Chemijoje parašykite aprašymą apie. Kalcis ir jo savybės. Fizinės ir cheminės savybės
KALCIS (lot. Kalcis), Ca, periodinės sistemos trumposios formos II grupės cheminis elementas (2-oji ilgosios formos grupė); reiškia šarminių žemių metalus; atominis skaičius 20; atominė masė 40,078. Gamtoje yra 6 stabilūs izotopai: 40 Ca (96,941%), 42 Ca (0,647%), 43 Ca (0,135%), 44 Ca (2,086%), 46 Ca (0,004%), 48 Ca (0,187%); dirbtinai gauti radioizotopai, kurių masės skaičiai 34-54.
Istorinė nuoroda. Daugelis natūralių kalcio junginių buvo žinomi senovėje ir buvo plačiai naudojami statybose (pavyzdžiui, gipsas, kalkės, marmuras). Pirmą kartą metalinį kalcį G. Davy išskyrė 1808 m., elektrolizuodamas CaO ir HgO oksidų mišinį ir vėliau skaidydamas susidariusią kalcio amalgamą. Pavadinimas kilęs iš lotynų kalbos calx (genitive calcis) – kalkės, minkštas akmuo.
Paplitimas gamtoje... Kalcio kiekis žemės plutoje yra 3,38 % masės. Dėl didelio cheminio aktyvumo jis neatsiranda laisvoje būsenoje. Labiausiai paplitę mineralai yra anortitas Ca, anhidritas CaSO 4, apatitas Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), gipsas CaSO 4 2H 2 O, kalcitas ir aragonitas CaCO 3, perovskitas CaTiO 3, fluoritas CaF 2, scheelitas. CaWO 4. Kalcio mineralų yra nuosėdinėse (pvz., klinčių), magminėse ir metamorfinėse uolienose. Kalcio junginių randama gyvuose organizmuose: jie yra pagrindiniai stuburinių kaulų audinių komponentai (hidroksiapatitas, fluorapatitas), koralų griaučiai, moliuskų kiautai (kalcio karbonatas ir fosfatai) ir kt. Ca 2+ jonų buvimas lemia vandens kietumą. .
Savybės... Kalcio atomo išorinio elektroninio apvalkalo konfigūracija yra 4s 2; junginiuose jo oksidacijos būsena yra +2, retai +1; Paulingo elektronegatyvumas 1,00, atominis spindulys 180 pm, Ca 2+ jono spindulys 114 pm (koordinacijos numeris 6). kalcis yra sidabriškai baltas minkštas metalas; iki 443 ° С, modifikacija su kubine į veidą nukreipta kristaline gardele yra stabili, virš 443 ° С - su kubine korpuso gardele; lydymosi temperatūra 842 ° C, virimo temperatūra 1484 ° C, tankis 1550 kg / m 3; šilumos laidumas 125,6 W / (m · K).
Kalcis yra labai reaktyvus metalas (saugomas hermetiškai uždarytuose induose arba po mineralinės alyvos sluoksniu). Normaliomis sąlygomis lengvai sąveikauja su deguonimi (susidaro kalcio oksidas CaO), kaitinant - su vandeniliu (CaH 2 hidridas), halogenais (kalcio halogenidais), boru (CaB 6 boridas), anglimi (CaC 2 kalcio karbidas), siliciu ( Ca silicidai 2 Si, CaSi, CaSi 2, Ca 3 Si 4), azotas (nitridas Ca 3 N 2), fosforas (fosfidai Ca 3 P 2, CaP, CaP 5), chalkogenai (CaX sudėties chalkogenidai, kur X yra S , Se, Tie). Kalcis sąveikauja su kitais metalais (Li, Cu, Ag, Au, Mg, Zn, Al, Pb, Sn ir kt.), sudarydamas intermetalinius junginius. Metalinis kalcis sąveikauja su vandeniu, sudarydamas kalcio hidroksidą Ca (OH) 2 ir H 2. Energingai reaguoja su dauguma rūgščių, sudarydama atitinkamas druskas (pavyzdžiui, kalcio nitratą, kalcio sulfatą, kalcio fosfatus). Jis ištirpsta skystame amoniake ir susidaro tamsiai mėlynas metalinio laidumo tirpalas. Kai amoniakas išgaruoja, iš tokio tirpalo išsiskiria amoniakas. Kalcis palaipsniui reaguoja su amoniaku, sudarydamas amidą Ca (NH 2) 2. Sudaro įvairius kompleksinius junginius, svarbiausi yra kompleksai su deguonies turinčiais polidantiniais ligandais, pavyzdžiui, Ca kompleksonatais.
Biologinis vaidmuo... Kalcis yra biogeninis elementas. Kasdienis žmogaus kalcio poreikis yra apie 1 g.Gyvuose organizmuose kalcio jonai dalyvauja raumenų susitraukimo, nervinių impulsų perdavimo procesuose.
Priėmimas... Metalinis kalcis gaunamas elektrolitiniais ir metaloterminiais metodais. Elektrolitinis metodas pagrįstas išlydyto kalcio chlorido elektrolize liečiamuoju katodu arba skysto vario-kalcio katodu. Iš susidariusio vario ir kalcio lydinio kalcis distiliuojamas 1000–1080 °C temperatūroje ir 13–20 kPa slėgyje. Metaloterminis metodas pagrįstas kalcio redukavimu iš jo oksido aliuminiu arba siliciu 1100–1200 ° C temperatūroje. Taip susidaro kalcio aliuminatas arba silikatas, taip pat dujinis kalcis, kuris vėliau kondensuojamas. Pasaulinė kalcio junginių ir kalcio turinčių medžiagų gamyba – apie 1 milijardas tonų per metus (1998 m.).
Taikymas... Kalcis naudojamas kaip reduktorius daugelio metalų (Rb, Cs, Zr, Hf, V ir kt.) gamyboje. Kalcio silicidai, taip pat kalcio lydiniai su natriu, cinku ir kitais metalais naudojami kaip kai kurių lydinių ir alyvos deoksidatoriai ir desulfuratoriai, argonui valyti iš deguonies ir azoto, o elektriniuose vakuuminiuose įrenginiuose – kaip dujų absorberis. Chloridas CaCl 2 naudojamas kaip sausiklis cheminėje sintezėje, gipsas – medicinoje. Kalcio silikatai yra pagrindiniai cemento komponentai.
Lit .: Rodyakin V.V. Kalcis, jo junginiai ir lydiniai. M., 1967; Spitsyn V.I., Martynenko L.I. Neorganinė chemija. M., 1994. 2 dalis; Neorganinė chemija / Redagavo Yu. D. Tretjakovas. M., 2004.2 t..
L. N. Komissarova, M. A. Ryuminas.
Kalcis(kalcis), Ca, Mendelejevo periodinės lentelės II grupės cheminis elementas, atominis skaičius 20, atominė masė 40,08; sidabro-balto lengvo metalo. Natūralus elementas yra šešių stabilių izotopų mišinys: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca ir 48 Ca, iš kurių 40 Ca yra daugiausia (96, 97%).
Ca junginiai – kalkakmenis, marmuras, gipsas (taip pat kalkės – kalkakmenio degimo produktas) jau senovėje buvo naudojami statybos pramonėje. Iki XVIII amžiaus pabaigos chemikai kalkę laikė paprastu kūnu. 1789 m. A. Lavoisier pasiūlė, kad kalkės, magnezija, baritas, aliuminio oksidas ir silicio dioksidas yra sudėtingos medžiagos. 1808 m. G. Davy, pavedęs šlapių gesintų kalkių mišinį su gyvsidabrio oksidu elektrolizei gyvsidabrio katodu, paruošė amalgamą Ca ir iš jos distiliavęs gyvsidabrį gavo metalą, pavadintą „Calcium“ (iš lot. calx, genus calcis - kalkės)...
Kalcio pasiskirstymas gamtoje. Ca yra 5-as pagal gausumą žemės plutoje (po O, Si, Al ir Fe); kiekis yra 2,96 % masės. Jis energingai migruoja ir kaupiasi įvairiose geocheminėse sistemose, sudarydamas 385 naudingąsias iškasenas (4 vieta pagal naudingųjų iškasenų skaičių). Žemės mantijoje Ca yra mažai, o Žemės šerdyje tikriausiai dar mažiau (geležies meteorituose – 0,02 %). Žemutinėje žemės plutos dalyje vyrauja Ca, kaupiasi pagrindinėse uolienose; didžioji dalis Ca yra lauko špate – Ca anortite; bazinėse uolienose yra 6,72%, rūgščiose uolienose (granituose ir kitose) 1,58%. Biosferoje vyksta išskirtinai ryški Ca diferenciacija, daugiausia susijusi su „karbonato pusiausvyra“: kai anglies dioksidas sąveikauja su karbonatu CaCO 3, susidaro tirpus bikarbonatas Ca (HCO 3) 2: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2 = Ca 2+ + 2HCO 3-. Ši reakcija yra grįžtama ir yra Ca persiskirstymo pagrindas. Esant dideliam CO 2 kiekiui vandenyse, Ca yra tirpus, o esant mažai CO 2, mineralinis kalcitas CaCO 3 nusėda, sudarydamas galingas kalkakmenio, kreidos ir marmuro nuosėdas.
Biogeninė migracija taip pat vaidina didžiulį vaidmenį Ca istorijoje. Gyvoje metalinių elementų medžiagoje Ca yra pagrindinis. Yra žinomi organizmai, kuriuose yra daugiau nei 10% Ca (daugiau anglies), o jų skeletas susidaro iš Ca junginių, daugiausia iš CaCO 3 (kalkingi dumbliai, daug moliuskų, dygiaodžių, koralų, šakniastiebių ir kt.). Su griaučių palaidojimu maras. gyvūnai ir augalai siejami su kolosaliomis dumblių, koralų ir kitų kalkakmenių masėmis, kurios, pasinerdamos į žemės gelmes ir mineralizdamosi, virsta įvairių rūšių marmuru.
Didžiulės drėgno klimato teritorijos (miško zonos, tundra) pasižymi Ca trūkumu – čia jis lengvai išplaunamas iš dirvožemio. Tai siejama su žemu dirvožemio derlingumu, mažu naminių gyvulių produktyvumu, mažu jų dydžiu, dažnai ir skeleto ligomis. Todėl didelę reikšmę turi dirvų kalkinimas, naminių gyvulių ir paukščių maitinimas ir kt.. Priešingai, sausame klimate CaCO 3 sunkiai tirpsta, todėl stepių ir dykumų kraštovaizdžiuose gausu Ca. Gipso CaSO 4 2H 2 O dažnai kaupiasi druskingose pelkėse ir druskinguose ežeruose.
Upės į vandenyną atneša daug Ca, tačiau jis nepasilieka vandenyno vandenyje (vidutinis kiekis 0,04%), o koncentruojasi organizmų griaučiuose ir po jų mirties nusėda dugne daugiausia CaCO pavidalu. 3. Kalkingi dumblai paplitę visų vandenynų dugne ne didesniame kaip 4000 m gylyje (CaCO 3 ištirpsta dideliame gylyje, organizmams ten dažnai trūksta Ca).
Požeminis vanduo vaidina svarbų vaidmenį Ca migracijoje. Klinčių masyvuose vietomis jie intensyviai išplauna CaCO 3, kuris siejamas su karsto vystymusi, urvų, stalaktitų ir stalagmitų formavimusi. Be kalcito, praėjusių geologinių epochų jūrose buvo plačiai paplitęs Ca fosfatų nusėdimas (pavyzdžiui, Karatau fosforito telkiniai Kazachstane), CaCO 3 · MgCO 3 dolomitas, lagūnose garuojantis gipsas.
Geologinės istorijos eigoje padaugėjo biogeninių karbonatų susidarymo, sumažėjo cheminių kalcito nusėdimų. Prekambrijos jūrose (daugiau nei prieš 600 mln. metų) nebuvo gyvūnų su kalkingu skeletu; jie plačiai paplito nuo Kambro laikų (koralai, kempinės ir kt.). Taip yra dėl didelio CO 2 kiekio Prekambro atmosferoje.
Kalcio fizinės savybės. Ca α formos kristalinė gardelė (stabili esant įprastoms temperatūroms) yra į veidą orientuota kubinė, a = 5,56 Å. Atominis spindulys yra 1,97 Å, joninis Ca 2+ - 1,04 Å. Tankis 1,54 g / cm 3 (20 ° C). Aukštesnėje nei 464 ° C temperatūroje šešiakampė β forma yra stabili. lydymosi temperatūra 851 ° C, virimo temperatūra 1482 ° C; temperatūros tiesinio plėtimosi koeficientas 22 · 10 -6 (0-300 ° C); šilumos laidumas esant 20 ° C 125,6 W / (m · K) arba 0,3 cal / (cm · sek · ° C); savitoji šiluma (0-100 °C) 623,9 J / (kg K) arba 0,149 cal / (g ° C); savitoji elektrinė varža esant 20 ° C 4,6 · 10 -8 omų · m arba 4,6 · 10 -6 omų · cm; elektrinės varžos temperatūros koeficientas 4,57 · 10 -3 (20 ° C). Tamprumo modulis 26 Gn / m 2 (2600 kgf / mm 2); tempiamasis stipris 60 MN / m 2 (6 kgf / mm 2); elastingumo riba 4 MN / m 2 (0,4 kgf / mm 2), takumo taškas 38 MN / m 2 (3,8 kgf / mm 2); pailgėjimas 50%; Brinelio kietumas 200-300 MN / m 2 (20-30 kgf / mm 2). Pakankamai gryno kalcis yra plastiškas, gerai presuojamas, valcuotas ir tinkamas pjaustyti.
Cheminės kalcio savybės. Ca atomo išorinio elektroninio apvalkalo konfigūracija yra 4s 2, pagal kurią Ca junginiuose yra 2 valentingumo. Chemiškai Ca yra labai aktyvus. Esant normaliai temperatūrai, Ca lengvai sąveikauja su deguonimi ir oro drėgme, todėl laikomas hermetiškai uždarytuose induose arba po mineraline alyva. Kaitinamas ore arba deguonyje, jis užsidega, sudarydamas bazinį oksidą CaO. Taip pat žinomi peroksidai Ca - CaO 2 ir CaO 4. Iš pradžių Ca greitai sąveikauja su šaltu vandeniu, vėliau reakcija sulėtėja, nes susidaro Ca (OH) 2 plėvelė. Ca intensyviai reaguoja su karštu vandeniu ir rūgštimis, išskirdamas H 2 (išskyrus koncentruotą HNO 3). Jis reaguoja su fluoru šaltyje, o su chloru ir bromu - aukštesnėje nei 400 ° C temperatūroje, todėl susidaro atitinkamai CaF 2, CaCl 2 ir CaBr 2. Šie halogenidai išlydytoje būsenoje su Ca sudaro vadinamuosius subjunginius – CaF, CaCl, kuriuose Ca formaliai yra monovalentinis. Kaitinant CaS su siera, gaunamas kalcio sulfidas CaS, pastarasis prideda sieros, sudarydamas polisulfidus (CaS 2, CaS 4 ir kt.). Reaguodamas su sausu vandeniliu 300-400 ° C temperatūroje, Ca sudaro hidridą CaH 2 - joninį junginį, kuriame vandenilis yra anijonas. 500 ° C temperatūroje Ca ir azotas suteikia nitridui Ca 3 N 2; Ca sąveika su amoniaku šaltyje sukelia kompleksinį amoniaką Ca 6. Kai šildomas be prieigos prie oro grafitu, siliciu ar fosforu, Ca suteikia atitinkamai kalcio karbido CaC 2, silicidus Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2 ir fosfidą Ca 3 P 2. Ca sudaro intermetalinius junginius su Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn ir kt.
Kalcio gavimas. Pramonėje Ca gaunamas dviem būdais: 1) kaitinant briketuotą CaO ir Al miltelių mišinį 1200 °C temperatūroje 0,01-0,02 mm Hg vakuume. Art.; reakcijos metu išsiskiria: 6CaO + 2 Al = 3CaO · Al 2 O 3 + 3Ca Ca garai kondensuojasi ant šalto paviršiaus; 2) elektrolizuojant CaCl 2 ir KCl lydalą skystu vario-kalcio katodu, gaunamas Cu-Ca lydinys (65% Ca), iš kurio 950-1000 °C temperatūroje vakuume distiliuojamas Ca. 0,1-0,001 mm Hg. Art.
Kalcio taikymas. Gryno metalo pavidalu Ca naudojamas kaip U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb ir kai kurių retųjų žemių metalų reduktorius iš jų junginių. Jis taip pat naudojamas deoksiduoti plieną, bronzą ir kitus lydinius, pašalinti sierą iš naftos produktų, dehidratuoti organinius skysčius, valyti argoną nuo azoto priemaišų ir kaip dujų absorberis elektriniuose vakuuminiuose įrenginiuose. Technologijoje plačiai naudojamos Pb-Na-Ca sistemos antifrikcinės medžiagos, taip pat Pb-Ca lydiniai, kurie naudojami elektros korpusų gamybai. kabeliai. Lydinys Ca-Si-Ca (silikokalcis) naudojamas kaip deoksidatorius ir degazatorius gaminant aukštos kokybės plieną.
Kalcis organizme. Ca yra vienas iš biogeninių elementų, būtinų normaliai gyvenimo eigai. Jo yra visuose gyvūnų ir augalų audiniuose ir skysčiuose. Tik reti organizmai gali vystytis aplinkoje, kurioje nėra Ca. Kai kuriuose organizmuose Ca kiekis siekia 38 %; žmonėms – 1,4-2 proc. Augalų ir gyvūnų organizmų ląstelėms ekstraląstelinėje terpėje reikia griežtai apibrėžto Ca 2+, Na + ir K + jonų santykio. Augalai Ca gauna iš dirvožemio. Pagal santykį su Ca augalai skirstomi į kalcefilus ir kalcefobus. Gyvūnai Ca gauna iš maisto ir vandens. Ca yra būtinas daugelio ląstelių struktūrų susidarymui, normaliam išorinių ląstelių membranų pralaidumui palaikyti, žuvų ir kitų gyvūnų ikrams apvaisinti, daugelio fermentų aktyvinimui. Ca 2+ jonai perduoda sužadinimą raumenų skaiduloms, todėl ji susitraukia, didina širdies susitraukimų stiprumą, padidina leukocitų fagocitinę funkciją, aktyvina apsauginių kraujo baltymų sistemą, dalyvauja jos krešėjimui. Ląstelėse beveik visas Ca yra junginių su baltymais, nukleorūgščių, fosfolipidų pavidalu, kompleksuose su neorganiniais fosfatais ir organinėmis rūgštimis. Žmonių ir aukštesniųjų gyvūnų kraujo plazmoje tik 20-40% Ca gali būti susieta su baltymais. Gyvūnams, turintiems skeletą, iki 97–99% viso Ca sunaudojama kaip statybinė medžiaga: bestuburiams, daugiausia CaCO 3 (moliuskų, koralų lukštai), stuburiniams gyvūnams fosfatų pavidalu. Daugelis bestuburių prieš lyjant kaupia Ca, kad sukurtų naują skeletą arba išlaikytų gyvybę nepalankiomis sąlygomis.
Ca kiekį žmonių ir aukštesniųjų gyvūnų kraujyje reguliuoja prieskydinės liaukos ir skydliaukės hormonai. Svarbų vaidmenį šiuose procesuose atlieka vitaminas D. Ca absorbcija vyksta priekinėje plonosios žarnos dalyje. Sumažėjus rūgštingumui žarnyne, sutrinka Ca pasisavinimas ir priklauso nuo Ca, P ir riebalų santykio maiste. Optimalus Ca/P santykis karvės piene – apie 1,3 (bulvėse – 0,15, pupelėse – 0,13, mėsoje – 0,016). Esant P arba oksalo rūgšties pertekliui maiste, sutrinka Ca pasisavinimas. Tulžies rūgštys pagreitina jo pasisavinimą. Optimalus Ca / riebalų santykis žmogaus maiste yra 0,04–0,08 g Ca 1 g riebalų. Ca išsiskiria daugiausia per žarnyną. Žinduoliai laktacijos metu netenka daug piene esančio Ca. Pažeidus fosforo ir kalcio apykaitą jauniems gyvūnams ir vaikams, išsivysto rachitas, suaugusiems gyvūnams - skeleto sudėties ir struktūros pasikeitimas (osteomalacija).
Natūralūs kalcio junginiai (kreida, marmuras, kalkakmenis, gipsas) ir paprasčiausio jų apdorojimo produktai (kalkės) žmonėms žinomi nuo seno. 1808 m. anglų chemikas Humphrey Davy gyvsidabrio katodu elektrolizavo šlapias gesintas kalkes (kalcio hidroksidą) ir gavo kalcio amalgamą (kalcio ir gyvsidabrio lydinį). Iš šio lydinio, distiliavęs gyvsidabrį, Davy gavo gryną kalcį.
Jis taip pat pasiūlė naujo cheminio elemento pavadinimą, kilusį iš lotyniško „calx“, reiškiančio kalkakmenio, kreidos ir kitų minkštų akmenų pavadinimą.
Būti gamtoje ir gauti:
Kalcis yra penktas pagal gausumą elementas žemės plutoje (daugiau nei 3%), sudaro daugybę uolienų, kurių daugelis yra kalcio karbonato pagrindu. Kai kurios iš šių uolienų yra organinės kilmės (apvalkalo uoliena), o tai rodo svarbų kalcio vaidmenį laukinėje gamtoje. Natūralus kalcis yra 6 izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 40 iki 48, mišinys, o 40 Ca sudaro 97% viso kiekio. Branduolinių reakcijų būdu buvo gauti ir kiti kalcio izotopai, pavyzdžiui, radioaktyvūs 45 Ca.
Norint gauti paprastą kalcio medžiagą, naudojama jo druskų lydalo elektrolizė arba aliumotermija:
4CaO + 2Al = Ca (AlO 2) 2 + 3Ca
Fizinės savybės:
Sidabriškai pilkas metalas su kubinėmis vidinėmis grotelėmis, žymiai kietesnis už šarminius metalus. Lydymosi temperatūra 842 °C, virimo temperatūra 1484 °C, tankis 1,55 g / cm3. Esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, apie 20 K pereina į superlaidžią būseną.
Cheminės savybės:
Kalcis nėra toks aktyvus kaip šarminiai metalai, tačiau jį reikia laikyti po mineralinės alyvos sluoksniu arba sandariai uždarytuose metaliniuose statiniuose. Jau įprastoje temperatūroje jis reaguoja su ore esančiu deguonimi ir azotu, taip pat su vandens garais. Kaitinamas, jis dega ore raudonai oranžine liepsna, sudarydamas oksidą su nitridų priemaiša. Kaip ir magnis, kalcis toliau dega anglies dioksido atmosferoje. Kaitinamas, jis reaguoja su kitais nemetalais, sudarydamas junginius, kurių sudėtis ne visada akivaizdi, pavyzdžiui:
Ca + 6B = CaB 6 arba Ca + P => Ca 3 P 2 (taip pat CaP arba CaP 5)
Visuose jo junginiuose kalcio oksidacijos būsena yra +2.
Svarbiausios jungtys:
Kalcio oksidas CaO- („negesintos kalkės“) balta medžiaga, šarminis oksidas, energingai reaguoja su vandeniu („gesina“), virsdama hidroksidu. Gaunamas terminio kalcio karbonato skaidymo būdu.
Kalcio hidroksidas Ca (OH) 2- ("gesintų kalkių") balti milteliai, mažai tirpūs vandenyje (0,16 g / 100 g), stiprus šarmas. Anglies dioksidui aptikti naudojamas tirpalas („kalkių vanduo“).
Kalcio karbonatas CaCO 3- daugelio natūralių kalcio mineralų (kreidos, marmuro, kalkakmenio, kriauklių uolienų, kalcito, Islandijos špagos) pagrindas. Gryna balta arba bespalvė medžiaga. kristalai, Kaitinant (900-1000 C) suyra, susidaro kalcio oksidas. Nep-rim, reaguoja su rūgštimis, gali ištirpti vandenyje, prisotintame anglies dioksido, virsdamas bikarbonatu: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2. Atvirkštinis procesas veda prie kalcio karbonato nuosėdų, ypač tokių darinių kaip stalaktitai ir stalagmitai.
Jis taip pat natūraliai randamas dolomite CaCO 3 * MgCO 3
Kalcio sulfatas CaSO 4- balta medžiaga, gamtoje CaSO 4 * 2H 2 O ("gipsas", "selenitas"). Pastarasis atsargiai kaitinant (180 C) virsta CaSO 4 * 0,5H 2 O ("degintas gipsas", "alabastras") – balti milteliai, sumaišius su vandeniu vėl susidaro CaSO 4 * 2H 2 O formoje. iš tvirtos, pakankamai tvirtos medžiagos. Šiek tiek tirpsta vandenyje, sieros rūgšties perteklius gali ištirpti, sudarydamas hidrosulfatą.
Kalcio fosfatas Ca 3 (PO 4) 2- ("fosforitas"), netirpus, veikiant stiprioms rūgštims pereina į labiau tirpius kalcio hidro- ir divandenilio fosfatus. Fosforo, fosforo rūgšties, fosforo trąšų gamybos žaliava. Kalcio fosfatai taip pat įtraukti į apatitus – natūralius junginius, kurių apytikslė formulė Ca 5 3 Y, kur Y = F, Cl arba OH, atitinkamai fluoro, chloro arba hidroksiapatitas. Kartu su fosforitu apatitas yra daugelio gyvų organizmų skeleto dalis, įskaitant. ir asmuo.
Kalcio fluoridas CaF 2 - (natūralus.:„fluoritas“, „fluoršpatas“), netirpi baltos spalvos medžiaga. Natūralūs mineralai dėl priemaišų yra įvairių spalvų. Šviečia tamsoje kaitinant ir veikiant UV spinduliuotei. Padidina šlakų sklandumą ("lydumą") gaunant metalus, o tai yra dėl jo naudojimo kaip srauto.
Kalcio chloridas CaCl 2- bespalvis. krist. in-in well-r-rim vandenyje. Sudaro kristalinį hidratą CaCl 2 * 6H 2 O. Bevandenis („lydytas“) kalcio chloridas yra geras sausiklis.
Kalcio nitratas Ca (NO 3) 2- ("kalcio nitratas") bespalvis. krist. in-in well-r-rim vandenyje. Neatsiejama pirotechnikos kompozicijų dalis, suteikianti liepsnai raudonai oranžinę spalvą.
Kalcio karbidas CaС 2- reaguoja su vandeniu, sudarydamas tami acetileną, pvz.: CaC 2 + H 2 O = C 2 H 2 + Ca (OH) 2
Taikymas:
Metalinis kalcis naudojamas kaip stiprus reduktorius gaminant tam tikrus sunkiai redukuojamus metalus ("kalciotermiją"): chromą, REE, torią, uraną ir kt. Vario, nikelio, specialaus plieno ir bronzos, kalcio ir bronzos metalurgijoje. jo lydiniai naudojami kenksmingoms sieros, fosforo, anglies pertekliaus priemaišoms pašalinti.
Kalcis taip pat naudojamas nedideliam deguonies ir azoto kiekiui surišti esant dideliam vakuumui ir inertinių dujų valymui.
Neutronų perteklius 48 Ca jonai naudojami naujų cheminių elementų sintezei, pavyzdžiui, elementas Nr. 114,. Kitas kalcio izotopas – 45 Ca – naudojamas kaip radioaktyvioji etiketė tiriant kalcio biologinį vaidmenį ir jo migraciją aplinkoje.
Pagrindinė daugelio kalcio junginių taikymo sritis yra statybinių medžiagų (cemento, statybinių mišinių, gipso kartono ir kt.) gamyba.
Kalcis yra vienas iš makroelementų gyvų organizmų sudėtyje, sudarantis junginius, reikalingus tiek vidiniam stuburinių skeletui, tiek išoriniam daugelio bestuburių – kiaušinių lukštui – sukurti. Kalcio jonai taip pat dalyvauja reguliuojant tarpląstelinius procesus, sukelia kraujo krešėjimą. Kalcio trūkumas vaikystėje sukelia rachitą, vyresnio amžiaus žmonėms – osteoporozę. Kalcio šaltinis – pieno produktai, grikiai, riešutai, o prie jo įsisavinimo prisideda vitaminas D. Trūkstant kalcio vartojami įvairūs vaistai: kalceksas, kalcio chlorido tirpalas, kalcio gliukonatas ir kt.
Kalcio masės dalis žmogaus organizme yra 1,4-1,7%, paros poreikis yra 1-1,3 g (priklausomai nuo amžiaus). Per didelis kalcio suvartojimas gali sukelti hiperkalcemiją – jo junginių nusėdimą vidaus organuose, kraujo krešulių susidarymą kraujagyslėse. Šaltiniai:
Kalcis (elementas) // Vikipedija. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (prisijungimo data: 2014-01-03).
Populiari cheminių elementų biblioteka: Kalcis. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (2014 01 3).
Kalcis- antrosios grupės, D. I. Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos ketvirtojo periodo, pagrindinio pogrupio elementas, kurio atominis skaičius 20. Jis žymimas simboliu Ca (lot. Kalcis). Paprasta medžiaga kalcis (CAS numeris: 7440-70-2) yra minkštas, reaktyvus sidabriškai baltos spalvos šarminis žemės metalas.
Vardo istorija ir kilmė
Elemento pavadinimas kilęs iš lat. calx (genitive calcis) - "kalkės", "minkštas akmuo". Ją pasiūlė anglų chemikas Humphrey Davy, kuris 1808 metais elektrolitiniu metodu išskyrė metalinį kalcį. Davy elektrolizavo šlapių gesintų kalkių mišinį su gyvsidabrio oksidu HgO ant platinos plokštės, kuri buvo anodas. Kaip katodas tarnavo platinos viela, panardinta į skystą gyvsidabrį. Dėl elektrolizės buvo gauta kalcio amalgama. Iš jo pašalinęs gyvsidabrį, Davy gavo metalą, vadinamą kalciu. Kalcio junginiai – kalkakmenis, marmuras, gipsas (taip pat kalkės – kalkakmenio skrudinimo produktas) statybų pramonėje naudojami kelis tūkstantmečius. Iki XVIII amžiaus pabaigos chemikai kalkę laikė paprastu kūnu. 1789 m. A. Lavoisier pasiūlė, kad kalkės, magnezija, baritas, aliuminio oksidas ir silicio dioksidas yra sudėtingos medžiagos.
Buvimas gamtoje
Dėl didelio cheminio aktyvumo laisvojo kalcio gamtoje nėra.
Kalcis sudaro 3,38 % žemės plutos masės (5 vieta pagal gausumą po deguonies, silicio, aliuminio ir geležies).
Izotopai
Kalcis natūraliai randamas šešių izotopų mišinio pavidalu: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca ir 48 Ca, tarp kurių labiausiai paplitęs – 40 Ca – yra 96,97%.
Iš šešių natūralių kalcio izotopų penki yra stabilūs. Neseniai buvo atrastas šeštasis izotopas 48 Ca, sunkiausias iš šešių ir labai retas (jo izotopų gausa yra tik 0,187 %), kuris patiria dvigubą beta skilimą, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 5,3 × 10 19 metų.
Uolienose ir mineraluose
Daugiausia kalcio yra įvairių uolienų silikatuose ir aliumosilikatuose (granituose, gneisuose ir kt.), ypač lauko špate – anortite Ca.
Nuosėdinių uolienų pavidalu kalcio junginius sudaro kreida ir kalkakmenis, daugiausia susidedantys iš mineralinio kalcito (CaCO 3). Kristalinė kalcito forma – marmuras – gamtoje sutinkama daug rečiau.
Kalcio mineralai, tokie kaip kalcitas CaCO 3, anhidritas CaSO 4, alebastras CaSO 4 0,5H 2 O ir gipsas CaSO 4 2H 2 O, fluoritas CaF 2, apatitai Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomitas MgCO 3 CaCO 3. Kalcio ir magnio druskų buvimas natūraliame vandenyje lemia jo kietumą.
Kalcis, energingai migruodamas žemės plutoje ir besikaupiantis įvairiose geocheminėse sistemose, sudaro 385 mineralus (ketvirtas pagal mineralų skaičių).
Migracija žemės plutoje
Natūralioje kalcio migracijoje esminį vaidmenį atlieka „karbonato pusiausvyra“, susijusi su grįžtama kalcio karbonato sąveikos su vandeniu ir anglies dioksidu reakcija, susidarant tirpiam bikarbonatui:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -
(pusiausvyra pasislenka į kairę arba į dešinę, priklausomai nuo anglies dioksido koncentracijos).
Didžiulį vaidmenį atlieka biogeninė migracija.
Biosferoje
Kalcio junginių yra beveik visuose gyvūnų ir augalų audiniuose (taip pat žr. toliau). Nemažai kalcio randama gyvuose organizmuose. Taigi, hidroksiapatitas Ca 5 (PO 4) 3 OH arba, kitaip tariant, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - stuburinių gyvūnų, įskaitant žmones, kaulinio audinio pagrindas; daugelio bestuburių lukštai ir lukštai, kiaušinių lukštai ir kt. susideda iš kalcio karbonato CaCO 3. Gyvuose žmonių ir gyvūnų audiniuose Ca (masės dalimi) 1,4-2 %; 70 kg sveriančio žmogaus organizme kalcio yra apie 1,7 kg (daugiausia kaulinio audinio tarpląstelinės medžiagos sudėtyje).
Priėmimas
Laisvas metalinis kalcis gaunamas elektrolizės būdu iš CaCl 2 (75–80 %) ir KCl arba iš CaCl 2 ir CaF 2 sudaryto lydalo, taip pat aliuminoterminiu būdu redukuojant CaO 1170–1200 °C temperatūroje:
4CaO + 2Al = CaAl 2O 4 + 3Ca.
Savybės
Fizinės savybės
Kalcio metalas yra dviejų alotropinių modifikacijų. Iki 443 ° C, α-Ca su kubine gardele, nukreipta į veidą, yra stabili (parametras a = 0,558 nm), didesnis yra stabilus β-Ca su kubinėmis kūno centre esančiomis α-Fe tipo gardelėmis (parametras a = 0,448 nm). Standartinė entalpija Δ Hα → β perėjimo 0 yra 0,93 kJ / mol.
Cheminės savybės
Standartinių potencialų serijoje kalcis yra vandenilio kairėje. Standartinis Ca 2+ / Ca 0 poros elektrodo potencialas yra -2,84 V, todėl kalcis aktyviai reaguoja su vandeniu, bet neužsidega:
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2 + Q.
Ištirpusio kalcio bikarbonato buvimas vandenyje daugiausia lemia laikiną vandens kietumą. Jis vadinamas laikinu, nes verdant vandeniui suyra bikarbonatas, nusėda CaCO 3. Šis reiškinys, pavyzdžiui, lemia tai, kad laikui bėgant virdulyje kaupiasi nuosėdos.
Taikymas
Metalinio kalcio panaudojimas
Metalinis kalcis dažniausiai naudojamas kaip reduktorius metalų, ypač nikelio, vario ir nerūdijančio plieno, gamyboje. Kalcis ir jo hidridas taip pat naudojami sunkiai redukuojamiems metalams, tokiems kaip chromas, toris ir uranas, gauti. Kalcio švino lydiniai naudojami akumuliatoriuose ir guolių lydiniuose. Kalcio granulės taip pat naudojamos oro pėdsakams pašalinti iš vakuuminės įrangos.
Metalotermija
Grynas metalinis kalcis plačiai naudojamas metalotermijoje retų metalų gamybai.
Lydinio legiravimas
Grynas kalcis naudojamas švino legiravimui, naudojamas akumuliatorių plokščių, priežiūros nereikalaujančių starterių švino-rūgštinių akumuliatorių, kurių savaiminio išsikrovimo lygis yra mažas, gamyboje. Taip pat metalinis kalcis naudojamas aukštos kokybės kalcio babbits BKA gamybai.
Branduolinė sintezė
48 Ca izotopas yra efektyviausia ir dažniausiai naudojama medžiaga supersunkių elementų gamybai ir naujų elementų atradimui periodinėje lentelėje. Pavyzdžiui, naudojant 48 Ca jonus supersunkiesiems elementams greitintuvuose gauti, šių elementų branduoliai susidaro šimtus ir tūkstančius kartų efektyviau nei naudojant kitus „sviedinius“ (jonus).) Naudojamas formoje ir metalų redukcijai, taip pat cianamido kalcio gamybai (kaitinant kalcio karbidą azote 1200 ° C temperatūroje, reakcija yra egzoterminė, atliekama cianamido krosnyse).
Kalcis, taip pat jo lydiniai su aliuminiu ir magniu, naudojami atsarginėse šiluminėse elektros baterijose kaip anodas (pavyzdžiui, kalcio chromato elementas). Šiose baterijose kaip katodas naudojamas kalcio chromatas. Tokių baterijų ypatumas – itin ilgas galiojimo laikas (dešimtmečiai) tinkamos būklės, galimybė veikti bet kokiomis sąlygomis (erdvė, aukštas slėgis), didelė savitoji energija pagal svorį ir tūrį. Trūkumas per trumpą laiką. Tokios baterijos naudojamos ten, kur reikia trumpam sukurti kolosalią elektros energiją (balistinės raketos, kai kurie erdvėlaiviai ir pan.).
Be to, kalcio junginiai yra įtraukiami į vaistų, skirtų osteoporozės profilaktikai, sudėtį, į vitaminų kompleksus nėščioms moterims ir pagyvenusiems žmonėms.
Biologinis kalcio vaidmuo
Kalcis yra įprastas augalų, gyvūnų ir žmonių makroelementas. Žmonėms ir kitiems stuburiniams gyvūnams didžioji jo dalis yra skelete ir dantyse fosfatų pavidalu. Daugumos bestuburių grupių (kempinių, koralų polipų, moliuskų ir kt.) skeletai sudaryti iš įvairių formų kalcio karbonato (kalkių). Kalcio jonai dalyvauja kraujo krešėjimo procesuose, taip pat užtikrina pastovų kraujo osmosinį slėgį. Kalcio jonai taip pat tarnauja kaip vienas iš universalių antrinių mediatorių ir reguliuoja įvairius intraląstelinius procesus – raumenų susitraukimą, egzocitozę, įskaitant hormonų ir neurotransmiterių sekreciją ir kt. Kalcio koncentracija žmogaus ląstelių citoplazmoje yra apie 10-7 mol. tarpląsteliniuose skysčiuose apie 10 3 mol.
Kalcio poreikis priklauso nuo amžiaus. Suaugusiesiems privaloma paros norma yra 800–1000 miligramų (mg), o vaikams – nuo 600 iki 900 mg, o tai vaikams labai svarbu dėl intensyvaus skeleto augimo. Daugiausia kalcio, patenkančio į žmogaus organizmą su maistu, yra pieno produktuose, likusio kalcio yra mėsoje, žuvyje, kai kuriuose augaliniuose produktuose (ypač ankštiniuose jų yra daug). Absorbcija vyksta tiek storajame, tiek plonajame žarnyne, ją palengvina rūgštinė aplinka, vitaminas D ir vitaminas C, laktozė, nesočiosios riebalų rūgštys. Svarbus ir magnio vaidmuo kalcio apykaitoje, jo trūkstant kalcis „išplaunamas“ iš kaulų ir nusėda inkstuose (inkstų akmenyse) ir raumenyse.
Kalcio pasisavinimą trukdo aspirinas, oksalo rūgštis, estrogenų dariniai. Kartu su oksalo rūgštimi kalcis gamina vandenyje netirpius junginius, kurie yra inkstų akmenų sudedamosios dalys.
Dėl daugybės su juo susijusių procesų kalcio kiekis kraujyje yra tiksliai reguliuojamas, o tinkamai maitinantis, jo trūkumas neatsiranda. Ilgai nesilaikant dietos gali atsirasti mėšlungis, sąnarių skausmas, mieguistumas, augimo sutrikimai, vidurių užkietėjimas. Gilesnis trūkumas sukelia nuolatinius raumenų mėšlungį ir osteoporozę. Piktnaudžiavimas kava ir alkoholiu gali būti kalcio trūkumo priežastimi, nes dalis jo išsiskiria su šlapimu.
Per didelės kalcio ir vitamino D dozės gali sukelti hiperkalcemiją, o vėliau intensyvų kaulų ir audinių kalcifikaciją (daugiausia paveikiančią šlapimo sistemą). Ilgalaikis perteklius sutrikdo raumenų ir nervinių audinių veiklą, padidina kraujo krešėjimą ir sumažina cinko pasisavinimą kaulų ląstelėse. Didžiausia saugi paros dozė suaugusiam žmogui yra 1500–1800 miligramų.
Kalcis
KALCIS-Aš esu; m.[iš lat. calx (calcis) – kalkės] Cheminis elementas (Ca), sidabriškai baltas metalas, kuris yra kalkakmenio, marmuro ir kt.
◁ Kalcis, th, th. K-osios druskos.
kalcio(lot. Kalcis), periodinės lentelės II grupės cheminis elementas, reiškia šarminius žemės metalus. Vardas iš lat. calx, genitive calcis yra kalkės. Sidabriškai baltas metalas, tankis 1,54 g / cm 3, t pl 842ºC. Jis lengvai oksiduojasi ore esant normaliai temperatūrai. Pagal paplitimą žemės plutoje ji užima 5 vietą (mineralai kalcitas, gipsas, fluoritas ir kt.). Kaip aktyvus reduktorius, naudojamas U, Th, V, Cr, Zn, Be ir kitiems metalams iš jų junginių gauti, plienui, bronzai ir kt. deoksiduoti. Tai yra antifrikcinių medžiagų dalis. Kalcio junginiai naudojami statyboje (kalkės, cementas), kalcio preparatai – medicinoje.
KALCISKALCIS (lot. Kalcis), Ca (skaitykite „kalcis“), cheminis elementas, kurio atominis skaičius 20, yra Mendelejevo periodinės elementų sistemos IIA grupės ketvirtajame periode; atominė masė 40,08. Nurodo šarminių žemių elementų skaičių (cm.ŠARMINIŲ ŽEMĖS METALAI).
Natūralus kalcis susideda iš nuklidų mišinio (cm. NUCLID) kurių masės skaičiai 40 (mišinyje pagal masę 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) ir 46 (0,003%). 4 išorinio elektroninio sluoksnio konfigūracija s 2
... Beveik visuose junginiuose kalcio oksidacijos laipsnis yra +2 (II valentingumas).
Neutralaus kalcio atomo spindulys yra 0,1974 nm, Ca 2+ jono spindulys yra nuo 0,114 nm (6 koordinavimo numeriui) iki 0,148 nm (koordinacijos numeriui 12). Neutralaus kalcio atomo nuoseklios jonizacijos energijos yra atitinkamai 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 ir 84,5 eV. Pagal Paulingo skalę kalcio elektronegatyvumas yra apie 1,0. Laisvasis kalcis yra sidabriškai baltas metalas.
Atradimų istorija
Kalcio junginiai gamtoje randami visur, todėl žmonija su jais pažįstami nuo senų senovės. Kalkės nuo seno naudojamos statybose (cm. LIME)(negesintos kalkės ir užgesintos), kuri ilgą laiką buvo laikoma paprasta medžiaga, „žeme“. Tačiau anglų mokslininkas G. Davy 1808 m (cm. DEVI Humphrey) pavyko iš kalkių ištraukti naują metalą. Tam Davy elektrolizavo šiek tiek sudrėkintų gesintų kalkių mišinį su gyvsidabrio oksidu ir iš prie gyvsidabrio katodo susidariusios amalgamos išskyrė naują metalą, kurį pavadino kalciu (iš lot. calx, genus calcis – kalkės). Rusijoje kurį laiką šis metalas buvo vadinamas "kalkėmis".
Buvimas gamtoje
Kalcis yra vienas gausiausių elementų Žemėje. Jis sudaro 3,38% žemės plutos masės (5 vieta po deguonies, silicio, aliuminio ir geležies). Dėl didelio cheminio aktyvumo laisvojo kalcio gamtoje nėra. Didžioji dalis kalcio yra silikatuose (cm. SILIKATAI) ir aliuminio silikatai (cm. ALUMOSILIKATAI)įvairios uolienos (granitas (cm. GRANITAS), gneisai (cm. GNEISAS) ir tt). Nuosėdinių uolienų pavidalu kalcio junginius sudaro kreida ir kalkakmenis, daugiausia sudaryti iš mineralinio kalcito. (cm. KALCITAS)(CaCO 3). Kristalinė kalcito forma – marmuras – gamtoje sutinkama daug rečiau.
Kalcio mineralai, tokie kaip kalkakmenis, yra gana dažni. (cm. KALKAKMENIS) CaCO 3, anhidritas (cm. ANHIDRITAS) CaSO 4 ir gipsas (cm. GIPSAS) CaSO 4 2H 2 O, fluoritas (cm. FLUORITAS) CaF 2, apatitas (cm. APATITAS) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomitas (cm. DOLOMITAS) MgCO 3 · СaCO 3. Kalcio ir magnio druskų buvimas natūraliame vandenyje lemia jo kietumą (cm. VANDENS KIETUMAS)... Nemažai kalcio randama gyvuose organizmuose. Taigi, hidroksilapatitas Ca 5 (PO 4) 3 (OH) arba, kitaip tariant, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - stuburinių gyvūnų, įskaitant žmones, kaulinio audinio pagrindas; daugelio bestuburių lukštai ir lukštai, kiaušinių lukštai ir kt. sudaryti iš kalcio karbonato CaCO 3.
Priėmimas
Metalinis kalcis gaunamas elektrolizės būdu iš CaCl 2 (75–80 %) ir KCl arba iš CaCl 2 ir CaF 2 susidedančio lydalo, taip pat aliuminoterminiu būdu redukuojant CaO 1170–1200 °C temperatūroje:
4CaO + 2Al = CaAl 2O 4 + 3Ca.
Fizinės ir cheminės savybės
Kalcio metalas yra dviejų alotropinių modifikacijų (žr. Allotropy (cm. ALLOTROPIJA)). Iki 443 ° C, a-Ca su kubine į veidą nukreipta gardele yra stabili (parametras a = 0,558 nm), didesnis yra b-Ca su kubine kūno centre esančia a-Fe tipo gardele (parametras a = 0,448 nm). ). Kalcio lydymosi temperatūra yra 839 ° C, virimo temperatūra yra 1484 ° C, tankis yra 1,55 g / cm 3.
Kalcio reaktyvumas yra didelis, bet mažesnis nei visų kitų šarminių žemių metalų. Jis lengvai sąveikauja su ore esančiu deguonimi, anglies dioksidu ir drėgme, todėl metalinio kalcio paviršius dažniausiai būna blankiai pilkas, todėl laboratorijoje kalcis, kaip ir kiti šarminių žemių metalai, paprastai laikomas sandariai uždarytame indelyje po žibalo sluoksnis.
Standartinių potencialų serijoje kalcis yra vandenilio kairėje. Standartinis Ca 2+ / Ca 0 poros elektrodo potencialas yra –2,84 V, todėl kalcis aktyviai reaguoja su vandeniu:
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2.
Įprastomis sąlygomis kalcis reaguoja su aktyviais nemetalais (deguonimi, chloru, bromu):
2Ca + O2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Kaitinamas ore arba deguonimi, kalcis užsidega. Kaitinamas kalcis sąveikauja su mažiau aktyviais nemetalais (vandeniliu, boru, anglimi, siliciu, azotu, fosforu ir kt.), pvz.:
Ca + H2 = CaH2 (kalcio hidridas),
Ca + 6B = CaB6 (kalcio boridas),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kalcio nitridas)
Ca + 2C = CaC 2 (kalcio karbidas)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (kalcio fosfidas), taip pat žinomi kalcio fosfidai, kurių kompozicijos yra CaP ir CaP 5;
Taip pat žinomi 2Ca + Si = Ca 2 Si (kalcio silicidas), kalcio silicidai, kurių kompozicijos yra CaSi, Ca 3 Si 4 ir CaSi 2.
Minėtų reakcijų eigą, kaip taisyklė, lydi didelis šilumos kiekis (t.y. šios reakcijos yra egzoterminės). Visuose junginiuose su nemetalais kalcio oksidacijos laipsnis yra +2. Dauguma kalcio junginių su nemetalais yra lengvai skaidomi vandens, pavyzdžiui:
CaH2 + 2H2O = Ca (OH)2 + 2H2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH3.
Kalcio oksidas paprastai yra bazinis. Laboratorijoje ir technologijoje jis gaunamas termiškai skaidant karbonatus:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Techninis kalcio oksidas CaO vadinamas negesintomis kalkėmis.
Jis reaguoja su vandeniu, sudarydamas Ca (OH) 2 ir išskiria didelį šilumos kiekį:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
Tokiu būdu gautas Ca (OH) 2 paprastai vadinamas gesintomis kalkėmis arba kalkių pienu. (cm. KALKIŲ PIENAS) dėl to, kad kalcio hidroksido tirpumas vandenyje yra mažas (0,02 mol / l 20 ° C temperatūroje), o jį įpylus į vandenį susidaro balta suspensija.
Sąveikaujant su rūgštiniais oksidais, CaO sudaro druskas, pavyzdžiui:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ca 2+ jonas yra bespalvis. Kai į liepsną įpilama kalcio druskų, liepsna pasidaro raudona.
Kalcio druskos, tokios kaip chloridas CaCl 2, bromidas CaBr 2, jodidas CaI 2 ir nitratas Ca (NO 3) 2, lengvai tirpsta vandenyje. Vandenyje netirpus fluoridas CaF 2, karbonatas CaCO 3, sulfatas CaSO 4, vidutinis ortofosfatas Ca 3 (PO 4) 2, oksalatas CaC 2 O 4 ir kai kurie kiti.
Didelę reikšmę turi tai, kad, priešingai nei vidutinis kalcio karbonatas CaCO 3, rūgštus kalcio karbonatas (bikarbonatas) Ca (HCO 3) 2 tirpsta vandenyje. Gamtoje tai sukelia šiuos procesus. Kai šaltas lietus ar upės vanduo, prisotintas anglies dioksido, prasiskverbia po žeme ir patenka ant kalkakmenių, stebimas jų tirpimas:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
Tose pačiose vietose, kur vanduo, prisotintas kalcio bikarbonato, išeina į žemės paviršių ir yra šildomas saulės spindulių, vyksta priešinga reakcija:
Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Taip gamtoje perduodamos didelės medžiagų masės. Dėl to po žeme gali susidaryti didžiulės smegduobės (žr. Karst (cm. KARST (gamtos reiškinys)), o urvuose susidaro gražūs akmeniniai „varvekliai“ – stalaktitai (cm. STALAKTITAI (mineraliniai dariniai) ir stalagmitai (cm. STALAGMITS).
Ištirpusio kalcio bikarbonato buvimas vandenyje daugiausia lemia laikiną vandens kietumą (cm. VANDENS KIETUMAS)... Jis vadinamas laikinu, nes verdant vandeniui suyra bikarbonatas, nusėda CaCO 3. Šis reiškinys, pavyzdžiui, lemia tai, kad laikui bėgant virdulyje kaupiasi nuosėdos.
Kalcio ir jo junginių naudojimas
Metalinis kalcis naudojamas metaloterminei urano gamybai (cm. Uranas (cheminis elementas), torio (cm. TORIJAS), titanas (cm. TITANIS (cheminis elementas)), cirkonis (cm. CIRKONIS), cezis (cm. CEZIS) ir rubidžio (cm. RUBIDIUM).
Natūralūs kalcio junginiai plačiai naudojami rišiklių (cemento (cm. CEMENTAS), gipso (cm. GIPSAS), kalkės ir kt.). Gesintų kalkių surišimo poveikis pagrįstas tuo, kad laikui bėgant kalcio hidroksidas reaguoja su ore esančiu anglies dioksidu. Vykstant reakcijai susidaro kalcito CaCO 3 smailūs kristalai, kurie išauga į šalia esančius akmenis, plytas, kitas statybines medžiagas ir tarsi suvirina į vientisą visumą. Kristalinis kalcio karbonatas – marmuras yra puiki apdailos medžiaga. Balinimui naudojama kreida. Ketaus gamyboje sunaudojama daug kalkakmenio, nes jie leidžia ugniai atsparias geležies rūdos priemaišas (pavyzdžiui, kvarcinį SiO 2) paversti santykinai mažai tirpstančiais šlakais.
Baliklis yra labai veiksmingas kaip dezinfekavimo priemonė. (cm. BALINIMO MILTELIAI)- "chloras" Ca (OCl) Cl - sumaišytas chloridas ir kalcio hipochloritas (cm. Kalcio hipochloritas) su dideliu oksidaciniu pajėgumu.
Taip pat plačiai naudojamas kalcio sulfatas, esantis tiek bevandenių junginių, tiek kristalinių hidratų pavidalu – vadinamasis „pusiau vandeninis“ sulfatas – alebastras. (cm. Alevizas Fryazinas (Milanas) CaSO 4 · 0,5H 2 O ir dihidrato sulfatas - gipsas CaSO 4 · 2H 2 O. Gipsas plačiai naudojamas statybose, skulptūroje, tinko ir įvairių meno gaminių gamybai. Gipsas taip pat naudojamas medicinoje kaulams tvirtinti lūžus.
Kalcio chloridas CaCl 2 naudojamas kartu su valgomąja druska kelių paviršiams apsaugoti nuo apledėjimo. Kalcio fluoridas CaF 2 yra puiki optinė medžiaga.
Kalcis organizme
Kalcis yra maistinė medžiaga (cm. BIOGENINIAI ELEMENTAI), nuolat esančios augalų ir gyvūnų audiniuose. Svarbus gyvūnų ir žmonių mineralinės apykaitos bei augalų mineralinės mitybos komponentas kalcis atlieka įvairias organizmo funkcijas. Kaip apatito dalis (cm. APATITE), taip pat kalcio sulfatas ir karbonatas sudaro mineralinį kaulinio audinio komponentą. 70 kg sveriančiame žmogaus kūne yra apie 1 kg kalcio. Kalcis dalyvauja jonų kanalų darbe (cm. JONŲ KANALAI), atliekantis medžiagų pernešimą per biologines membranas, perduodant nervinį impulsą (cm. NERVINIS IMPULSAS), kraujo krešėjimo procesuose (cm. KRAUJO RINKIMAS) ir tręšimas. Reguliuoti kalcio apykaitą organizme kalciferoliai (cm. KALCIFEROLIAI)(vitaminas D). Kalcio trūkumas ar perteklius sukelia įvairias ligas – rachitą (cm. RAKETAS), kalcifikacija (cm. KALCINOZĖ) ir kt.. Todėl žmonių maiste kalcio junginių turi būti reikiamu kiekiu (800-1500 mg kalcio per dieną). Didelis kalcio kiekis yra pieno produktuose (pvz., varškėje, sūryje, piene), kai kuriose daržovėse ir kituose maisto produktuose. Kalcio preparatai plačiai naudojami medicinoje.
enciklopedinis žodynas. 2009 .
Sinonimai:Pažiūrėkite, kas yra „kalcis“ kituose žodynuose:
- (Ca) geltonas, blizgus ir siūlas metalas. Savitasis sunkis 1.6. Užsienio žodžių žodynas, įtrauktas į rusų kalbą. Pavlenkov F., 1907. KALCIUS (naujas lot. Kalcis, iš lot. Calx lime). Sidabro spalvos metalas. Užsienio žodžių žodynas, ...... Rusų kalbos svetimžodžių žodynas
KALCIS- Kalcis, kalcis, chem. elementas, char. Ca, blizgus, sidabriškai baltas metalas su kristaliniu kink, priklausantis šarminių žemių metalų grupei. Ud. svoris 1,53; adresu. v. 40,07; lydymosi temperatūra 808 °. Ca yra vienas iš labiausiai ... ... Puiki medicinos enciklopedija
- (kalcis), Ca, periodinės lentelės II grupės cheminis elementas, atominis skaičius 20, atominė masė 40,08; reiškia šarminių žemių metalus; tm 842shC. Yra stuburinių gyvūnų kauliniame audinyje, moliuskų lukštuose, kiaušinių lukštuose. Kalcio ...... Šiuolaikinė enciklopedija
Metalas yra sidabriškai baltas, plastiškas, kalus, greitai oksiduojasi ore. Lydymosi temperatūra pa 800 810 °. Gamtoje jis randamas įvairių druskų pavidalu, kurios sudaro kreidos, kalkakmenio, marmuro, fosforitų, apatitų, gipso ir kt. kelias ...... Techninis geležinkelių žodynas
- (lot. Kalcis) Ca, periodinės lentelės II grupės cheminis elementas, atominis skaičius 20, atominė masė 40,078, reiškia šarminius žemės metalus. Pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio calx, giminės calcis lime. Sidabro baltumo metalas, ...... Didysis enciklopedinis žodynas
