Химийн хувьд ойролцоогоор тайлбарыг бичнэ үү. Кальци ба түүний шинж чанар. Физик ба химийн шинж чанар
КАЛЬЦИ (Латин кальци), Ca, үечилсэн системийн богино хэлбэрийн 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%); 34-54 масстай хиймэл аргаар гаргаж авсан радиоизотопууд.
Түүхийн 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 Г.Дэви CaO ба HgO оксидын холимог электролиз, улмаар үүссэн кальцийн амальгам задрах явцад ялгаж авчээ. Энэ нэр нь Латин calx (genitive calcis) - шохой, зөөлөн чулуунаас гаралтай.
Байгаль дахь тархалт... Дэлхийн царцдас дахь кальцийн агууламж жингийн 3.38% байна. Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт төлөвт үүсдэггүй. Хамгийн түгээмэл ашигт малтмал нь 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 4. Кальцийн эрдэс бодисууд нь тунамал (жишээлбэл, шохойн чулуу), магмын болон хувирсан чулуулагт байдаг. Кальцийн нэгдлүүд нь амьд организмд байдаг: эдгээр нь сээр нуруутан амьтдын ясны эд (гидроксиапатит, фторапатит), шүрэн араг яс, нялцгай биетний бүрхүүл (кальцийн карбонат ба фосфатууд) гэх мэт үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Ca 2+ ион байгаа нь усны хатуулгийг тодорхойлдог. .
Үл хөдлөх хөрөнгө... Кальцийн атомын гаднах электрон бүрхүүлийн тохиргоо нь 4s 2; нэгдлүүдийн хувьд энэ нь исэлдэлтийн төлөвийг +2, ховор +1 харуулдаг; Полингийн цахилгаан сөрөг чанар 1.00, атомын радиус 180 pm, Ca 2+ ионы радиус 114 pm (зохицуулалтын дугаар 6). кальци бол мөнгөлөг цагаан зөөлөн металл юм; 443 ° С хүртэл, куб нүүр төвтэй болор тор бүхий өөрчлөлт нь тогтвортой, 443 ° С-ээс дээш температурт - куб биет төвтэй тортой; хайлах цэг 842 ° C, буцалгах цэг 1484 ° C, нягт 1550 кг / м 3; дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 125.6 Вт / (м · K).
Кальци нь өндөр урвалд ордог металл (герметик битүүмжилсэн саванд эсвэл эрдэс тосны давхарга дор хадгалагддаг). Хэвийн нөхцөлд хүчилтөрөгч (кальцийн исэл CaO үүсдэг), халах үед устөрөгч (CaH 2 гидрид), галоген (кальцийн галид), бор (CaB 6 борид), нүүрстөрөгч (CaC 2 кальцийн карбид), цахиуртай амархан харьцдаг. Ca силицид 2 Si, CaSi, CaSi 2, Ca 3 Si 4), азот (нитрид Ca 3 N 2), фосфор (фосфид Ca 3 P 2, CaP, CaP 5), халькоген (CaX найрлагатай халькогенид, X нь S. , Se, Тэдгээр). Кальци нь бусад металлуудтай (Li, Cu, Ag, Au, Mg, Zn, Al, Pb, Sn гэх мэт) харилцан үйлчилж, металл хоорондын нэгдэл үүсгэдэг. Металл кальци нь устай харилцан үйлчилж, кальцийн гидроксид Ca (OH) 2 ба H 2 үүсгэдэг. Ихэнх хүчилтэй хүчтэй урвалд орж, зохих давс (жишээлбэл, кальцийн нитрат, кальцийн сульфат, кальцийн фосфат) үүсгэдэг. Энэ нь шингэн аммиакт уусч, металл дамжуулалттай хар хөх өнгийн уусмал үүсгэдэг. Аммиак уурших үед ийм уусмалаас аммиак ялгардаг. Кальци аммиактай аажмаар урвалд орж амид Са (NH 2) 2 үүсгэдэг. Төрөл бүрийн нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд хамгийн чухал нь хүчилтөрөгч агуулсан полидентат лигандууд, жишээлбэл, Ca комплексонатууд юм.
Биологийн үүрэг... Кальци бол биоген элемент юм. Хүний өдөр тутмын кальцийн хэрэгцээ 1 гр орчим байдаг.Амьд организмд кальцийн ионууд булчингийн агшилт, мэдрэлийн импульс дамжуулах үйл явцад оролцдог.
Хүлээн авч байна... Металл кальцийг электролит ба металлотермик аргаар гаргаж авдаг. Электролитийн арга нь хайлсан кальцийн хлоридыг мэдрэгчтэй катод эсвэл шингэн зэс-кальцийн катодоор электролиз хийхэд суурилдаг. Үүссэн зэс-кальцийн хайлшаас кальцийг 1000-1080 ° C температурт, 13-20 кПа даралтанд нэрж авдаг. Металлотермаль арга нь 1100-1200 ° C-д хөнгөн цагаан эсвэл цахиураар кальцийг исэлээс нь багасгахад суурилдаг. Энэ нь кальцийн алюминат эсвэл силикат, түүнчлэн хийн кальци үүсгэдэг бөгөөд дараа нь өтгөрүүлсэн байна. Кальцийн нэгдлүүд болон кальци агуулсан материалын дэлхийн үйлдвэрлэл, ойролцоогоор 1 тэрбум тонн / жил (1998).
Өргөдөл... Кальцийг олон төрлийн металл (Rb, Cs, Zr, Hf, V гэх мэт) үйлдвэрлэхэд бууруулагч болгон ашигладаг. Кальцийн цахиур, түүнчлэн натри, цайр болон бусад металлтай кальцийн хайлшийг зарим хайлш, газрын тосны исэлдүүлэгч, хүхэргүйжүүлэгч, аргоныг хүчилтөрөгч, азотоос цэвэрлэх, цахилгаан вакуум төхөөрөмжид хий шингээгч болгон ашигладаг. Хлорид CaCl 2 нь химийн нийлэгжилтэнд хатаах бодис болгон, гипс нь анагаах ухаанд ашиглагддаг. Кальцийн силикатууд нь цементийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Лит .: 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 / Ю.Д.Третьяков найруулсан. М., 2004. 2-р боть.
Л.Н.Комиссарова, М.А.Рюмин.
Кальци(Кальци), Са, Менделеевийн үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын масс 40.08; мөнгөлөг цагаан цайвар металл. Байгалийн элемент нь 40 Са, 42 Са, 43 Са, 44 Са, 46 Са, 48 Са гэсэн зургаан тогтвортой изотопын холимог бөгөөд үүнээс 40 Са нь хамгийн элбэг (96, 97%) юм.
Ca-ийн нэгдлүүд - шохойн чулуу, гантиг, гипс (түүнчлэн шохой - шохойн чулуугаар галладаг бүтээгдэхүүн) эрт дээр үеэс барилгын салбарт аль хэдийн ашиглагдаж байсан. 18-р зууны эцэс хүртэл химичүүд шохойг энгийн биет гэж үздэг байв. 1789 онд А.Лавуазье шохой, магни, барит, хөнгөн цагааны исэл, цахиур зэрэг нь нийлмэл бодис гэж үзсэн. 1808 онд Г.Дэви нойтон унтарсан шохойг мөнгөн усны исэлтэй хольж, мөнгөн усны катодоор электролизд хамруулж, амальгам Са-г бэлтгэж, түүнээс мөнгөн усыг зайлуулж, "Кальци" (Латин хэлнээс calx, төрөл) хэмээх металлыг гаргаж авсан. кальцис - шохой) ...
Байгаль дахь кальцийн тархалт. Ca нь дэлхийн царцдасын 5 дахь хамгийн элбэг (O, Si, Al, Fe-ийн дараа); агуулга нь жингийн 2.96% байна. Геохимийн янз бүрийн системд эрчимтэй нүүж, хуримтлагдаж, 385 ашигт малтмал (эрдэсийн тоогоор 4-р байр) үүсгэдэг. Дэлхийн мантид Ca бага, магадгүй дэлхийн цөмд бүр бага (төмрийн солируудад 0,02%) байдаг. Дэлхийн царцдасын доод хэсэгт Ca давамгайлж, үндсэн чулуулагт хуримтлагддаг; ихэнх Ca нь хээрийн жоншнд агуулагддаг - Ca анортит; үндсэн чулуулагт 6.72%, хүчиллэг чулуулагт (боржин чулуу болон бусад) 1.58% байна. Биосферт Ca-ийн онцгой огцом ялгаа нь голчлон "карбонатын тэнцвэр"-тэй холбоотой байдаг: нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь карбонат CaCO 3-тай харилцан үйлчлэхэд уусдаг бикарбонат Ca (HCO 3) 2 үүсдэг: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2 = Ca 2+ + 2HCO 3-. Энэ урвал нь буцах боломжтой бөгөөд Ca дахин хуваарилах үндэс болдог. Усан дахь CO 2-ын өндөр агууламжтай Ca нь уусмалд, CO 2 бага агууламжтай кальцит CaCO 3 тунадасжиж, шохойн чулуу, шохой, гантиг зэрэг хүчтэй ордуудыг үүсгэдэг.
Биоген нүүдэл нь Ca-ийн түүхэнд асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Металл элементийн амьд бодисын хувьд Ca гол нь юм. 10% -иас илүү Ca (илүү их нүүрстөрөгч) агуулсан организмууд нь Ca-ийн нэгдлүүдээс, гол төлөв CaCO 3 (шохойлог замаг, олон нялцгай биетэн, echinoderms, шүрэн, үндэслэг иш гэх мэт) араг ясыг бүрдүүлдэг гэдгийг мэддэг. Араг ясыг булшлахтай хамт тахал. амьтан, ургамал нь замаг, шүрэн болон бусад шохойн чулууны асар их хэмжээний хуримтлалтай холбоотой бөгөөд тэдгээр нь газрын гүнд орж, эрдэсжиж янз бүрийн төрлийн гантиг болж хувирдаг.
Чийглэг уур амьсгалтай асар том газар нутаг (ойн бүс, тундр) нь Ca-ийн дутагдалтай байдаг - энд хөрсөөс амархан уусдаг. Энэ нь хөрсний үржил шим бага, тэжээвэр амьтдын ашиг шим бага, жижиг биетэй, ихэвчлэн араг ясны өвчлөлтэй холбоотой. Иймд хөрсийг шохойжуулах, тэжээвэр амьтан, шувуу тэжээх зэрэг чухал ач холбогдолтой.Харин хуурай цаг агаарт CaCO3 бараг уусдаггүй тул тал хээр, цөлийн ландшафтууд Ca-аар баялаг. Гипс CaSO 4 2H 2 O ихэвчлэн давслаг намаг, давстай нууранд хуримтлагддаг.
Гол мөрөн нь их хэмжээний Ca-г далайд авчирдаг боловч энэ нь далайн усанд (дундаж агууламж 0.04%) хадгалагддаггүй, харин организмын араг ясанд төвлөрч, үхсэний дараа ёроолд нь голчлон CaCO хэлбэрээр хуримтлагддаг. 3. Шохойн шавар нь бүх далайн ёроолд 4000 м-ээс ихгүй гүнд өргөн тархсан байдаг (CaCO 3 их гүнд уусдаг, тэнд байгаа организмууд ихэвчлэн Ca-ийн дутагдалд ордог).
Гүний ус нь Ca-ийн нүүдэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шохойн чулууны массивуудад тэд CaCO 3-ыг хүчтэй уусгадаг бөгөөд энэ нь карст үүсэх, агуй, сталактит, сталагмит үүсэхтэй холбоотой юм. Кальцитаас гадна өнгөрсөн геологийн эрин үеийн далайд Ca фосфатын хуримтлал (жишээлбэл, Казахстан дахь Каратау фосфоритын ордууд), CaCO 3 · MgCO 3 доломит, ууршилтын үед далайн эрэг дэх гипс зэрэг нь өргөн тархсан байв.
Геологийн түүхийн явцад биоген карбонат үүсэх нь нэмэгдэж, кальцитийн химийн хуримтлал багассан. Кембрийн өмнөх далайд (600 сая гаруй жилийн өмнө) шохойн араг ястай амьтан байгаагүй; тэд Кембрийн үеэс өргөн тархсан (шүрэн, хөвөн гэх мэт). Энэ нь Кембрийн өмнөх үеийн уур амьсгал дахь CO 2-ын өндөр агууламжтай холбоотой юм.
Кальцийн физик шинж чанар. Ca-ийн α-хэлбэрийн болор тор (энгийн температурт тогтвортой) нь нүүр төвтэй куб, a = 5.56 Å. Атомын радиус нь 1.97 Å, Ca 2+ ионы радиус нь 1.04 Å. Нягт 1.54 г / см 3 (20 ° C). 464 хэмээс дээш температурт зургаан өнцөгт β-хэлбэр тогтвортой байна. t pl 851 ° C, t bp 1482 ° C; шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент 22 · 10 -6 (0-300 ° C); дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 20 ° С 125.6 Вт / (м · K) эсвэл 0.3 кал / (см · сек · ° C); тусгай дулаан (0-100 ° C) 623.9 Ж / (кг К) эсвэл 0.149 кал / (г ° C); 20 ° С-ийн тодорхой цахилгаан эсэргүүцэл 4.6 · 10 -8 ом · м эсвэл 4.6 · 10 -6 ом · см; цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент 4.57 · 10 -3 (20 ° C). Уян хатан модуль 26 Гн / м 2 (2600 кгс / мм 2); суналтын бат бэх 60 MN / м 2 (6 кгс / мм 2); уян хатан хязгаар 4 MN / м 2 (0.4 кгс / мм 2), гарцын цэг 38 MN / м 2 (3.8 кгф / мм 2); сунгалт 50%; Бринеллийн хатуулаг 200-300 MN / м 2 (20-30 кгс / мм 2). Хангалттай өндөр цэвэршилттэй кальци нь уян хатан, сайн дарагдсан, өнхрөх, зүсэхэд тохиромжтой.
Кальцийн химийн шинж чанар.Са атомын гаднах электрон бүрхүүлийн тохиргоо нь 4s 2 бөгөөд үүний дагуу нэгдлүүд дэх Ca нь 2-валенттай байдаг. Химийн хувьд Ca нь маш идэвхтэй байдаг. Хэвийн температурт Ca нь хүчилтөрөгч, чийгтэй амархан харьцдаг тул битүүмжилсэн саванд эсвэл эрдэс тосонд хадгалагддаг. Агаар эсвэл хүчилтөрөгчөөр халах үед энэ нь гал авалцаж, үндсэн исэл CaO үүсгэдэг. Мөн Ca - CaO 2 ба CaO 4 хэт ислийг мэддэг. Эхлээд Ca нь хүйтэн устай хурдан харьцаж, дараа нь Ca (OH) 2 хальс үүссэний улмаас урвал удааширдаг. Ca нь халуун ус, хүчилтэй хүчтэй урвалд орж, H 2 (өтгөрүүлсэн HNO 3-аас бусад) ялгаруулдаг. Энэ нь хүйтэнд фтор, хлор, бромтой 400 хэмээс дээш температурт урвалд ордог бөгөөд CaF 2, CaCl 2, CaBr 2 тус тус өгдөг. Эдгээр галогенид нь хайлсан төлөвт Ca нь дэд нэгдлүүд гэж нэрлэгддэг CaF, CaCl-ийг үүсгэдэг бөгөөд үүнд Ca нь албан ёсоор моновалент байдаг. CaS-ийг хүхэрээр халаахад кальцийн сульфид CaS-ийг олж авдаг бөгөөд сүүлийнх нь хүхэр нэмж, полисульфид (CaS 2, CaS 4 болон бусад) үүсгэдэг. 300-400 хэмийн температурт хуурай устөрөгчтэй урвалд ороход Ca нь устөрөгч нь анион болох ионы нэгдэл болох CaH 2 гидридийг үүсгэдэг. 500 ° C Ca ба азот нь нитрид Ca 3 N 2 өгдөг; Хүйтэнд аммиактай Ca-ийн харилцан үйлчлэл нь аммиакийн Ca 6-д хүргэдэг. Бал чулуу, цахиур эсвэл фосфороор агаарт нэвтрэхгүйгээр халах үед Ca нь кальцийн карбид CaC 2, цахиурын Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2, фосфид Ca 3 P 2 тус тус өгдөг. Ca нь Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn болон бусадтай металл хоорондын нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
Кальци авах.Аж үйлдвэрт Ca-г хоёр аргаар олж авдаг: 1) CaO ба Al нунтаг шахмал хольцыг 0.01-0.02 мм м.у.б вакуумд 1200 ° C-т халааж. Урлаг.; урвалаар ялгардаг: 6CaO + 2 Al = 3CaO · Al 2 O 3 + 3Ca Ca уур нь хүйтэн гадаргуу дээр өтгөрдөг; 2) CaCl 2 ба KCl хайлмалыг шингэн зэс-кальцийн катодтой электролизээр Cu - Ca хайлш (65% Ca) бэлтгэж, үүнээс Ca-г 950-1000 хэмийн температурт вакуумд нэрж авдаг. 0.1-0.001 мм м.у.б. Урлаг.
Кальцийн хэрэглээ.Цэвэр металл хэлбэрээр Ca нь U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb болон тэдгээрийн нэгдлээс зарим газрын ховор металлыг бууруулах бодис болгон ашигладаг. Мөн ган, хүрэл болон бусад хайлшийг исэлгүйжүүлэх, нефтийн бүтээгдэхүүнээс хүхрийг зайлуулах, органик шингэнийг усгүйжүүлэх, аргоныг азотын хольцоос цэвэрлэх, цахилгаан вакуум төхөөрөмжид хий шингээгч болгон ашигладаг. Pb-Na-Ca системийн үрэлтийн эсрэг материал, түүнчлэн цахилгаан бүрхүүл үйлдвэрлэхэд ашигладаг Pb-Ca хайлшийг технологид өргөн ашигладаг. кабель. Хайлш Ca-Si-Ca (цахиурын кальци) нь өндөр чанартай ган үйлдвэрлэхэд исэлгүйжүүлэгч, хийгүйжүүлэгч болгон ашигладаг.
Бие дэхь кальци. Ca нь амьдралын хэвийн үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай биоген элементүүдийн нэг юм. Энэ нь амьтан, ургамлын бүх эд, шингэнд байдаг. Зөвхөн ховор организмууд Ca-гүй орчинд хөгжиж чадна. Зарим организмд Ca агууламж 38% хүрдэг; хүний хувьд - 1.4-2%. Ургамал, амьтны организмын эсүүд эсийн гаднах орчинд Ca 2+, Na +, K + ионуудын хатуу тогтоосон харьцааг шаарддаг. Ургамал Ca-г хөрснөөс авдаг. Ca-тай харьцах харьцааны дагуу ургамлыг калцефил ба калцефоб гэж хуваадаг. Амьтад Ca-ыг хоол хүнс, уснаас авдаг. Ca нь олон тооны эсийн бүтцийг бий болгох, эсийн гаднах мембраны хэвийн нэвчилтийг хадгалах, загас болон бусад амьтдын өндөгийг бордох, олон тооны ферментийг идэвхжүүлэхэд шаардлагатай байдаг. Ca 2+ ионууд нь булчингийн утас руу өдөөлтийг дамжуулж, агшилт, зүрхний агшилтын хүчийг нэмэгдүүлж, лейкоцитын фагоцитийн үйл ажиллагааг нэмэгдүүлж, цусны хамгаалалтын уургийн системийг идэвхжүүлж, коагуляцид оролцдог. Эсэд бараг бүх Ca нь уураг, нуклейн хүчил, фосфолипид, органик бус фосфат, органик хүчлүүдтэй нэгдэл хэлбэрээр байдаг. Хүний болон өндөр амьтдын цусны сийвэн дэх Ca-ийн зөвхөн 20-40% нь уурагтай холбоотой байж болно. Араг ястай амьтдын хувьд бүх Ca-ийн 97-99% -ийг барилгын материал болгон ашигладаг: сээр нуруугүй амьтдад голчлон CaCO 3 (нялцгай биет, шүрэн бүрхүүл), сээр нуруутан амьтдад фосфат хэлбэрээр ашиглагддаг. Олон сээр нуруугүй амьтад шинэ араг яс үүсгэх эсвэл таагүй нөхцөлд амьдралыг хадгалахын тулд хайлахаасаа өмнө Ca-г хадгалдаг.
Хүний болон дээд амьтдын цусан дахь Ca-ийн агууламжийг паратироид ба бамбай булчирхайн даавар зохицуулдаг. Эдгээр үйл явцад Д аминдэм чухал үүрэг гүйцэтгэдэг Ca шингээлт нь нарийн гэдэсний урд хэсэгт тохиолддог. Гэдэсний хүчиллэг багассанаар Ca-ийн шингээлт муудаж, хоол хүнсэнд агуулагдах Ca, P, өөх тосны харьцаанаас хамаардаг. Үнээний сүү дэх Ca / P-ийн оновчтой харьцаа нь ойролцоогоор 1.3 (төмсөнд 0.15, буурцагт 0.13, маханд 0.016) байна. Хоолонд P эсвэл оксалийн хүчил их байвал Ca шингээлт мууддаг. Цөсний хүчил нь түүний шингээлтийг түргэсгэдэг. Хүний хоол хүнс дэх Ca / өөх тосны оновчтой харьцаа нь 1 г өөх тос тутамд 0.04-0.08 г Ca байна. Ca нь голчлон гэдэс дамжин ялгардаг. Хөхтөн амьтад саалийн үед сүүнд их хэмжээний Ca алддаг. Бага насны амьтад, хүүхдүүдэд фосфор-кальцийн солилцоог зөрчсөн тохиолдолд рахит, насанд хүрсэн амьтдад араг ясны бүтэц, бүтцэд өөрчлөлт ордог (остеоомалаки).
Байгалийн кальцийн нэгдлүүд (шохой, гантиг, шохойн чулуу, гипс) ба тэдгээрийн хамгийн энгийн боловсруулалтын бүтээгдэхүүн (шохой) нь эрт дээр үеэс хүмүүст мэдэгдэж байсан. 1808 онд Английн химич Хамфри Дэви нойтон унтарсан шохойг (кальцийн гидроксид) мөнгөн усны катодоор электролиз хийж, кальцийн амальгам (мөнгөн устай кальцийн хайлш) гаргаж авсан. Энэ хайлшаас нэрмэл мөнгөн усыг Дэви цэвэр кальци гаргаж авсан.
Тэрээр мөн шохойн чулуу, шохой болон бусад зөөлөн чулуунуудын нэр гэсэн утгатай латин "calx"-аас шинэ химийн элементийн нэрийг санал болгов.
Байгальд байх ба хүлээн авах:
Кальци нь дэлхийн царцдасын тав дахь хамгийн элбэг (3% -иас дээш) элемент бөгөөд олон чулуулаг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь кальцийн карбонат дээр суурилдаг. Эдгээр чулуулгийн зарим нь органик гаралтай (бүрхүүл чулуулаг) бөгөөд энэ нь ан амьтдад кальцийн чухал үүргийг харуулж байна. Байгалийн кальци нь 40-48 масстай 6 изотопын холимог бөгөөд 40 Ca нь нийт массын 97% -ийг эзэлдэг. Кальцийн бусад изотопуудыг цөмийн урвалаар олж авсан, жишээлбэл, цацраг идэвхт 45 Ca.
Энгийн кальцийн бодисыг олж авахын тулд түүний давсны хайлмал электролиз эсвэл alumotermy ашигладаг.
4CaO + 2Al = Ca (AlO 2) 2 + 3Ca
Физик шинж чанарууд:
Шүлтлэг металлаас хамаагүй хатуу, нүүр төвтэй шоо хэлбэртэй тортой мөнгөлөг саарал металл. Хайлах цэг 842 ° C, буцлах цэг 1484 ° C, нягт 1.55 г / см 3. Өндөр даралт, температурт 20К орчим нь хэт дамжуулагч төлөвт ордог.
Химийн шинж чанар:
Кальци нь шүлтлэг метал шиг идэвхтэй биш боловч эрдэс тос эсвэл нягт битүүмжилсэн металл бөмбөр дотор хадгалах ёстой. Энгийн температурт аль хэдийн агаарт байгаа хүчилтөрөгч, азот, мөн усны ууртай урвалд ордог. Халах үед энэ нь улаан улбар шар өнгийн дөлөөр агаарт шатаж, нитридын хольцтой исэл үүсгэдэг. Магнийн нэгэн адил кальци нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агаар мандалд шатаж байна. Халах үед энэ нь бусад металл бус бодисуудтай урвалд орж, найрлагад нь үргэлж тод байдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг, жишээлбэл:
Ca + 6B = CaB 6 эсвэл Ca + P => Ca 3 P 2 (мөн CaP эсвэл CaP 5)
Бүх нэгдлүүдэд кальци нь +2 исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.
Хамгийн чухал холболтууд:
Кальцийн исэл CaO- ("түргэн шохой") цагаан бодис, шүлтлэг исэл нь устай хүчтэй урвалд ордог ("унтраасан"), гидроксид болж хувирдаг. Кальцийн карбонатын дулааны задралаар хүлээн авсан.
Кальцийн гидроксид Ca (OH) 2- ("унтраасан шохой") цагаан нунтаг, усанд бага зэрэг уусдаг (0.16 г / 100 гр), хүчтэй шүлт. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг илрүүлэхийн тулд уусмал ("шохойн ус") ашигладаг.
Кальцийн карбонат CaCO 3- кальцийн ихэнх байгалийн эрдсийн үндэс (шохой, гантиг, шохойн чулуу, хясаа, кальцит, Исландын спор). Цэвэр цагаан эсвэл өнгөгүй бодис. талстууд, Халах үед (900-1000 С) задарч, кальцийн исэл үүсгэдэг. P-rim биш, хүчилтэй урвалд ордог, нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ханасан усанд уусч, бикарбонат болж хувирдаг: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2. Урвуу үйл явц нь кальцийн карбонатын ордууд, ялангуяа сталактит, сталагмит зэрэг формацууд үүсэхэд хүргэдэг.
Энэ нь мөн байгалийн доломит CaCO 3 * MgCO 3-д тохиолддог
Кальцийн сульфат CaSO 4- цагаан бодис, байгальд CaSO 4 * 2H 2 O ("гипс", "селенит"). Сүүлийнх нь болгоомжтой халаахад (180С) CaSO 4 * 0.5H 2 O ("шатсан гипс", "алебастр") болж хувирдаг - цагаан нунтаг, устай холилдоход CaSO 4 * 2H 2 O хэлбэрээр дахин үүсдэг. хатуу, хангалттай бат бөх материалаас. Усанд бага зэрэг уусдаг, хүхрийн хүчил ихсэх тусам уусч, гидросульфат үүсгэдэг.
Кальцийн фосфат Ca 3 (PO 4) 2- ("фосфорит"), уусдаггүй, хүчтэй хүчлүүдийн нөлөөн дор илүү уусдаг кальцийн гидро- ба дигидроген фосфат руу ордог. Фосфор, фосфорын хүчил, фосфорын бордоо үйлдвэрлэх түүхий эд. Кальцийн фосфатууд нь Ca 5 3 Y ойролцоо томъёотой байгалийн нэгдлүүд болох апатитуудад багтдаг бөгөөд Y = F, Cl, эсвэл OH, тус тусад нь фтор-, хлоро-, гидроксиапатит юм. Фосфориттой хамт апатит нь олон амьд организмын араг ясны нэг хэсэг юм. мөн хүн.
Кальцийн фторид CaF 2 - (байгалийн .:"флюорит", "жонш"), цагаан өнгөтэй уусдаггүй бодис. Байгалийн ашигт малтмал нь хольцын улмаас олон янзын өнгөтэй байдаг. Халах, хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр харанхуйд гэрэлтдэг. Металл хүлээн авах үед шаарын шингэнийг ("хайлах") нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь түүнийг урсгал болгон ашигладагтай холбоотой юм.
Кальцийн хлорид CaCl 2- өнгөгүй. Крист. in-in well-r-rim in water. Талст гидрат CaCl 2 * 6H 2 O үүсгэдэг. Усгүй ("хайлсан") кальцийн хлорид нь сайн чийгшүүлэгч юм.
Кальцийн нитрат Ca (NO 3) 2- ("кальцийн нитрат") өнгөгүй. Крист. in-in well-r-rim in water. Пиротехникийн найрлагын салшгүй хэсэг бөгөөд дөлийг улаан улбар шар өнгөтэй болгодог.
Кальцийн карбид CaС 2- устай урвалд орж ацетилен үүсгэдэг, жишээлбэл: CaC 2 + H 2 O = C 2 H 2 + Ca (OH) 2
Хэрэглээ:
Металл кальци нь хром, REE, торий, уран гэх мэт зарим нэг хатуу буурдаг металлыг үйлдвэрлэхэд хүчтэй бууруулагч болгон ашигладаг. Зэс, никель, тусгай ган, хүрэл металлургид, кальци ба түүний хайлшийг хүхэр, фосфор, илүүдэл нүүрстөрөгчийн хортой хольцыг арилгахад ашигладаг.
Кальцийг мөн өндөр вакуум, инертийн хий цэвэршүүлэхэд бага хэмжээний хүчилтөрөгч, азотыг холбоход ашигладаг.
Нейтрон-илүү 48 Ca ионыг шинэ химийн элементүүдийн нийлэгжилтэнд ашигладаг, жишээлбэл, элемент No114,. Кальцийн өөр нэг изотоп болох 45 Са нь кальцийн биологийн үүрэг, хүрээлэн буй орчинд шилжих хөдөлгөөнийг судлахад цацраг идэвхт шошго болгон ашигладаг.
Олон тооны кальцийн нэгдлүүдийн хэрэглээний гол чиглэл нь барилгын материал (цемент, барилгын хольц, хуурай хана гэх мэт) үйлдвэрлэл юм.
Кальци нь амьд организмын найрлага дахь макро шим тэжээлийн нэг бөгөөд сээр нуруутан амьтдын дотоод араг яс, гадаад олон сээр нуруугүй амьтдын өндөгний бүрхүүлийг бий болгоход шаардлагатай нэгдлүүдийг бүрдүүлдэг. Кальцийн ионууд нь эсийн доторх үйл явцыг зохицуулахад оролцдог бөгөөд цусны бүлэгнэлтийг үүсгэдэг. Хүүхэд насандаа кальцийн дутагдал нь рахит, өндөр настанд ясны сийрэгжилт үүсгэдэг. Кальцийн эх үүсвэр нь сүүн бүтээгдэхүүн, Сагаган, самар, витамин D нь шингээхэд хувь нэмэр оруулдаг.Кальци дутагдсан тохиолдолд янз бүрийн эм хэрэглэдэг: кальци, кальцийн хлоридын уусмал, кальцийн глюконат гэх мэт.
Хүний биед кальцийн массын эзлэх хувь 1.4-1.7%, хоногийн хэрэгцээ нь 1-1.3 г (наснаас хамаарч) байна. Кальцийн хэт их хэрэглээ нь гиперкальциеми үүсгэдэг - түүний нэгдлүүдийг дотоод эрхтнүүдэд хуримтлуулах, цусны судаснуудад цусны бүлэгнэл үүсэх. Эх сурвалжууд:
Кальци (элемент) // Википедиа. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (хандах огноо: 03/01/2014).
Химийн элементүүдийн алдартай номын сан: Кальци. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (3.01.2014).
Кальци- хоёрдугаар бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент, Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн дөрөв дэх үе, атомын дугаар 20. Энэ нь Ca (Латин Кальци) тэмдэгээр тодорхойлогддог. Кальцийн энгийн бодис (CAS дугаар: 7440-70-2) нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй зөөлөн, реактив шүлтлэг шороон метал юм.
Нэрний түүх, гарал үүсэл
Элементийн нэр нь латаас гаралтай. calx (genitive calcis) - "шохой", "зөөлөн чулуу". Үүнийг 1808 онд электролитийн аргаар металл кальцийг ялгаж авсан Английн химич Хамфри Дэви санал болгосон. Дэви нойтон унтарсан шохойн мөнгөн усны исэл HgO-тай холилдсон электролизийг анод болгон цагаан алтны хавтан дээр хийсэн. Шингэн мөнгөн усанд дүрсэн цагаан алтны утас катодын үүрэг гүйцэтгэсэн. Электролизийн үр дүнд кальцийн амальгамыг олж авсан. Түүнээс мөнгөн усыг зайлуулж, Дэви кальци хэмээх металл олж авав. Кальцийн нэгдлүүд - шохойн чулуу, гантиг, гипс (түүнчлэн шохой - шохойн чулууг шарсан бүтээгдэхүүн) нь барилгын салбарт хэдэн мянган жилийн турш ашиглагдаж ирсэн. 18-р зууны эцэс хүртэл химичүүд шохойг энгийн биет гэж үздэг байв. 1789 онд А.Лавуазье шохой, магни, барит, хөнгөн цагааны исэл, цахиур зэрэг нь нийлмэл бодис гэж үзсэн.
Байгальд байх
Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт кальци байгальд байдаггүй.
Кальци нь дэлхийн царцдасын массын 3.38%-ийг эзэлдэг (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмрийн дараа 5-рт ордог).
Изотопууд
Кальци нь байгалийн жамаар зургаан изотопын холимог хэлбэрээр байдаг: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca, 48 Ca, хамгийн түгээмэл нь 40 Ca - 96.97% байна.
Кальцийн зургаан байгалийн изотопын тав нь тогтвортой байдаг. Зургаа дахь изотоп 48 Ca нь хамгийн хүнд бөгөөд маш ховор (изотопын элбэг дэлбэг байдал нь ердөө 0.187%) бөгөөд хагас задралын хугацаа нь 5.3 × 10 19 жил, давхар бета задралд өртдөг болохыг саяхан илрүүлсэн.
Чулуулаг ба ашигт малтмалд
Кальцийн ихэнх хэсэг нь янз бүрийн чулуулгийн (боржин чулуу, гнейс гэх мэт) силикат болон алюминосиликатууд, ялангуяа хээрийн жонш - анортит Ca-д агуулагддаг.
Тунамал чулуулаг хэлбэрээр кальцийн нэгдлүүдийг шохой, шохойн чулуугаар төлөөлдөг бөгөөд гол төлөв кальцит (CaCO 3) -ээс бүрддэг. Кальцитын талст хэлбэр - гантиг нь байгальд хамаагүй бага байдаг.
Кальцийн эрдэс кальцит CaCO 3, ангидрит CaSO 4, алебастр CaSO 4 0.5H 2 O ба гипс CaSO 4 2H 2 O, флюорит CaF 2, апатит Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), доломит MgCO 3. CaCO 3. Байгалийн усанд кальци, магнийн давс байгаа нь түүний хатуулгийг тодорхойлдог.
Кальци нь дэлхийн царцдас руу эрчимтэй шилжиж, янз бүрийн геохимийн системд хуримтлагдаж, 385 эрдэс бодис (эрдэсийн тоогоор дөрөвдүгээрт) үүсгэдэг.
Дэлхийн царцдас дахь нүүдэл
Кальцийн байгалийн нүүдэлд кальцийн карбонат нь ус ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн харилцан үйлчлэлийн урвуу урвалтай холбоотой "карбонатын тэнцвэрт байдал" чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -
(нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламжаас хамааран тэнцвэр нь зүүн эсвэл баруун тийш шилждэг).
Биоген нүүдэл нь асар их үүрэг гүйцэтгэдэг.
Биосферт
Кальцийн нэгдлүүд нь бараг бүх амьтан, ургамлын эдэд байдаг (мөн доороос үзнэ үү). Кальци нь амьд организмд их хэмжээгээр агуулагддаг. Тиймээс гидроксиапатит Ca 5 (PO 4) 3 OH, эсвэл өөр тэмдэглэгээгээр 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - сээр нуруутан амьтдын, түүний дотор хүний ясны эдийн үндэс; олон сээр нуруугүйтэн, өндөгний хальс гэх мэтийн бүрхүүл, бүрхүүл нь кальцийн карбонат CaCO 3. Хүн, амьтны амьд эдэд 1.4-2% Ca (массын хувиар); 70 кг жинтэй хүний биед кальцийн агууламж 1.7 кг орчим байдаг (гол төлөв ясны эд эсийн эс хоорондын бодисын найрлагад).
Хүлээн авч байна
Чөлөөт металлын кальцийг CaCl 2 (75-80%) ба KCl эсвэл CaCl 2 ба CaF 2-аас бүрдсэн хайлмал электролиз, түүнчлэн 1170-1200 ° C-т CaO-ийг алюминотермоор бууруулах замаар олж авдаг.
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Үл хөдлөх хөрөнгө
Физик шинж чанарууд
Кальцийн металл нь хоёр аллотроп өөрчлөлттэй байдаг. 443 ° C хүртэл, α-Ca нь куб нүүр төвтэй тортой тогтвортой (параметр a = 0.558 нм), илүү өндөр нь α-Fe төрлийн куб биет төвтэй тортой β-Ca тогтвортой (параметр a = 0.448) nm). Стандарт энтальпи Δ Хα → β шилжилтийн 0 нь 0.93 кЖ / моль байна.
Химийн шинж чанар
Стандарт потенциалуудын цувралд кальци нь устөрөгчийн зүүн талд байрладаг. Ca 2+ / Ca 0 хосын стандарт электродын потенциал нь -2.84 В тул кальци устай идэвхтэй урвалд ордог боловч гал авалгүйгээр:
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2 + Q.
Усанд ууссан кальцийн бикарбонат байгаа нь усны түр зуурын хатуулгийг тодорхойлдог. Ус буцалгахад бикарбонат задарч, CaCO 3 тунадас үүсдэг тул түр зуурын гэж нэрлэдэг. Энэ үзэгдэл нь жишээлбэл, данханд цаг хугацааны явцад масштаб хуримтлагдахад хүргэдэг.
Өргөдөл
Металл кальцийн хэрэглээ
Металл кальцийн гол хэрэглээ нь металл, ялангуяа никель, зэс, зэвэрдэггүй ган үйлдвэрлэхэд бууруулагч бодис юм. Кальци ба түүний гидридийг хром, торий, уран зэрэг бууруулж болохгүй металлыг авахад мөн ашигладаг. Кальцийн хар тугалганы хайлшийг батерей, холхивчийн хайлш хийхэд ашигладаг. Кальцийн мөхлөгийг мөн вакуум төхөөрөмжөөс агаарын ул мөрийг арилгахад ашигладаг.
Металлотерми
Цэвэр металл кальци нь ховор металлын үйлдвэрлэлд металлотермид өргөн хэрэглэгддэг.
Хайлш хайлш
Цэвэр кальци нь батерейны хавтан, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, өөрөө цэнэглэгдэх багатай хар тугалганы хүчлийн батерей үйлдвэрлэхэд ашигладаг хар тугалга хайлш хийхэд ашиглагддаг. Мөн металл кальцийг өндөр чанартай кальцийн баббитт BKA үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Цөмийн нэгдэл
48 Са изотоп нь хэт хүнд элементүүдийг гаргаж авах, үелэх системээс шинэ элементүүдийг нээхэд хамгийн үр дүнтэй, түгээмэл хэрэглэгддэг материал юм. Жишээлбэл, хурдасгуур дахь хэт хүнд элементүүдийг олж авахын тулд 48 Ca ионыг ашиглах тохиолдолд эдгээр элементүүдийн цөмүүд нь бусад "харваа" (ион) ашиглахаас хэдэн зуу, мянга дахин илүү үр дүнтэй үүсдэг.) хэлбэрээр ашиглагддаг. металлыг багасгах, түүнчлэн цианамидын кальци үйлдвэрлэхэд зориулагдсан (кальцийн карбидыг азот дахь 1200 ° C-д халаах замаар урвал нь экзотермик бөгөөд цианамидын зууханд явагддаг).
Кальци, түүнчлэн хөнгөн цагаан, магни бүхий хайлшийг нөөц дулааны цахилгаан батерейнд анод болгон ашигладаг (жишээлбэл, кальцийн хромат элемент). Кальцийн хроматыг эдгээр батерейнд катод болгон ашигладаг. Ийм батерейны онцлог нь тохиромжтой нөхцөлд маш урт хадгалах хугацаа (олон арван жил), ямар ч нөхцөлд ажиллах чадвар (орон зай, өндөр даралт), жин, эзэлхүүний өндөр хувийн энерги юм. Богино хугацаанд сул тал. Ийм батерейг богино хугацаанд асар их цахилгаан эрчим хүч (баллистик пуужин, зарим сансрын хөлөг гэх мэт) бий болгох шаардлагатай тохиолдолд ашигладаг.
Нэмж дурдахад кальцийн нэгдлүүдийг ясны сийрэгжилтээс урьдчилан сэргийлэх эмийн найрлагад, жирэмсэн эмэгтэйчүүд, өндөр настнуудад зориулсан витамины цогцолборт оруулдаг.
Кальцийн биологийн үүрэг
Кальци нь ургамал, амьтан, хүмүүст түгээмэл байдаг макро шим тэжээл юм. Хүн болон бусад сээр нуруутан амьтдын ихэнх нь араг яс, шүдэнд фосфат хэлбэрээр агуулагддаг. Ихэнх сээр нуруугүйтний бүлгүүдийн араг яс (хөвөн, шүрэн полип, нялцгай биет гэх мэт) нь янз бүрийн хэлбэрийн кальцийн карбонат (шохой) -ээс бүрддэг. Кальцийн ионууд нь цусны бүлэгнэлтийн процесст оролцдог бөгөөд цусны тогтмол осмосын даралтыг хангахад оролцдог. Кальцийн ионууд нь мөн бүх нийтийн хоёрдогч зуучлагчдын нэг болж, эсийн доторх янз бүрийн үйл явцыг зохицуулдаг - булчингийн агшилт, экзоцитоз, гормон, нейротрансмиттерийн шүүрэл гэх мэт. Хүний эсийн цитоплазм дахь кальцийн концентраци 10-7 моль орчим байдаг. эс хоорондын шингэнд ойролцоогоор 10 3 моль.
Кальцийн хэрэгцээ нь наснаас хамаарна. Насанд хүрэгсдийн хувьд өдөрт шаардагдах хэмжээ нь 800-аас 1000 миллиграмм (мг), хүүхдэд 600-аас 900 мг хүртэл байдаг бөгөөд энэ нь араг ясны эрчимтэй өсөлтийн улмаас хүүхдүүдэд маш чухал юм. Хүний биед хоол хүнсээр орж ирж буй кальцийн ихэнх нь сүүн бүтээгдэхүүнд, үлдсэн кальци нь мах, загас, зарим ургамлын гаралтай бүтээгдэхүүнд (ялангуяа буурцагт ургамал их хэмжээгээр агуулагддаг) агуулагддаг. Шингээлт нь бүдүүн, нарийн гэдсэнд хоёуланд нь тохиолддог бөгөөд хүчиллэг орчин, витамин D ба витамин С, лактоз, ханаагүй тосны хүчлүүдээр хөнгөвчилдөг. Кальцийн солилцоонд магнийн үүрэг чухал бөгөөд түүний дутагдалтай тул кальци нь яснаас "угаагдаж", бөөр (бөөрний чулуу), булчинд хуримтлагддаг.
Кальцийн шингээлтийг аспирин, оксалийн хүчил, эстрогений деривативууд саатуулдаг. Оксалийн хүчилтэй хослуулан кальцийг бөөрний чулууны бүрэлдэхүүн хэсэг болох усанд уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
Үүнтэй холбоотой олон тооны үйл явцын улмаас цусан дахь кальцийн агууламжийг нарийн зохицуулдаг бөгөөд зөв хооллолт хийснээр дутагдал үүсдэггүй. Хоолны дэглэмийг удаан хугацаагаар хэрэглэхгүй байх нь базлах, үе мөч өвдөх, нойрмоглох, өсөлтийн гажиг, өтгөн хатах зэрэг шалтгаан болдог. Илүү гүнзгий дутагдал нь булчингийн байнгын таталт, ясны сийрэгжилтэд хүргэдэг. Кофе, согтууруулах ундаа хэтрүүлэн хэрэглэх нь кальцийн дутагдлын шалтгаан болдог, учир нь түүний зарим хэсэг нь шээсээр ялгардаг.
Кальци, Д аминдэмийг хэт их тунгаар хэрэглэх нь гиперкальциеми үүсгэдэг ба дараа нь яс, эдэд эрчимтэй шохойжилт үүсдэг (гол төлөв шээсний системд нөлөөлдөг). Удаан хугацааны илүүдэл нь булчин, мэдрэлийн эдүүдийн үйл ажиллагааг тасалдуулж, цусны бүлэгнэлтийг нэмэгдүүлж, цайрын ясны эсэд шингээлтийг бууруулдаг. Насанд хүрэгчдэд зориулсан өдөр тутмын хамгийн аюулгүй тун нь 1500-1800 миллиграмм юм.
Кальци
КАЛЬЦИ-Би бол; м.[латаас. calx (calcis) - шохой] Химийн элемент (Ca), шохойн чулуу, гантиг гэх мэтийн нэг хэсэг болох мөнгөн цагаан металл.
◁ Кальци, th, th. K-р давс.
кальциҮелэх системийн II бүлгийн химийн элемент (лат. Кальци) нь шүлтлэг шороон металлыг хэлдэг. Латаас гаралтай нэр. calx, genitive calcis нь шохой юм. Мөнгө-цагаан металл, нягт нь 1.54 г / см 3, төндөр 842ºC. Энэ нь хэвийн температурт агаарт амархан исэлддэг. Дэлхийн царцдас дахь тархалтын хувьд энэ нь 5-р байрыг эзэлдэг (эрдэс кальцит, гипс, флюорит гэх мэт). Идэвхтэй бууруулагч бодисын хувьд энэ нь U, Th, V, Cr, Zn, Be болон бусад металлыг тэдгээрийн нэгдлээс авах, ган, хүрэл гэх мэтийг исэлдүүлэхэд ашигладаг. Энэ нь үрэлтийн эсрэг материалын нэг хэсэг юм. Кальцийн нэгдлүүдийг барилгын ажилд (шохой, цемент), кальцийн бэлдмэлийг анагаах ухаанд ашигладаг.
КАЛЬЦИКАЛЬЦИ (Латин Кальци), Ca ("кальци" гэж уншина уу), атомын дугаар 20-той химийн элемент нь Менделеевийн элементүүдийн үечилсэн системийн IIA бүлэгт дөрөвдүгээр үед байрладаг; атомын масс 40.08. Энэ нь дэлхийн шүлтлэг элементийн тоог хэлнэ (см.ШҮЛТЛЭГ ДЭЛХИЙН МЕТАЛ).
Байгалийн кальци нь нуклидын холимогоос бүрдэнэ (см. NUCLID)массын тоогоор 40 (хольцоор 96.94%), 44 (2.09%), 42 (0.667%), 48 (0.187%), 43 (0.135%), 46 (0.003%). Гадаад электрон давхаргын тохиргоо 4 с 2
... Бараг бүх нэгдлүүдэд кальцийн исэлдэлтийн төлөв +2 (валент II) байна.
Төвийг сахисан кальцийн атомын радиус нь 0.1974 нм, Ca 2+ ионы радиус нь 0.114 нм (зохицуулалтын дугаар 6) -аас 0.148 нм (зохицуулалтын дугаар 12) хүртэл байна. Төвийг сахисан кальцийн атомын дараалсан иончлох энерги нь 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 ба 84.5 эВ байна. Полингийн хэмжүүрээр кальцийн цахилгаан сөрөг чанар 1.0 орчим байна. Чөлөөт кальци нь мөнгөлөг цагаан металл юм.
Нээлтийн түүх
Кальцийн нэгдлүүд байгальд хаа сайгүй байдаг тул хүн төрөлхтөн эрт дээр үеэс тэдгээрийг мэддэг байсан. Шохойг барилгын ажилд эртнээс ашиглаж ирсэн (см.ШОхой)(түргэн шохой болон унтрах), удаан хугацааны туршид энгийн бодис гэж тооцогддог байсан "дэлхий". Гэсэн хэдий ч 1808 онд Английн эрдэмтэн Г.Дэви (см. DEVI Хамфри)шохойноос шинэ металл гаргаж авч чадсан. Үүнийг хийхийн тулд Дэви бага зэрэг чийгшүүлсэн унтраасан шохойн мөнгөн усны исэлтэй холимгийг электролиз хийж, мөнгөн усны катод дээр үүссэн амальгамаас шинэ металлыг ялгаж авч, түүнийг кальци гэж нэрлэсэн (Латин хэлнээс calx, genus calcis - шохой). Орос улсад хэсэг хугацаанд энэ металлыг "шохой" гэж нэрлэдэг байв.
Байгальд байх
Кальци бол дэлхий дээрх хамгийн элбэг элементүүдийн нэг юм. Энэ нь дэлхийн царцдасын массын 3.38% -ийг эзэлдэг (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмрийн дараа 5-рт ордог). Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт кальци байгальд байдаггүй. Кальцийн ихэнх хэсэг нь силикатуудад агуулагддаг (см.СИЛИКАТ)болон алюминосиликатууд (см.АЛЮМОСИЛИКАТ)төрөл бүрийн чулуулаг (боржин (см.боржин чулуу), гнейс (см. GNEISS)гэх мэт). Тунамал чулуулаг хэлбэрээр кальцийн нэгдлүүдийг шохой, шохойн чулуугаар төлөөлдөг бөгөөд гол төлөв кальцит эрдэсээс бүрддэг. (см.КАЛЬЦИТ)(CaCO 3). Кальцитын талст хэлбэр - гантиг нь байгальд хамаагүй бага байдаг.
Шохойн чулуу зэрэг кальцийн эрдэс бодисууд нэлээд түгээмэл байдаг. (см.ШОхойн чулуу) CaCO 3, ангидрит (см.АНГИДРИТ) CaSO 4 ба гипс (см.Гипс) CaSO 4 2H 2 O, флюорит (см.Флюорит) CaF 2, апатит (см. APTITES) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), доломит (см.ДОЛОМИТ) MgCO 3 · СaCO 3. Байгалийн усанд кальци, магнийн давс байгаа нь түүний хатуулгийг тодорхойлдог (см.УСНЫ хатуулаг)... Кальци нь амьд организмд их хэмжээгээр агуулагддаг. Тиймээс гидроксилапатит Ca 5 (PO 4) 3 (OH), эсвэл өөр тэмдэглэгээгээр 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - сээр нуруутан амьтдын, түүний дотор хүний ясны эдийн үндэс; олон сээр нуруугүйтэн, өндөгний хальс гэх мэтийн бүрхүүл, бүрхүүл нь кальцийн карбонат CaCO 3-аас тогтдог.
Хүлээн авч байна
Металл кальцийг CaCl 2 (75-80%) ба KCl эсвэл CaCl 2 ба CaF 2-аас бүрдэх хайлмал электролиз, түүнчлэн 1170-1200 ° C-т CaO-ийг хөнгөнцагаан дулаанаар бууруулах замаар олж авдаг.
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Физик ба химийн шинж чанар
Кальцийн метал нь хоёр аллотроп өөрчлөлттэй байдаг (Аллотропи хэсгийг үзнэ үү (см.АЛЛОТРОПИ)). 443 ° C хүртэл, шоо нүүр төвтэй тортой a-Ca тогтвортой (параметр a = 0.558 нм), илүү өндөр бол a-Fe төрлийн куб биет төвтэй тортой b-Ca (параметр a = 0.448 нм) ). Кальцийн хайлах цэг нь 839 ° C, буцлах цэг нь 1484 ° C, нягт нь 1.55 г / см 3 байна.
Кальцийн реактив чанар өндөр боловч бусад бүх шүлтлэг шороон металлуудаас бага байдаг. Энэ нь агаар дахь хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, чийгтэй амархан харьцдаг бөгөөд энэ нь металл кальцийн гадаргууг ихэвчлэн саарал өнгөтэй болгодог тул лабораторид кальцийг бусад шүлтлэг шороон металлын нэгэн адил битүү таглаатай саванд хадгалдаг. керосин.
Стандарт потенциалуудын цувралд кальци нь устөрөгчийн зүүн талд байрладаг. Ca 2+ / Ca 0 хос электродын стандарт потенциал нь -2.84 В тул кальци устай идэвхтэй урвалд ордог.
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2.
Кальци нь хэвийн нөхцөлд идэвхтэй металл бус (хүчилтөрөгч, хлор, бром) -тай урвалд ордог.
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Агаар эсвэл хүчилтөрөгчөөр халах үед кальци гал авалцдаг. Кальци нь халах үед идэвхи багатай металл бус (устөрөгч, бор, нүүрстөрөгч, цахиур, азот, фосфор болон бусад) харилцан үйлчилдэг, жишээлбэл:
Ca + H 2 = CaH 2 (кальцийн гидрид),
Ca + 6B = CaB 6 (кальцийн борид),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (кальцийн нитрид)
Ca + 2C = CaC 2 (кальцийн карбид)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (кальцийн фосфид), CaP ба CaP 5 найрлагын кальцийн фосфидууд бас мэдэгдэж байна;
2Ca + Si = Ca 2 Si (кальцийн цахиур), CaSi, Ca 3 Si 4, CaSi 2 найрлагатай кальцийн силицидууд бас мэдэгдэж байна.
Дээрх урвалын явц нь дүрмээр бол их хэмжээний дулаан ялгарах дагалддаг (жишээлбэл, эдгээр урвалууд нь экзотермик байдаг). Металл бус бодис бүхий бүх нэгдлүүдэд кальцийн исэлдэлтийн төлөв +2 байна. Металл бус кальцийн ихэнх нэгдлүүд усанд амархан задардаг, жишээлбэл:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Кальцийн исэл нь ихэвчлэн суурь юм. Лаборатори, технологийн хувьд үүнийг карбонатын дулааны задралаар олж авдаг.
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Техникийн кальцийн исэл CaO-г шохой гэж нэрлэдэг.
Энэ нь устай урвалд орж Ca (OH) 2 үүсгэж, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
Ийм аргаар олж авсан Ca (OH) 2-ыг ихэвчлэн унтраасан шохой эсвэл шохойн сүү гэж нэрлэдэг. (см.шохойн сүү)Усанд кальцийн гидроксидын уусах чадвар бага (20 ° C-д 0.02 моль / л) байдаг тул усанд нэмэхэд цагаан суспенз үүсдэг.
Хүчиллэг ислүүдтэй харилцан үйлчлэхэд CaO давс үүсгэдэг, жишээлбэл:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ca 2+ ион нь өнгөгүй. Галд кальцийн давс нэмэхэд дөл нь тоосгон улаан болж хувирдаг.
Хлорид CaCl 2, бромид CaBr 2, иодид CaI 2, нитрат Са (NO 3) 2 зэрэг кальцийн давс нь усанд амархан уусдаг. Фтор CaF 2, карбонат CaCO 3, сульфат CaSO 4, дундаж ортофосфат Ca 3 (PO 4) 2, оксалат CaC 2 O 4 болон бусад зарим нь усанд уусдаггүй.
Дундаж кальцийн карбонат CaCO 3-аас ялгаатай нь хүчиллэг кальцийн карбонат (бикарбонат) Ca (HCO 3) 2 нь усанд уусдаг нь маш чухал юм. Байгалийн хувьд энэ нь дараах процессуудад хүргэдэг. Хүйтэн бороо эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ханасан голын ус газар доор нэвтэрч, шохойн чулуун дээр унах үед тэдгээрийн уусах шинж тэмдэг ажиглагдаж байна.
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
Кальцийн бикарбонатаар ханасан ус дэлхийн гадаргуу дээр гарч, нарны туяанд халсан газарт эсрэг урвал явагдана.
Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Байгальд их хэмжээний бодисууд ингэж шилждэг. Үүний үр дүнд газар доор асар том нүхнүүд үүсч болно (Карст (см. KARST (байгалийн үзэгдэл))), мөн үзэсгэлэнтэй чулуун "мөстлөгүүд" - агуйд сталактит үүсдэг (см.СТАЛАКТИТ (эрдэсийн тогтоц))болон сталагмитууд (см.СТАЛАГМИТ).
Усанд ууссан кальцийн бикарбонат байгаа нь усны түр зуурын хатуулгийг тодорхойлдог. (см.УСНЫ хатуулаг)... Ус буцалгахад бикарбонат задарч, CaCO 3 тунадас үүсдэг тул түр зуурын гэж нэрлэдэг. Энэ үзэгдэл нь жишээлбэл, данханд цаг хугацааны явцад масштаб хуримтлагдахад хүргэдэг.
Кальци ба түүний нэгдлүүдийн хэрэглээ
Металл кальци нь ураны металлотермаль үйлдвэрлэлд ашиглагддаг (см.Уран (химийн элемент)), торий (см.ТОРИУМ), титан (см.ТИТАН (химийн элемент)), циркони (см.ЦИРКОНИ), цезий (см.Цезий)болон рубидиум (см.Рубидиум).
Байгалийн кальцийн нэгдлүүдийг холбогч бодис (цемент (см.ЦЕМЕНТ), гипс (см.Гипс), шохой гэх мэт). Унтраасан шохойн холболтын нөлөө нь цаг хугацааны явцад кальцийн гидроксид нь агаар дахь нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй урвалд ордогт суурилдаг. Үргэлжилсэн урвалын үр дүнд кальцит CaCO 3-ийн цуу хэлбэртэй талстууд үүсч, тэдгээр нь ойролцоох чулуу, тоосго болон бусад барилгын материал болж ургаж, тэдгээрийг бүхэлд нь гагнаж байна. Кристал кальцийн карбонат - гантиг бол маш сайн өнгөлгөөний материал юм. Шохойг шохойгоор будахад ашигладаг. Төмрийн хүдрийн галд тэсвэртэй хольцыг (жишээлбэл, кварц SiO 2) харьцангуй бага хайлдаг шаар болгон хувиргах боломжийг олгодог тул их хэмжээний шохойн чулууг цутгамал төмрийн үйлдвэрлэлд ашигладаг.
Цайруулагч бодис нь ариутгагч бодисоор маш үр дүнтэй байдаг. (см.ЦАЙРУУЛАХ нунтаг)- "хлор" Ca (OCl) Cl - холимог хлорид ба кальцийн гипохлорит (см.Кальцийн гипохлорит)исэлдүүлэх өндөр хүчин чадалтай.
Кальцийн сульфатыг мөн усгүй нэгдлүүд болон талст гидратууд - "хагас усан" сульфат - алебастр хэлбэрээр өргөн ашигладаг. (см.Алевиз Фрязин (Милан)) CaSO 4 · 0.5H 2 O ба дигидрат сульфат - гипс CaSO 4 · 2H 2 O. Гипс нь барилга, уран баримал, стукко болон төрөл бүрийн урлагийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Анагаах ухаанд гипс нь ясны хугарлын үед бэхлэгддэг.
Кальцийн хлорид CaCl 2 нь мөстөлтөөс хамгаалах замын гадаргууд хоолны давстай хамт хэрэглэгддэг. Кальцийн фтор CaF 2 нь маш сайн оптик материал юм.
Бие дэхь кальци
Кальци бол шим тэжээл юм (см.БИОГЕНИЙН ЭЛЕМЕНТҮҮД), ургамал, амьтны эд эсэд байнга оршдог. Амьтан, хүний эрдэс бодисын солилцоо, ургамлын эрдэс тэжээлийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох кальци нь бие махбодид янз бүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Апатитын нэг хэсэг болгон (см.АПАТИТ), түүнчлэн кальцийн сульфат ба карбонат нь ясны эд эсийн эрдэс бодисыг бүрдүүлдэг. 70 кг жинтэй хүний биед 1 кг орчим кальци агуулагддаг. Кальци нь ионы сувгийн ажилд оролцдог (см.ИОН СУВГУУД), мэдрэлийн импульс дамжуулахад биологийн мембранаар дамжуулан бодисыг тээвэрлэх (см.Мэдрэлийн импульс), цусны бүлэгнэлтийн үйл явцад (см.ЦУС ЦУГЛУУЛАХ)болон бордоо. Бие дэх кальцийн солилцоог зохицуулдаг кальциферол (см.кальциферол)(витамин D). Кальцийн дутагдал эсвэл илүүдэл нь янз бүрийн өвчинд хүргэдэг - рахит (см.РАХИТ), шохойжилт (см.КАЛЦИНОЗ)болон бусад.Тиймээс хүний хоол хүнс кальцийн нэгдлүүдийг шаардлагатай хэмжээгээр (өдөрт 800-1500 мг кальци) агуулсан байх ёстой. Кальцийн агууламж нь сүүн бүтээгдэхүүн (зуслангийн бяслаг, бяслаг, сүү гэх мэт), зарим хүнсний ногоо болон бусад хоолонд агуулагддаг. Кальцийн бэлдмэлийг анагаах ухаанд өргөн хэрэглэдэг.
нэвтэрхий толь бичиг. 2009 .
Синоним:Бусад толь бичгүүдэд "кальци" гэж юу болохыг хараарай.
- (Ca) шар, гялалзсан, утаслаг металл. Хувийн жин 1.6. Орос хэлэнд орсон гадаад үгсийн толь бичиг. Павленков Ф., 1907. КАЛЬЦИ (шинэ лат. Кальци, Латин хэлнээс. Calx шохой). Мөнгөлөг өнгөтэй металл. Гадаад үгийн толь бичиг, ...... Орос хэлний гадаад үгсийн толь бичиг
КАЛЬЦИ- КАЛЬЦИ, кальци, хими. элемент, тэмдэгт. Ca, гялалзсан, талстлаг мөнгөлөг цагаан металл шүлтлэг шороон металлын бүлэгт хамаарах kink. Өд. жин 1.53; цагт. v. 40.07; хайлах цэг 808 °. Ca бол маш ...... нэг юм. Их анагаах ухааны нэвтэрхий толь бичиг
- (Кальци), Ca, үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын масс 40.08; шүлтлэг шороон металлыг хэлнэ; tm 842шС. Сээр нуруутан амьтдын ясны эд, нялцгай биетний бүрхүүл, өндөгний хальсанд агуулагддаг. Кальци ...... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг
Металл нь мөнгөлөг цагаан, уян хатан, уян хатан, агаарт хурдан исэлддэг. Хайлах температур па 800 810 °. Байгальд энэ нь шохой, шохойн чулуу, гантиг, фосфорит, апатит, гипс гэх мэт ордуудыг үүсгэдэг янз бүрийн давс хэлбэрээр үүсдэг. зам ...... Техникийн төмөр замын толь бичиг
- (лат. Кальци) Ca, үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын масс 40.078 нь шүлтлэг шороон металлыг хэлнэ. Энэ нэр нь Латин calx, genitive calcis lime гэсэн үг юм. Мөнгө цагаан металл, ...... Том нэвтэрхий толь бичиг
