Кальцийн буцалгах цэг. Зуух, цементийн үйлдвэрүүдийн тоос. Чулуулаг, ашигт малтмалын хувьд

Кальци нь дэлхий даяар маш өргөн тархсан боловч байгальд чөлөөт байдалд тохиолддоггүй.

Цэвэр кальцийг хэрхэн яаж олж авах талаар сурахын өмнө байгалийн кальцийн нэгдлүүдийг авч үзье.

Кальци бол метал юм. Менделеевийн үелэх системд кальци (Кальци), Ca нь 20 ба атомын дугаартай байдагII бүлэгт байрладаг. Энэ бол химийн идэвхтэй элемент бөгөөд хүчилтөрөгчтэй амархан харьцдаг. Мөнгөлөг цагаан өнгөтэй.

Байгалийн кальцийн нэгдлүүд

Кальцийн нэгдлүүдийг бид бараг хаа сайгүй олж авдаг.

Кальцийн карбонат,эсвэл кальцийн карбонат – энэ нь хамгийн их тархсан кальцийн нэгдэл юм. Түүний химийн томъёо нь CaCO 3. Гантиг, шохой, шохойн чулуу, хясааны чулуу юм. Эдгээр бүх бодисууд нь бага хэмжээний хольцтой кальцийн карбонат агуулдаг. Кальцитын хольц байхгүй бөгөөд түүний томъёо нь CaCO 3 юм.

Кальцийн сульфаткальцийн сульфат гэж нэрлэдэг. Кальцийн сульфатын CaSO 4 химийн томъёо. Бидний мэддэг ашигт малтмалын гипс бол CaSO 4 2H 2 O талст гидрат юм.

Кальцийн фосфат,ортофосфорын хүчил кальцийн давс. Энэ бол хүн, амьтны ясыг бүтээх материал юм. Энэ эрдсийг трикальциум фосфат Ca 3 (PO 4) 2 гэж нэрлэдэг.

Кальцийн хлоридCaCl 2 буюу кальцийн хлорид нь байгалийн гаралтай CaCl 2 · 6H 2 O талст гидрат хэлбэрээр явагддаг. Халаахад энэ найрлага нь усны молекулаа алддаг.

Фторын кальци CaF 2 буюу кальцийн хайлуур жонш нь байгалийн гаралтай флюоритт байдаг. Цэвэр талст кальцийн дифторидийг жонш гэж нэрлэдэг.

Гэхдээ байгалийн кальцийн нэгдлүүд нь хүмүүст хэрэгтэй шинж чанартай байдаггүй. Тиймээс хүн ийм нэгдлийг зохиомлоор бусад бодис болгон хувиргаж сурчээ. Эдгээр хиймэл нэгдлүүдийн зарим нь бидэнд байгалийн гаралтайгаас ч илүү танил юм. Үүний нэг жишээ бол хүн төрөлхтөн удаан хугацааны турш хэрэглэж ирсэн Са (OH) 2 ба СаО шохойн шохойг унтрааж болно. Цемент, кальцийн карбид, цайруулагч гэх мэт олон барилгын материалд хиймэл кальцийн нэгдэл байдаг.

Электролиз гэж юу вэ

Электролиз хэмээх үзэгдлийн талаар бараг бүгдээрээ сонссон байх. Бид энэ процессын хамгийн энгийн тайлбарыг өгөхийг хичээх болно.

Хэрэв цахилгаан гүйдэл давсны усан уусмалаар дамжин өнгөрвөл химийн хувиргалтын үр дүнд шинэ химийн бодисууд үүсдэг. Цахилгаан гүйдэл дамжих үед уусмалд явагдах процессыг электролиз гэнэ. Эдгээр бүх процессыг электрохими хэмээх шинжлэх ухаан судалдаг. Мэдээжийн хэрэг электролизийн процесс нь зөвхөн гүйдэл дамжуулдаг орчинд л явагдах болно. Хүчил, суурь, давсны усан уусмал нь яг ийм орчин юм. Тэдгээрийг электролит гэж нэрлэдэг.

Электродууд электролитэд дүрэгдсэн байдаг. Сөрөг цэнэгтэй электродыг катод гэж нэрлэдэг. Эерэг цэнэгтэй электродыг анод гэж нэрлэдэг. Цахилгаан гүйдэл электролитоор дамжин өнгөрөхөд электролиз үүсдэг. Электролизийн үр дүнд ууссан бодисын бүрэлдэхүүн хэсгүүд электродууд дээр тогтдог. Катод дээр эерэг цэнэгтэй, анод дээр сөрөг байна. Гэхдээ электродууд дээр хоёрдогч урвал явагдаж болох бөгөөд үүний үр дүнд хоёрдогч бодис үүсдэг.

Электролизийн тусламжтайгаар химийн урвалж ашиглахгүйгээр химийн бүтээгдэхүүн үүсдэг болохыг бид харж байна.

Кальцийг яаж олж авдаг вэ?

Аж үйлдвэрт кальцийг хайлсан кальцийн хлорид CaCl 2-ийн электролизийн аргаар гаргаж авах боломжтой.

CaCl 2 = Ca + Cl 2

Энэ процесст бал чулуугаар хийсэн банн нь анод юм. Усанд орохыг цахилгаан зууханд хийнэ. Банны өргөний дагуу хөдөлдөг, бас дээшээ доошоо буух чадвартай төмөр саваа бол катод юм. Электролит нь хайлсан кальцийн хлорид бөгөөд үүнийг ваннд хийнэ. Катодыг электролит руу буулгадаг. Энэ нь электролизийн процесс эхэлдэг. Катодын дор хайлсан кальци үүсдэг. Катод өсөхөд кальци катодтой харьцах цэг дээр хатуурдаг. Тиймээс аажмаар катод өсгөх явцад кальци нь баар хэлбэртэй болдог. Дараа нь кальцийн саваа катодоос үсрэх болно.

Эхний удаа цэвэр кальцийг 1808 онд электролизийн аргаар гаргаж авсан.

Кальцийг мөн исэлээс алюминотермийн ангижруулалтаар гаргаж авдаг .

4CaO + 2Al -> CaAl 2 O 4 + Ca

Энэ тохиолдолд кальцийг уур хэлбэрээр олж авдаг. Дараа нь энэ уурыг өтгөрүүлдэг.

Кальци нь өндөр урвалд ордог. Тийм ч учраас энэ нь исэлдлээс галд тэсвэртэй металлыг багасгах, ган, ширэм үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг.

Кальци бол хоёрдахь бүлгийн гол дэд бүлгийн элемент, атомын дугаар бүхий Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн дөрөвдэх үе, үүнийг Ca тэмдэг (лат.) Кальци). Энгийн бодис болох кальци нь мөнгөлөг цагаан өнгийн зөөлөн, химийн идэвхитэй шүлтлэг шороон металл юм.

Байгаль орчин дахь кальци

Байгальд энэ нь маш их байдаг: чулуулаг ба шаварлаг чулуулаг нь кальцийн давснаас үүсдэг, энэ нь далайн ба голын усанд байдаг, энэ нь ургамал, амьтны организмын нэг хэсэг юм. Кальци нь дэлхийн царцдасын массын 3.38% -ийг эзэлдэг (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмрийн дараа 5-рт ордог).

Кальцийн изотопууд

Кальци нь зургаан изотопын холимог хэлбэрээр байгалийн гаралтай байдаг: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca, 48 Ca, тэдгээрийн хамгийн түгээмэл нь 40 Ca - 96.97% байдаг.

Кальцийн байгалийн зургаан изотопоос тав нь тогтвортой байдаг. Зургаа дахь хамгийн хүнд жинтэй, маш ховор тохиолддог 48 изотоп 48 Ca изотоп (түүний изотопын элбэгшил ердөө 0.187%) саяхан 5.3 × 10 19 жилийн хагас задралын хугацаатай давхар бета задралд орсныг илрүүлжээ.

Чулуулаг, эрдэс бодис дахь кальцийн агууламж

Кальцийн ихэнх хэсэг нь янз бүрийн чулуулгийн силикат ба алюмосиликат (боржин чулуу, гнейс гэх мэт), ялангуяа хээрийн жонш - anorthite Ca-д агуулагддаг.

Тунамал чулуулгийн хэлбэрээр кальцийн нэгдлүүдийг голчлон эрдэс кальцит (CaCO 3) -аас бүрдэх шохой, шохойн чулуугаар төлөөлдөг. Кальцитын болор хэлбэрийн хэлбэр - гантиг нь байгальд түгээмэл байдаггүй.

Кальцит CaCO 3, ангидрит CaSO 4, алебастр CaSO 4 0.5H 2 O ба гипс CaSO 4 2H 2 O, фторит CaF 2, апатитууд Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), доломит MgCO 3 зэрэг кальцийн эрдэс бодисууд. CaCO 3. Байгалийн усанд кальци, магнийн давс байгаа нь түүний хатуулгийг тодорхойлдог.

Кальци нь дэлхийн царцдаст хүчтэй шилжиж, янз бүрийн геохимийн системд хуримтлагддаг тул 385 ашигт малтмал үүсгэдэг (ашигт малтмалын тоогоор дөрөвдүгээрт).

Дэлхийн царцдас дахь кальцийн шилжилт

Кальцийн байгалийн шилжих хөдөлгөөнд кальцийн карбонатын ус ба нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй харилцан үйлчлэлцэж, уусдаг бикарбонат үүсэх харилцан үйлчлэлтэй холбоотой "карбонатын тэнцвэр" чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(тэнцвэр нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн концентрацаас хамааран зүүн эсвэл баруун тийш шилждэг).

Биогенийн шилжилт хөдөлгөөн асар их үүрэг гүйцэтгэдэг.

Шим мандал дахь кальцийн агууламж

Кальцийн нэгдэл нь бараг бүх амьтан, ургамлын эдэд байдаг (доороос үзнэ үү). Кальцийн үлэмж хэсэг нь амьд организмд байдаг. Тэгэхээр гидроксяпатит Ca 5 (PO 4) 3 OH, эсвэл өөр тэмдэглэгээнд 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - сээр нуруутан амьтдын, түүний дотор хүний ​​ясны эдийн үндэс; олон сээр нуруугүйтэн, өндөгний хальс гэх мэт бүрхүүл, хясаа нь кальцийн карбонат CaCO-аас бүрддэг 3. Хүн, амьтны амьд эдэд 1.4-2% Ca (массын хэмжээгээр); 70 кг жинтэй хүний ​​биед кальцийн агууламж ойролцоогоор 1.7 кг байдаг (голчлон ясны эд эс хоорондын бодисын найрлагад).

Кальци авах

Кальцийг анх Дэви 1808 онд электролиз ашиглан олж авсан. Гэхдээ бусад шүлтлэг ба шүлтлэг металлын нэгэн адил эсийн No20-ийг усан уусмалаас электролизоор гаргаж авах боломжгүй юм. Кальцийг хайлмал давсныхаа электролизийн аргаар гаргаж авдаг.

Энэ бол нарийн төвөгтэй бөгөөд эрчим хүч зарцуулах үйл явц юм. Электролизер дахь кальцийн хлорид нь бусад давс нэмэхэд хайлдаг (эдгээр нь CaCl 2-ийн хайлах цэгийг бууруулахад шаардлагатай байдаг).

Ган катод нь зөвхөн электролитийн гадаргуу дээр хүрдэг; ялгардаг кальци нь наалдаж хөлддөг. Кальци ялгарч эхлэхэд катод аажмаар дээш өргөгдөж эцэст нь 50 ... 60 см урт кальцийн "саваа" олж аваад дараа нь гаргаж аваад ган катодоос зодоод процессыг эхлүүлнэ. "Мэдрэх аргаар" кальцийн хлорид, төмөр, хөнгөн цагаан, натритай маш их бохирдсон кальцийг авна. Энэ нь аргон уур амьсгалд хайлж цэвэршдэг.

Хэрэв ган катодыг кальцитай хайлуулж болох металлаар хийсэн катодоор сольсон бол электролизийн үед холбогдох хайлшийг авна. Зориулалтаас хамаарч хайлшаар ашиглаж болно, эсвэл вакуум нэрэлтээр цэвэр кальцийг гаргаж авах боломжтой. Энэ нь цайр, хар тугалга, зэстэй кальцийн хайлшийг гаргаж авдаг.

Кальцийг олж авах өөр нэг арга бол метотермалыг онолын хувьд 1865 онд Оросын алдарт химич Н.Н. Бекетов. Кальцийг зөвхөн 0.01 мм м.у.б-ийн даралтаар хөнгөн цагаанаар багасгадаг. Үйл явцын температур 1100 ... 1200 ° C. Кальцийг уурын хэлбэрээр гаргаж аваад өтгөрүүлдэг.

Сүүлийн жилүүдэд элемент авах өөр аргыг боловсруулж байна. Энэ нь кальцийн карбидын дулааны диссоциацид суурилдаг: вакуумд 1750 0С хүртэл халаахад карбид нь кальцийн уур, хатуу бал чулуу үүсэхэд задардаг.

Кальцийн физик шинж чанар

Кальцийн металл нь аллотропийн хоёр өөрчлөлтөд байдаг. 443 ° C хүртэл куб төвтэй тортой α-Ca тогтвортой (параметр a = 0.558 нм), өндөр α-Fe хэлбэрийн куб биетэй төвтэй l-Ca тогтвортой байна (параметр a = 0.448 nm). Стандарт энтальпи Δ HΑ → β шилжилтийн 0 нь 0.93 кЖ / моль байна.

Даралт аажмаар нэмэгдэхийн хэрээр энэ нь хагас дамжуулагчийн шинж чанарыг харуулж эхэлдэг бөгөөд энэ нь бүрэн утгаараа хагас дамжуулагч болж чадахгүй (энэ нь металл биш болсон). Даралт улам бүр нэмэгдэх тусам металлын төлөв байдалд орж, хэт дамжуулагч шинж чанарыг харуулж эхэлдэг (хэт дамжуулагч температур нь мөнгөн усныхаас зургаа дахин их, дамжуулах чанар нь бусад бүх элементүүдээс хамаагүй өндөр байдаг). Кальцийн өвөрмөц зан байдал нь олон талаараа стронциттэй төстэй байдаг.

Элемент хаа сайгүй тархсан байсан ч химич хүртэл элементийн кальцийг олж хараагүй байв. Гэхдээ энэ металл нь гаднах байдал, зан авирын хувьд шүлтлэг металлаас огт өөр бөгөөд харилцаа холбоо нь гал түймэр, түлэгдэлтийн аюулаар дүүрэн байдаг. Энэ нь агаарт аюулгүй хадгалагдах боломжтой, уснаас шатамхай биш юм. Элементийн кальцийн механик шинж чанарууд нь металлын гэр бүлд "хар хонь" болгодоггүй: кальци нь бат бэх, хатуулаг чанараараа тэдний олонхийг давдаг; үүнийг токарь дээр эргүүлж, утсан дээр зурж, хуурамчаар хийж, шахаж болно.

Гэсэн хэдий ч элементийн кальцийг бүтцийн материал болгон ашигладаггүй. Тэр үүнд хэтэрхий идэвхтэй байгаа. Кальци нь хүчилтөрөгч, хүхэр, галогентай амархан урвалд ордог. Азот, устөрөгчтэй ч гэсэн тодорхой нөхцөлд урвалд ордог. Ихэнх металлын хувьд идэвхгүй нүүрстөрөгчийн оксидын орчин нь кальцийн хувьд түрэмгий шинжтэй байдаг. Энэ нь CO ба CO 2 агаар мандалд шатдаг.

Мэдээжийн хэрэг, ийм химийн шинж чанартай кальци нь байгальд чөлөөт байдалд байх боломжгүй юм. Гэхдээ кальцийн нэгдлүүд нь байгалийн ба хиймэл аль аль нь нэн чухал ач холбогдолтой болсон.

Кальцийн химийн шинж чанарууд

Кальци нь ердийн шүлтлэг металл юм. Кальцийн химийн идэвх өндөр боловч бусад бүх шүлтлэг металлынхаас бага байдаг. Энэ нь хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, агаар дахь чийгтэй амархан харилцан үйлчилдэг тул металлын кальцийн гадаргууг ихэвчлэн саарал өнгөтэй болгодог тул лабораторид кальцийг бусад шүлтлэг шороон металлын нэгэн адил керосины давхаргын дор нягт битүү саванд хадгалдаг. эсвэл шингэн парафин.

Стандарт потенциалуудын цувралд кальци нь устөрөгчийн зүүн талд байрладаг. Ca 2+ / Ca 0 хосын стандарт электродын потенциал нь -2.84 В байх тул кальци нь устай идэвхтэй урвалд ордог боловч гал авалгүйгээр:

Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2 + Q.

Кальци нь хэвийн нөхцөлд идэвхтэй метал бус (хүчилтөрөгч, хлор, бром) -тай урвалд ордог.

2Ca + O 2 = 2CaO, Ca + Br 2 = CaBr 2.

Агаар эсвэл хүчилтөрөгчөөр халаахад кальци гал авалцдаг. Кальци нь халах үед бага идэвхитэй метал бус (устөрөгч, бор, нүүрстөрөгч, цахиур, азот, фосфор болон бусад) -тай харилцан үйлчилдэг, жишээлбэл:

Ca + H 2 = CaH 2, Ca + 6B = CaB 6,

3Ca + N 2 = Ca 3 N 2, Ca + 2C = CaC 2,

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (кальцийн фосфид), CaP ба CaP 5 найрлагын кальцийн фосфидууд бас мэдэгддэг;

2Ca + Si = Ca 2 Si (кальцийн силицид), CaSi, Ca 3 Si 4, CaSi 2 найрлагын кальцийн силикидууд бас мэдэгддэг.

Дээрх урвалын явц нь дүрмийн дагуу их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг (өөрөөр хэлбэл эдгээр урвалууд нь экзотермик) байдаг. Металл бус бүх нэгдлүүдэд кальцийн исэлдэлтийн түвшин +2 байна. Ихэнх металлын бус кальцийн нэгдлүүдийг усаар амархан задалдаг, жишээлбэл:

CaH 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2,

Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.

Ca 2+ ион нь өнгөгүй байдаг. Уусдаг кальцийн давсыг дөлөнд оруулахад дөл нь тоосгон улаан өнгөтэй болдог.

Хлорид CaCl 2, бромид CaBr 2, иодид CaI 2, нитрат Ca (NO 3) 2 зэрэг кальцийн давсууд усанд амархан уусдаг. Фтор CaF 2, карбонат CaCO 3, сульфат CaSO 4, ортофосфат Ca 3 (PO 4) 2, оксалат CaC 2 O 4 болон бусад зарим нь усанд уусдаггүй.

Кальцийн карбонат CaCO 3-аас ялгаатай нь хүчиллэг кальцийн карбонат (бикарбонат) Ca (HCO 3) 2 нь усанд уусдаг нь маш чухал ач холбогдолтой юм. Байгаль дээр энэ нь дараахь процессуудад хүргэдэг. Нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ханасан хүйтэн бороо, голын ус газар доор нэвчиж, шохойн чулуунд унахад тэдгээрийн татан буугдах байдал ажиглагдаж байна.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.

Кальцийн бикарбонатаар дүүрсэн ус дэлхийн гадаргуу дээр гарч, нарны цацраг туяагаар халдаг тэр газруудад эсрэг хариу урвал явагдана.

Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.

Энэ нь байгальд их хэмжээний бодис дамждаг. Үүний үр дүнд газар доор асар том цоорхой үүсч, агуйд үзэсгэлэнтэй чулуун "мөстлөгүүд" - сталактит ба сталагмитууд үүсдэг.

Усанд ууссан кальцийн бикарбонат байгаа нь усны түр зуурын хатуулгийг их хэмжээгээр тодорхойлдог. Усыг буцалгахад бикарбонат задарч, CaCO 3 тунадас унадаг тул үүнийг түр зуурын гэж нэрлэдэг. Энэ үзэгдэл нь жишээлбэл, данханд цаг хугацаа өнгөрөх тусам масштаб хуримтлагдахад хүргэдэг.

Програм кальци

Саяхныг хүртэл металлын кальцийг бараг ашигладаггүй байсан. Жишээлбэл, АНУ Дэлхийн 2-р дайны өмнө жилд ердөө 10 ... 25 тн кальци, Герман 5 ... 10 тн кальци хэрэглэдэг байсан.Гэхдээ технологийн шинэ салбаруудыг хөгжүүлэхэд ховор, галд тэсвэртэй металлын хэрэгцээ ихтэй байдаг. . Кальци нь олон хүний ​​хувьд маш тохиромжтой бөгөөд идэвхитэй бууруулагч бодис бөгөөд уг элементийг тори, ванадий, цирконий, бериллий, ниобий, уран, тантал болон бусад галд тэсвэртэй металлын үйлдвэрлэлд ашиглаж эхэлсэн байна. Цэвэр металл кальцийг металлотерми хийхэд ховор металл үйлдвэрлэхэд өргөн ашигладаг.

Цэвэр кальцийг батерейны ялтсууд үйлдвэрлэхэд ашигладаг хар тугалганы хайлш, ашиглалтын зардал багатай хар тугалга бүхий батерейны батерейнд ашигладаг. Металл кальцийг өндөр чанартай кальцийн борц BKA үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Металл кальцийн хэрэглээ

Металл кальцийн гол хэрэглээ нь метал, ялангуяа никель, зэс, зэвэрдэггүй ган үйлдвэрлэхэд бууруулагч бодис юм. Кальци ба түүний гидридыг хром, торий, уран гэх мэт багасгахад хэцүү металлуудыг авахад ашигладаг. Кальцийн хар тугалганы хайлшийг батерей болон холхивчийн хайлшид ашигладаг. Кальцийн мөхлөгийг мөн вакуум төхөөрөмжөөс агаар ул мөрийг зайлуулахад ашигладаг.

Нунтаг байгалийн шохойг металл өнгөлгөөний нэгдэлд ашигладаг. Гэхдээ энэ нь хатуулаг ихсэж, шүдний пааланг устгадаг хамгийн жижиг амьтдын хясаа, хясааны үлдэгдэл агуулдаг тул та байгалийн шохойн нунтагаар шүдээ угааж чадахгүй.

Ашиглаж байнакальцицөмийн нэгдэлд

48 Ca изотоп нь хэт хүнд элементүүдийг үйлдвэрлэх, үечилсэн хүснэгтээс шинэ элементүүдийг нээхэд хамгийн үр дүнтэй, хамгийн хэрэгтэй материал юм. Жишээлбэл, хурдасгуурт хэт хүнд элементүүдийг олж авахын тулд 48 Ca ион ашигласан тохиолдолд эдгээр элементүүдийн цөм нь бусад "сум" (ион) ашиглаж байснаас хэдэн зуу, мянга дахин илүү үр дүнтэй үүсдэг. Цацраг идэвхт кальцийг биологи, анагаах ухаанд амьд организм дахь эрдэс бодисын солилцооны процессыг судлахад изотопын индикатор болгон өргөнөөр ашигладаг. Түүний тусламжтайгаар биед сийвэн, зөөлөн эд, тэр ч байтугай ясны эд хооронд кальцийн ионы тасралтгүй солилцоо явагддаг болохыг тогтоожээ. 45 Ca нь хөрсөнд тохиолддог бодисын солилцооны үйл явцыг судлах, ургамлаар кальцийг уусгах процессыг судлахад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Ижил изотопыг ашиглан хайлуулах явцад ган ба хэт цэвэр төмрийг кальцийн нэгдлээр бохирдуулах эх үүсвэрийг илрүүлэх боломжтой байв.

Кальцийн хүчилтөрөгч ба азотыг холбох чадвар нь түүнийг инертийн хийг цэвэршүүлэхэд ашигладаг (Getter нь хий шингээж, электрон төхөөрөмжид гүн вакуум үүсгэхэд ашигладаг бодис юм.) Вакуум радио төхөөрөмжид ашиглах боломжийг олгосон.

Кальцийн нэгдлийн хэрэглээ

Зарим зохиомлоор үйлдвэрлэсэн кальцийн нэгдлүүд шохойн чулуу эсвэл гипсээс ч илүү танил, танил болсон. Тиймээс эртний барилгачид унтраасан Ca (OH) 2 ба шохойн CaO шохойг ашиглаж байжээ.

Цемент нь мөн хиймэл кальцийн нэгдэл юм. Нэгдүгээрт, шохойн чулуутай шавар эсвэл элсний хольцыг шатааж, чулуунцар гаргаж аваад дараа нь нунтаглаж, саарал өнгийн нарийн нунтаг болгоно. Та цементийн талаар илүү их зүйлийг ярьж болно (эсвэл цементийн тухай), энэ бол бие даасан өгүүллийн сэдэв юм.

Энэ нь ихэвчлэн элемент агуулдаг шилэнд мөн адил хамаарна.

Кальцийн гидрид

Кальцийг устөрөгчийн агаар мандалд халаах замаар CaH 2 (кальцийн гидрид) гаргаж авдаг бөгөөд үүнийг металлурги (металлотерми) болон талбайн устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Оптик ба лазер материал

Кальцийн хайлуур жонш (флюорит) -ийг оптик дахь нэг талст хэлбэрээр (одон орны зорилт, линз, призм) болон лазер материал болгон ашигладаг. Нэг талст хэлбэрийн кальцийн вольфрам (шеелит) -ийг лазерын технологид ашиглахаас гадна сцинтиллятор хийдэг.

Кальцийн карбид

Кальцийн карбид нь зуухны шинэ загварыг туршихад санамсаргүй байдлаар илэрсэн бодис юм. Саяхныг хүртэл кальцийн карбид CaCl 2-ийг голдуу автоген гагнуур, металл хайчлахад ашигладаг байсан. Карбид устай харилцан үйлчлэлцэх үед ацетилен үүсч, хүчилтөрөгчийн урсгал дахь ацетилений шаталт нь бараг 3000 ° С-ийн температурыг авах боломжийг олгодог. Сүүлийн үед ацетилен ба түүнтэй хамт карбид гагнуурын ажилд бага багаар хэрэглэгдэж, химийн үйлдвэрт улам их хэрэглэх болжээ.

Кальци ньхимийн гүйдлийн эх үүсвэр

Кальци, түүний хөнгөн цагаан, магнийн хайлшийг дулааны цахилгаан батерейнд анод болгон ашигладаг (жишээлбэл, кальцийн хромат элемент). Кальцийн хроматыг эдгээр батерейнд катод болгон ашигладаг. Ийм батерейнуудын онцлог шинж чанар нь тохирсон нөхцөлд хадгалах хугацаа (хэдэн арван жил), ямар ч нөхцөлд (орон зай, өндөр даралт) ажиллах чадвар, жин, эзэлхүүний өндөр тодорхой энерги юм. Богино хугацаанд сул тал. Ийм батерейг богино хугацаанд асар их цахилгаан эрчим хүч бий болгох шаардлагатай газарт ашигладаг (баллистик пуужин, зарим сансрын хөлөг гэх мэт).

Галд тэсвэртэй материалкальци

Кальцийн оксидыг чөлөөт хэлбэрээр болон керамик хольцын аль аль нь галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Эм

Кальцийн нэгдлүүдийг антигистамин болгон өргөн хэрэглэдэг.

• Кальцийн хлорид
• Кальцийн глюконат
• Кальцийн глицерофосфат

Нэмж дурдахад кальцийн нэгдлүүдийг остеопорозоос урьдчилан сэргийлэх бэлдмэлийн найрлага, жирэмсэн эмэгтэйчүүд, өндөр настнуудад зориулсан витамины цогцолборт нэвтрүүлдэг.

Хүний биед агуулагдах кальци

Кальци бол ургамал, амьтан, хүний ​​нийтлэг макронутриент юм. Хүмүүс болон бусад сээр нуруутан амьтдын ихэнх нь араг яс, шүдэнд фосфат хэлбэрээр агуулагддаг. Ихэнх сээр нуруугүй амьтдын араг яс (хөвөн, шүрэн полип, нялцгай биетэн гэх мэт) нь кальцийн карбонат (шохой) хэлбэрээс бүрддэг. Кальцийн хэрэгцээ нь наснаас хамаарна. Насанд хүрэгчдийн өдөр тутмын тэтгэмж нь 800-1000 миллиграмм (мг), хүүхдүүдийн хувьд 600-900 мг байдаг бөгөөд энэ нь араг ясны эрчимтэй өсөлтөөс болж хүүхдүүдэд маш чухал ач холбогдолтой юм. Хүний биед хоол хүнсээр орж буй кальцийн ихэнх хэсэг нь сүүн бүтээгдэхүүн, үлдсэн кальци нь мах, загас, зарим ургамлын гаралтай бүтээгдэхүүн (ялангуяа буурцагт ургамал их хэмжээгээр агуулагддаг) байдаг.

Кальцийг шингээхэд аспирин, оксалик хүчил, эстрогений уламжлал саад болдог. Кальци нь оксалик хүчилтэй хослуулснаар бөөрний чулууны бүрэлдэхүүн хэсэг болох усанд уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

Кальци, Д аминдэмийг хэт их тунгаар хэрэглэвэл гиперкальциеми үүсч, улмаар яс, эд эсийг эрчимтэй шохойжуулдаг (гол төлөв шээсний системд нөлөөлдөг). Насанд хүрсэн хүний ​​хоногийн аюулгүй тунгийн дээд хэмжээ 1500-1800 миллиграмм байдаг.

Хатуу усан дахь кальци

"Хатуулаг" гэсэн нэг үгээр тодорхойлсон шинж чанаруудын цогцолборыг усанд ууссан кальци, магнийн давсаар өгдөг. Хатуу ус нь олон тохиолдолд тохиромжгүй байдаг. Энэ нь уурын зуух, бойлерийн суурилуулалтанд масштабын давхарга үүсгэдэг, даавууг будах, угаахад бэрхшээлтэй байдаг боловч саван хийж, үнэртэй ус үйлдвэрлэхэд эмульс хийхэд тохиромжтой. Тиймээс, өмнө нь ус зөөлрүүлэх аргууд нь төгс бус байсан үед нэхмэл, үнэртэй усны үйлдвэрүүд ихэвчлэн "зөөлөн" усны эх үүсвэрүүдийн ойролцоо байрладаг байв.

Түр зуурын болон байнгын хөшүүн байдлыг ялгах. Усанд уусдаг бикарбонат Ca (HCO 3) 2 ба Mg (HCO 3) 2-оор түр зуурын (эсвэл карбонатлаг) хатуулгийг усанд өгдөг. Үүнийг бикарбонатыг усанд уусдаггүй кальци, магнийн карбонат болгон хувиргах энгийн буцалгах замаар арилгаж болно.

Байнгын хатуулаг нь ижил металлын сульфат ба хлоридоор үүсдэг. Үүнийг арилгаж болох боловч үүнийг хийхэд илүү хэцүү байдаг.

Хоёр хатуулгийн нийлбэр нь усны нийт хатуулаг юм. Үүнийг өөр улс оронд өөр өөрөөр үнэлдэг. Усны хатуулгийг нэг литр усанд байгаа миллиграмм кальци, магнийн эквивалент тоогоор илэрхийлэх нь заншилтай байдаг. Хэрэв нэг литр усанд 4 мг-экв-ээс бага байвал усыг зөөлөн гэж үзнэ; тэдний концентраци нэмэгдэх тусам улам бүр хатуу болж, агуулга нь 12 нэгжээс хэтэрвэл энэ нь маш хэцүү болно.

Усны хатуулгийг ихэвчлэн савангийн уусмалаар хэмждэг. Ийм уусмалыг (тодорхой концентрацитай) хэмжсэн ус руу дуслаар нэмнэ. Усан дотор Са 2+ эсвэл Mg 2+ ион байгаа л бол хөөс үүсэхэд саад болно. Ca 2+ ба Mg 2+ ионы агууламжийг хөөс гарахаас өмнө савангийн уусмалын хэрэглээнээс тооцдог.

Усны хатуулгийг Эртний Ромд үүнтэй ижил аргаар тодорхойлсон нь сонирхолтой юм. Цорын ганц урвалж нь улаан дарс байсан бөгөөд түүний өнгөт бодисууд нь кальци, магнийн ионуудтай тунадас үүсгэдэг.

Кальцийн агуулах

Металл кальцийг 0.5-60 кг жинтэй хэсгүүдэд удаан хугацаагаар хадгалж болно. Ийм хэсгүүдийг гагнасан, будсан судалтай цайрдсан төмөр бөмбөрт хийсэн цаасан уутанд хадгалдаг. Нягт битүүмжилсэн бөмбөрийг модон хайрцагт хийдэг. 0.5 кг-аас бага жинтэй хэсгүүдийг удаан хугацаанд хадгалах боломжгүй тул хурдан исэл, гидроксид, кальцийн карбонат болж хувирдаг.

Кальци- 4-р үеийн элемент ба Үечилсэн системийн PA-бүлэг, серийн дугаар 20. Атомын электрон томъёо [18 Ar] 4s 2, исэлдэлтийн хэмжээ +2 ба 0. Шүлтлэг шороон металлуудыг хэлнэ. Энэ нь цахилгаан сөрөг чанар (1.04) бага бөгөөд метал (үндсэн) шинж чанартай байдаг. Олон тооны давс, хоёртын нэгдлийг (катион хэлбэрээр) үүсгэдэг. Олон кальцийн давс усанд сайн уусдаггүй. Байгальд - зургаахимийн элбэг дэлбэг байдлын хувьд элемент (металлын дунд гуравдугаарт) холбосон хэлбэрээр байна. Бүх организмын амин чухал элемент.Хөрсөн дэх кальцийн дутагдлыг шохойн бордоо (CaCO 3, CaO, кальцийн цианамид CaCN 2 г.м) нэвтрүүлж нөхдөг. Кальци, кальцийн катион ба түүний нэгдлүүд нь хийн шарагчийн дөлийг хар улбар шар өнгөөр ​​буддаг ( чанарын илрүүлэлт).

Кальцийн Ca

Мөнгө цагаан металл, зөөлөн, уян хатан. Чийглэг агаарт бүдгэрч, CaO ба Ca (OH) хальсаар бүрхэгдэнэ 2. Маш их реактив; агаарт халах үед гал авалцаж, устөрөгч, хлор, хүхэр, бал чулуутай урвалд орно.

Бусад металыг оксидоос нь бууруулдаг (аж үйлдвэрийн хувьд чухал арга - кальцтерми):

Хүлээн авахкальци аж үйлдвэр:

Кальцийг металлын хайлшаас металлын хольцыг арилгахад ашигладаг бөгөөд энэ нь хөнгөн ба антифрикцийн хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд ховор металыг тэдгээрийн исэлээс салгахад ашигладаг.

Кальцийн исэл CaO

Үндсэн исэл. Техникийн нэр нь шохой юм. Цагаан, өндөр гигроскопи. Ca 2+ O 2- ионы бүтэцтэй. Галд тэсвэртэй, дулааны тогтвортой, гал асаахад дэгдэмхий шинжтэй. Агаараас чийг, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг. Устай хүчтэй урвалд ордог (өндөр exo-эффект), хүчтэй шүлтлэг уусмал үүсгэдэг (гидроксидын тунадасжилт боломжтой), процессыг шохойн уусмал гэж нэрлэдэг. Хүчил, метал ба металл бус исэлтэй урвалд ордог. Энэ нь бусад кальцийн нэгдлүүдийн синтезэд, Ca (OH) 2, CaC 2 ба эрдэс бордоо үйлдвэрлэхэд металлургийн урсгал, органик синтезийн катализатор, барилгын холбогч бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг.

Хамгийн чухал урвалын тэгшитгэл:

Хүлээн авах CaO аж үйлдвэрт- шохойн чулуу шарах (900-1200 ° C):

CaCO3 = CaO + CO2

Кальцийн гидроксид Ca (OH) 2

Үндсэн гидроксид. Техникийн нэр нь унтраасан шохой юм. Цагаан, гигроскоп. Ca 2+ (OH -) 2 ионы бүтэцтэй. Дунд зэргийн халаалтанд задардаг. Агаараас чийг, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээдэг. Энэ нь хүйтэн усанд бага зэрэг уусдаг (шүлтлэг уусмал үүсдэг), буцалж буй усанд бүр бага байдаг. Гидроксидын тунадасны тунадаснаас тунгалаг уусмал (шохойн ус) хурдан үүлэрхэг болдог (суспензийг шохойн сүү гэж нэрлэдэг). Ca 2+ ионы чанарын урвал бол нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шохойн усаар дамжуулж CaCO 3 тунадас үүсч уусмалд шилжих явдал юм. Хүчил ба хүчиллэг исэлтэй урвалд орж, ион солилцооны урвалд ордог. Энэ нь шил, цайруулах шохой, шохойн эрдэс бордоо үйлдвэрлэх, содыг жигдрүүлэх, цэвэр усыг зөөлрүүлэх, шохойн зуурмаг бэлтгэхэд ашигладаг - зуурмагийн хольц (элс + шохой + ус), өрлөгийг бэхлэх зориулалттай. тоосго хийх, ханыг өнгөлөх (шавардах) болон бусад барилгын зориулалттай. Ийм уусмалыг эмчлэх ("тохируулах") нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг агаараас шингээж авахтай холбоотой юм.

Кальций (Латин кальци), Са, богино хугацааны II бүлгийн химийн элемент (урт хэлбэрийн 2-р бүлэг); шүлтлэг шороон металлыг хэлнэ; атомын дугаар 20; атомын масс 40.078. Байгальд 6 тогтвортой изотоп байдаг: 40 Ca (96.941%), 42 Ca (0.647%), 43 Ca (0.135%), 44 Ca (2.086%), 46 Ca (0.004%), 48 Ca (0.187%); массын дугаартай хиймэл аргаар олж авсан радиоизотопууд.

Түүхэн лавлагаа.Байгалийн кальцийн олон нэгдлүүд эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд барилгын ажилд өргөн хэрэглэгддэг байсан (жишээлбэл, гипс, шохой, гантиг). Металл кальцийг анх 1808 онд CaO ба HgO оксидын холимогийг электролизолж, үүссэн кальцийн амальгам задрах явцад Г.Дэви тусгаарласан. Энэ нэр нь латин calx (genitive calcis) - шохой, зөөлөн чулуунаас гаралтай.

Байгалийн тархалт... Дэлхийн царцдас дахь кальцийн агууламж жингийн 3.38% байдаг. Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт төлөвт ордоггүй. Хамгийн түгээмэл ашигт малтмал бол анортит Ca, ангидрит CaSO 4, апатит Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), гипс CaSO 4 2H 2 O, кальцит ба арагонит CaCO 3, перовскит CaTiO 3, флюорит CaF 2, шеелит юм. CaWO дөрөв. Кальцийн эрдэс нь тунамал (магнийн шохойн чулуу), магмын болон метаморф чулуулагт байдаг. Кальцийн нэгдлүүд нь амьд организмд байдаг: эдгээр нь сээр нуруутан амьтдын ясны эд эсийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг (гидроксяпатит, фторапатит), шүрэн араг яс, нялцгай биетний бүрхүүл (кальцийн карбонат ба фосфат) гэх мэт Ca 2+ ионууд байгаа нь усны хатуулгийг тодорхойлдог. .

Үл хөдлөх хөрөнгө... Кальцийн атомын гаднах электрон бүрхүүлийн тохируулга нь 4s 2; нэгдлүүдэд энэ нь исэлдэлтийн түвшинг +2, ховор тохиолдолд +1; Паулинг цахилгаан сөрөг чанар 1.00, атомын радиус 180 pm, Ca 2+ ионы радиус 114 pm (зохицуулалтын дугаар 6). кальци нь мөнгөлөг цагаан зөөлөн металл юм; 443 ° C хүртэл, куб хэлбэртэй нүүрэн талст болор тороор хийсэн өөрчлөлт нь тогтвортой, 443 ° C-аас дээш бол - шоо биетэй төвтэй тороор; t pl 842 ° C, t bp 1484 ° C, нягтрал 1550 кг / м 3; дулаан дамжуулалт 125.6 Вт / (м · К).

Кальци нь химийн өндөр идэвхитэй метал юм (энэ нь битүү битүүмжилсэн саванд эсвэл ашигт малтмалын тосны давхаргын дор хадгалагддаг). Хэвийн нөхцөлд хүчилтөрөгчтэй амархан харьцдаг (кальцийн исэл CaO үүсдэг), халаахад устөрөгч (CaH 2 гидрид), галоген (кальцийн галид), бор (CaB 6 борид), нүүрстөрөгч (CaC 2 кальцийн карбид), цахиур (Ca silicides 2 Si, CaSi, CaSi 2, Ca 3 Si 4), азот (нитрид Ca 3 N 2), фосфор (фосфидууд Ca 3 P 2, CaP, CaP 5), халькогенууд (CaX найрлагын халькогенидууд, энд X S, Se, Эдгээр). Кальци нь бусад металлуудтай (Li, Cu, Ag, Au, Mg, Zn, Al, Pb, Sn гэх мэт) харилцан үйлчлэлцэж, интерметалл үүсгэдэг. Металл кальци устай харилцан үйлчлэлцэж кальцийн гидроксид Ca (OH) 2 ба H 2 үүсгэдэг. Ихэнх хүчилтэй хүчтэй урвалд орж, холбогдох давсыг үүсгэдэг (жишээлбэл, кальцийн нитрат, кальцийн сульфат, кальцийн фосфат). Энэ нь шингэн аммиакаар уусч хар хөх, металлын уусмал үүсгэдэг. Аммиак ууршихад ийм уусмалаас аммиак ялгардаг. Кальци нь аммиактай аажмаар урвалд орж амид Ca (NH 2) 2 үүсгэдэг. Төрөл бүрийн нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг бүрдүүлдэг бөгөөд хамгийн чухал нь хүчилтөрөгч агуулсан полидентат лиганд бүхий цогцолборууд, жишээлбэл, Са комплексонатууд юм.

Биологийн үүрэг... Кальци бол биогенийн элемент юм. Хүний өдөр тутмын кальцийн хэрэгцээ 1 гр орчим байдаг.Амьд организмд кальцийн ионууд булчингийн агшилт, мэдрэлийн импульс дамжих үйл явцад оролцдог.

Хүлээн авах... Металл кальцийг электролитийн ба металлотермийн аргаар гаргаж авдаг. Электролитийн арга нь хайлсан кальцийн хлоридын мэдрэгчтэй катод эсвэл шингэн зэс-кальцийн катодын электролиз дээр суурилдаг. Үүссэн зэс-кальцийн хайлшаас кальцийг 1000-1080 ° С-ийн температурт, 13-20 кПа даралттай нэрж ялгана. Металлотермийн арга нь оксидоос кальцийг хөнгөн цагаан буюу цахиураар 1100-1200 ° С-т бууруулахад суурилдаг. Энэ нь кальцийн алюминат эсвэл силикат, мөн хийн кальцийг үүсгэдэг бөгөөд дараа нь конденсацлагдана. Кальцийн нэгдлүүд ба кальци агуулсан материалын дэлхийн үйлдвэрлэл, жилд 1 тэрбум тонн / жил (1998).

Програм... Кальцийг олон металл (Rb, Cs, Zr, Hf, V гэх мэт) үйлдвэрлэхэд бууруулагч бодис болгон ашигладаг. Кальцийн силикидууд, түүнчлэн кальцийн натри, цайр болон бусад металлын хайлшийг аргоныг хүчилтөрөгч, азотоос цэвэршүүлэхэд хүчилтөрөгч ба азотоос хүчилтөрөгч, хүчилтөрөгчгүйжүүлэгч болгон ашигладаг. Хлорид CaCl 2 нь химийн синтезэд хатаагч, гипсийг анагаах ухаанд ашигладаг. Кальцийн силикатууд нь цементийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Ашигласан: Родякин В.В. Кальци, түүний нэгдлүүд ба хайлшууд. М., 1967; Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Органик бус хими. М., 1994. 2-р хэсэг; Органик бус хими / Редактор Ю.Д.Третьяков. М., 2004. Боть.

Л.Н.Комиссарова, М.А.Рюмин.

Кальцийн нэгдлүүд- шохойн чулуу, гантиг, гипс (шохой - шохойн чулууны бүтээгдэхүүн) -ийг эрт дээр үеэс барилгын бизнест ашиглаж байсан. 18-р зууны төгсгөл хүртэл химичид шохойг энгийн бие гэж үздэг байжээ. 1789 онд А.Лавуазье шохой, магнези, барит, хөнгөн цагаан, цахиурын давхар исэл нь нарийн төвөгтэй бодис гэж үздэг. 1808 онд Дэви мөнгөн усны оксидтой нойтон унтарсан шохойн хольцыг мөнгөн усны катодоор электролизд оруулж, кальцийн амальгам бэлтгэж, үүнээс мөнгөн ус нэрэх замаар "кальци" хэмээх металыг олж авав. Калх,төрөл. хэрэг кальцис - шохой).

Орбиталь дахь электронуудыг байрлуулах.

+ 20Са ... | 3s 3p 3d | 4с

Кальцийг шүлтлэг шороон металл гэж нэрлэдэг ба S - элементүүд гэж нэрлэдэг. Гаднах электрон түвшинд кальци нь хоёр электронтой тул CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 гэх мэт нэгдлүүдийг өгдөг. Кальци нь ердийн метальд хамаардаг бөгөөд хүчилтөрөгчийн өндөр хамааралтай, бараг бүх металыг оксидоос нь бууруулж, Ca (OH) 2 суурийг бүрдүүлдэг.

Металлын болор тор нь янз бүрийн хэлбэртэй байж болох боловч кальци нь нүүрний төвтэй куб тороор тодорхойлогддог.

Металл дахь талстын хэмжээ, хэлбэр, харилцан байршил зэргийг металлографийн аргаар цацруулдаг. Энэ талаар металлын бүтцийг үнэлэх хамгийн бүрэн үнэлгээг түүний нимгэн хэсгийн бичил харуурын шинжилгээгээр өгдөг. Туршилтанд хамрагдах металлаас дээжийг тайрч, хавтгайг нунтаглаж, өнгөлж, тусгай уусмал (өнгөлгөө) -өөр өнгөлнө. Сийлбэр хийсний үр дүнд дээжийн бүтцийг гаргаж, металлографийн микроскоп ашиглан шалгаж, гэрэл зургийг нь авдаг.

Кальци нь хөнгөн металл (d = 1.55), мөнгөлөг цагаан юм. Энэ нь үе үе хүснэгтийн хажууд байрладаг натритай харьцуулахад илүү хэцүү бөгөөд өндөр температурт (851 ° C) хайлдаг. Энэ нь металлын нэг кальцийн ионы хоёр электрон байдагтай холбоотой юм. Тиймээс ион ба электрон хийн хоорондох химийн холбоо нь натриас илүү хүчтэй байдаг. Химийн урвалын үед кальцийн валентын электронууд бусад элементийн атомд шилждэг. Энэ тохиолдолд давхар цэнэгтэй ионууд үүсдэг.

Кальци нь метал, ялангуяа хүчилтөрөгчийн эсрэг өндөр урвалд ордог. Агаарт энэ нь шүлтлэг металлаас удаан исэлддэг тул оксидын хальс хүчилтөрөгчөөр бага нэвчдэг. Халах үед кальци нь асар их дулаан ялгарч шатдаг.

Кальци нь устай урвалд орж устөрөгчийг зайлуулж, суурь үүсгэдэг.

Ca + 2H2O = Ca (OH) 2 + H2

Хүчилтөрөгчтэй холбоотой химийн өндөр идэвхжилтэй тул кальци нь оксидоосоо ховор металл үйлдвэрлэхэд зарим төрлийн хэрэглээг олдог. Металлын ислүүд кальцийн чипстэй хамт халаана; урвалын үр дүнд кальцийн исэл ба металыг олж авдаг. Кальци ба түүний зарим хайлшийг металлын исэлдэлт гэж нэрлэхэд ашиглах нь ижил шинж чанар дээр суурилдаг. Хайлмал металл дээр кальци нэмж, ууссан хүчилтөрөгчийн ул мөрийг арилгадаг; үүссэн кальцийн исэл металлын гадаргуу дээр хөвж байдаг. Кальци нь зарим хайлшид агуулагддаг.

Кальцийг хайлмал кальцийн хлоридын электролиз эсвэл алюминотермийн аргаар гаргаж авдаг. Кальцийн исэл буюу унтраасан шохой нь цагаан нунтаг бөгөөд 2570 ° C-д хайлдаг. Үүнийг шохойн чулууг шохойжуулах замаар олж авна.

CaCO3 = CaO + CO2 ^

Кальцийн исэл нь үндсэн исэл тул хүчил ба хүчил ангидридтай урвалд ордог. Устай бол энэ нь кальцийн гидроксидын суурийг өгдөг.

CaO + H2O = Ca (OH) 2

Кальцийн оксид дээр шохой унтрах гэж нэрлэгддэг ус нэмэх нь их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Усны хэсэг нь уур болж хувирдаг. Кальцийн гидроксид буюу гялалзсан шохой нь усанд бага зэрэг уусдаг цагаан бодис юм. Кальцийн гидроксидын усан уусмалыг шохойн ус гэж нэрлэдэг. Кальцийн гидроксид нь сайн задардаг тул ийм шийдэл нь нэлээд хүчтэй шүлтлэг шинж чанартай байдаг.

Ca (OH) 2 = Ca + 2OH

Кальцийн гидроксид нь шүлтийн металлын оксидын гидраттай харьцуулбал сул суурь болно. Энэ нь кальцийн ион хоёр дахин цэнэглэгддэг бөгөөд гидроксил бүлгийг илүү хүчтэй татдагтай холбоотой юм.

Шохойн ус гэж нэрлэгддэг шохой ба түүний уусмал нь хүчил ба хүчилтөрөгчийн ангидрид, түүний дотор нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй урвалд ордог. Шохойн усыг лабораторид нүүрстөрөгчийн давхар ислийг олж илрүүлэхэд ашигладаг бөгөөд үүнд уусдаггүй кальцийн карбонат нь усыг бүрхэг болгодог.

Ca + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгчийн давхар ислийг удаан хугацаагаар дамжуулснаар уусмал дахин тодорхой болно. Энэ нь кальцийн карбонатыг уусдаг давс - кальцийн бикарбонат болгон хувиргадагтай холбоотой юм.

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

Аж үйлдвэрт кальцийг дараахь хоёр аргаар олж авдаг.

Шахмал шахмал CaO ба Al нунтаг хольцыг 1200 0С-т 0.01 - 0.02 мм вакуумд халаана. rt. Урлаг.; хариу урвалаар ялгардаг:

6СаО + 2Аl = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Кальцийн уур нь хүйтэн гадаргуу дээр өтгөрдөг.

Cu - Ca хайлшийг (65% Ca) CaCl2 ба KCl хайлмал хайлшийг шингэн зэс-кальцийн катодоор хайлуулж электролизоор бэлтгэдэг бөгөөд үүнээс кальцийг 950 - 1000 ° C температурт 0.1 - 0.001 вакуумд нэрж гаргаж авдаг. мм м.у.б.

Кальцийн карбидын CaC2-ийн дулааны диссоциациар кальци үйлдвэрлэх аргыг боловсруулсан болно.

Кальци бол байгальд хамгийн их тархсан элементүүдийн нэг юм. Дэлхийн царцдаст ойролцоогоор 3% (жин) агуулдаг. Кальцийн давс нь байгалийн жамаараа карбонат (шохой, гантиг), сульфат (гипс), фосфат (фосфорит) хэлбэрээр их хэмжээний хуримтлал үүсгэдэг. Ус ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн нөлөөгөөр карбонатууд нь нүүрсустөрөгчийн хэлбэрээр уусмал руу орж, гүний болон голын усаар хол зайд тээвэрлэгддэг. Кальцийн давсыг угаахад агуй үүсч болно. Усны ууршилт эсвэл температурын өсөлтөөс болж кальцийн карбонатын ордууд шинэ байршилд үүсч болно. Жишээлбэл, сталактит ба сталагмит нь агуйд үүсдэг.

Уусдаг кальци, магнийн давс нь усны нийт хатуулгийг тодорхойлдог. Хэрэв тэдгээр нь усанд бага хэмжээгээр агуулагддаг бол усыг зөөлөн гэж нэрлэдэг. Эдгээр давсны өндөр агууламжтай (100 - 200 мг. Кальцийн давс - 1 литр. Ионы хувьд) усыг хатуу гэж үздэг. Ийм усанд кальци ба магнийн давс нь уусдаггүй нэгдлүүд үүсгэдэг тул саван нь сайн хөөсөрдөггүй. Хатуу усанд хүнсний бүтээгдэхүүнийг муу буцалгаж, буцалгахад уурын зуухны ханан дээр масштаб өгдөг. Масштаб нь дулааныг муу дамжуулдаг, түлшний зарцуулалт нэмэгдэж, бойлерийн хананы элэгдэл хурдасдаг. Хуваарь үүсэх нь нарийн төвөгтэй процесс юм. Халах үед нүүрстөрөгчийн хүчил кальци, магнийн хүчиллэг давс задарч уусдаггүй карбонат болж хувирдаг.

Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

Кальцийн сульфатын CaSO4 уусах чадвар нь халах үед мөн буурдаг тул үүнийг хуваарьт багтаасан болно.

Усан дахь кальци, магнийн бикарбонат байгаагаас үүссэн хатуулгийг карбонат буюу түр зуурын гэж нэрлэдэг. Карбонатын хатуулагаас гадна карбонатлаг бус хатуулгийг ялгадаг бөгөөд энэ нь усан дахь кальци, магнийн сульфат, хлоридын агууламжаас хамаарна. Эдгээр давсыг буцалгах замаар арилгадаггүй тул карбонатлаг бус хатуулгийг байнгын хатуулаг гэж нэрлэдэг. Карбонат ба карбонат бус хатуулаг нь нийт хатуулаг дээр нэмдэг.

Хатуулгийг бүрэн арилгахын тулд усыг заримдаа нэрж өгдөг. Карбонатын хатуулгийг арилгахын тулд ус буцалгана. Ерөнхий хатуулгийг химийн бодис нэмж эсвэл катион солилцогч гэгчийн тусламжтайгаар арилгадаг. Химийн аргыг хэрэглэхэд уусдаг кальци, магнийн давсыг уусдаггүй карбонат болгон хувиргадаг, жишээлбэл шохой, содын сүүг нэмнэ.

Ca + 2HCO3 + Ca + 2OH = 2H2O + 2CaCO3v

Ca + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3v

Катион солилцогчоор хөшүүн байдлыг арилгах нь илүү төгс төгөлдөр үйл явц юм. Катионит бол нарийн төвөгтэй бодисууд (цахиур ба хөнгөн цагааны байгалийн нэгдлүүд, өндөр молекулын органик нэгдлүүд) бөгөөд тэдгээрийн найрлагыг Na2R томъёогоор илэрхийлж болох ба энд R нь хүчиллэг цогц үлдэгдэл юм. Усыг катион солилцооны давхаргаар шүүж авахад Na ион (катион) Ca ба Mg ионоор солигдоно.

Ca + Na2R = 2Na + CaR

Үүний үр дүнд уусмалаас Ca ионууд катион солилцоонд, Na ионууд катион солилцогчоос уусмал руу дамждаг. Ашигласан катион солилцоог сэргээхийн тулд натрийн хлоридын уусмалаар угаана. Энэ тохиолдолд эсрэг процесс явагдана: катион солилцогч дахь Ca ионууд Na ионуудаар солигддог.

2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl

Дахин сэргээгдсэн катион солилцоог ус цэвэршүүлэхэд дахин ашиглаж болно.

Цэвэр метал хэлбэрээр Ca нь U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb болон газрын ховор металууд ба тэдгээрийн нэгдлүүдийг бууруулагч бодис болгон ашигладаг. Энэ нь ган, хүрэл болон бусад хайлшийг исэлгүйжүүлэх, газрын тосны бүтээгдэхүүнээс хүхрийг зайлуулах, органик шингэнийг усгүйжүүлэх, аргоныг азотын хольцоос цэвэрлэх, цахилгаан вакуум төхөөрөмжид хийн шингээгч хийхэд ашигладаг. Цахилгааны кабелийн бүрээс үйлдвэрлэхэд ашигладаг Pb - Na - Ca системийн уран зохиолын эсрэг материал, мөн Pb - Ca хайлшийг технологид өргөн ашигладаг. Хайлш Ca - Si - Ca (silicocalcium) нь өндөр чанарын ган үйлдвэрлэхэд исэлдүүлэгч ба хийг арилгагч байдлаар ашигладаг.

Кальци нь амьдралын хэвийн явцад шаардлагатай биоген элементүүдийн нэг юм. Энэ нь амьтан, ургамлын бүх эд, шингэнд байдаг. Зөвхөн ховор организмууд Ca-гүй орчинд хөгжиж чаддаг. Зарим организмд Ca-ийн агууламж 38% хүрдэг: хүний ​​хувьд 1.4 - 2%. Ургамал, амьтны организмын эсүүд эсийн гаднах орчинд Ca, Na, K ионы харьцааг нарийн тодорхойлсон байхыг шаарддаг. Ургамал хөрснөөс Ca авдаг. Са-тай харьцах харьцааны дагуу ургамлыг калцефил ба кальцефоб гэж хуваадаг. Амьтад Ca ба хоол хүнс, уснаас авдаг. Ca нь эсийн хэд хэдэн бүтцийг бий болгох, эсийн гаднах мембраны хэвийн нэвчилтийг хангах, загас болон бусад амьтдын өндөгийг бордох, олон тооны ферментийг идэвхжүүлэхэд шаардлагатай байдаг. Ca ионууд нь өдөөлтийг булчингийн эсэд дамжуулж, агшилт, зүрхний агшилтын хүчийг нэмэгдүүлж, лейкоцитын фагоцитын үйл ажиллагааг нэмэгдүүлж, цусны хамгаалалтын уургийн системийг идэвхжүүлж, түүний өтгөрөлтөд оролцдог. Эсүүдэд бараг бүх Ca нь органик бус фосфат, органик хүчил бүхий цогцолбор, уураг, нуклейн хүчил, фосфолипидтай нэгдэл хэлбэртэй байдаг. Хүний болон дээд амьтдын цусны сийвэн дэх Ca-ийн 20-40% нь л уурагтай холбоотой байж болно. Араг ястай амьтдад нийт Ca-ийн 97-199% -ийг барилгын материал болгон ашигладаг: сээр нуруугүй амьтдад, ихэвчлэн CaCO3 (нялцгай биетэн, шүрэн бүрхүүл), сээр нуруутан амьтдад, фосфат хэлбэрээр ашигладаг. Олон сээр нуруугүйтэн нь шинэ араг яс барих эсвэл тааламжгүй нөхцөлд амин чухал үйл ажиллагааг хангахын тулд хайлуулахаасаа өмнө Са-г хадгалдаг. Хүмүүс ба түүнээс дээш амьтдын цусан дахь Ca-ийн хэмжээг паратироид ба бамбай булчирхайн даавраар зохицуулдаг. Эдгээр процесст Д аминдэм чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Са шингээлт нь нарийн гэдэсний урд хэсэгт тохиолддог. Гэдэсний хүчиллэг буурснаар Ca-ийн шингээлт муудаж, хоолонд агуулагдах Ca, фосфор, өөхний харьцаанаас хамаарна. Үнээний сүүний хамгийн тохиромжтой Ca / P харьцаа нь ойролцоогоор 1.3 (төмсөнд 0.15, буурцагт 0.13, маханд 0.016) байна. Хүнсэнд агуулагдах P ба оксалийн хүчил илүүдэл байх тохиолдолд Ca-ийн шингээлт мууддаг. Цөсний хүчил нь түүний шингээлтийг хурдасгадаг. Хүний хоолонд агуулагдах Ca / өөх тосны хамгийн оновчтой харьцаа нь 0.04 - 0.08 гр, 1 гр тутамд Ca байдаг. өөх тос. Ca ялгарах нь ихэвчлэн гэдэс дамжин гардаг. Саалийн үед хөхтөн амьтад сүүнд их хэмжээний Ca алддаг. Залуу амьтан, хүүхдүүдийн фосфор-кальцийн солилцоог зөрчсөн тохиолдолд рахит, насанд хүрэгчдийн амьтдад араг ясны бүтэц, бүтцэд өөрчлөлт орно (остеомаляци).

Анагаах ухаанд Ca бэлдмэл нь бие махбод дахь Ca ионы дутагдалтай холбоотой эмгэгийг арилгадаг (татран, спазмофили, рахиттай хамт). Ca бэлдмэл нь харшил үүсгэгчдэд хэт мэдрэмтгий байдлыг бууруулж, харшлын өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг (ийлдэс өвчин, нойрны халууралт гэх мэт). Ca бэлдмэлүүд нь судасны нэвчилтийг бууруулж, үрэвслийн эсрэг үр нөлөөтэй байдаг. Эдгээр нь цусархаг васкулит, цацрагийн өвчин, үрэвсэлт үйл явц (уушигны үрэвсэл, гялтангийн үрэвсэл гэх мэт) болон арьсны зарим өвчинд ашиглагддаг. Зүрхний булчингийн үйл ажиллагааг сайжруулах, дижиталис эмийн бэлдмэлийн үйлчлэлийг сайжруулах зорилгоор цус зогсоож буй бодисоор, магнийн давсаар хордуулах хоргүйжүүлэгч бодис гэж бичдэг. Бусад эмийн хамт Ca-ийн бэлдмэлийг хөдөлмөрийн үйл ажиллагааг идэвхжүүлэхэд ашигладаг. Ca хлоридыг амаар болон судсаар тарьж хэрэглэдэг. Оссокальцинолыг (тоорын тосонд тусгайлан бэлтгэсэн ясны нунтаг 15% ариутгасан түдгэлзүүлэлт) санал болгож байна.

Ca бэлдмэлүүд нь гипс (CaSO4) -ийг гипс хийх мэс засалд ашигладаг шохой (CaCO3) -ийг ходоодны шүүсний хүчиллэгийг нэмэгдүүлж, шүдний нунтаг бэлтгэхэд амаар хийдэг.