 2015 г., тоест все още не са загубили своята актуалност.

Съединения на калций.

CaO- калциев оксид или негасена вар, той се получава чрез разлагане на варовик: CaCO 3 = CaO + CO 2 е оксид на алкалоземен метал, поради което активно взаимодейства с вода: CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 - калциев хидроксид или гасена вар, така че реакцията CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 се нарича гасене на вар. Ако разтворът се филтрира, се получава варова вода - това е алкален разтвор, така че променя цвета на фенолфталеина в пурпурен.

Хидратната вар намира широко приложение в строителството. Смесването му с пясък и вода е добър свързващ материал. Под действието на въглероден диоксид сместа се втвърдява Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO3 + H 2 O.

В същото време част от пясъка и сместа се превръщат в силикат Ca (OH) 2 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + H 2 O.

Уравненията Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 2 + H 2 O и CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2 играят важна роля в природата и при оформянето на външния вид на нашата планета . Въглеродният диоксид под формата на скулптор и архитект създава подземни дворци в пластовете от карбонатни скали. Той е в състояние да премести стотици и хиляди тонове варовик под земята. През пукнатини в скалите водата, съдържаща разтворен в нея въглероден диоксид, навлиза в дебелината на варовика, образувайки кухини - castra caves. Калциевият бикарбонат съществува само в разтвор. Подземните води се движат в земната кора, изпарявайки водата при подходящи условия: Ca (HCO3) 2 \u003d CaCO3 + H 2 O + CO 2 , така се образуват сталактити и сталагмити, чиято схема на образуване е предложена от известния геохимик A.E. Ферсман. В Крим има много пещери кастра. Науката ги изучава спелеология.

Използва се в строителството калциев карбонат CaCO3- това е тебешир, варовик, мрамор. Всички сте виждали нашата гара: завършена е с бял мрамор, донесен от чужбина.

опит:духайте през тръба в разтвор на варова вода, става мътен .

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 О

Добавя оцетна киселина към образуваната утайка, наблюдава се ефервесценция. се отделя въглероден диоксид.

CaCO 3 +2CH 3 COOH \u003d Ca (CH 3 ТАКА) 2 +H 2 O + CO 2

ПРИКАЗКАТА ЗА БРАТЯТА КАРБОНАТ.

Трима братя живеят на земята
От семейство Карбонат.
По-големият брат е красив МРАМОР,
Славен в името на Карара,
Отличен архитект. Той
Той построи Рим и Партенона.
Всеки знае ВАРИКА,
Затова е наречен така.
Известен с работата си
Изграждане на къща зад къщата.
И можещи, и способни
По-малкият мек брат МЕЛ.
Как да рисувате, вижте
Този CaCO 3!
Братята обичат да се веселят
Изгорете в гореща фурна
След това се образуват CaO и CO 2.
Това е въглероден диоксид
Всеки от вас е запознат с него,
Издишваме го.
Е, това е Сао -
Гореща изгоряла негасена вар.
Добавете вода към него
Внимателно разбъркване
За да се избегнат неприятности
Ние защитаваме ръцете си
Охладена смесена ЛАПА, но ГАШЕНА!
варно мляко
Стените се боядисват лесно.
Светлата къща развесели
Превръщане на вар в тебешир.
Фокус покус за хората:
Човек трябва само да духа през водата,
Колко е лесно
Превърнат в мляко!
Сега е доста умно.
Взимам сода
Мляко плюс оцет. Ай!
Пяната се излива над ръба!
Всички в грижи, всички в работа
От зори до зори -
Тези братя Карбонатите,
Тези CaCO 3!

повторение: CaO– калциев оксид, негасена вар;
Ca(OH) 2 - калциев хидроксид (гасена вар, варова вода, варно мляко, в зависимост от концентрацията на разтвора).
Общо - същата химична формула Ca (OH) 2. Разлика: варовата вода е прозрачен наситен разтвор на Ca (OH) 2, а варното мляко е бяла суспензия на Ca (OH) 2 във вода.
CaCl 2 - калциев хлорид, калциев хлорид;
CaCO 3 - калциев карбонат, креда, мрамор от черупки, варовик.
L/R: колекции.След това демонстрираме колекцията от минерали, налични в училищната лаборатория: варовик, тебешир, мрамор, раковина.
CaS0 4 ∙ 2ч 2 0 - хидратиран калциев сулфат, гипс;
CaCO 3 - калцит, калциевият карбонат е част от много минерали, които покриват 30 милиона км 2 на земята.

Най-важният от тези минерали е варовик. Черупкови камъни, варовици от органичен произход. Отива за производството на цимент, калциев карбид, сода, всякакви видове вар, в металургията. Варовикът е гръбнакът на строителната индустрия и от него се произвеждат много строителни материали.

тебеширтова не е само прах за зъби и ученическа креда. Също така е ценна добавка при производството на хартия (с покритие - най-високо качество) и каучук; в строителството и ремонта на сгради – като варос.

Мраморът е плътна кристална скала. Има цвят - бял, но най-често различни примеси го оцветяват в различни цветове. Чистият бял мрамор се среща рядко и се използва главно от скулптори (статуи на Микеланджело, Роден. В строителството цветният мрамор се използва като облицовъчен материал (московско метро) или дори като основен строителен материал на дворци (Тадж Махал).

В света на интересния "МАВЗОЛЕЙ" Тадж Махал ""

Шах Джахан от династията на Моголите държеше в страх и подчинение почти цяла Азия. През 1629 г. Мумзат Махал, любимата съпруга на Шах Джахан, умира на 39-годишна възраст по време на поход (това е 14-то им дете, всички са момчета). Тя беше необикновено красива, светла, интелигентна, императорът й се подчиняваше във всичко. Преди смъртта си тя помоли съпруга си да построи гробница, да се грижи за децата и да не се жени. Натъжен крал изпрати своите пратеници във всички големи градове, столиците на съседните държави - в Бухара, Самарканд, Багдад, Дамаск, за да намери и покани най-добрите занаятчии - в памет на жена си, царят решава да издигне най-добрите сграда в света. В същото време пратениците изпратиха до Агра (Индия) планове за всички най-добри сгради в Азия и най-добрите строителни материали. Донесоха дори малахит от Русия и Урал. Главните зидари идваха от Делхи и Кандахар; архитекти - от Истанбул, Самарканд; декоратори - от Бухара; градинари от Бенгал; художниците са от Дамаск и Багдад, а ръководеше известният майстор Устад-Иса.

Заедно, над 25 години, е построена меломраморна структура, заобиколена от зелени градини, сини фонтани и джамия от червен пясъчник. 20 000 роби издигнаха това чудо от 75 м (с 25-етажна сграда). Наблизо той искаше да построи втори мавзолей от черен мрамор за себе си, но нямаше време. Той е свален от трона от собствения си син (2-ри, а той също уби всичките си братя).

Владетелят и владетел на Агра прекара последните години от живота си, гледайки през тесния прозорец на своята тъмница. 7 години, така че бащата се възхищава на творението си. Когато баща му ослепял, синът му му направил система от огледала, за да може баща му да се любува на мавзолея. Погребан е в Тадж Махал, до неговия Мумтаз.

Влизащите в мавзолея виждат кенотафи – фалшиви гробници. Местата за вечна почивка на великия хан и съпругата му са долу, в мазето. Всичко там е инкрустирано със скъпоценни камъни, които светят като живи, а клоните на приказните дървета, преплетени с цветя, украсяват стените на гробницата със сложни шарки. Тюркоазено-син лапис лазули, зелено-черни нефрити и червени аметисти, обработени от най-добрите резбари, възпяват любовта на Шах Джахал и Мумзат Махал.

Всеки ден туристи се втурват към Агра, които искат да видят истината чудото на света - мавзолеят на Тадж Махал, сякаш витае над земята.

CaCO 3 - това е строителният материал на външния скелет на мекотели, корали, черупки и др., черупки на яйца. (илюстрации или Животни от коралова биоценоза” и показване на колекция от морски корали, гъби, раковини).

калций

КАЛЦИЯ-Аз съм; м.[от лат. calx (calcis) - вар] Химичен елемент (Ca), сребристо-бял метал, който е част от варовик, мрамор и др.

◁ Калций, th, th. К соли.

калций

(лат. Калций), химичен елемент от група II на периодичната система, принадлежи към алкалоземните метали. Име от лат. calx, генитив calcis - вар. Сребристо-бял метал, плътност 1,54 g / cm 3, т pl 842ºC. При нормални температури лесно се окислява на въздух. По разпространение в земната кора той заема 5-то място (минерали калцит, гипс, флуорит и др.). Като активен редуктор се използва за получаване на U, Th, V, Cr, Zn, Be и други метали от техните съединения, за деоксидиране на стомани, бронзи и др. Включва се в състава на антифрикционните материали. Калциевите съединения се използват в строителството (вар, цимент), калциевите препарати - в медицината.

КАЛЦИЯ

КАЛЦИЙ (лат. Calcium), Ca (чете се „калций”), химичен елемент с атомен номер 20, се намира в четвъртия период в група IIA на периодичната система от елементите на Менделеев; атомна маса 40.08. Принадлежи към броя на алкалоземните елементи (см.АЛКАЛНОЗЕМНИ МЕТАЛИ).
Естественият калций се състои от смес от нуклиди (см.НУКЛИД)с масови числа 40 (в смес с тегло 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) и 46 (0,003%). Конфигурация на външен електронен слой 4 с 2 . В почти всички съединения степента на окисление на калция е +2 (валентност II).
Радиусът на неутралния калциев атом е 0,1974 nm, радиусът на Ca 2+ йона е от 0,114 nm (за координационно число 6) до 0,148 nm (за координационно число 12). Енергиите на последователна йонизация на неутрален калциев атом са съответно 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 и 84,5 eV. По скалата на Полинг електроотрицателността на калция е около 1,0. В свободната си форма калцият е сребристо-бял метал.
История на откритията
Калциевите съединения се срещат навсякъде в природата, така че човечеството е запознато с тях от древни времена. Варът се използва в строителната индустрия от дълго време. (см.ЛИМА)(негасена вар и гасена), която дълго време се смяташе за просто вещество, "земя". Въпреки това през 1808 г. английският учен Г. Дейви (см. DEVI Хъмфри)успя да получи нов метал от вар. За да направи това, Дейви подложи на електролиза смес от леко навлажнена гасена вар с живачен оксид и изолира нов метал от амалгамата, образувана върху живачния катод, която той нарече калций (от латински calx, genus case calcis - вар). В Русия известно време този метал се наричаше "варовик".
Да бъдеш сред природата
Калцият е един от най-разпространените елементи на земята. Той представлява 3,38% от масата на земната кора (5-то място по изобилие след кислород, силиций, алуминий и желязо). Поради високата химическа активност на калция в свободна форма в природата не се среща. По-голямата част от калция се намира в силикати. (см.СИЛИКАТИ)и алумосиликати (см.АЛУМОСИЛИКАТИ)различни скали (гранити (см.ГРАНИТ), гнайси (см.ГНАЙС)и др.). Под формата на седиментни скали калциевите съединения са представени от креда и варовик, състоящи се главно от минерала калцит. (см.КАЛЦИТ)(CaCO3). Кристалната форма на калцита - мрамор - се среща в природата много по-рядко.
Калциевите минерали като варовик са доста широко разпространени. (см.варовик)СaCO 3 , анхидрит (см.АНХИДРИТ) CaSO 4 и гипс (см.ГИПС) CaSO 4 2H 2O, флуорит (см.ФЛУОРИТ) CaF 2 , апатит (см.АПАТИТЕ) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), доломит (см.ДОЛОМИТ) MgCO 3 CaCO 3. Наличието на калциеви и магнезиеви соли в естествената вода определя нейната твърдост. (см.ТВЪРДОСТ НА ВОДАТА). Значително количество калций е част от живите организми. И така, хидроксиапатит Ca 5 (PO 4) 3 (OH), или, в друг запис, 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - основата на костната тъкан на гръбначните животни, включително хората; черупките и черупките на много безгръбначни, черупките на яйцата и др. са направени от калциев карбонат CaCO 3.
Касова бележка
Металният калций се получава чрез електролиза на стопилка, състояща се от CaCl 2 (75-80%) и KCl или от CaCl 2 и CaF 2, както и алуминотермична редукция на CaO при 1170-1200 ° C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Физични и химични свойства
Металният калций съществува в две алотропни модификации (вижте Алотропия (см.АЛОТРОПИЯ)). До 443 °C a-Ca с кубична лицево-центрирана решетка е стабилна (параметър a = 0,558 nm), по-високият b-Ca е стабилен с кубична центрирана по тялото решетка от типа a-Fe (параметър a = 0,448 nm). Точката на топене на калция е 839 ° C, точката на кипене е 1484 ° C, плътността е 1,55 g / cm 3.
Химическата активност на калция е висока, но по-ниска от тази на всички други алкалоземни метали. Той лесно реагира с кислород, въглероден диоксид и влага във въздуха, поради което повърхността на калциевия метал обикновено е матово сива, така че калцият обикновено се съхранява в лабораторията, подобно на други алкалоземни метали, в плътно затворен буркан под слой керосин.
В серията от стандартни потенциали калцият се намира вляво от водорода. Стандартният електроден потенциал на двойката Ca 2+ /Ca 0 е -2,84 V, така че калцият реагира активно с вода:
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2.
С активни неметали (кислород, хлор, бром) калцият реагира при нормални условия:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO; Ca + Br 2 \u003d CaBr 2.
Когато се нагрява във въздух или кислород, калцият се запалва. С по-малко активни неметали (водород, бор, въглерод, силиций, азот, фосфор и други), калцият взаимодейства при нагряване, например:
Ca + H 2 \u003d CaH 2 (калциев хидрид),
Ca + 6B = CaB 6 (калциев борид),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (калциев нитрид)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (калциев карбид)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (калциев фосфид), също са известни калциеви фосфиди от състава на CaP и CaP 5;
Известни са също 2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (калциев силицид), калциеви силициди от съставите CaSi, Ca 3 Si 4 и CaSi 2.
Ходът на горните реакции, като правило, е придружен от отделяне на голямо количество топлина (т.е. тези реакции са екзотермични). При всички съединения с неметали степента на окисление на калция е +2. Повечето от калциевите съединения с неметали се разлагат лесно от вода, например:
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Калциевият оксид обикновено е основен. В лабораторията и технологията се получава чрез термично разлагане на карбонати:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Техническият калциев оксид CaO се нарича негасена вар.
Той реагира с вода, за да образува Ca (OH) 2 и отделя голямо количество топлина:
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
Полученият по този начин Ca (OH) 2 обикновено се нарича гасена вар или варно мляко (см.ЛИПОВО МЛЯКО)поради факта, че разтворимостта на калциевия хидроксид във вода е ниска (0,02 mol / l при 20 ° C) и когато се добави към вода, се образува бяла суспензия.
Когато взаимодейства с киселинни оксиди, CaO образува соли, например:
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3; CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.
Йонът Ca 2+ е безцветен. Когато се добавят калциеви соли към пламъка, пламъкът става тухлено червен.
Калциевите соли като CaCl 2 хлорид, CaBr 2 бромид, CaI 2 йодид и Ca(NO 3) 2 нитрат са силно разтворими във вода. CaF 2 флуорид, CaCO 3 карбонат, CaSO 4 сулфат, Ca 3 (PO 4) 2 среден ортофосфат, CaC 2 O 4 оксалат и някои други са неразтворими във вода.
Важен е фактът, че за разлика от средния калциев карбонат CaCO 3, киселият калциев карбонат (хидрокарбонат) Ca (HCO 3) 2 е разтворим във вода. В природата това води до следните процеси. Когато студена дъждовна или речна вода, наситена с въглероден диоксид, проникне под земята и попадне върху варовици, се наблюдава тяхното разтваряне:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
На същите места, където водата, наситена с калциев бикарбонат, излиза на повърхността на земята и се нагрява от слънчевите лъчи, се получава обратната реакция:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Така че в природата има пренос на големи маси от вещества. В резултат на това под земята могат да се образуват огромни падове (вижте Карст (см.карст (природен феномен))), а в пещерите се образуват красиви каменни „ледени висулки“ – сталактити (см.СТАЛАПТИТИ (минерални образувания))и сталагмити (см.СТАЛАГМИТИ).
Наличието на разтворен калциев бикарбонат във водата до голяма степен определя временната твърдост на водата. (см.ТВЪРДОСТ НА ВОДАТА). Нарича се временен, защото при кипене на водата бикарбонатът се разлага и CaCO 3 се утаява. Това явление води например до факта, че с времето в чайника се образува котлен камък.
Използването на калций и неговите съединения
Металният калций се използва за металотермично производство на уран (см.Уран (химичен елемент)), торий (см.ТОРИЙ), титан (см.ТИТАН (химичен елемент)), цирконий (см.ЦИРКОНИЙ), цезий (см.ЦЕЗИЙ)и рубидий (см.РУБИДИЙ).
Естествените калциеви съединения се използват широко в производството на свързващи вещества (цимент (см.ЦИМЕНТ), гипс (см.ГИПС), вар и др.). Свързващият ефект на гасената вар се основава на факта, че с течение на времето калциевият хидроксид реагира с въглеродния диоксид във въздуха. В резултат на протичащата реакция се образуват игловидни кристали от CaCO3 калцит, които прерастват в близки камъни, тухли и други строителни материали и като че ли ги заваряват в едно цяло. Кристален калциев карбонат - мрамор - фин довършителен материал. За варосване се използва тебешир. При производството на чугун се изразходват големи количества варовик, тъй като те позволяват прехвърлянето на огнеупорни примеси от желязна руда (например кварц SiO 2) в относително нискотопими шлаки.
Белина е много ефективен като дезинфектант. (см.ИЗБЕЛВАЩ ПРАХ)- “хлорен” Ca(OCl)Cl - смесен хлорид и калциев хипохлорит (см.КАЛЦИЕВ ХИПОХЛОРИТ)с висока окислителна сила.
Широко се използва и калциевият сулфат, съществуващ както под формата на безводно съединение, така и под формата на кристални хидрати - така нареченият "полуводен" сулфат - алабастър (см.АЛЕВИЗ ФРЯЗИН (миланец)) CaSO 4 0,5H 2 O и двуводен сулфат - гипс CaSO 4 2H 2 O. Гипсът намира широко приложение в строителството, скулптурата, за производството на мазилка и различни художествени изделия. Гипсът се използва и в медицината за фиксиране на костите при фрактури.
Калциевият хлорид CaCl 2 се използва заедно с готварска сол за борба с обледеняването на пътните настилки. Калциевият флуорид CaF 2 е отличен оптичен материал.
калций в тялото
Калцият е биогенен елемент (см.БИОГЕННИ ЕЛЕМЕНТИ), постоянно присъстващ в тъканите на растенията и животните. Важен компонент от минералния метаболизъм на животните и хората и минералното хранене на растенията, калцият изпълнява различни функции в организма. Съдържа апатит (см.АПАТИТЕ), както и калциевият сулфат и карбонатът образува минералния компонент на костната тъкан. Човешкото тяло с тегло 70 кг съдържа около 1 кг калций. Калцият участва в работата на йонните канали (см.ЙОННИ КАНАЛИ), осъществяващ транспорта на вещества през биологичните мембрани, при предаването на нервен импулс (см.НЕРВЕН ИМПУЛС), в процеса на коагулация на кръвта (см.КРЪВНА КОАГУЛАЦИЯ)и торене. Калциферолите регулират калциевия метаболизъм в организма (см.калцифероли)(витамин D). Липсата или излишъкът на калций води до различни заболявания – рахит (см.рахит), калцификация (см.КАЛЦИНОЗА)и т.н. Следователно човешката храна трябва да съдържа калциеви съединения в правилните количества (800-1500 mg калций на ден). Съдържанието на калций е високо в млечните продукти (като извара, сирене, мляко), някои зеленчуци и други храни. Калциевите препарати се използват широко в медицината.

енциклопедичен речник. 2009 .

Синоними:

Калцият е много разпространен в природата под формата на различни съединения. В земната кора той се нарежда на пето място с 3,25% и най-често се среща под формата на варовик CaCO3, доломит CaCO3 * MgCO3, гипс CaSO4 * 2H2O, фосфорит Ca3 (PO4) 2 и флуорен шпат CaF2, без да се брои значително съотношение на калций в състава на силикатните скали. Морската вода съдържа средно 0,04% (w/w) калций

Физични и химични свойства на калция

Калцият е в подгрупата на алкалоземните метали от група II на периодичната система от елементи; сериен номер 20, атомно тегло 40,08, валентност 2, атомен обем 25,9. Калциеви изотопи: 40 (97%), 42 (0,64%), 43 (0,15%), 44 (2,06%), 46 (0,003%), 48 (0,185%). Електронна структура на калциевия атом: 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2. Радиусът на атома е 1,97 A, радиусът на йона е 1,06 A. До 300 ° калциевите кристали имат формата на куб с центрирани лица и размер на страната 5,53 A, над 450 ° - шестоъгълна форма. Специфичното тегло на калция е 1,542, точката на топене е 851°, точката на кипене е 1487°, топлината на топене е 2,23 kcal/mol, топлината на изпаряване е 36,58 kcal/mol. Атомна топлинна мощност на твърд калций Cp = 5,24 + 3,50*10v-3 T за 298-673°K и Cp = 6,29+1,40*10v-3T за 673-1124°K; за течен калций Cp = 7,63. Ентропия на твърд калций 9,95 ± 1, газообразен при 25° 37,00 ± 0,01.
Налягането на парите на твърдия калций е изследвано от Ю.А. Приселков и A.N. Несмеянов, П. Дъглас и Д. Томлин. Стойностите на еластичността на наситените калциеви пари са дадени в табл. един.

По отношение на топлопроводимостта калцият се доближава до натрия и калия, при температури от 20-100 ° коефициентът на линейно разширение е 25 * 10v-6, при 20 ° електрическото съпротивление е 3,43 μ ohm / cm3, от 0 до 100 ° температурен коефициент на електрическо съпротивление е 0,0036. Електрохимичен еквивалент 0,74745 g/a*h. Якост на опън на калций 4,4 kg/mm2, твърдост по Бринел 13, удължение 53%, коефициент на редукция 62%.
Калцият има сребристо-бял цвят, блести при счупване. Във въздуха металът е покрит с тънък синкаво-сив филм от нитрид, оксид и частично калциев пероксид. Калцият е гъвкав и ковък; може да се обработва на струг, да се пробива, реже, трион, пресова, изтегля и т. н. Колкото по-чист е металът, толкова по-голяма е неговата пластичност.
В поредица от напрежения калцият се намира сред най-електроотрицателните метали, което обяснява неговата висока химическа активност. При стайна температура калцият не реагира със сух въздух, при 300 ° и повече се окислява интензивно и при силно нагряване гори с ярък оранжево-червеникав пламък. Във влажен въздух калцият постепенно се окислява, превръщайки се в хидроксид; той реагира сравнително бавно със студена вода, но енергично измества водорода от горещата вода, образувайки хидроксид.
Азотът реагира значително с калция при 300° и много интензивно при 900°, за да образува нитрид Ca3N2. С водород при температура 400° калцият образува хидрид CaH2. Със сухите халогени, с изключение на флуора, калцият не се свързва при стайна температура; интензивно образуване на халогениди се случва при 400° и повече.
Силната сярна (65-60 ° Be) и азотна киселини действат слабо върху чистия калций. От водните разтвори на минерални киселини много силно действат солна киселина, силно азотна киселина и слабо сярна киселина. В концентрирани разтвори на NaOH и в разтвори на сода калцият почти не се разрушава.

Приложение

Калцият се използва все по-често в различни индустрии. Напоследък придоби голямо значение като редуциращ агент при производството на редица метали. Чистият метален уран се получава чрез редуциране на уранов флуорид с метален калций. Титанови оксиди, както и оксиди на цирконий, торий, тантал, ниобий и други редки метали, могат да бъдат редуцирани с калций или негови хидриди. Калцият е добър деоксидатор и дегазатор при производството на мед, никел, хром-никелови сплави, специални стомани, никел и калаен бронз; премахва сярата, фосфора и въглерода от метали и сплави.
Калцият образува огнеупорни съединения с бисмут, така че се използва за пречистване на олово от бисмут.
Калцият се добавя към различни леки сплави. Допринася за подобряване на повърхността на слитъците, фината и намаляване на окислимостта. Лагерните сплави, съдържащи калций, са широко използвани. За направата на кабелни обвивки могат да се използват оловни сплави (0,04% Ca).
Калцият се използва за дехидратация на алкохоли и разтворители за десулфуризация на петролни продукти. За производството на висококачествен порест бетон се използват калциево-цинкови сплави или цинк-магнезиеви сплави (70% Ca). Калцият е част от антифрикционните сплави (оловно-калциеви бабити).
Поради способността си да свързват кислород и азот, калций или калциеви сплави с натрий и други метали се използват за пречистване на благородни газове и като геттер във вакуумно радиооборудване. Калцият се използва и за производство на хидрид, който е източник на водород в полето. С въглерода калцият образува калциев карбид CaC2, който се използва в големи количества за производството на ацетилен C2H2.

Историята на развитието

Деви за първи път получава калций под формата на амалгама през 1808 г., използвайки електролизата на мокра вар с живачен катод. Бунзен през 1852 г. получава амалгама с високо съдържание на калций чрез електролиза на разтвор на солна киселина на калциев хлорид. Bunsen и Mathyssen през 1855 г. получават чист калций чрез електролиза на CaCl2 и Moissan чрез електролиза на CaF2. През 1893 г. Borchers значително подобрява електролизата на калциев хлорид чрез прилагане на катодно охлаждане; Arndt през 1902 г. получава чрез електролиза метал, съдържащ 91,3% Ca. Ruff и Plata използваха смес от CaCl2 и CaF2 за понижаване на температурата на електролиза; Borchers и Stockem получават гъба при температура под точката на топене на калция.
Ратенау и Зютер решават проблема с електролитното производство на калций, като предлагат метод на електролиза със сензорен катод, който скоро става индустриален. Има много предложения и опити за получаване на калциеви сплави чрез електролиза, особено на течен катод. Според F.O. Banzel, е възможно да се получат калциеви сплави чрез електролиза на CaF2 с добавяне на соли или флуороксиди на други метали. Poulenet и Melan получиха сплав Ca-Al върху течен алуминиев катод; Kugelgen и Seward произвеждат Ca-Zn сплав върху цинков катод. Производството на Ca-Zn сплави е изследвано през 1913 г. от V. Moldengauer и J. Andersen, които също получават Pb-Ca сплави върху оловен катод. Коба, Симкинс и Гире са използвали оловна катодна клетка от 2000 А и са произвели сплав с 2% Ca при ефективност на тока от 20%. I. Tselikov и V. Wazinger добавят NaCl към електролита за получаване на сплав с натрий; R.R. Syromyatnikov разбърква сплавта и постига 40-68% ефективност на тока. Калциевите сплави с олово, цинк и мед се произвеждат чрез електролиза в промишлен мащаб.
Топлинният метод за получаване на калций предизвика значителен интерес. Алуминотермичната редукция на оксидите е открита през 1865 г. от H.H. Бекетов. През 1877 г. Малет открива взаимодействието на смес от калциеви, бариеви и стронциеви оксиди с алуминий при нагряване.Уинклер се опитва да редуцира същите тези оксиди с магнезий; Билц и Вагнер, редуцирайки калциевия оксид във вакуум с алуминий, получават нисък добив на метала.Гунц през 1929 г. постига най-добри резултати. А.И. Войницки през 1938 г. редуцира калциевия оксид с алуминий и силициеви сплави в лабораторията. Методът е патентован през 1938 г. В края на Втората световна война термичният метод е използван индустриално.
През 1859 г. Карон предлага метод за получаване на сплави на натрий с алкалоземни метали чрез действието на метален натрий върху техните хлориди. По този метод се получава калций (и барин) в сплав с олово.До Втората световна война промишленото производство на калций чрез електролиза се извършва в Германия и Фракция. В Битерфелд (Германия) в периода от 1934 до 1939 г. се произвеждат 5-10 т калций годишно.Търсенето на калций в САЩ се покрива от внос, който в периода 1920-1940 г. възлиза на 10-25 г годишно. От 1940 г., когато вносът от Франция спря, Съединените щати започнаха сами да произвеждат калций в значителни количества чрез електролиза; в края на войната започват да получават калций чрез вакуумен термичен метод; според С. Лумис добивът му достига 4,5 тона на ден. Според Minerale Yarbuk, Dominium Magnesium в Канада произвежда калций годишно:

Няма информация за мащаба на производството на калций през последните години.

27.03.2019

На първо място, трябва да решите колко сте готови да похарчите за покупката. Експертите препоръчват на начинаещите инвеститори сума от 30 хиляди рубли до 100. Струва си ...

27.03.2019

Металното валцуване се използва активно в наше време в различни ситуации. Всъщност в много индустрии е просто невъзможно да се направи без него, тъй като валцуван метал ...

27.03.2019

Стоманените уплътнения с овално сечение са предназначени за уплътняване на фланцеви съединения на фитинги и тръбопроводи, които транспортират агресивни среди.

26.03.2019

Много от нас са чували за такава длъжност като системен администратор, но не всеки може да си представи какво точно се има предвид под тази фраза....

26.03.2019

Всеки човек, който прави ремонт в стаята си, трябва да помисли какви конструкции трябва да бъдат инсталирани във вътрешното пространство. На пазара...

26.03.2019

Към днешна дата газоанализаторите се използват активно в нефтената и газовата промишленост, в общинския сектор, в хода на анализи в лабораторни комплекси, за...

Естествените калциеви съединения (креда, мрамор, варовик, гипс) и техните най-прости продукти за обработка (вар) са познати на хората от древни времена. През 1808 г. английският химик Хъмфри Дейви електролизира мокра гасена вар (калциев хидроксид) с живачен катод и получава калциева амалгама (калциево-живачна сплав). От тази сплав, прогонвайки живака, Дейви получава чист калций.
Той също така предложи името на нов химичен елемент, от латинското "calx", което означава името на варовик, креда и други меки камъни.

Да бъдеш сред природата и да получиш:

Калцият е петият най-разпространен елемент в земната кора (повече от 3%), образува много скали, много от които са базирани на калциев карбонат. Някои от тези скали са от органичен произход (черупчести скали), което показва важната роля на калция в дивата природа. Естественият калций е смес от 6 изотопа с масови числа от 40 до 48, като 40 Ca представлява 97% от общото количество. Други калциеви изотопи също са получени чрез ядрени реакции, например радиоактивен 45 Ca.
За да се получи просто вещество от калций, се използва електролиза на стопилки на неговите соли или алуминотермия:
4CaO + 2Al \u003d Ca (AlO 2) 2 + 3Ca

Физически свойства:

Сребристо-сив метал с центрирана по лицето кубична решетка, много по-твърд от алкалните метали. Точка на топене 842°C, точка на кипене 1484°C, плътност 1,55 g/cm 3 . При високи налягания и температури около 20 К преминава в състояние на свръхпроводник.

Химични свойства:

Калцият не е толкова активен като алкалните метали, но трябва да се съхранява под слой минерално масло или в плътно затворени метални барабани. Вече при обикновена температура реагира с кислород и азот във въздуха, както и с водни пари. При нагряване той гори на въздух с червено-оранжев пламък, образувайки оксид с примес от нитриди. Подобно на магнезия, калцият продължава да гори в атмосфера от въглероден диоксид. Когато се нагрява, той реагира с други неметали, образувайки съединения, които не винаги са очевидни по състав, например:
Ca + 6B = CaB 6 или Ca + P => Ca 3 P 2 (също CaP или CaP 5)
Във всичките си съединения калцият има степен на окисление +2.

Най-важните връзки:

Калциев оксид CaO- ("негасена вар") бяло вещество, алкален оксид, реагира енергично с вода ("загасена"), превръщайки се в хидроксид. Получава се чрез термично разлагане на калциев карбонат.

Калциев хидроксид Ca(OH) 2- ("гасена вар") бял прах, слабо разтворим във вода (0,16g/100g), силно алкален. За откриване на въглероден диоксид се използва разтвор ("варова вода").

Калциев карбонат CaCO3- основата на повечето естествени калциеви минерали (креда, мрамор, варовик, раковина, калцит, исландски шпат). В чиста форма веществото е бяло или безцветно. кристали, При нагряване (900-1000 C) се разлага, образувайки калциев оксид. Не p-rim, реагира с киселини, може да се разтваря във вода, наситена с въглероден диоксид, превръщайки се в бикарбонат: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2. Обратният процес води до образуване на отлагания на калциев карбонат, по-специално образувания като сталактити и сталагмити.
Среща се в природата и в състава на доломит CaCO 3 *MgCO 3

Калциев сулфат CaSO 4- бяло вещество, в природата CaSO 4 * 2H 2 O ("гипс", "селенит"). Последният, когато се нагрява внимателно (180 C), се превръща в CaSO 4 * 0,5H 2 O ("изгорен гипс", "алабастър") - бял прах, когато се смеси с вода, отново образувайки CaSO 4 * 2H 2 O в форма на твърд, достатъчно здрав материал. Слабо разтворим във вода, в излишък на сярна киселина може да се разтвори, образувайки хидросулфат.

Калциев фосфат Ca 3 (PO 4) 2- ("фосфорит"), неразтворим, под действието на силни киселини преминава в по-разтворими калциеви хидро- и дихидрогенфосфати. Изходна суровина за производство на фосфор, фосфорна киселина, фосфатни торове. Калциевите фосфати също са част от апатитите, природни съединения с приблизителна формула Ca 5 3 Y, където Y = F, Cl или OH, съответно, флуор, хлор или хидроксиапатит. Наред с фосфорита, апатитите са част от костния скелет на много живи организми, вкл. и човек.

Калциев флуорид CaF 2 - (естествено:"флуорит", "флуоритен шпат"), неразтворим в бяло. Естествените минерали имат различни цветове поради примеси. Свети на тъмно при нагряване и при излагане на UV лъчение. Повишава течливостта ("плавимостта") на шлаките при производството на метали, което е причината за използването му като флюс.

Калциев хлорид CaCl 2- безцветен христ. в-в кладенец r-rimoe във вода. Образува хидратиран CaCl 2 *6H 2 O. Безводният („слят“) калциев хлорид е добър изсушаващ агент.

Калциев нитрат Ca(NO 3) 2- ("калциев нитрат") безцветен. христ. в-в кладенец r-rimoe във вода. Компонент от пиротехнически състави, който придава на пламъка червено-оранжев цвят.

Калциев карбид CaС 2- реагира с вода, образувайки ацетилен, например: CaС 2 + H 2 O \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2

Приложение:

Металният калций се използва като силен редуциращ агент при производството на някои трудновъзстановими метали ("калциев термин"): хром, редкоземни елементи, торий, уран и др. В металургията на медта, никела, специалните стомани и бронз, калций и неговите сплави се използват за отстраняване на вредни примеси на сяра, фосфор, излишък на въглерод.
Калцият се използва също за свързване на малки количества кислород и азот при производството на висок вакуум и пречистване на инертни газове.
Неутронните йони 48 Ca се използват за синтеза на нови химични елементи, като елемент № 114, . Друг изотоп на калция, 45 Ca, се използва като радиоактивен индикатор при изследванията на биологичната роля на калция и неговата миграция в околната среда.

Основната област на приложение на множество калциеви съединения е производството на строителни материали (цимент, строителни смеси, гипсокартон и др.).

Калцият е един от макроелементите в състава на живите организми, образувайки съединения, необходими за изграждането както на вътрешния скелет на гръбначните животни, така и на външния скелет на много безгръбначни, черупките на яйцата. Калциевите йони също участват в регулирането на вътреклетъчните процеси, предизвикват съсирване на кръвта. Липсата на калций в детска възраст води до рахит, при възрастните - до остеопороза. Като източник на калций служат млечните продукти, елдата, ядките, а за усвояването му допринася витамин D. При недостиг на калций се използват различни препарати: калцекс, разтвор на калциев хлорид, калциев глюконат и др.
Масовата част на калция в човешкото тяло е 1,4-1,7%, дневната нужда е 1-1,3 g (в зависимост от възрастта). Прекомерният прием на калций може да доведе до хиперкалциемия – отлагане на неговите съединения във вътрешните органи, образуване на кръвни съсиреци в кръвоносните съдове. Източници:
Калций (елемент) // Уикипедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (дата на достъп: 3.01.2014).
Популярна библиотека от химични елементи: Калций. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (3.01.2014).

име:*
Електронна поща:
коментар: