Kila 

Kalcij (kemijski element). Kalcij

Kalcij

KALCIJ-ja; m.[od lat. calx (calcis) - vapno] Kemijski element (Ca), srebrnobijeli metal koji ulazi u sastav vapnenca, mramora i dr.

◁ Kalcij, oh, oh. K soli.

kalcij

(lat. Calcium), kemijski element II skupine periodnog sustava pripada zemnoalkalijskim metalima. Naziv od lat. calx, genitiv calcis - vapno. Srebrno-bijeli metal, gustoća 1,54 g/cm 3, t pl 842ºC. Na uobičajenim temperaturama lako oksidira na zraku. Po rasprostranjenosti u zemljinoj kori nalazi se na 5. mjestu (minerali kalcit, gips, fluorit itd.). Kao aktivni redukcijski agens koristi se za dobivanje U, Th, V, Cr, Zn, Be i drugih metala iz njihovih spojeva, za dezoksidaciju čelika, bronce i dr. Ulazi u sastav antifrikcijskih materijala. Spojevi kalcija koriste se u građevinarstvu (vapno, cement), pripravci kalcija koriste se u medicini.

KALCIJ

KALCIJ (lat. Calcium), Ca (čitaj “kalcij”), kemijski element s atomskim brojem 20, nalazi se u četvrtoj periodi u skupini IIA Mendeljejevljevog periodnog sustava elemenata; atomska masa 40.08. Pripada zemnoalkalnim elementima (cm. ZEMNOALKALNIJSKI METALI).
Prirodni kalcij sastoji se od mješavine nuklida (cm. NUKLID) s masenim brojevima 40 (u smjesi maseni udio 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) i 46 (0,003%). Konfiguracija vanjskog elektronskog sloja 4 s 2 . U gotovo svim spojevima oksidacijsko stanje kalcija je +2 (valencija II).
Polumjer neutralnog atoma kalcija je 0,1974 nm, polumjer iona Ca 2+ je od 0,114 nm (za koordinacijski broj 6) do 0,148 nm (za koordinacijski broj 12). Energije sekvencijalne ionizacije neutralnog atoma kalcija su 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 i 84,5 eV. Prema Paulingovoj ljestvici, elektronegativnost kalcija je oko 1,0. U svom slobodnom obliku, kalcij je srebrno-bijeli metal.
Povijest otkrića
Spojevi kalcija se nalaze posvuda u prirodi, pa su čovječanstvu poznati od davnina. Vapno se od davnina koristilo u građevinarstvu (cm. VAPNO)(živo vapno i gašeno vapno), koja se dugo smatrala jednostavnom tvari, “zemljom”. Međutim, 1808. engleski znanstvenik G. Davy (cm. DAVY Humphrey) uspio iz vapna dobiti novi metal. Da bi to učinio, Davy je podvrgao elektrolizi mješavinu blago navlaženog gašenog vapna sa živinim oksidom i izolirao novi metal iz amalgama formiranog na živinoj katodi, koji je nazvao kalcijem (od latinskog calx, rod calcis - vapno). U Rusiji se neko vrijeme ovaj metal nazivao "kalciranje".
Biti u prirodi
Kalcij je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji. Čini 3,38% mase zemljine kore (5. po zastupljenosti nakon kisika, silicija, aluminija i željeza). Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, kalcij se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom obliku. Najviše kalcija nalazi se u silikatima (cm. SILIKATI) i alumosilikati (cm. ALUMINIJEVI SILIKATI) razne stijene (graniti (cm. GRANIT), gnajsovi (cm. GNAJS) i tako dalje.). U obliku sedimentnih stijena spojevi kalcija predstavljeni su kredom i vapnencima, koji se uglavnom sastoje od minerala kalcita (cm. KALCIT)(CaCO3). Kristalni oblik kalcita - mramor - mnogo je rjeđi u prirodi.
Minerali kalcija kao što je vapnenac prilično su česti (cm. VAPNENAC) CaCO3, anhidrit (cm. ANHIDRIT) CaSO 4 i gips (cm. GIPS) CaSO 4 2H 2 O, fluorit (cm. FLUORIT) CaF 2, apatiti (cm. APATITY) Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), dolomit (cm. DOLOMIT) MgCO3 ·CaCO3. Prisutnost soli kalcija i magnezija u prirodnoj vodi određuje njezinu tvrdoću (cm. TVRDOĆA VODE). Značajna količina kalcija nalazi se u živim organizmima. Dakle, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ili, u drugom unosu, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, osnova je koštanog tkiva kralježnjaka, uključujući ljude; Ljuske i ljuske mnogih beskralježnjaka, ljuske jaja itd. napravljene su od kalcijevog karbonata CaCO 3.
Priznanica
Metalni kalcij dobiva se elektrolizom taline koja se sastoji od CaCl 2 (75-80%) i KCl ili iz CaCl 2 i CaF 2, kao i aluminotermnom redukcijom CaO na 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Fizička i kemijska svojstva
Metalni kalcij postoji u dvije alotropske modifikacije (vidi Alotropija (cm. ALOTROPIJA)). Do 443 °C, a-Ca s kubičnom centriranom rešetkom (parametar a = 0,558 nm) je stabilan; stabilniji. Talište kalcija je 839 °C, vrelište 1484 °C, gustoća 1,55 g/cm3.
Kemijska aktivnost kalcija je visoka, ali niža od one svih ostalih zemnoalkalijskih metala. Lako reagira s kisikom, ugljičnim dioksidom i vlagom iz zraka, zbog čega je površina metalnog kalcija obično zagasito siva, pa se u laboratoriju kalcij obično čuva, kao i ostali zemnoalkalijski metali, u dobro zatvorenoj posudi pod slojem kerozina.
U nizu standardnih potencijala kalcij se nalazi lijevo od vodika. Standardni elektrodni potencijal para Ca 2+ /Ca 0 je –2,84 V, tako da kalcij aktivno reagira s vodom:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2.
Kalcij reagira s aktivnim nemetalima (kisik, klor, brom) u normalnim uvjetima:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Kada se zagrijava u zraku ili kisiku, kalcij se zapali. Kalcij reagira s manje aktivnim nemetalima (vodik, bor, ugljik, silicij, dušik, fosfor i drugi) kada se zagrijava, na primjer:
Ca + H 2 = CaH 2 (kalcijev hidrid),
Ca + 6B = CaB 6 (kalcijev borid),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kalcijev nitrid)
Ca + 2C = CaC 2 (kalcijev karbid)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (kalcijev fosfid), poznati su i kalcijevi fosfidi sastava CaP i CaP 5;
2Ca + Si = Ca 2 Si (kalcijev silicid); poznati su i kalcijevi silicidi sastava CaSi, Ca 3 Si 4 i CaSi 2.
Pojava gore navedenih reakcija, u pravilu, prati oslobađanje velike količine topline (tj. Ove reakcije su egzotermne). U svim spojevima s nemetalima oksidacijsko stanje kalcija je +2. Većina spojeva kalcija s nemetalima lako se razgrađuje vodom, na primjer:
CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2,
Ca3N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3.
Kalcijev oksid je tipično bazičan. U laboratoriju i tehnologiji dobiva se toplinskom razgradnjom karbonata:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Tehnički kalcijev oksid CaO naziva se živo vapno.
Reagira s vodom stvarajući Ca(OH) 2 i oslobađa veliku količinu topline:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Ca(OH)2 dobiven na ovaj način obično se naziva gašeno vapno ili vapneno mlijeko (cm. LIMETINO MLIJEKO) jer je topljivost kalcijevog hidroksida u vodi niska (0,02 mol/l pri 20°C), a kada se doda u vodu nastaje bijela suspenzija.
U interakciji s kiselim oksidima CaO stvara soli, na primjer:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ion Ca 2+ je bezbojan. Kada se u plamen dodaju kalcijeve soli, plamen postaje ciglastocrven.
Kalcijeve soli kao što su CaCl 2 klorid, CaBr 2 bromid, CaI 2 jodid i Ca(NO 3) 2 nitrat visoko su topljive u vodi. U vodi su netopljivi fluorid CaF 2, karbonat CaCO 3, sulfat CaSO 4, srednji ortofosfat Ca 3 (PO 4) 2, oksalat CaC 2 O 4 i neki drugi.
Važno je da je, za razliku od prosječnog kalcijevog karbonata CaCO 3, kiseli kalcijev karbonat (bikarbonat) Ca(HCO 3) 2 topiv u vodi. U prirodi to dovodi do sljedećih procesa. Kada hladna kiša ili riječna voda, zasićena ugljičnim dioksidom, prodre u podzemlje i padne na vapnenac, uočava se njihovo otapanje:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3) 2.
Na istim mjestima gdje voda zasićena kalcijevim bikarbonatom dolazi na površinu zemlje i zagrijava se sunčevim zrakama, događa se obrnuta reakcija:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Tako se u prirodi prenose velike mase tvari. Kao rezultat toga, pod zemljom mogu nastati ogromne rupe (vidi Krš (cm. KRŠ (prirodni fenomen)), au špiljama se stvaraju prekrasne kamene ledenice - stalaktiti (cm. STALAKTITI (mineralne tvorevine) i stalagmiti (cm. STALAGMITI).
Prisutnost otopljenog kalcijevog bikarbonata u vodi uvelike određuje privremenu tvrdoću vode. (cm. TVRDOĆA VODE). Naziva se privremenim jer kada voda proključa dolazi do razgradnje bikarbonata i taloženja CaCO 3 . Ova pojava dovodi, na primjer, do toga da se u kuhalu za vodu s vremenom stvara kamenac.
Primjena kalcija i njegovih spojeva
Metalni kalcij se koristi za metalotermičku proizvodnju urana (cm. URAN (kemijski element), torij (cm. TORIJ), titan (cm. TITAN (kemijski element), cirkonij (cm. CIRKON), cezij (cm. CEZIJ) i rubidij (cm. RUBIDIJ).
Prirodni spojevi kalcija naširoko se koriste u proizvodnji veziva (cementa (cm. CEMENT), gips (cm. GIPS), vapno, itd.). Vezivni učinak gašenog vapna temelji se na činjenici da tijekom vremena kalcijev hidroksid reagira s ugljičnim dioksidom u zraku. Kao rezultat tekuće reakcije nastaju igličasti kristali kalcita CaCO3 koji urastaju u obližnje kamenje, cigle i druge građevne materijale i takoreći ih spajaju u jednu cjelinu. Kristalni kalcijev karbonat - mramor - izvrstan je završni materijal. Kreda se koristi za krečenje. Velike količine vapnenca troše se u proizvodnji lijevanog željeza, jer omogućuju pretvaranje vatrostalnih nečistoća željezne rude (na primjer, kvarcni SiO 2) u trosku s relativno niskim talištem.
Izbjeljivač je vrlo učinkovit kao dezinficijens. (cm. PRAŠAK ZA IZBJELJIVANJE)- “izbjeljivač” Ca(OCl)Cl - miješani klorid i kalcijev hipoklorid (cm. KALCIJEV HIPOKLORIT), s visokom oksidacijskom sposobnošću.
Kalcijev sulfat se također široko koristi, postoji i u obliku bezvodnog spoja i u obliku kristalnih hidrata - takozvani "poluvodeni" sulfat - alabaster (cm. ALEVIZ FRYAZIN (Milanese) CaSO 4 ·0,5H 2 O i dihidrat sulfat - gips CaSO 4 ·2H 2 O. Gips se široko koristi u građevinarstvu, u kiparstvu, za izradu štukatura i raznih umjetničkih proizvoda. Gips se također koristi u medicini za fiksiranje kostiju tijekom prijeloma.
Kalcijev klorid CaCl 2 koristi se zajedno s kuhinjskom soli za suzbijanje poledice cestovnih površina. Kalcijev fluorid CaF 2 izvrstan je optički materijal.
Kalcij u tijelu
Kalcij je biogeni element (cm. BIOGENI ELEMENTI), stalno prisutan u tkivima biljaka i životinja. Važna komponenta mineralnog metabolizma životinja i ljudi te mineralne prehrane biljaka, kalcij obavlja različite funkcije u tijelu. Sastoji se od apatita (cm. APATIT), kao i sulfat i karbonat, kalcij čini mineralnu komponentu koštanog tkiva. Ljudsko tijelo težine 70 kg sadrži oko 1 kg kalcija. Kalcij sudjeluje u funkcioniranju ionskih kanala (cm. IONSKI KANALI) prijenos tvari kroz biološke membrane u prijenosu živčanih impulsa (cm.ŽIVČANI IMPULS), u procesima zgrušavanja krvi (cm. ZGRUŠAVANJA KRVI) i oplodnja. Kalciferoli reguliraju metabolizam kalcija u tijelu (cm. KALCIFEROLI)(vitamin D). Nedostatak ili višak kalcija dovodi do raznih bolesti - rahitisa (cm. RAHITIS), kalcinoza (cm. KALCINOZA) itd. Stoga ljudska hrana mora sadržavati spojeve kalcija u potrebnim količinama (800-1500 mg kalcija dnevno). Sadržaj kalcija visok je u mliječnim proizvodima (kao što su svježi sir, sir, mlijeko), nekom povrću i drugim namirnicama. Pripravci kalcija naširoko se koriste u medicini.


enciklopedijski rječnik. 2009 .

Sinonimi:

Pogledajte što je "kalcij" u drugim rječnicima:

    - (Ca) žuti sjajni i viskozni metal. Specifična težina 1.6. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Pavlenkov F., 1907. KALCIJ (novi latinski kalcij, od latinskog calx vapno). Metal srebrne boje. Rječnik stranih riječi,... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika

    KALCIJ- KALCIJ, Kalcij, kemijski. element, simbol Ca, sjajni, srebrnobijeli kristalni metal. lom, koji pripada skupini zemnoalkalijskih metala. Ud. težina 1,53; na. V. 40.07; talište 808°. Sa je jedan od vrlo... Velika medicinska enciklopedija

    - (Kalcij), Ca, kemijski element II skupine periodnog sustava, atomski broj 20, atomska masa 40,08; odnosi se na zemnoalkalijske metale; talište 842 shC. Sadržano u koštanom tkivu kralježnjaka, školjkama mekušaca i ljuskama jaja. Kalcij..... Moderna enciklopedija

    Metal je srebrnobijel, viskozan, savitljiv i brzo oksidira na zraku. Brzina taljenja pa 800-810°. U prirodi se nalazi u obliku raznih soli koje stvaraju naslage krede, vapnenca, mramora, fosforita, apatita, gipsa itd. dor...... Tehnički željeznički rječnik

    - (lat. Calcium) Ca, kemijski element II skupine periodnog sustava, atomski broj 20, atomska težina 40,078, pripada zemnoalkalijskim metalima. Naziv od lat. calx, genitiv calcis vapno. Srebrnasto bijeli metal,..... Veliki enciklopedijski rječnik

Kalcij(kalcij), ca, kemijski element II skupine periodnog sustava Mendeljejeva, atomski broj 20, atomska masa 40,08; srebrnobijeli laki metal. Prirodni element je mješavina šest stabilnih izotopa: 40 ca, 42 ca, 43 ca, 44 ca, 46 ca i 48 ca, od kojih je 40 ca najčešći (96,97%).

Spojevi Ca - vapnenac, mramor, gips (kao i vapno - produkt kalcinacije vapnenca) već su se u antičko doba koristili u građevinarstvu. Sve do kraja 18.st. kemičari su vapno smatrali jednostavnom krutom tvari. Godine 1789. A. Lavoisier predložio da su vapno, magnezij, barit, glinica i silicij složene tvari. Godine 1808 Davy Podvrgavanjem mješavine vlažnog gašenog vapna sa živinim oksidom elektrolizi sa živinom katodom, pripremio je amalgam ca, a destilacijom žive iz njega dobio metal nazvan “kalcij” (od lat. calx, gen. calcis - vapno). .

Rasprostranjenost u prirodi. Po rasprostranjenosti u zemljinoj kori ca zauzima 5. mjesto (iza O, si, al i fe); sadržaj 2,96% mase. Snažno migrira i nakuplja se u raznim geokemijskim sustavima, tvoreći 385 minerala (4. mjesto po broju minerala). Malo je Ca u Zemljinom plaštu, a vjerojatno još manje u zemljinoj jezgri (u željezu meteoriti 0,02%). ca prevladava u donjem dijelu zemljine kore, nakupljajući se u glavnim stijenama; većina ca sadržana je u feldspatskom anortitu ca; sadržaj u bazičnim stijenama je 6,72%, u kiselim stijenama (graniti i dr.) 1,58%. U biosferi se javlja izuzetno oštra diferencijacija Ca, povezana uglavnom s "karbonatnom ravnotežom": kada ugljični dioksid stupa u interakciju s karbonatom Caco 3, nastaje topljivi bikarbonat Ca (HCO 3) 2:

CaCO 3 + h 2 o + co 2<=>Ca (HCO3) 2<=>ca 2+ + 2hco 3 -.

Ova reakcija je reverzibilna i temelj je za preraspodjelu ca. Kada je sadržaj CO2 u vodama visok, Ca je u otopini, a kada je sadržaj CO2 nizak taloži se mineral kalcit CaCO3, stvarajući debele naslage vapnenca, krede i mramora.

Biogene migracije također igraju veliku ulogu u povijesti ca. U živoj tvari elemenata - metala - ca je glavni. Poznati su organizmi koji sadrže više od 10% Ca (više ugljika), a svoj kostur grade od Ca spojeva, uglavnom od CaCO 3 (vapnenačke alge, mnogi mekušci, bodljikaši, koralji, rizomi i dr.). Zakopavanje kostura morskih životinja i biljaka povezano je s nakupljanjem kolosalnih masa algi, koralja i drugih vapnenaca, koji se, uranjajući u dubine zemlje i mineralizirajući, pretvaraju u različite vrste mramora.

Ogromna područja s vlažnom klimom (šumske zone, tundra) karakteriziraju nedostatak Ca - ovdje se lako ispire iz tla. To je povezano s niskom plodnošću tla, niskom produktivnošću domaćih životinja, njihovom malom veličinom, a često i bolestima kostura. Stoga je od velike važnosti vapnenje tla, hranidba domaćih životinja i ptica i dr. Naprotiv, u suhim klimatskim uvjetima CaCO 3 se teško otapa, pa su krajolici stepa i pustinja bogati ca. U slanim močvarama i slanim jezerima često se nakuplja gips caso 4 · 2h 2 o.

Rijeke donose dosta Ca u ocean, ali on se ne zadržava u oceanskoj vodi (prosječni sadržaj 0,04%), već se koncentrira u kosturima organizama i nakon njihove smrti taloži se na dno uglavnom u obliku CaCO 3. Vapnenački mulj rasprostranjen je na dnu svih oceana na dubinama ne većim od 4000 m(Na velikim dubinama CaCO 3 se otapa; tamo organizmi često imaju manjak Ca).

Podzemne vode igraju važnu ulogu u migraciji ca. U vapnenačkim masivima, na nekim mjestima snažno ispiraju CaCO 3, što je povezano s razvojem krš, nastanak špilja, stalaktita i stalagmita. Osim kalcita, u morima prošlih geoloških era bilo je rašireno taloženje fosfata ca (na primjer, naslage fosforita Karatau u Kazahstanu), dolomita CaCO 3 · mgco 3, au lagunama tijekom isparavanja - gipsa.

Tijekom geološke povijesti povećavalo se biogeno stvaranje karbonata, a smanjivalo kemijsko taloženje kalcita. U prekambrijskim morima (prije više od 600 milijuna godina) nije bilo životinja s vapnenačkim kosturom; postali su rašireni od kambrija (koralji, spužve itd.). To je povezano s visokim sadržajem co 2 u prekambrijskoj atmosferi.

Fizička i kemijska svojstva. Kristalna rešetka a-oblika ca (stabilna na normalnoj temperaturi), granasto centriran kubik A= 5,56 å. Atomski radijus 1,97 å, ionski radijus ca 2+, 1,04 å. Gustoća 1,54 g/cm 3(20 °C). Iznad 464 °C, heksagonalni b-oblik je stabilan. t pl 851°c, t kip 1482 °C; temperaturni koeficijent linearne ekspanzije 22? 10-6 (0-300°c); toplinska vodljivost na 20 °C 125,6 W/(m? K) ili 0,3 kal/(cm? sek°C); specifični toplinski kapacitet (0-100 °C) 623.9 j/(kg? DO) ili 0,149 kal/(G? °c); električni otpor pri 20°c 4,6? 10 -8 ohm? m ili 4.6? 10 -6 ohm? cm; temperaturni koeficijent električnog otpora 4,57? 10 -3 (20°C). Modul elastičnosti 26 Gn/m 2 (2600 kgf/mm 2); vlačna čvrstoća 60 Mn/m 2 (6 kgf/mm 2); granica elastičnosti 4 Mn/m 2 (0,4 kgf/mm 2), granica razvlačenja 38 Mn/m 2 (3,8 kgf/mm 2); relativno istezanje 50%; Brinellova tvrdoća 200-300 Mn/m 2 (20-30 kgf/mm 2). K. dovoljno visoke čistoće je plastičan, lako se preša, valja i podložan rezanju.

Konfiguracija vanjske elektronske ljuske atoma je ca 4s 2, prema kojoj je ca u spojevima 2-valentan. Kemijski, ca je vrlo aktivan. Pri normalnim temperaturama Ca lako ulazi u interakciju s kisikom i vlagom u zraku, pa se skladišti u hermetički zatvorenim posudama ili pod mineralnim uljem. Zagrijavanjem na zraku ili kisiku zapali se, dajući osnovni oksid cao. Poznati su i peroksidi ca - cao 2 i CaO 4 . Ca najprije brzo reagira s hladnom vodom, zatim se reakcija usporava zbog stvaranja filma ca (oh) 2. Ca snažno reagira s vrućom vodom i kiselinama, oslobađajući h 2 (osim koncentriranog hno 3). Reagira s fluorom na hladnom, a s klorom i bromom - iznad 400 ° C, dajući caf 2, cacl 2, odnosno cabr 2. Ovi halogenidi u rastaljenom stanju tvore takozvane podspojeve s ca - caf, caci, u. koji ca je formalno jednovalentan. Kad se zagrije, ispada ca sa sumporom kalcijev sulfid cas, potonji dodaje sumpor, tvoreći polisulfide (cas 2, cas 4, itd.). U interakciji sa suhim vodikom na 300-400 °C ca nastaje hidrid cah 2 - ionski spoj u kojem je vodik anion. Pri 500 °C ca i dušik daju nitrid ca 3 n 2; interakcija ca s amonijakom na hladnom dovodi do kompleksnog amonijaka ca 6. Pri zagrijavanju bez pristupa zraka s grafitom, silicijem ili fosforom daje se ca kalcijev karbid cac 2, silicidi casi 2 i fosfid ca 3 p 2. ca gradi intermetalne spojeve s al, ag, au, cu, li, mg, pb, sn itd.

Prijem i prijava. U industriji se ca dobiva na dva načina: 1) zagrijavanjem briketirane smjese cao i al praha na 1200 °C u vakuumu od 0,01-0,02 mmHg sv.; oslobađa reakcijom: 6cao +2al = 3 CaO? Pare l 2 o 3 + 3Ca kondenziraju se na hladnoj površini; 2) elektrolizom taline cacl 2 i kcl s tekućom bakreno-kalcijevom katodom priprema se legura cu - ca (65% ca), iz koje se ca destilira na temperaturi od 950-1000 ° C u vakuumu od 0,1-0,001 mmHg sv.

U obliku čistog metala, ca se koristi kao redukcijsko sredstvo za u, th, cr, v, zr, cs, rb i neke metale rijetke zemlje iz njihovih spojeva. Također se koristi za deoksidaciju čelika, bronce i drugih legura, za uklanjanje sumpora iz naftnih proizvoda, za dehidraciju organskih tekućina, za pročišćavanje argona od dušikovih nečistoća i kao apsorber plina u električnim vakuumskim uređajima. Široko korišten u tehnologiji antifrikcijski materijali pb-na-ca sustavi, kao i pb-ca legure koje se koriste za izradu plašta električnih kabela. Legura ca-si-ca (siliko-kalcij) koristi se kao sredstvo za deoksidaciju i sredstvo za otplinjavanje u proizvodnji visokokvalitetnih čelika. Za informacije o upotrebi spojeva K, pogledajte relevantne članke.

A. Ya. Fischer, A. I. Perelman.

Kalcij u tijelu . ca - jedan od hranjivim tvarima nužna za normalno odvijanje životnih procesa. Prisutan je u svim tkivima i tekućinama životinja i biljaka. Samo se rijetki organizmi mogu razviti u okolišu bez Ca; u nekim organizmima sadržaj Ca doseže 38%; kod ljudi - 1,4-2%. Stanice biljnih i životinjskih organizama zahtijevaju strogo definirane omjere ca 2+, na + i K + iona u izvanstaničnim sredinama. Biljke dobivaju ca iz tla. Prema odnosu prema ca biljke se dijele na kalcifili I kalcefobi. Životinje dobivaju ca iz hrane i vode. ca je neophodan za formiranje niza staničnih struktura, održavanje normalne propusnosti vanjskih staničnih membrana, za oplodnju jajašca riba i drugih životinja te aktivaciju niza enzima. Ioni Ca 2+ prenose uzbuđenje na mišićno vlakno, uzrokujući njegovo kontrahiranje, povećavaju snagu srčanih kontrakcija, pojačavaju fagocitnu funkciju leukocita, aktiviraju sustav zaštitnih proteina krvi i sudjeluju u njezinoj koagulaciji. U stanicama se gotovo sav ca nalazi u obliku spojeva s proteinima, nukleinskim kiselinama, fosfolipidima te u kompleksima s anorganskim fosfatima i organskim kiselinama. U krvnoj plazmi ljudi i viših životinja samo 20-40% Ca može biti povezano s proteinima. Kod životinja s kosturom, do 97-99% svih ca koristi se kao građevinski materijal: kod beskralježnjaka uglavnom u obliku caco 3 (školjke mekušaca, koralja), kod kralježnjaka - u obliku fosfata. Mnogi beskralješnjaci pohranjuju ca prije linjanja kako bi izgradili novi kostur ili osigurali vitalne funkcije u nepovoljnim uvjetima.

Sadržaj Ca u krvi čovjeka i viših životinja reguliran je hormonima paratiroidne i štitnjače. Vitamin D ima ključnu ulogu u tim procesima. Apsorpcija ca se događa u prednjem dijelu tankog crijeva. Apsorpcija Ca pogoršava se smanjenjem kiselosti u crijevima i ovisi o omjeru Ca, P i masti u hrani. Optimalan odnos ca/p u kravljem mlijeku je oko 1,3 (u krumpiru 0,15, u grahu 0,13, u mesu 0,016). S viškom P ili oksalne kiseline u hrani, apsorpcija Ca se pogoršava, žučne kiseline ubrzavaju njegovu apsorpciju. Optimalni omjeri Ca/mast u ljudskoj hrani su 0,04-0,08 G otprilike za 1 G mast Izlučivanje kalcija odvija se uglavnom kroz crijeva. Sisavci tijekom razdoblja dojenje izgubiti puno ca s mlijekom. S poremećajima metabolizma fosfora i kalcija u mladih životinja i djece, rahitis, kod odraslih životinja - promjene u sastavu i strukturi kostura ( osteomalacija).

I. A. Skulskog.

U medicini se primjenom ca lijekova otklanjaju poremećaji povezani s nedostatkom ca 2+ iona u tijelu (tetanija, spazmofilija, rahitis). Pripravci CA smanjuju preosjetljivost na alergene i koriste se za liječenje alergijskih bolesti (serumska bolest, urtikarija, angioedem, peludna groznica i dr.). Pripravci CA smanjuju povećanu vaskularnu propusnost i djeluju protuupalno. Koriste se za hemoragični vaskulitis, radijacijsku bolest, upalne i eksudativne procese (upala pluća, pleuritis, endometritis itd.) i neke kožne bolesti. Propisani kao hemostatici, za poboljšanje aktivnosti srčanog mišića i pojačavanje učinka preparata digitalisa; kao slabi diuretici i kao protuotrovi kod trovanja solima magnezija. Zajedno s drugim lijekovima, ca lijekovi se koriste za poticanje trudova. Kalcijev klorid se primjenjuje oralno i intravenski. Ossocalcinol (15% sterilna suspenzija posebno pripremljenog praha kostiju u ulju breskve) predložen je za terapiju tkiva. U lijekove Ca spadaju i gips (caso 4), koji se koristi u kirurgiji za izradu gipsanih zavoja, i kreda (CaCO 3), koja se interno propisuje kod povećane kiselosti želučanog soka i za pripremu zubnog praha.

Lit.: Kratka kemijska enciklopedija, sv. 2, M., 1963, str. 370-75; Rodyakin V.V., Kalcij, njegovi spojevi i legure, M., 1967; Kaplansky S. Ya., Razmjena minerala, M. - L., 1938; Vishnyakov S.I., Metabolizam makroelemenata u domaćih životinja, M., 1967.

Kalcij— element glavne podskupine druge skupine, četvrte periode periodnog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 20. Označava se simbolom Ca (latinski Kalcij). Jednostavna tvar kalcij (CAS broj: 7440-70-2) je mekani, reaktivni zemnoalkalijski metal srebrno-bijele boje.

Povijest i porijeklo imena

Naziv elementa dolazi od lat. calx (u genitivnom slučaju calcis) - "vapno", "mekani kamen". Predložio ga je engleski kemičar Humphry Davy, koji je izolirao metalni kalcij elektrolitičkom metodom 1808. godine. Davy je elektrolizirao smjesu vlažnog gašenog vapna i živinog oksida HgO na platinastoj ploči, koja je služila kao anoda. Katoda je bila platinasta žica uronjena u tekuću živu. Kao rezultat elektrolize dobiven je kalcijev amalgam. Nakon što je iz njega destilirao živu, Davy je dobio metal koji se zove kalcij. Spojevi kalcija - vapnenac, mramor, gips (kao i vapno - produkt kalcinacije vapnenca) koriste se u graditeljstvu prije nekoliko tisuća godina. Sve do kraja 18. stoljeća kemičari su vapno smatrali jednostavnom krutom tvari. Godine 1789. A. Lavoisier je predložio da su vapno, magnezij, barit, glinica i silicij složene tvari.

Biti u prirodi

Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, kalcij se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom obliku.

Kalcij čini 3,38% mase zemljine kore (5. po zastupljenosti nakon kisika, silicija, aluminija i željeza).

Izotopi

Kalcij se u prirodi javlja kao mješavina šest izotopa: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca i 48 Ca, od kojih je najzastupljeniji 40 Ca i čini 96,97 %.

Od šest prirodnih izotopa kalcija, pet ih je stabilno. Nedavno je otkriveno da je šesti izotop 48 Ca, najteži od šest i vrlo rijedak (njegova izotopska zastupljenost je samo 0,187%), podvrgnut dvostrukom beta raspadu s vremenom poluraspada od 5,3 x 10 19 godina.

U stijenama i mineralima

Najviše kalcija sadrže silikati i alumosilikati raznih stijena (graniti, gnajsovi i dr.), osobito glinenac - anortit Ca.

U obliku sedimentnih stijena spojevi kalcija predstavljeni su kredom i vapnencima, koji se uglavnom sastoje od minerala kalcita (CaCO 3). Kristalni oblik kalcita - mramor - mnogo je rjeđi u prirodi.

Minerali kalcija kao što su kalcit CaCO 3 , anhidrit CaSO 4 , alabaster CaSO 4 ·0,5H 2 O i gips CaSO 4 ·2H 2 O, fluorit CaF 2 , apatiti Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), dolomit MgCO3 ·CaCO3. Prisutnost soli kalcija i magnezija u prirodnoj vodi određuje njezinu tvrdoću.

Kalcij, snažno migrirajući u zemljinoj kori i nakupljajući se u raznim geokemijskim sustavima, tvori 385 minerala (četvrti najveći broj minerala).

Migracije u zemljinoj kori

U prirodnoj migraciji kalcija značajnu ulogu igra "karbonatna ravnoteža", povezana s reverzibilnom reakcijom interakcije kalcijevog karbonata s vodom i ugljičnim dioksidom uz stvaranje topljivog bikarbonata:

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

(ravnoteža se pomiče lijevo ili desno ovisno o koncentraciji ugljičnog dioksida).

Biogene migracije igraju veliku ulogu.

U biosferi

Spojevi kalcija nalaze se u gotovo svim životinjskim i biljnim tkivima (vidi također dolje). Značajna količina kalcija nalazi se u živim organizmima. Dakle, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH, ili, u drugom unosu, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, osnova je koštanog tkiva kralješnjaka, uključujući i ljude; Ljuske i ljuske mnogih beskralježnjaka, ljuske jaja itd. izgrađene su od kalcijevog karbonata CaCO 3. U živim tkivima ljudi i životinja ima 1,4-2% Ca (maseni udio); U ljudskom tijelu težine 70 kg sadržaj kalcija je oko 1,7 kg (uglavnom u međustaničnoj tvari koštanog tkiva).

Priznanica

Slobodni metalni kalcij dobiva se elektrolizom taline koja se sastoji od CaCl 2 (75-80%) i KCl ili CaCl 2 i CaF 2, kao i aluminotermnom redukcijom CaO na 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Svojstva

Fizička svojstva

Metalni kalcij postoji u dvije alotropske modifikacije. Do 443 °C, α-Ca s kubičnom centriranom rešetkom (parametar a = 0,558 nm) je stabilan; stabilniji. Standardna entalpija Δ H 0 prijelaz α → β iznosi 0,93 kJ/mol.

Kemijska svojstva

U nizu standardnih potencijala kalcij se nalazi lijevo od vodika. Standardni elektrodni potencijal para Ca 2+ /Ca 0 je -2,84 V, tako da kalcij aktivno reagira s vodom, ali bez paljenja:

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

Prisutnost otopljenog kalcijevog bikarbonata u vodi uvelike određuje privremenu tvrdoću vode. Naziva se privremenim jer kada voda proključa dolazi do razgradnje bikarbonata i taloženja CaCO 3 . Ova pojava dovodi, na primjer, do toga da se u kuhalu za vodu s vremenom stvara kamenac.

Primjena

Primjena metalnog kalcija

Glavna upotreba metalnog kalcija je kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji metala, posebno nikla, bakra i nehrđajućeg čelika. Kalcij i njegov hidrid također se koriste za proizvodnju metala koje je teško reducirati kao što su krom, torij i uran. Legure kalcija i olova koriste se u baterijama i legurama za ležajeve. Granule kalcija također se koriste za uklanjanje tragova zraka iz vakuumskih uređaja.

Metalotermija

Čisti metalni kalcij naširoko se koristi u metalotermiji za proizvodnju rijetkih metala.

Legiranje legura

Čisti kalcij koristi se za legiranje olova, koje se koristi za proizvodnju baterijskih ploča i startnih olovnih baterija bez održavanja s niskim samopražnjenjem. Također, metalni kalcij se koristi za proizvodnju visokokvalitetnih kalcijevih babita BKA.

Nuklearna fuzija

Izotop 48 Ca najučinkovitiji je i najčešće korišten materijal za proizvodnju superteških elemenata i otkrivanje novih elemenata na periodnom sustavu. Na primjer, u slučaju korištenja iona 48 Ca za proizvodnju superteških elemenata u akceleratorima, jezgre tih elemenata se formiraju stotine i tisuće puta učinkovitije nego kada se koriste drugi "projektili" (ioni).) koristi se u obliku i za redukciju metala, kao i u proizvodnji kalcijevog cijanamida (zagrijavanjem kalcijevog karbida u dušiku na 1200 °C, reakcija je egzotermna, odvija se u pećima za cijanamid).

Kalcij, kao i njegove legure s aluminijem i magnezijem, koriste se u pomoćnim toplinskim električnim baterijama kao anoda (na primjer, element kalcij-kromat). Kalcijev kromat se u takvim baterijama koristi kao katoda. Posebnost ovakvih baterija je izuzetno dug vijek trajanja (desetljećima) u pogodnom stanju, mogućnost rada u bilo kojim uvjetima (prostor, visoki pritisci), te visoka specifična energija u odnosu na masu i volumen. Nedostatak: kratak vijek trajanja. Takve baterije se koriste tamo gdje je potrebno stvoriti kolosalnu električnu energiju za kratko vrijeme (balističke rakete, neke svemirske letjelice itd.).

Osim toga, spojevi kalcija uključeni su u lijekove za prevenciju osteoporoze, te u komplekse vitamina za trudnice i starije osobe.-

Biološka uloga kalcija

Kalcij je čest makronutrijent u tijelu biljaka, životinja i ljudi. Kod ljudi i drugih kralježnjaka najveći dio nalazi se u kosturu i zubima u obliku fosfata. Kosturi većine skupina beskralješnjaka (spužve, koraljni polipi, mekušci itd.) sastoje se od raznih oblika kalcijeva karbonata (vapna). Ioni kalcija sudjeluju u procesima zgrušavanja krvi, kao iu osiguravanju stalnog osmotskog tlaka krvi. Ioni kalcija također služe kao jedan od univerzalnih sekundarnih glasnika i reguliraju niz unutarstaničnih procesa - kontrakciju mišića, egzocitozu, uključujući lučenje hormona i neurotransmitera itd. Koncentracija kalcija u citoplazmi ljudskih stanica je oko 10−7 mol, u međustaničnim tekućinama oko 10− 3 mol.

Potrebe za kalcijem ovise o dobi. Za odrasle je potreban dnevni unos od 800 do 1000 miligrama (mg), a za djecu od 600 do 900 mg, što je vrlo važno za djecu zbog intenzivnog rasta kostura. Većina kalcija koji ulazi u ljudsko tijelo s hranom nalazi se u mliječnim proizvodima; preostali kalcij dolazi iz mesa, ribe i nekih biljnih proizvoda (osobito mahunarki). Apsorpcija se odvija iu debelom i u tankom crijevu, a olakšavaju je kiseli okoliš, vitamin D i vitamin C, laktoza i nezasićene masne kiseline. Uloga magnezija u metabolizmu kalcija je važna; njegovim nedostatkom kalcij se “ispire” iz kostiju i taloži u bubrezima (bubrežni kamenci) i mišićima.

Aspirin, oksalna kiselina i derivati ​​estrogena ometaju apsorpciju kalcija. U kombinaciji s oksalnom kiselinom, kalcij proizvodi spojeve netopljive u vodi koji su sastavni dijelovi bubrežnih kamenaca.

Zbog velikog broja procesa koji su uz njega povezani, sadržaj kalcija u krvi je precizno reguliran, a pravilnom prehranom ne dolazi do nedostatka. Dugotrajna odsutnost s prehrane može uzrokovati grčeve, bolove u zglobovima, pospanost, smetnje u rastu i zatvor. Dublji nedostatak dovodi do stalnih grčeva mišića i osteoporoze. Zlouporaba kave i alkohola može uzrokovati nedostatak kalcija, jer se dio kalcija izlučuje urinom.

Prevelike doze kalcija i vitamina D mogu uzrokovati hiperkalcijemiju, praćenu intenzivnom kalcifikacijom kostiju i tkiva (ponajviše zahvaćajući mokraćni sustav). Dugotrajna prekomjernost remeti funkcioniranje mišićnog i živčanog tkiva, povećava zgrušavanje krvi i smanjuje apsorpciju cinka u stanicama kostiju. Najveća dnevna sigurna doza za odraslu osobu je 1500 do 1800 miligrama.

  • Trudnice i dojilje - od 1500 do 2000 mg.

    • Kalcij je element glavne podskupine druge skupine, četvrte periode periodnog sustava kemijskih elemenata, s atomskim brojem 20. Označava se simbolom Ca (lat. Calcium). Jednostavna tvar kalcij (CAS broj: 7440-70-2) je mekani, reaktivni zemnoalkalijski metal srebrno-bijele boje.

    Povijest i porijeklo imena

    Naziv elementa dolazi od lat. calx (u genitivnom slučaju calcis) - "vapno", "mekani kamen". Predložio ga je engleski kemičar Humphry Davy, koji je izolirao metalni kalcij elektrolitičkom metodom 1808. godine. Davy je elektrolizirao smjesu vlažnog gašenog vapna i živinog oksida HgO na platinastoj ploči, koja je služila kao anoda. Katoda je bila platinasta žica uronjena u tekuću živu. Kao rezultat elektrolize dobiven je kalcijev amalgam. Nakon što je iz njega destilirao živu, Davy je dobio metal koji se zove kalcij.
    Spojevi kalcija - vapnenac, mramor, gips (kao i vapno - produkt kalcinacije vapnenca) koriste se u graditeljstvu prije nekoliko tisuća godina. Sve do kraja 18. stoljeća kemičari su vapno smatrali jednostavnom krutom tvari. Godine 1789. A. Lavoisier je predložio da su vapno, magnezij, barit, glinica i silicij složene tvari.

    Priznanica

    Slobodni metalni kalcij dobiva se elektrolizom taline koja se sastoji od CaCl 2 (75-80%) i KCl ili CaCl 2 i CaF 2, kao i aluminotermnom redukcijom CaO na 1170-1200 °C:
    4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

    Fizička svojstva

    Metalni kalcij postoji u dvije alotropske modifikacije. Do 443 °C, α-Ca s kubičnom centriranom rešetkom (parametar a = 0,558 nm) je stabilan; stabilniji. Standardna entalpija ΔH 0 prijelaza α → β je 0,93 kJ/mol.
    Postupnim povećanjem tlaka počinje pokazivati ​​svojstva poluvodiča, ali ne postaje poluvodič u punom smislu riječi (više nije ni metal). Daljnjim povećanjem tlaka vraća se u metalno stanje i počinje pokazivati ​​supravodljiva svojstva (temperatura supravodljivosti je šest puta viša od temperature žive, a po vodljivosti daleko nadmašuje sve ostale elemente). Jedinstveno ponašanje kalcija na mnogo je načina slično stronciju (tj. paralele u periodnom sustavu ostaju).

    Kemijska svojstva

    Kalcij je tipičan zemnoalkalijski metal. Kemijska aktivnost kalcija je visoka, ali niža od one svih ostalih zemnoalkalijskih metala. Lako reagira s kisikom, ugljičnim dioksidom i vlagom iz zraka, zbog čega je površina metalnog kalcija obično zagasito siva, pa se u laboratoriju kalcij obično čuva, kao i ostali zemnoalkalijski metali, u dobro zatvorenoj posudi pod slojem kerozina ili tekućeg parafina.

    Početna / Predavanja 1. godina / Opća i organska kemija / Pitanje 23. Kalcij / 2. Fizikalna i kemijska svojstva

    Fizička svojstva. Kalcij je srebrno-bijeli kovni metal koji se tali na temperaturi od 850 stupnjeva. C i vrije na 1482 stupnja. C. Znatno je tvrđi od alkalnih metala.

    Kemijska svojstva. Kalcij je aktivni metal. Dakle, u normalnim uvjetima, lako stupa u interakciju s atmosferskim kisikom i halogenima:

    2 Ca + O2 = 2 CaO (kalcijev oksid);

    Ca + Br2 = CaBr2 (kalcijev bromid).

    Kalcij reagira s vodikom, dušikom, sumporom, fosforom, ugljikom i drugim nemetalima kada se zagrijava:

    Ca + H2 = CaH2 (kalcijev hidrid);

    3 Ca + N2 = Ca3N2 (kalcijev nitrid);

    Ca + S = CaS (kalcijev sulfid);

    3 Ca + 2 P = Ca3P2 (kalcijev fosfid);

    Ca + 2 C = CaC2 (kalcijev karbid).

    Kalcij sporo reagira s hladnom vodom, ali vrlo energično s vrućom:

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

    Kalcij može ukloniti kisik ili halogene iz oksida i halogenida manje aktivnih metala, tj. ima redukcijska svojstva:

    5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

    • 1. Boravak u prirodi
    • 3. Prijem
    • 4. Primjena

    www.medkurs.ru

    Kalcij | direktorij Pesticides.ru

    Za mnoge ljude znanje o kalciju ograničeno je samo na činjenicu da je ovaj element neophodan za zdrave kosti i zube. Gdje se još nalazi, zašto je potreban i koliko je potreban, nemaju svi ideju. Međutim, kalcij se nalazi u mnogim poznatim spojevima, prirodnim i umjetnim. Kreda i vapno, stalaktiti i stalagmiti špilja, drevni fosili i cement, gips i alabaster, mliječni proizvodi i lijekovi protiv osteoporoze - sve to i mnogo više bogato je kalcijem.

    Ovaj element prvi je dobio G. Davy 1808. godine, a isprva nije bio osobito aktivno korišten. Međutim, ovaj je metal danas peti po proizvodnji u svijetu, a potreba za njim iz godine u godinu sve je veća. Glavno područje uporabe kalcija je proizvodnja građevinskih materijala i mješavina. Međutim, potrebno je graditi ne samo kuće, već i žive stanice. U ljudskom tijelu kalcij je dio kostura, omogućuje kontrakcije mišića, osigurava zgrušavanje krvi, regulira aktivnost niza probavnih enzima i obavlja brojne druge funkcije. Nije manje važan za druge žive objekte: životinje, biljke, gljive, pa čak i bakterije. Istovremeno, potrebe za kalcijem su dosta velike, što ga čini mogućim svrstavanjem u makronutrijente.

    Kalcij, Ca je kemijski element glavne podskupine II skupine Mendeljejeva periodnog sustava. Atomski broj – 20. Atomska masa – 40,08.

    Kalcij je zemnoalkalijski metal. Kada je slobodan, savitljiv, prilično tvrd, bijel. Po gustoći spada u lake metale.

    • Gustoća – 1,54 g/cm3,
    • Talište – +842 °C,
    • Vrelište – +1495 °C.

    Kalcij ima izražena metalna svojstva. U svim spojevima oksidacijsko stanje je +2.

    Na zraku se prekriva slojem oksida, a zagrijavanjem gori crvenkastim, svijetlim plamenom. Sporo reagira s hladnom vodom, ali brzo istiskuje vodik iz vruće vode i stvara hidroksid. U interakciji s vodikom stvara hidride. Na sobnoj temperaturi reagira s dušikom, stvarajući nitride. Također se lako spaja s halogenima i sumporom, a zagrijavanjem reducira metalne okside.

    Kalcij je jedan od najzastupljenijih elemenata u prirodi. U zemljinoj kori njegov sadržaj je 3% mase. Javlja se u obliku naslaga krede, vapnenca i mramora (prirodna vrsta kalcijevog karbonata CaCO3). Postoje velike količine naslaga gipsa (CaSO4 x 2h3O), fosforita (Ca3(PO4)2 i raznih silikata koji sadrže kalcij.

    Voda
    . Kalcijeve soli su gotovo uvijek prisutne u prirodnoj vodi. Od njih je samo gips slabo topljiv u njemu. Kada voda sadrži ugljikov dioksid, kalcijev karbonat prelazi u otopinu u obliku bikarbonata Ca(HCO3)2.
    Teška voda
    . Prirodna voda s velikom količinom soli kalcija ili magnezija naziva se tvrdom vodom.
    Meka voda
    . Kada je sadržaj ovih soli nizak ili ga nema, voda se naziva mekom.
    tla
    . Tla su u pravilu dovoljno opskrbljena kalcijem. A budući da je kalcij u većoj masi sadržan u vegetativnom dijelu biljaka, njegovo uklanjanje berbom je beznačajno.

    Gubitak kalcija iz tla nastaje kao posljedica njegovog ispiranja oborinama. Taj proces ovisi o granulometrijskom sastavu tla, količini padalina, vrsti biljaka, oblicima i dozama vapnenog i mineralnog gnojiva. Ovisno o tim čimbenicima, gubici kalcija iz obradivog sloja kreću se od nekoliko desetaka do 200 – 400 kg/ha ili više.

    Sadržaj kalcija u različitim tipovima tala

    Podzolasta tla sadrže 0,73% (od suhe tvari tla) kalcija.

    Siva šuma – 0,90% kalcija.

    Černozemi – 1,44% kalcija.

    Serozemi – 6,04% kalcija.

    U biljkama se kalcij nalazi u obliku fosfata, sulfata, karbonata, te u obliku soli pektinske i oksalne kiseline. Gotovo do 65% kalcija u biljkama može se ekstrahirati vodom. Ostatak se tretira slabom octenom i klorovodičnom kiselinom. Najviše kalcija nalazi se u stanicama koje stare.

    Simptomi nedostatka kalcija prema:

    Kultura

    Simptomi nedostatka

    Opći simptomi

    Izbjeljivanje apikalnog pupoljka;

    Izbjeljivanje mladog lišća;

    Vrhovi lišća su zakrivljeni prema dolje;

    Rubovi lišća uvijaju se prema gore;

    Krumpir

    Gornji listovi slabo cvjetaju;

    Točka rasta stabljike odumire;

    Na rubovima lišća nalazi se svijetla pruga, koja kasnije potamni;

    Rubovi lišća su uvijeni prema gore;

    Bijeli i cvjetački kupus

    Listovi mladih biljaka imaju klorotične mrlje (mramoriranje) ili bijele pruge duž rubova;

    U starim biljkama lišće se uvija i na njima se pojavljuju opekline;

    Točka rasta umire

    Završni režnjevi lišća odumiru

    Cvijeće pada;

    Na plodu se u vršnom dijelu pojavljuje tamna mrlja koja se povećava rastom ploda (trulež krajnjeg cvjeta rajčice)

    Apikalni pupoljci odumiru;

    Rubovi mladog lišća su uvijeni, imaju neravan izgled i nakon toga odumiru;

    Gornji dijelovi izdanaka odumiru;

    Oštećenje vrhova korijena;

    U pulpi voća nalaze se smeđe mrlje (gorka koštica);

    Okus voća se pogoršava;

    Tržišnost voća se smanjuje
    Funkcije kalcija

    Učinak ovog elementa na biljke je višestruk i, u pravilu, pozitivan. Kalcij:

    • Jača metabolizam;
    • Igra važnu ulogu u kretanju ugljikohidrata;
    • Utječe na metamorfozu dušičnih tvari;
    • Ubrzava potrošnju rezervnih proteina sjemena tijekom klijanja;
    • Igra ulogu u procesu fotosinteze;
    • snažan antagonist drugih kationa, sprječava njihov prekomjerni ulazak u biljna tkiva;
    • Utječe na fizikalno-kemijska svojstva protoplazme (viskoznost, propusnost i dr.), a time i na normalan tijek biokemijskih procesa u biljci;
    • Kalcijevi spojevi s pektinskim tvarima lijepe stijenke pojedinih stanica;
    • Utječe na aktivnost enzima.

    Treba napomenuti da se utjecaj spojeva kalcija (vapna) na aktivnost enzima izražava ne samo u izravnom djelovanju, već i zbog poboljšanja fizikalno-kemijskih svojstava tla i njegovog režima ishrane. Osim toga, vapnenje tla značajno utječe na procese biosinteze vitamina.

    Nedostatak (nedostatak) kalcija u biljkama

    Nedostatak kalcija prije svega utječe na razvoj korijenskog sustava. Prestaje stvaranje korijenovih dlačica na korijenu. Vanjske stanice korijena su uništene.

    Ovaj se simptom očituje i s nedostatkom kalcija i s neravnotežom u hranjivoj otopini, odnosno prevlasti monovalentnih kationa natrija, kalija i vodika u njemu.

    Osim toga, prisutnost nitratnog dušika u otopini tla povećava opskrbu biljnih tkiva kalcijem, a smanjuje opskrbu amonijakom.

    Znakovi nedostatka kalcija očekuju se kada je sadržaj kalcija manji od 20% kapaciteta kationske izmjene tla.

    Simptomi Vizualno, nedostatak kalcija određen je sljedećim znakovima:

    • Korijeni biljaka imaju oštećene vrhove smeđe boje;
    • Točka rasta postaje deformirana i umire;
    • Otpadaju cvjetovi, jajnici i pupoljci;
    • Plodovi su oštećeni nekrozom;
    • Listovi su klorotični;
    • Vršni pupoljak odumire i rast stabljike prestaje.

    Kupus, lucerna i djetelina vrlo su osjetljivi na prisutnost kalcija. Utvrđeno je da te iste biljke karakterizira i povećana osjetljivost na kiselost tla.

    Otrovanje mineralnim kalcijem dovodi do intervenalne kloroze s bjelkastim nekrotičnim mrljama. Mogu biti obojeni ili imati koncentrične prstenove ispunjene vodom. Neke biljke reagiraju na višak kalcija rastom lisnih rozeta, odumiranjem mladica i opadanjem lišća. Simptomi su izgledom slični nedostatku željeza i magnezija.

    Izvor nadoknade kalcija u tlu su vapnena gnojiva. Podijeljeni su u tri skupine:

    • Tvrde vapnenačke stijene;
    • Meke vapnenačke stijene;
    • Industrijski otpad s visokim sadržajem vapna.

    Prema sadržaju CaO i MgO tvrde vapnenačke stijene dijele se na:

    • vapnenci (55–56% CaO i do 0,9% MgO);
    • dolomitizirani vapnenci (42–55% CaO i do 9% MgO);
    • dolomiti (32-30% CaO i 18-20% MgO).
    Vapnenci
    – osnovna vapnena gnojiva. Sadrži 75–100% Ca i Mg oksida preračunato kao CaCO3.
    Dolomitizirani vapnenac
    . Sadrži 79–100% aktivne tvari (a.i.) preračunato kao CaCO3. Preporuča se u plodoredu s krumpirom, mahunarkama, lanom, okopavinama, kao i na jako podzoliziranim tlima.
    lapor
    . Sadrži do 25-15% CaCO3 i nečistoće u obliku gline i pijeska do 20-40%. Djeluje polako. Preporuča se za upotrebu na lakim tlima.
    Kreda
    . Sadrži 90–100% CaCO3. Djelovanje je brže od vapnenca. Dragocjeno je vapneno gnojivo u fino mljevenom obliku.
    Paljeno vapno
    (CaO). Sadržaj CaCO3 je preko 70%. Karakterizira ga kao jak i brzodjelujući materijal za kalcizaciju.
    Gašeno vapno
    (Ca(OH)2). Sadržaj CaCO3 - ​​35% ili više. Također je snažno i brzo djelujuće vapneno gnojivo.
    Dolomitno brašno
    . Sadržaj CaCO3 i MgCO3 je oko 100%. Njegovo djelovanje je sporije od djelovanja vapnenačkih tufova. Obično se koristi tamo gdje je potreban magnezij.
    Vapnenački tufovi
    . Sadržaj CaCO3 - 15-96%, nečistoće - do 25% gline i pijeska, 0,1% P2O5. Djelovanje je brže od vapnenca.
    Prljavština defekacije (defekacija)
    . Sastoji se od CaCO3 i Ca(OH)2. Sadržaj vapna CaO je do 40%. Prisutan je i dušik - 0,5% i P2O5 - 1-2%. Ovo je otpad iz tvornica šećera od repe. Preporuča se koristiti ne samo za smanjenje kiselosti tla, već iu područjima uzgoja repe na tlima černozema.
    Cikloni pepela od škriljevca
    . Suhi prašnjavi materijal. Sadržaj aktivne tvari je 60-70%. Odnosi se na industrijski otpad.
    Prašina iz peći i tvornica cementa
    . Sadržaj CaCO3 mora biti veći od 60%. U praksi se koristi u farmama koje se nalaze u neposrednoj blizini cementara.
    Metalurške troske
    . Koristi se u regijama Urala i Sibira. Nije higroskopan, lako se prska. Mora sadržavati najmanje 80% CaCO3 i imati sadržaj vlage ne veći od 2%. Važan je granulometrijski sastav: 70% - manje od 0,25 mm, 90% - manje od 0,5 mm.

    Organska gnojiva. Sadržaj Ca u CaCO3 je 0,32-0,40%.

    Fosforno brašno. Sadržaj kalcija – ​​22% CaCO3.

    Vapnena gnojiva koriste se ne samo za opskrbu tla i biljaka kalcijem. Glavna svrha njihove upotrebe je kalcizacija tla. Ovo je metoda kemijske regeneracije. Usmjerena je na neutralizaciju prekomjerne kiselosti tla, poboljšanje njegovih agrofizičkih, agrokemijskih i bioloških svojstava, opskrbu biljaka magnezijem i kalcijem, mobilizaciju i imobilizaciju makroelemenata i mikroelemenata, stvaranje optimalnih vodno-fizičkih, fizikalnih, zračnih uvjeta za život kulturnih biljaka.

    Učinkovitost kalcizacije tla

    Usporedno sa zadovoljenjem potreba biljaka za kalcijem kao elementom mineralne ishrane, kalcizacija dovodi do višestrukih pozitivnih promjena u tlima.

    Utjecaj kalcizacije na svojstva nekih tala

    Kalcij pospješuje koagulaciju koloida tla i sprječava njihovo ispiranje. To dovodi do lakše obrade tla i boljeg prozračivanja.

    Kao rezultat vapnenca:

    • pjeskovito humusno tlo povećava sposobnost upijanja vode;
    • Na teškim glinastim tlima stvaraju se agregati i grudvice tla koji poboljšavaju vodopropusnost.

    Konkretno, organske kiseline se neutraliziraju i H-ioni se istiskuju iz apsorbirajućeg kompleksa. To dovodi do eliminacije metaboličke kiselosti i smanjenja hidrolitičke kiselosti tla. Istodobno se uočava poboljšanje kationskog sastava apsorpcijskog kompleksa tla, do čega dolazi zbog zamjene iona vodika i aluminija kationima kalcija i magnezija. Time se povećava stupanj zasićenosti tla bazama i povećava sposobnost upijanja.

    Utjecaj kalcizacije na opskrbu biljaka dušikom

    Nakon kalciranja pozitivna agrokemijska svojstva tla i njegova struktura mogu se održati nekoliko godina. To pomaže u stvaranju povoljnih uvjeta za poboljšanje korisnih mikrobioloških procesa za mobilizaciju hranjivih tvari. Povećava se aktivnost amonifikatora, nitrifikatora i bakterija koje fiksiraju dušik koje slobodno žive u tlu.

    Kalcizacija pomaže povećati proliferaciju kvržičnih bakterija i poboljšati opskrbu biljke domaćina dušikom. Utvrđeno je da bakterijska gnojiva gube svoju učinkovitost na kiselim tlima.

    Utjecaj kalcizacije na opskrbu biljaka elementima pepela

    Vapčenje pomaže u opskrbi biljke elementima pepela, jer povećava aktivnost bakterija koje razgrađuju organske fosforne spojeve u tlu i pospješuju prijelaz željeznih i aluminijevih fosfata u kalcijeve fosfatne soli dostupne biljkama. Vapčenjem kiselih tala pospješuju se mikrobiološki i biokemijski procesi, čime se povećava količina nitrata, kao i probavljivih oblika fosfora i kalija.

    Utjecaj kalcizacije na oblike i dostupnost makroelemenata i mikroelemenata

    Kalciranjem se povećava količina kalcija, a pri korištenju dolomitnog brašna - magnezija. Istodobno, toksični oblici mangana i aluminija postaju netopljivi i prelaze u taloženi oblik. Dostupnost elemenata poput željeza, bakra, cinka, mangana je sve manja. Dušik, sumpor, kalij, kalcij, magnezij, fosfor i molibden postaju dostupniji.

    Utjecaj kalcizacije na djelovanje fiziološki kiselih gnojiva

    Vapčenjem se povećava učinkovitost fiziološki kiselih mineralnih gnojiva, osobito amonijaka i potaše.

    Pozitivan učinak fiziološki kiselih gnojiva bez dodatka vapna blijedi, a s vremenom može postati negativan. Dakle, na gnojenim površinama prinosi su još manji nego na negnojenim površinama. Kombinacija kalcizacije s upotrebom gnojiva povećava njihovu učinkovitost za 25–50%.

    Prilikom kalcizacije aktiviraju se enzimski procesi u tlu po kojima se posredno prosuđuje njegova plodnost.

    Sastavio: Grigorovskaya P.I.

    Stranica dodana: 05.12.13 00:40

    Zadnja izmjena: 22.05.14 16:25

    Literarni izvori:

    Glinka N.L. Opća kemija. Udžbenik za sveučilišta. Izdavač: Lenjingrad: Kemija, 1985, str

    Mineev V.G. Agrokemija: Udžbenik – 2. izdanje, revidirano i prošireno – M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog sveučilišta, Izdavačka kuća Kolos, 2004. – 720 str., l. ilustr.: ilustr. – (Klasični sveučilišni udžbenik).

    Petrov B.A., Seliverstov N.F. Mineralna ishrana biljaka. Referentni vodič za studente i vrtlare. Ekaterinburg, 1998. 79 str.

    Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija. / Glava. izd. V.A. Volodin. – M.: Avanta +, 2000. – 640 str., ilustr.

    Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrokemija / Uredio B.A. Yagodina – M.: Kolos, 2002. – 584 str.: ilustr. (Udžbenici i nastavna sredstva za studente visokoškolskih ustanova).

    Slike (prerađene):

    20 Ca Calcium, licenciran pod CC BY

    Nedostatak kalcija u pšenici, CIMMYT, licenciran pod CC BY-NC-SA

    www.pesticidy.ru

    Kalcij i njegova uloga za čovječanstvo - Kemija

    Kalcij i njegova uloga za čovječanstvo

    Uvod

    Biti u prirodi

    Priznanica

    Fizička svojstva

    Kemijska svojstva

    Primjena kalcijevih spojeva

    Biološka uloga

    Zaključak

    Bibliografija

    Uvod

    Kalcij je element glavne podskupine druge skupine, četvrte periode periodnog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 20. Označava se simbolom Ca (lat. Calcium). Jednostavna tvar kalcij (CAS broj: 7440-70-2) je mekani, reaktivni zemnoalkalijski metal srebrno-bijele boje.

    Unatoč sveprisutnosti elementa br. 20, čak ni kemičari nisu svi vidjeli elementarni kalcij. Ali ovaj metal, kako izgledom tako i ponašanjem, potpuno se razlikuje od alkalnih metala, čiji je kontakt prepun opasnosti od požara i opeklina. Može se sigurno skladištiti na zraku; ne zapali se od vode. Mehanička svojstva elementarnog kalcija ne čine ga "crnom ovcom" u obitelji metala: kalcij nadmašuje mnoge od njih u čvrstoći i tvrdoći; može se tokariti na strugu, izvlačiti u žicu, kovati, prešati.

    Pa ipak, elementarni kalcij se gotovo nikada ne koristi kao strukturni materijal. Previše je aktivan za to. Kalcij lako reagira s kisikom, sumporom i halogenima. Čak i s dušikom i vodikom, pod određenim uvjetima, reagira. Okolina ugljikovih oksida, inertna za većinu metala, agresivna je za kalcij. Gori u atmosferi CO i CO2.

    Povijest i porijeklo imena

    Naziv elementa dolazi od lat. calx (u genitivu calcis) -- “vapno”, “meki kamen”. Predložio ga je engleski kemičar Humphry Davy, koji je izolirao metalni kalcij elektrolitičkom metodom 1808. godine. Davy je elektrolizirao smjesu vlažnog gašenog vapna i živinog oksida HgO na platinastoj ploči, koja je služila kao anoda. Katoda je bila platinasta žica uronjena u tekuću živu. Kao rezultat elektrolize dobiven je kalcijev amalgam. Nakon što je iz njega destilirao živu, Davy je dobio metal koji se zove kalcij.

    Spojevi kalcija - vapnenac, mramor, gips (kao i vapno - produkt kalcinacije vapnenca) koriste se u graditeljstvu prije nekoliko tisuća godina. Sve do kraja 18. stoljeća kemičari su vapno smatrali jednostavnom krutom tvari. Godine 1789. A. Lavoisier je predložio da su vapno, magnezij, barit, glinica i silicij složene tvari.

    Biti u prirodi

    Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, kalcij se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom obliku.

    Kalcij čini 3,38% mase zemljine kore (5. po zastupljenosti nakon kisika, silicija, aluminija i željeza).

    Izotopi. Kalcij se u prirodi pojavljuje kao mješavina šest izotopa: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca, među kojima je najčešći - 40Ca - 96,97%.

    Od šest prirodnih izotopa kalcija, pet ih je stabilno. Nedavno je otkriveno da je šesti izotop, 48Ca, najteži od šest i vrlo rijedak (njegova izotopska zastupljenost je samo 0,187%), podvrgnut dvostrukom beta raspadu s vremenom poluraspada od 5,3 x 1019 godina.

    U stijenama i mineralima. Najviše kalcija sadrže silikati i alumosilikati raznih stijena (graniti, gnajsovi i dr.), osobito glinenac - Ca anortit.

    U obliku sedimentnih stijena spojevi kalcija predstavljeni su kredom i vapnencima, koji se uglavnom sastoje od minerala kalcita (CaCO3). Kristalni oblik kalcita - mramor - mnogo je rjeđi u prirodi.

    Dosta su rašireni minerali kalcija kao što su kalcit CaCO3, anhidrit CaSO4, alabaster CaSO4 0,5h3O i gips CaSO4 2h3O, fluorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3. Prisutnost soli kalcija i magnezija u prirodnoj vodi određuje njezinu tvrdoću.

    Kalcij, snažno migrirajući u zemljinoj kori i nakupljajući se u raznim geokemijskim sustavima, tvori 385 minerala (četvrti najveći broj minerala).

    Migracije u zemljinoj kori. U prirodnoj migraciji kalcija značajnu ulogu igra "karbonatna ravnoteža", povezana s reverzibilnom reakcijom interakcije kalcijevog karbonata s vodom i ugljičnim dioksidom uz stvaranje topljivog bikarbonata:

    CaCO3 + h3O + CO2 - Ca (HCO3)2 - Ca2+ + 2HCO3-

    (ravnoteža se pomiče lijevo ili desno ovisno o koncentraciji ugljičnog dioksida).

    Biogene migracije. U biosferi se spojevi kalcija nalaze u gotovo svim životinjskim i biljnim tkivima (vidi također dolje). Značajna količina kalcija nalazi se u živim organizmima. Dakle, hidroksiapatit Ca5(PO4)3OH, ili, u drugom unosu, 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2, osnova je koštanog tkiva kralježnjaka, uključujući i ljude; Ljuske i ljuske mnogih beskralježnjaka, ljuske jajeta i dr. izgrađene su od kalcijevog karbonata CaCO3. U živim tkivima ljudi i životinja ima 1,4-2% Ca (masenog udjela); u ljudskom tijelu težine 70 kg, sadržaj kalcija je oko 1,7 kg (uglavnom u međustaničnoj tvari koštanog tkiva).

    Priznanica

    Slobodni metalni kalcij dobiva se elektrolizom taline koja se sastoji od CaCl2 (75-80%) i KCl ili od CaCl2 i CaF2, kao i aluminotermnom redukcijom CaO na 1170-1200 °C:

    4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

    Fizička svojstva

    Metalni kalcij postoji u dvije alotropske modifikacije. Do 443 °C stabilan je ?-Ca s kubično centriranom rešetkom (parametar a = 0,558 nm); nm). Standardna entalpija?H0 prijelaz? > ? iznosi 0,93 kJ/mol.

    Kemijska svojstva

    Kalcij je tipičan zemnoalkalijski metal. Kemijska aktivnost kalcija je visoka, ali niža od one svih ostalih zemnoalkalijskih metala. Lako reagira s kisikom, ugljičnim dioksidom i vlagom iz zraka, zbog čega je površina metalnog kalcija obično zagasito siva, pa se u laboratoriju kalcij obično čuva, kao i ostali zemnoalkalijski metali, u dobro zatvorenoj posudi pod slojem kerozina ili tekućeg parafina.

    U nizu standardnih potencijala kalcij se nalazi lijevo od vodika. Standardni elektrodni potencijal para Ca2+/Ca0 je ?2,84 V, tako da kalcij aktivno reagira s vodom, ali bez paljenja:

    Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2^ + Q.

    Kalcij reagira s aktivnim nemetalima (kisik, klor, brom) u normalnim uvjetima:

    2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2.

    Kada se zagrijava u zraku ili kisiku, kalcij se zapali. Kalcij reagira s manje aktivnim nemetalima (vodik, bor, ugljik, silicij, dušik, fosfor i drugi) kada se zagrijava, na primjer:

    Ca + H2 = CaH2, Ca + 6B = CaB6,

    3Ca + N2 = Ca3N2, Ca + 2C = CaC2,

    3Ca + 2P = Ca3P2 (

    kalcijev fosfid), također su poznati kalcijevi fosfidi sastava CaP i CaP5;

    2Ca + Si = Ca2Si

    (kalcijev silicid), poznati su i kalcijevi silicidi sastava CaSi, Ca3Si4 i CaSi2.

    Pojava gore navedenih reakcija, u pravilu, prati oslobađanje velike količine topline (to jest, ove reakcije su egzotermne). U svim spojevima s nemetalima oksidacijsko stanje kalcija je +2. Većina spojeva kalcija s nemetalima lako se razgrađuje vodom, na primjer:

    CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2^,

    Ca3N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2Nh4^.

    Ion Ca2+ je bezbojan. Kada se u plamen dodaju topive kalcijeve soli, plamen postaje ciglastocrven.

    Kalcijeve soli kao što su CaCl2 klorid, CaBr2 bromid, CaI2 jodid i Ca(NO3)2 nitrat visoko su topljive u vodi. U vodi su netopljivi fluorid CaF2, karbonat CaCO3, sulfat CaSO4, ortofosfat Ca3(PO4)2, oksalat CaC2O4 i neki drugi.

    Važno je da je, za razliku od kalcijevog karbonata CaCO3, kiseli kalcijev karbonat (bikarbonat) Ca(HCO3)2 topiv u vodi. U prirodi to dovodi do sljedećih procesa. Kada hladna kiša ili riječna voda, zasićena ugljičnim dioksidom, prodre u podzemlje i padne na vapnenac, uočava se njihovo otapanje:

    CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2.

    Na istim mjestima gdje voda zasićena kalcijevim bikarbonatom dolazi na površinu zemlje i zagrijava se sunčevim zrakama, događa se obrnuta reakcija:

    Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2^ + H2O.

    Tako se u prirodi prenose velike mase tvari. Kao rezultat toga, pod zemljom se mogu stvoriti ogromne praznine, au špiljama se stvaraju prekrasne kamene "ledenice" - stalaktiti i stalagmiti.

    Prisutnost otopljenog kalcijevog bikarbonata u vodi uvelike određuje privremenu tvrdoću vode. Naziva se privremenim jer kada voda zavrije dolazi do razgradnje bikarbonata i taloženja CaCO3. Ova pojava dovodi, na primjer, do toga da se u kuhalu za vodu s vremenom stvara kamenac.

    Primjena metalnog kalcija

    Glavna upotreba metalnog kalcija je kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji metala, posebno nikla, bakra i nehrđajućeg čelika. Kalcij i njegov hidrid također se koriste za proizvodnju metala koje je teško reducirati kao što su krom, torij i uran. Legure kalcija i olova koriste se u baterijama i legurama za ležajeve. Granule kalcija također se koriste za uklanjanje tragova zraka iz vakuumskih uređaja.

    Metalotermija

    Čisti metalni kalcij naširoko se koristi u metalotermiji za proizvodnju rijetkih metala.

    Legiranje legura

    Čisti kalcij se koristi za legiranje olova koje se koristi za proizvodnju baterijskih ploča i starter olovnih baterija bez održavanja s niskim samopražnjenjem. Također, metalni kalcij se koristi za proizvodnju visokokvalitetnih kalcijevih babita BKA.

    Nuklearna fuzija

    Izotop 48Ca najučinkovitiji je i najčešće korišten materijal za proizvodnju superteških elemenata i otkrivanje novih elemenata u periodnom sustavu. Na primjer, u slučaju korištenja iona 48Ca za proizvodnju superteških elemenata u akceleratorima, jezgre tih elemenata formiraju se stotinama i tisućama puta učinkovitije nego kod korištenja drugih "projektila" (iona).

    Primjena kalcijevih spojeva

    Kalcij hidrid. Zagrijavanjem kalcija u atmosferi vodika dobiva se Cah3 (kalcijev hidrid) koji se koristi u metalurgiji (metalotermija) iu proizvodnji vodika na terenu.

    Optički i laserski materijali Kalcijev fluorid (fluorit) koriste se u obliku monokristala u optici (astronomski objektivi, leće, prizme) i kao laserski materijal. Kalcijev volframat (šeelit) u obliku monokristala koristi se u laserskoj tehnici i kao scintilator.

    Kalcijev karbid. Kalcijev karbid CaC2 naširoko se koristi za proizvodnju acetilena i za redukciju metala, kao i za proizvodnju kalcijevog cijanamida (zagrijavanjem kalcijevog karbida u dušiku na 1200 °C, reakcija je egzotermna, odvija se u pećima za cijanamid) .

    Kemijski izvori struje. Kalcij, kao i njegove legure s aluminijem i magnezijem, koriste se u pomoćnim toplinskim električnim baterijama kao anoda (na primjer, element kalcij-kromat). Kalcijev kromat se u takvim baterijama koristi kao katoda. Posebnost ovakvih baterija je izuzetno dug vijek trajanja (desetljećima) u prikladnom stanju, mogućnost rada u bilo kojim uvjetima (prostor, visoki pritisci), visoka specifična energija u odnosu na težinu i volumen. Nedostatak: kratak vijek trajanja. Takve baterije se koriste tamo gdje je potrebno stvoriti kolosalnu električnu energiju za kratko vrijeme (balističke rakete, neke svemirske letjelice itd.).

    Vatrootporni materijali. Kalcijev oksid, kako u slobodnom obliku tako iu sastavu keramičkih smjesa, koristi se u proizvodnji vatrostalnih materijala.

    Lijekovi. Spojevi kalcija naširoko se koriste kao antihistaminici.

    Kalcijev klorid

    Kalcijev glukonat

    Kalcijev glicerofosfat

    Osim toga, spojevi kalcija uključeni su u lijekove za prevenciju osteoporoze, u komplekse vitamina za trudnice i starije osobe.

    Biološka uloga

    Kalcij je čest makronutrijent u tijelu biljaka, životinja i ljudi. Kod ljudi i drugih kralježnjaka najveći dio nalazi se u kosturu i zubima u obliku fosfata. Kosturi većine skupina beskralješnjaka (spužve, koraljni polipi, mekušci itd.) sastoje se od raznih oblika kalcijeva karbonata (vapna). Ioni kalcija sudjeluju u procesima zgrušavanja krvi, kao iu osiguravanju stalnog osmotskog tlaka krvi. Kalcijevi ioni također služe kao jedan od univerzalnih sekundarnih glasnika i reguliraju niz unutarstaničnih procesa - kontrakciju mišića, egzocitozu, uključujući lučenje hormona i neurotransmitera itd. Koncentracija kalcija u citoplazmi ljudskih stanica je oko 10?7 mol, u međustaničnim tekućinama oko 10 ?3 mol.

    Potrebe za kalcijem ovise o dobi. Za odrasle je potreban dnevni unos od 800 do 1000 miligrama (mg), a za djecu od 600 do 900 mg, što je vrlo važno za djecu zbog intenzivnog rasta kostura. Većina kalcija koji ulazi u ljudsko tijelo s hranom nalazi se u mliječnim proizvodima; preostali kalcij dolazi iz mesa, ribe i nekih biljnih proizvoda (osobito mahunarki). Apsorpcija se odvija iu debelom i u tankom crijevu, a olakšavaju je kiseli okoliš, vitamin D i vitamin C, laktoza i nezasićene masne kiseline. Uloga magnezija u metabolizmu kalcija je važna; njegovim nedostatkom kalcij se “ispire” iz kostiju i taloži u bubrezima (bubrežni kamenci) i mišićima.

    Aspirin, oksalna kiselina i derivati ​​estrogena ometaju apsorpciju kalcija. U kombinaciji s oksalnom kiselinom, kalcij proizvodi spojeve netopljive u vodi koji su sastavni dijelovi bubrežnih kamenaca.

    Zbog velikog broja procesa koji su uz njega povezani, sadržaj kalcija u krvi je precizno reguliran, a pravilnom prehranom ne dolazi do nedostatka. Dugotrajna odsutnost s prehrane može uzrokovati grčeve, bolove u zglobovima, pospanost, smetnje u rastu i zatvor. Dublji nedostatak dovodi do stalnih grčeva mišića i osteoporoze. Zlouporaba kave i alkohola može uzrokovati nedostatak kalcija, jer se dio kalcija izlučuje urinom.

    Prevelike doze kalcija i vitamina D mogu uzrokovati hiperkalcijemiju, praćenu intenzivnom kalcifikacijom kostiju i tkiva (ponajviše zahvaćajući mokraćni sustav). Dugotrajna prekomjernost remeti funkcioniranje mišićnog i živčanog tkiva, povećava zgrušavanje krvi i smanjuje apsorpciju cinka u stanicama kostiju. Najveća dnevna sigurna doza za odraslu osobu je 1500 do 1800 miligrama.

    Proizvodi Kalcij, mg/100 g

    Sezam 783

    kopriva 713

    Šumski sljez 505

    Veliki trputac 412

    Galinsoga 372

    Sardine u ulju 330

    Budra bršljan 289

    Šipak 257

    Badem 252

    Trputac lanceolist. 248

    lješnjak 226

    Sjeme amaranta 214

    Potočarka 214

    Suho zrno soje 201

    Djeca mlađa od 3 godine - 600 mg.

    Djeca od 4 do 10 godina - 800 mg.

    Djeca od 10 do 13 godina - 1000 mg.

    Adolescenti od 13 do 16 godina - 1200 mg.

    Mladi od 16 godina i stariji - 1000 mg.

    Odrasli od 25 do 50 godina - od 800 do 1200 mg.

    Trudnice i dojilje - od 1500 do 2000 mg.

    Zaključak

    Kalcij je jedan od najzastupljenijih elemenata na Zemlji. U prirodi ga ima mnogo: planinski lanci i glinene stijene nastaju od kalcijevih soli, ima ga u morskoj i riječnoj vodi, a ulazi u sastav biljnih i životinjskih organizama.

    Kalcij stalno okružuje gradske stanovnike: gotovo svi glavni građevinski materijali - beton, staklo, cigla, cement, vapno - sadrže ovaj element u značajnim količinama.

    Naravno, s takvim kemijskim svojstvima kalcij ne može postojati u prirodi u slobodnom stanju. Ali spojevi kalcija - i prirodni i umjetni - stekli su iznimnu važnost.

    Bibliografija

    1. Urednički odbor: Knunyants I. L. (glavni urednik) Kemijska enciklopedija: 5 svezaka - Moskva: Sovjetska enciklopedija, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 str.

    2. Doronin. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 str. s ilustracijama.

    3. Dotsenko VA. - Terapijska i preventivna prehrana. - Pitanje. prehrana, 2001 - N1-p.21-25

    4. Bilezikian J. P. Kalcij i metabolizam kostiju // U: K. L. Becker, ur.

    www.e-ng.ru

    Svijet znanosti

    Kalcij je metalni element glavne podskupine II 4. skupine periodnog sustava kemijskih elemenata. Pripada obitelji zemnoalkalijskih metala. Vanjska energetska razina atoma kalcija sadrži 2 uparena s-elektrona

    Koje je u stanju energetski odati tijekom kemijskih interakcija. Dakle, kalcij je redukcijsko sredstvo i u svojim spojevima ima oksidacijski stupanj +2. U prirodi se kalcij nalazi samo u obliku soli. Maseni udio kalcija u zemljinoj kori je 3,6%. Glavni prirodni mineral kalcija je kalcit CaCO3 i njegove vrste - vapnenac, kreda, mramor. Postoje i živi organizmi (na primjer, koralji), čija se okosnica sastoji uglavnom od kalcijevog karbonata. Važni minerali kalcija su i dolomit CaCO3 MgCO3, fluorit CaF2, gips CaSO4 2h3O, apatit, feldspat itd. Kalcij ima važnu ulogu u životu živih organizama. Maseni udio kalcija u ljudskom tijelu je 1,4-2%. Sastav je zuba, kostiju, drugih tkiva i organa, sudjeluje u procesu zgrušavanja krvi, potiče rad srca. Da biste tijelu osigurali dovoljnu količinu kalcija, svakako treba konzumirati mlijeko i mliječne proizvode, zeleno povrće, a riba je tipična srebrnobijela tvar. Dosta je tvrd, plastičan, ima gustoću 1,54 g/cm3 i talište 842? C. Kemijski je kalcij vrlo aktivan. U normalnim uvjetima lako dolazi u interakciju s kisikom i vlagom u zraku, pa se čuva u hermetički zatvorenim spremnicima. Zagrijavanjem na zraku kalcij se zapali i stvara oksid: 2Ca + O2 = 2CaO Zagrijavanjem kalcij reagira s klorom i bromom, a čak i na hladnoći s fluorom. Produkti ovih reakcija su odgovarajući halogenidi, na primjer: Ca + Cl2 = CaCl2. Pri zagrijavanju kalcija sa sumporom nastaje kalcijev sulfid: Ca + S = CaS. Kalcij može reagirati i s drugim nemetalima dovodi do stvaranja slabo topljivog kalcijevog hidroksida i oslobađanja plinovitog vodika :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 Metalni kalcij se široko koristi. Koristi se kao rozeta u proizvodnji čelika i legura, te kao redukcijsko sredstvo za proizvodnju nekih vatrostalnih metala.

    Kalcij se dobiva elektrolizom rastaljenog kalcijevog klorida. Tako je kalcij prvi dobio 1808. godine Humphry Davy.

    worldofscience.ru

    Imate pitanja?

    Prijavite grešku pri upisu

    Tekst koji ćemo poslati našoj redakciji:

    Poslati