Σημείο τήξης του ασβεστίου. Ασβέστιο (χημικό στοιχείο)

Αρχική / Διαλέξεις 1ο έτος / Γενική και οργανική χημεία / Ερώτηση 23. Ασβέστιο / 2. Φυσικές και χημικές ιδιότητες

φυσικές ιδιότητες. Το ασβέστιο είναι ένα ασημί-λευκό ελατό μέταλλο που λιώνει σε θερμοκρασία 850 βαθμών. C και βράζει στους 1482 βαθμούς. Γ. Είναι σημαντικά πιο σκληρό από τα αλκαλικά μέταλλα.

Χημικές ιδιότητες. Το ασβέστιο είναι ένα ενεργό μέταλλο. Έτσι, υπό κανονικές συνθήκες, αλληλεπιδρά εύκολα με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και τα αλογόνα:

2 Ca + O2 = 2 CaO (οξείδιο του ασβεστίου);

Ca + Br2 = CaBr2 (βρωμιούχο ασβέστιο).

Το ασβέστιο αντιδρά με υδρογόνο, άζωτο, θείο, φώσφορο, άνθρακα και άλλα αμέταλλα όταν θερμαίνεται:

Ca + H2 = CaH2 (υδρίδιο ασβεστίου);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (νιτρίδιο ασβεστίου);

Ca + S = CaS (θειούχο ασβέστιο);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (φωσφίδιο ασβεστίου);

Ca + 2 C = CaC2 (καρβίδιο ασβεστίου).

Το ασβέστιο αντιδρά αργά με το κρύο νερό, αλλά πολύ έντονα με το ζεστό νερό:

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

Το ασβέστιο μπορεί να αφαιρέσει οξυγόνο ή αλογόνα από οξείδια και αλογονίδια λιγότερο ενεργών μετάλλων, δηλαδή έχει αναγωγικές ιδιότητες:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. Το να είσαι στη φύση
• 3. Απόδειξη
• 4. Εφαρμογή

www.medkurs.ru

Ασβέστιο | κατάλογος Pesticides.ru

Για πολλούς ανθρώπους, η γνώση για το ασβέστιο περιορίζεται μόνο στο γεγονός ότι αυτό το στοιχείο είναι απαραίτητο για υγιή οστά και δόντια. Πού αλλού περιέχεται, γιατί χρειάζεται και πόσο απαραίτητο είναι, δεν έχουν όλοι μια ιδέα. Ωστόσο, το ασβέστιο βρίσκεται σε πολλές γνωστές ενώσεις, τόσο φυσικές όσο και ανθρωπογενείς. Κιμωλία και ασβέστης, σταλακτίτες και σταλαγμίτες σπηλαίων, αρχαία απολιθώματα και τσιμέντο, γύψος και αλάβαστρο, γαλακτοκομικά προϊόντα και φάρμακα κατά της οστεοπόρωσης - όλα αυτά και πολλά άλλα έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο.

Αυτό το στοιχείο αποκτήθηκε για πρώτη φορά από τον G. Davy το 1808 και στην αρχή δεν χρησιμοποιήθηκε ιδιαίτερα ενεργά. Ωστόσο, αυτό το μέταλλο είναι πλέον το πέμπτο πιο παραγόμενο στον κόσμο και η ανάγκη για αυτό αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Ο κύριος τομέας χρήσης του ασβεστίου είναι η παραγωγή οικοδομικών υλικών και μειγμάτων. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να χτιστούν όχι μόνο σπίτια, αλλά και ζωντανά κύτταρα. Στο ανθρώπινο σώμα, το ασβέστιο είναι μέρος του σκελετού, καθιστά δυνατές τις συσπάσεις των μυών, εξασφαλίζει την πήξη του αίματος, ρυθμίζει τη δραστηριότητα ορισμένων πεπτικών ενζύμων και εκτελεί άλλες αρκετά πολλές λειτουργίες. Δεν είναι λιγότερο σημαντικό για άλλα ζωντανά αντικείμενα: ζώα, φυτά, μύκητες και ακόμη και βακτήρια. Ταυτόχρονα, η ανάγκη για ασβέστιο είναι αρκετά υψηλή, γεγονός που καθιστά δυνατή την κατάταξη του ως μακροθρεπτικό συστατικό.

Το ασβέστιο, Ca είναι ένα χημικό στοιχείο της κύριας υποομάδας της ομάδας II του περιοδικού συστήματος Mendeleev. Ατομικός αριθμός – 20. Ατομική μάζα – 40,08.

Το ασβέστιο είναι μέταλλο αλκαλικής γαίας. Όταν είναι ελεύθερο, εύπλαστο, αρκετά σκληρό, λευκό. Κατά πυκνότητα ανήκει σε ελαφρά μέταλλα.

• Πυκνότητα – 1,54 g/cm3,
• Σημείο τήξεως – +842 °C,
• Σημείο βρασμού – +1495 °C.

Το ασβέστιο έχει έντονες μεταλλικές ιδιότητες. Σε όλες τις ενώσεις η κατάσταση οξείδωσης είναι +2.

Στον αέρα καλύπτεται με ένα στρώμα οξειδίου και όταν θερμαίνεται καίγεται με μια κοκκινωπή, λαμπερή φλόγα. Αντιδρά αργά με το κρύο νερό, αλλά γρήγορα εκτοπίζει το υδρογόνο από το ζεστό νερό και σχηματίζει υδροξείδιο. Όταν αλληλεπιδρά με το υδρογόνο, σχηματίζει υδρίδια. Σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά με το άζωτο, σχηματίζοντας νιτρίδια. Συνδυάζεται επίσης εύκολα με αλογόνα και θείο και μειώνει τα οξείδια μετάλλων όταν θερμαίνεται.

Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη φύση. Στον φλοιό της γης η περιεκτικότητά του είναι 3% της μάζας. Εμφανίζεται με τη μορφή αποθέσεων κιμωλίας, ασβεστόλιθου και μαρμάρου (ένας φυσικός τύπος ανθρακικού ασβεστίου CaCO3). Υπάρχουν μεγάλες ποσότητες εναποθέσεων γύψου (CaSO4 x 2h3O), φωσφορίτη (Ca3(PO4)2 και διάφορα πυριτικά που περιέχουν ασβέστιο.

Νερό

. Τα άλατα ασβεστίου υπάρχουν σχεδόν πάντα στο φυσικό νερό. Από αυτά, μόνο ο γύψος είναι ελαφρώς διαλυτός σε αυτό. Όταν το νερό περιέχει διοξείδιο του άνθρακα, το ανθρακικό ασβέστιο διοχετεύεται σε διάλυμα με τη μορφή διττανθρακικού Ca(HCO3)2.

σκληρό νερό

. Το φυσικό νερό με μεγάλη ποσότητα αλάτων ασβεστίου ή μαγνησίου ονομάζεται σκληρό νερό.

υδωρ φτωχο σε αμινοξεα

. Όταν η περιεκτικότητα σε αυτά τα άλατα είναι χαμηλή ή απουσιάζει, το νερό ονομάζεται μαλακό.

Εδάφη

. Κατά κανόνα, τα εδάφη εφοδιάζονται επαρκώς με ασβέστιο. Και, δεδομένου ότι το ασβέστιο περιέχεται σε μεγαλύτερη μάζα στο βλαστικό μέρος των φυτών, η απομάκρυνσή του με τη συγκομιδή είναι ασήμαντη.

Απώλεια ασβεστίου από το έδαφος συμβαίνει ως αποτέλεσμα της έκπλυσης του από την κατακρήμνιση. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από την κοκκομετρική σύνθεση του εδάφους, την ποσότητα της βροχόπτωσης, τον τύπο των φυτών, τις μορφές και τις δόσεις ασβέστη και ορυκτών λιπασμάτων. Ανάλογα με αυτούς τους παράγοντες, οι απώλειες ασβεστίου από το αρόσιμο στρώμα κυμαίνονται από αρκετές δεκάδες έως 200 – 400 kg/ha ή περισσότερο.

Περιεκτικότητα σε ασβέστιο σε διαφορετικούς τύπους εδαφών

Τα ποδοζολικά εδάφη περιέχουν 0,73% (της ξηράς ουσίας του εδάφους) ασβέστιο.

Γκρίζο δάσος – 0,90% ασβέστιο.

Chernozems – 1,44% ασβέστιο.

Serozems – 6,04% ασβέστιο.

Στο φυτό, το ασβέστιο βρίσκεται με τη μορφή φωσφορικών, θειικών, ανθρακικών αλάτων και με τη μορφή αλάτων πηκτικού και οξαλικού οξέος. Σχεδόν έως και 65% του ασβεστίου στα φυτά μπορεί να εξαχθεί με νερό. Το υπόλοιπο επεξεργάζεται με ασθενή οξικό και υδροχλωρικό οξύ. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου βρίσκεται στα γηρασμένα κύτταρα.

Συμπτώματα ανεπάρκειας ασβεστίου σύμφωνα με:
Πολιτισμός	Συμπτώματα ανεπάρκειας
Γενικά συμπτώματα	Λεύκανση του κορυφαίου οφθαλμού. Λεύκανση νεαρών φύλλων. Οι άκρες των φύλλων είναι κυρτές προς τα κάτω. Οι άκρες των φύλλων καμπυλώνουν προς τα πάνω.
Πατάτα	Τα πάνω φύλλα ανθίζουν άσχημα. Το σημείο ανάπτυξης του στελέχους πεθαίνει. Υπάρχει μια ελαφριά λωρίδα στις άκρες των φύλλων, η οποία αργότερα σκουραίνει. Οι άκρες των φύλλων είναι κυρτωμένες προς τα πάνω.
Λάχανο λευκό και κουνουπίδι	Τα φύλλα των νεαρών φυτών έχουν χλωρωτικές κηλίδες (μαρμάρισμα) ή λευκές ρίγες κατά μήκος των άκρων. Στα παλιά φυτά, τα φύλλα κατσαρώνουν και εμφανίζονται εγκαύματα πάνω τους. Το σημείο ανάπτυξης πεθαίνει
	Οι τερματικοί λοβοί των φύλλων πεθαίνουν Πέφτουν λουλούδια? Εμφανίζεται μια σκοτεινή κηλίδα στον καρπό στο κορυφαίο τμήμα, η οποία αυξάνεται καθώς μεγαλώνει ο καρπός (σήψη από τα άκρα των ανθών της τομάτας)
	Οι κορυφαίοι οφθαλμοί πεθαίνουν. Οι άκρες των νεαρών φύλλων κουλουριάζονται, έχουν μια κουρελιασμένη εμφάνιση και στη συνέχεια πεθαίνουν. Τα ανώτερα μέρη των βλαστών πεθαίνουν. Βλάβη στις άκρες της ρίζας. Υπάρχουν καφέ κηλίδες στον πολτό των φρούτων (πικρό κουκούτσι). Η γεύση του φρούτου αλλοιώνεται. Η εμπορευσιμότητα των φρούτων μειώνεται

Λειτουργίες του ασβεστίου

Η επίδραση αυτού του στοιχείου στα φυτά είναι πολύπλευρη και, κατά κανόνα, θετική. Ασβέστιο:

• Ενισχύει το μεταβολισμό;
• Παίζει σημαντικό ρόλο στην κίνηση των υδατανθράκων.
• Επηρεάζει τη μεταμόρφωση αζωτούχων ουσιών.
• Επιταχύνει την κατανάλωση εφεδρικών πρωτεϊνών των σπόρων κατά τη διάρκεια της βλάστησης.
• Παίζει ρόλο στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.
• ένας ισχυρός ανταγωνιστής άλλων κατιόντων, εμποδίζοντας την υπερβολική είσοδο τους στους φυτικούς ιστούς.
• Επηρεάζει τις φυσικοχημικές ιδιότητες του πρωτοπλάσματος (ιξώδες, διαπερατότητα κ.λπ.) και συνεπώς την κανονική πορεία των βιοχημικών διεργασιών στο φυτό.
• Οι ενώσεις ασβεστίου με ουσίες πηκτίνης κολλούν τα τοιχώματα των μεμονωμένων κυττάρων μεταξύ τους.
• Επηρεάζει τη δραστηριότητα των ενζύμων.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η επίδραση των ενώσεων ασβεστίου (άσβεστος) στη δραστηριότητα των ενζύμων εκφράζεται όχι μόνο με άμεση δράση, αλλά και λόγω της βελτίωσης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του εδάφους και του διατροφικού του καθεστώτος. Επιπλέον, η ασβεστοποίηση του εδάφους επηρεάζει σημαντικά τις διαδικασίες βιοσύνθεσης βιταμινών.

Έλλειψη (ανεπάρκεια) ασβεστίου στα φυτά

Η έλλειψη ασβεστίου επηρεάζει κυρίως την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος. Ο σχηματισμός ριζικών τριχών στις ρίζες σταματά. Τα εξωτερικά ριζικά κύτταρα καταστρέφονται.

Αυτό το σύμπτωμα εκδηλώνεται τόσο με έλλειψη ασβεστίου όσο και με ανισορροπία στο θρεπτικό διάλυμα, δηλαδή την επικράτηση μονοσθενών κατιόντων νατρίου, καλίου και υδρογόνου σε αυτό.

Επιπλέον, η παρουσία νιτρικού αζώτου στο εδαφικό διάλυμα αυξάνει την παροχή ασβεστίου στους φυτικούς ιστούς και μειώνει την παροχή αμμωνίας.

Τα σημάδια της πείνας από ασβέστιο αναμένονται όταν η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι μικρότερη από το 20% της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων του εδάφους.

Συμπτώματα. Οπτικά, η ανεπάρκεια ασβεστίου προσδιορίζεται από τα ακόλουθα σημάδια:

• Οι ρίζες των φυτών έχουν κατεστραμμένες άκρες με καφέ χρώμα.
• Το σημείο ανάπτυξης παραμορφώνεται και πεθαίνει.
• Τα λουλούδια, οι ωοθήκες και οι μπουμπούκια πέφτουν.
• Οι καρποί είναι κατεστραμμένοι από νέκρωση.
• Σημειώνεται ότι τα φύλλα είναι χλωρωτικά.
• Ο κορυφαίος οφθαλμός πεθαίνει και η ανάπτυξη του στελέχους σταματά.

Το λάχανο, η μηδική και το τριφύλλι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην παρουσία ασβεστίου. Έχει διαπιστωθεί ότι αυτά τα ίδια φυτά χαρακτηρίζονται επίσης από αυξημένη ευαισθησία στην οξύτητα του εδάφους.

Η δηλητηρίαση από ορυκτό ασβέστιο έχει ως αποτέλεσμα τη μεσοφλεβική χλώρωση με λευκωπές νεκρωτικές κηλίδες. Μπορεί να είναι χρωματιστά ή να έχουν ομόκεντρους δακτυλίους γεμάτους με νερό. Μερικά φυτά ανταποκρίνονται στην περίσσεια ασβεστίου αναπτύσσοντας ροζέτες φύλλων, πεθαίνοντας βλαστούς και ρίχνοντας φύλλα. Τα συμπτώματα είναι παρόμοια στην εμφάνιση με την έλλειψη σιδήρου και μαγνησίου.

Η πηγή αναπλήρωσης του ασβεστίου στο έδαφος είναι τα λιπάσματα ασβέστη. Χωρίζονται σε τρεις ομάδες:

• Σκληρά ασβεστολιθικά πετρώματα.
• Μαλακά ασβεστολιθικά πετρώματα.
• Βιομηχανικά απόβλητα με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστη.

Με βάση την περιεκτικότητα σε CaO και MgO, τα σκληρά ασβεστολιθικά πετρώματα χωρίζονται σε:

• ασβεστόλιθοι (55–56% CaO και έως 0,9% MgO).
• δολομιτικοί ασβεστόλιθοι (42–55% CaO και έως 9% MgO).
• δολομίτες (32–30% CaO και 18–20% MgO).

Ασβεστόλιθοι

– βασικά λιπάσματα ασβέστη. Περιέχει 75–100% οξείδια Ca και Mg που υπολογίζονται ως CaCO3.

Δολομιτιωμένος ασβεστόλιθος

. Περιέχει 79–100% δραστική ουσία (a.i.) υπολογισμένη ως CaCO3. Συνιστάται σε αμειψισπορές με πατάτες, όσπρια, λινάρι, ριζικές καλλιέργειες, καθώς και σε εδάφη με μεγάλη ποντζολίωση.

Λιπαντικό χώμα

. Περιέχει έως και 25–15% CaCO3 και ακαθαρσίες σε μορφή πηλού και άμμου έως και 20–40%. Δρα αργά. Συνιστάται για χρήση σε ελαφρά εδάφη.

Κιμωλία

. Περιέχει 90–100% CaCO3. Η δράση είναι ταχύτερη από αυτή του ασβεστόλιθου. Είναι πολύτιμο λίπασμα ασβέστη σε λεπτοαλεσμένη μορφή.

Καμένο ασβέστη

(CaO). Η περιεκτικότητα σε CaCO3 είναι πάνω από 70%. Χαρακτηρίζεται ως ένα ισχυρό και ταχείας δράσης ασβεστικό υλικό.

σβησμένος ασβέστης

(Ca(OH)2). Περιεκτικότητα σε CaCO3 - 35% ή περισσότερο. Είναι επίσης ένα ισχυρό και ταχείας δράσης λίπασμα ασβέστη.

Αλεύρι δολομίτη

. Η περιεκτικότητα σε CaCO3 και MgCO3 είναι περίπου 100%. Η δράση του είναι πιο αργή από αυτή των ασβεστολιθικών τοφφών. Συνήθως χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μαγνήσιο.

Ασβεστώδεις τούφες

. Περιεκτικότητα σε CaCO3 – 15–96%, ακαθαρσίες – έως 25% άργιλος και άμμος, 0,1% P2O5. Η δράση είναι ταχύτερη από αυτή του ασβεστόλιθου.

βρωμιά αφόδευσης (αφόδευση)

. Αποτελείται από CaCO3 και Ca(OH)2. Η περιεκτικότητα σε ασβέστη σε CaO είναι έως και 40%. Υπάρχει επίσης άζωτο - 0,5% και P2O5 - 1-2%. Αυτά είναι απόβλητα από εργοστάσια ζάχαρης τεύτλων. Συνιστάται για χρήση όχι μόνο για τη μείωση της οξύτητας του εδάφους, αλλά και σε περιοχές καλλιέργειας τεύτλων σε εδάφη chernozem.

Κυκλώνες σχιστολιθικής τέφρας

. Ξηρό σκονισμένο υλικό. Η περιεκτικότητα της δραστικής ουσίας είναι 60–70%. Αναφέρεται σε βιομηχανικά απόβλητα.

Σκόνη από φούρνους και εργοστάσια τσιμέντου

. Η περιεκτικότητα σε CaCO3 πρέπει να υπερβαίνει το 60%. Στην πράξη, χρησιμοποιείται σε φάρμες που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από εργοστάσια τσιμέντου.

Μεταλλουργικές σκωρίες

. Χρησιμοποιείται στις περιοχές των Ουραλίων και της Σιβηρίας. Μη υγροσκοπικό, ψεκάζεται εύκολα. Πρέπει να περιέχει τουλάχιστον 80% CaCO3 και να έχει περιεκτικότητα σε υγρασία όχι μεγαλύτερη από 2%. Η κοκκομετρική σύνθεση είναι σημαντική: 70% - λιγότερο από 0,25 mm, 90% - λιγότερο από 0,5 mm.

Οργανικά λιπάσματα. Η περιεκτικότητα σε Ca σε CaCO3 είναι 0,32–0,40%.

Φωσφορικό αλεύρι. Περιεκτικότητα σε ασβέστιο – 22% CaCO3.

Τα λιπάσματα ασβέστη χρησιμοποιούνται όχι μόνο για την παροχή ασβεστίου στο έδαφος και στα φυτά. Ο κύριος σκοπός της χρήσης τους είναι η ασβέστωση του εδάφους. Αυτή είναι μια μέθοδος χημικής αποκατάστασης. Αποσκοπεί στην εξουδετέρωση της υπερβολικής οξύτητας του εδάφους, στη βελτίωση των αγροφυσικών, αγροχημικών και βιολογικών ιδιοτήτων του, στον εφοδιασμό των φυτών με μαγνήσιο και ασβέστιο, στην κινητοποίηση και ακινητοποίηση μακροστοιχείων και μικροστοιχείων, στη δημιουργία βέλτιστων υδατοφυσικών, φυσικών, ατμοσφαιρικών συνθηκών για τη ζωή των καλλιεργούμενων φυτών.

Αποτελεσματικότητα ασβεστοποίησης εδάφους

Ταυτόχρονα με την ικανοποίηση των αναγκών των φυτών σε ασβέστιο ως στοιχείο ορυκτής διατροφής, η ασβέστη οδηγεί σε πολλαπλές θετικές αλλαγές στα εδάφη.

Η επίδραση της ασβεστοποίησης στις ιδιότητες ορισμένων εδαφών

Το ασβέστιο προάγει την πήξη των κολλοειδών του εδάφους και εμποδίζει την έκπλυση τους. Αυτό οδηγεί σε ευκολότερη άροση και βελτιωμένο αερισμό.

Ως αποτέλεσμα ασβεστοποίησης:

• Τα αμμώδη χούμο εδάφη αυξάνουν την ικανότητα απορρόφησης νερού.
• Σε βαριά αργιλώδη εδάφη σχηματίζονται εδαφικά συσσωματώματα και συσσωματώματα, τα οποία βελτιώνουν τη διαπερατότητα του νερού.

Συγκεκριμένα, τα οργανικά οξέα εξουδετερώνονται και τα ιόντα Η εκτοπίζονται από το απορροφητικό σύμπλοκο. Αυτό οδηγεί στην εξάλειψη της μεταβολικής οξύτητας και στη μείωση της υδρολυτικής οξύτητας του εδάφους. Παράλληλα, παρατηρείται βελτίωση της κατιονικής σύστασης του εδαφοαπορροφητικού συμπλέγματος, η οποία συμβαίνει λόγω της αντικατάστασης των ιόντων υδρογόνου και αλουμινίου με κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Αυτό αυξάνει τον βαθμό κορεσμού του εδάφους με βάσεις και αυξάνει την ικανότητα απορρόφησης.

Η επίδραση της ασβεστοποίησης στην παροχή αζώτου στα φυτά

Μετά την ασβέστη, οι θετικές αγροχημικές ιδιότητες του εδάφους και η δομή του μπορούν να διατηρηθούν για αρκετά χρόνια. Αυτό βοηθά στη δημιουργία ευνοϊκών συνθηκών για την ενίσχυση των ευεργετικών μικροβιολογικών διεργασιών για την κινητοποίηση των θρεπτικών συστατικών. Η δραστηριότητα των αμμωνιοποιητών, των νιτροποιητών και των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο που ζουν ελεύθερα στο έδαφος αυξάνεται.

Η ασβέστωση βοηθά στην αύξηση του πολλαπλασιασμού των βακτηρίων των όζων και στη βελτίωση της παροχής αζώτου στο φυτό ξενιστή. Έχει διαπιστωθεί ότι τα βακτηριακά λιπάσματα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους σε όξινα εδάφη.

Η επίδραση της ασβεστοποίησης στην παροχή στοιχείων τέφρας στα φυτά

Η ασβέστη βοηθά στον εφοδιασμό του φυτού με στοιχεία τέφρας, καθώς αυξάνει τη δραστηριότητα των βακτηρίων που αποσυνθέτουν οργανικές ενώσεις φωσφόρου στο έδαφος και προάγουν τη μετάβαση του σιδήρου και των φωσφορικών αλουμινίου σε άλατα φωσφορικού ασβεστίου που είναι διαθέσιμα στα φυτά. Η ασβεστοποίηση όξινων εδαφών ενισχύει τις μικροβιολογικές και βιοχημικές διεργασίες, οι οποίες, με τη σειρά τους, αυξάνουν την ποσότητα των νιτρικών αλάτων, καθώς και τις εύπεπτες μορφές φωσφόρου και καλίου.

Επίδραση της ασβεστοποίησης στις μορφές και τη διαθεσιμότητα μακροστοιχείων και μικροστοιχείων

Η ασβέστη αυξάνει την ποσότητα του ασβεστίου, και όταν χρησιμοποιείτε αλεύρι δολομίτη - μαγνήσιο. Ταυτόχρονα, τοξικές μορφές μαγγανίου και αλουμινίου γίνονται αδιάλυτες και περνούν στην κατακρημνισμένη μορφή. Η διαθεσιμότητα στοιχείων όπως σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, μαγγάνιο μειώνεται. Το άζωτο, το θείο, το κάλιο, το ασβέστιο, το μαγνήσιο, ο φώσφορος και το μολυβδαίνιο γίνονται πιο διαθέσιμα.

Η επίδραση της ασβέστης στη δράση των φυσιολογικά όξινων λιπασμάτων

Η ασβέστη αυξάνει την αποτελεσματικότητα των φυσιολογικά όξινων ορυκτών λιπασμάτων, ιδιαίτερα της αμμωνίας και της ποτάσας.

Η θετική επίδραση των φυσιολογικά όξινων λιπασμάτων χωρίς την προσθήκη ασβέστη εξασθενεί και με την πάροδο του χρόνου μπορεί να γίνει αρνητική. Έτσι, στις γονιμοποιημένες περιοχές, οι αποδόσεις είναι ακόμη μικρότερες από τις μη γονιμοποιημένες περιοχές. Ο συνδυασμός ασβεστοποίησης με τη χρήση λιπασμάτων αυξάνει την αποτελεσματικότητά τους κατά 25–50%.

Κατά την ασβέστη ενεργοποιούνται ενζυματικές διεργασίες στο έδαφος, με τις οποίες κρίνεται έμμεσα η γονιμότητά του.

Συντάχθηκε από: Grigorovskaya P.I.

Η σελίδα προστέθηκε: 05.12.13 00:40

Τελευταία ενημέρωση: 22/05/14 16:25

Λογοτεχνικές πηγές:

Γκλίνκα Ν.Λ. Γενική χημεία. Εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. Εκδότης: Λένινγκραντ: Χημεία, 1985, σελ. 731

Mineev V.G. Agrochemistry: Textbook – 2η έκδοση, αναθεωρημένη και επέκταση – M.: Moscow State University Publishing House, KolosS Publishing House, 2004. – 720 p., l. άρρωστος.: άρρωστος. – (Κλασικό πανεπιστημιακό εγχειρίδιο).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Μεταλλική διατροφή των φυτών. Ένας οδηγός αναφοράς για μαθητές και κηπουρούς. Ekaterinburg, 1998. 79 σελ.

Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 17. Χημεία. / Κεφάλι. εκδ. V.A. Volodin. – Μ.: Avanta +, 2000. – 640 σ., εικ.

Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Αγροχημεία / Επιμέλεια Β.Α. Yagodina.– M.: Kolos, 2002. – 584 σελ.: ill (Εγχειρίδια και διδακτικά βοηθήματα για φοιτητές ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων).

Εικόνες (επανακατασκευασμένες):

20 Ca Calcium, με άδεια CC BY

Ανεπάρκεια ασβεστίου στο σιτάρι, από την CIMMYT, με άδεια CC BY-NC-SA

www.pesticidy.ru

Το ασβέστιο και ο ρόλος του για την ανθρωπότητα - Χημεία

Το ασβέστιο και ο ρόλος του για την ανθρωπότητα

Εισαγωγή

Όντας στη φύση

Παραλαβή

Φυσικές ιδιότητες

Χημικές ιδιότητες

Εφαρμογή ενώσεων ασβεστίου

Βιολογικός ρόλος

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της τέταρτης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 20. Ονομάζεται με το σύμβολο Ca (lat. Calcium). Η απλή ουσία ασβέστιο (αριθμός CAS: 7440-70-2) είναι ένα μαλακό, αντιδραστικό μέταλλο αλκαλικής γαίας με ασημί-λευκό χρώμα.

Παρά την πανταχού παρουσία του στοιχείου Νο. 20, ακόμη και οι χημικοί δεν έχουν δει όλοι στοιχειακό ασβέστιο. Αλλά αυτό το μέταλλο, τόσο στην εμφάνιση όσο και στη συμπεριφορά, είναι εντελώς διαφορετικό από τα αλκαλικά μέταλλα, η επαφή με τα οποία είναι γεμάτη με κίνδυνο πυρκαγιών και εγκαυμάτων. Μπορεί να αποθηκευτεί με ασφάλεια στον αέρα, δεν αναφλέγεται από το νερό. Οι μηχανικές ιδιότητες του στοιχειακού ασβεστίου δεν το καθιστούν «μαύρο πρόβατο» στην οικογένεια των μετάλλων: το ασβέστιο ξεπερνά πολλά από αυτά σε αντοχή και σκληρότητα. μπορεί να γυρίσει σε τόρνο, να τραβήξει σε σύρμα, να σφυρηλατηθεί, να πιεστεί.

Και όμως, το στοιχειακό ασβέστιο δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ ως δομικό υλικό. Είναι πολύ δραστήριος για αυτό. Το ασβέστιο αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το θείο και τα αλογόνα. Ακόμη και με άζωτο και υδρογόνο, υπό προϋποθέσεις, αντιδρά. Το περιβάλλον των οξειδίων του άνθρακα, αδρανές για τα περισσότερα μέταλλα, είναι επιθετικό για το ασβέστιο. Καίγεται σε ατμόσφαιρα CO και CO2.

Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το όνομα του στοιχείου προέρχεται από το λατ. calx (στη γενετική περίπτωση calcis) -- «άσβεστος», «μαλακή πέτρα». Προτάθηκε από τον Άγγλο χημικό Humphry Davy, ο οποίος απομόνωσε το μέταλλο ασβεστίου με την ηλεκτρολυτική μέθοδο το 1808. Ο Davy ηλεκτρολύει ένα μείγμα υγρού σβησμένου ασβέστη και οξειδίου του υδραργύρου HgO σε μια πλάκα πλατίνας, η οποία χρησίμευε ως άνοδος. Η κάθοδος ήταν ένα σύρμα πλατίνας βυθισμένο σε υγρό υδράργυρο. Ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης, ελήφθη αμάλγαμα ασβεστίου. Έχοντας απόσταξη υδράργυρο από αυτό, ο Davy έλαβε ένα μέταλλο που ονομάζεται ασβέστιο.

Οι ενώσεις ασβεστίου - ασβεστόλιθος, μάρμαρο, γύψος (καθώς και ο ασβέστης - προϊόν πύρωσης του ασβεστόλιθου) έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή εδώ και αρκετές χιλιάδες χρόνια. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα, οι χημικοί θεωρούσαν τον ασβέστη απλό στερεό. Το 1789, ο A. Lavoisier πρότεινε ότι ο ασβέστης, η μαγνησία, ο βαρίτης, η αλουμίνα και το πυρίτιο είναι σύνθετες ουσίες.

Όντας στη φύση

Λόγω της υψηλής χημικής του δράσης, το ασβέστιο δεν υπάρχει σε ελεύθερη μορφή στη φύση.

Το ασβέστιο αντιπροσωπεύει το 3,38% της μάζας του φλοιού της γης (5ο σε αφθονία μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και τον σίδηρο).

Ισότοπα. Το ασβέστιο εμφανίζεται στη φύση ως μείγμα έξι ισοτόπων: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca και 48Ca, μεταξύ των οποίων το πιο κοινό - 40Ca - είναι 96,97%.

Από τα έξι φυσικά ισότοπα του ασβεστίου, τα πέντε είναι σταθερά. Το έκτο ισότοπο, το 48Ca, το βαρύτερο από τα έξι και πολύ σπάνιο (η ισοτοπική του αφθονία είναι μόνο 0,187%), ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι υφίσταται διπλή βήτα διάσπαση με χρόνο ημιζωής 5,3 x 1019 χρόνια.

Σε πετρώματα και ορυκτά. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου περιέχεται σε πυριτικά και αργιλοπυριτικά άλατα διαφόρων πετρωμάτων (γρανίτες, γνεύσιοι κ.λπ.), ιδιαίτερα στον άστριο - ανορθίτη Ca.

Με τη μορφή ιζηματογενών πετρωμάτων, οι ενώσεις ασβεστίου αντιπροσωπεύονται από κιμωλία και ασβεστόλιθους, που αποτελούνται κυρίως από το ορυκτό ασβεστίτη (CaCO3). Η κρυσταλλική μορφή του ασβεστίτη - μάρμαρο - είναι πολύ λιγότερο κοινή στη φύση.

Ορυκτά ασβεστίου όπως ο ασβεστίτης CaCO3, ο ανυδρίτης CaSO4, ο αλάβαστρος CaSO4 0,5h3O και ο γύψος CaSO4 2h3O, ο φθορίτης CaF2, ο απατίτης Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), ο δολομίτης MgCO3 CaCO3 είναι αρκετά διαδεδομένα. Η παρουσία αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου στο φυσικό νερό καθορίζει τη σκληρότητά του.

Το ασβέστιο, μεταναστευόμενο δυναμικά στον φλοιό της γης και συσσωρευόμενο σε διάφορα γεωχημικά συστήματα, σχηματίζει 385 ορυκτά (το τέταρτο μεγαλύτερο αριθμό ορυκτών).

Μετανάστευση στον φλοιό της γης. Στη φυσική μετανάστευση του ασβεστίου, σημαντικό ρόλο παίζει η «ανθρακική ισορροπία», που σχετίζεται με την αναστρέψιμη αντίδραση της αλληλεπίδρασης του ανθρακικού ασβεστίου με το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα με το σχηματισμό διαλυτών διττανθρακικών:

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

(η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά ανάλογα με τη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα).

Βιογενής μετανάστευση. Στη βιόσφαιρα, ενώσεις ασβεστίου βρίσκονται σχεδόν σε όλους τους ζωικούς και φυτικούς ιστούς (βλ. επίσης παρακάτω). Σημαντική ποσότητα ασβεστίου βρίσκεται σε ζωντανούς οργανισμούς. Έτσι, ο υδροξυαπατίτης Ca5(PO4)3OH, ή, σε άλλη καταχώρηση, 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2, είναι η βάση του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα κελύφη και το κέλυφος πολλών ασπόνδυλων, κελύφη αυγών, κ.λπ. είναι κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο CaCO3. Στους ζωντανούς ιστούς των ανθρώπων και των ζώων υπάρχει 1,4-2% Ca (κατά κλάσμα μάζας). σε ένα ανθρώπινο σώμα βάρους 70 kg, η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι περίπου 1,7 kg (κυρίως στη μεσοκυττάρια ουσία του οστικού ιστού).

Παραλαβή

Το ελεύθερο μεταλλικό ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τήγματος που αποτελείται από CaCl2 (75-80%) και KCl ή από CaCl2 και CaF2, καθώς και με αλουμινόθερμη αναγωγή του CaO στους 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Φυσικές ιδιότητες

Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Έως 443 °C, το α-Ca με ένα κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (παράμετρος a = 0,558 nm) είναι σταθερό· υψηλότερο σταθερό είναι το α-Ca με ένα κυβικό πλέγμα στο κέντρο του σώματος τύπου β-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm). Τυπική ενθαλπία;Η0 μετάβαση; > ? είναι 0,93 kJ/mol.

Χημικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα τυπικό μέταλλο αλκαλικής γαίας. Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως στο εργαστήριο το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. κηροζίνης ή υγρής παραφίνης.

Στη σειρά των τυπικών δυναμικών, το ασβέστιο βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου του ζεύγους Ca2+/Ca0 είναι ~ 2,84 V, έτσι ώστε το ασβέστιο να αντιδρά ενεργά με το νερό, αλλά χωρίς ανάφλεξη:

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

Το ασβέστιο αντιδρά με ενεργά αμέταλλα (οξυγόνο, χλώριο, βρώμιο) υπό κανονικές συνθήκες:

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

Όταν θερμαίνεται στον αέρα ή το οξυγόνο, το ασβέστιο αναφλέγεται. Το ασβέστιο αντιδρά με λιγότερο ενεργά αμέταλλα (υδρογόνο, βόριο, άνθρακας, πυρίτιο, άζωτο, φώσφορος και άλλα) όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

φωσφίδιο ασβεστίου), φωσφίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaP και CaP5 είναι επίσης γνωστά.

2Ca + Si = Ca2Si

(πυριτικό ασβέστιο), είναι επίσης γνωστά πυριτικά ασβεστίου των συνθέσεων CaSi, Ca3Si4 και CaSi2.

Η εμφάνιση των παραπάνω αντιδράσεων, κατά κανόνα, συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας (δηλαδή αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες). Σε όλες τις ενώσεις με αμέταλλα, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2. Οι περισσότερες από τις ενώσεις ασβεστίου με αμέταλλα αποσυντίθενται εύκολα από το νερό, για παράδειγμα:

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

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

Το ιόν Ca2+ είναι άχρωμο. Όταν προστίθενται διαλυτά άλατα ασβεστίου στη φλόγα, η φλόγα γίνεται κόκκινη.

Τα άλατα ασβεστίου όπως το χλωριούχο CaCl2, το βρωμιούχο CaBr2, το ιωδιούχο CaI2 και το νιτρικό Ca(NO3)2 είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Αδιάλυτα στο νερό είναι το φθόριο CaF2, το ανθρακικό CaCO3, το θειικό CaSO4, το ορθοφωσφορικό Ca3(PO4)2, το οξαλικό CaC2O4 και μερικά άλλα.

Είναι σημαντικό ότι, σε αντίθεση με το ανθρακικό ασβέστιο CaCO3, το όξινο ανθρακικό ασβέστιο (διττανθρακικό) Ca(HCO3)2 είναι διαλυτό στο νερό. Στη φύση, αυτό οδηγεί στις ακόλουθες διαδικασίες. Όταν η κρύα βροχή ή το νερό του ποταμού, κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, διεισδύει υπόγεια και πέφτει σε ασβεστόλιθο, παρατηρείται διάλυσή τους:

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

Στα ίδια σημεία όπου το νερό κορεσμένο με όξινο ανθρακικό ασβέστιο έρχεται στην επιφάνεια της γης και θερμαίνεται από τις ακτίνες του ήλιου, εμφανίζεται μια αντίστροφη αντίδραση:

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

Στη φύση λοιπόν υπάρχει μεταφορά μεγάλων μαζών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, τεράστια κενά μπορούν να σχηματιστούν υπόγεια και όμορφα πέτρινα «παγάκια» - σταλακτίτες και σταλαγμίτες - σχηματίζονται σε σπηλιές.

Η παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού ασβεστίου στο νερό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την προσωρινή σκληρότητα του νερού. Ονομάζεται προσωρινό γιατί όταν το νερό βράζει, τα διττανθρακικά αποσυντίθενται και το CaCO3 κατακρημνίζεται. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι σχηματίζονται άλατα στον βραστήρα με την πάροδο του χρόνου.

Εφαρμογές μεταλλικού ασβεστίου

Η κύρια χρήση του μετάλλου ασβεστίου είναι ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή μετάλλων, ιδιαίτερα του νικελίου, του χαλκού και του ανοξείδωτου χάλυβα. Το ασβέστιο και το υδρίδιο του χρησιμοποιούνται επίσης για την παραγωγή δύσκολα αναγωγικών μετάλλων όπως το χρώμιο, το θόριο και το ουράνιο. Τα κράματα ασβεστίου-μόλυβδου χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και κράματα ρουλεμάν. Οι κόκκοι ασβεστίου χρησιμοποιούνται επίσης για την αφαίρεση ιχνών αέρα από συσκευές κενού.

Μεταλλοθερμία

Το καθαρό μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλοθερμία για την παραγωγή σπάνιων μετάλλων.

Κραματοποίηση κραμάτων

Το καθαρό ασβέστιο χρησιμοποιείται για το κράμα μολύβδου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλακών μπαταριών και μπαταριών μολύβδου-οξέος που δεν χρειάζονται συντήρηση με χαμηλή αυτοεκφόρτιση. Επίσης, το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή babbits ασβεστίου υψηλής ποιότητας BKA.

Πυρηνική σύντηξη

Το ισότοπο 48Ca είναι το πιο αποτελεσματικό και πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων και την ανακάλυψη νέων στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση χρήσης ιόντων 48Ca για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων σε επιταχυντές, οι πυρήνες αυτών των στοιχείων σχηματίζονται εκατοντάδες και χιλιάδες φορές πιο αποτελεσματικά από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται άλλα «βλήματα» (ιόντα).

Εφαρμογή ενώσεων ασβεστίου

Υδρίδιο ασβεστίου. Με τη θέρμανση του ασβεστίου σε ατμόσφαιρα υδρογόνου, λαμβάνεται Cah3 (υδρίδιο του ασβεστίου), το οποίο χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία (μεταλλοθερμία) και στην παραγωγή υδρογόνου στο χωράφι.

Οπτικά υλικά και υλικά λέιζερ Το φθοριούχο ασβέστιο (φθορίτης) χρησιμοποιείται με τη μορφή μονοκρυστάλλων στην οπτική (αστρονομικοί στόχοι, φακοί, πρίσματα) και ως υλικό λέιζερ. Το βολφραμικό ασβέστιο (scheelite) με τη μορφή μονοκρυστάλλων χρησιμοποιείται στην τεχνολογία λέιζερ και επίσης ως σπινθηριστής.

Καρβίδιο ασβεστίου. Το καρβίδιο του ασβεστίου CaC2 χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή ακετυλενίου και για την αναγωγή μετάλλων, καθώς και για την παραγωγή κυαναμιδίου ασβεστίου (με θέρμανση του καρβιδίου του ασβεστίου σε άζωτο στους 1200 °C, η αντίδραση είναι εξώθερμη, πραγματοποιείται σε φούρνους κυαναμιδίου) .

Πηγές χημικού ρεύματος. Το ασβέστιο, καθώς και τα κράματά του με αλουμίνιο και μαγνήσιο, χρησιμοποιούνται σε εφεδρικές θερμικές ηλεκτρικές μπαταρίες ως άνοδος (για παράδειγμα, στοιχείο ασβεστίου-χρωμικού). Το χρωμικό ασβέστιο χρησιμοποιείται σε μπαταρίες όπως η κάθοδος. Η ιδιαιτερότητα τέτοιων μπαταριών είναι η εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής (δεκαετίες) σε κατάλληλη κατάσταση, η δυνατότητα λειτουργίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες (χώρος, υψηλές πιέσεις), η υψηλή ειδική ενέργεια σε βάρος και όγκο. Μειονέκτημα: μικρή διάρκεια ζωής. Τέτοιες μπαταρίες χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί κολοσσιαία ηλεκτρική ενέργεια για σύντομο χρονικό διάστημα (βαλλιστικοί πύραυλοι, κάποια διαστημόπλοια κ.λπ.).

Πυρίμαχα υλικά. Το οξείδιο του ασβεστίου, τόσο σε ελεύθερη μορφή όσο και ως μέρος κεραμικών μιγμάτων, χρησιμοποιείται στην παραγωγή πυρίμαχων υλικών.

Φάρμακα. Οι ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως αντιισταμινικό.

Χλωριούχο ασβέστιο

Γλυκονικό ασβέστιο

Γλυκεροφωσφορικό ασβέστιο

Επιπλέον, οι ενώσεις ασβεστίου περιλαμβάνονται σε φάρμακα για την πρόληψη της οστεοπόρωσης, σε σύμπλοκα βιταμινών για εγκύους και ηλικιωμένους.

Βιολογικός ρόλος

Το ασβέστιο είναι ένα κοινό μακροθρεπτικό συστατικό στο σώμα των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων. Στους ανθρώπους και σε άλλα σπονδυλωτά, το μεγαλύτερο μέρος του περιέχεται στον σκελετό και τα δόντια με τη μορφή φωσφορικών αλάτων. Οι σκελετοί των περισσότερων ομάδων ασπόνδυλων (σπόγγοι, πολύποδες κοραλλιών, μαλάκια κ.λπ.) αποτελούνται από διάφορες μορφές ανθρακικού ασβεστίου (άσβεστος). Τα ιόντα ασβεστίου συμμετέχουν στις διαδικασίες πήξης του αίματος, καθώς και στη διασφάλιση σταθερής οσμωτικής πίεσης του αίματος. Τα ιόντα ασβεστίου χρησιμεύουν επίσης ως ένας από τους παγκόσμιους δεύτερους αγγελιοφόρους και ρυθμίζουν μια ποικιλία ενδοκυτταρικών διεργασιών - μυϊκή σύσπαση, εξωκυττάρωση, συμπεριλαμβανομένης της έκκρισης ορμονών και νευροδιαβιβαστών κ.λπ. Η συγκέντρωση ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα των ανθρώπινων κυττάρων είναι περίπου 10-7 mol. σε μεσοκυττάρια υγρά περίπου 10~3 mol.

Οι απαιτήσεις σε ασβέστιο εξαρτώνται από την ηλικία. Για τους ενήλικες, η απαιτούμενη ημερήσια πρόσληψη είναι από 800 έως 1000 χιλιοστόγραμμα (mg), και για τα παιδιά από 600 έως 900 mg, η οποία είναι πολύ σημαντική για τα παιδιά λόγω της εντατικής ανάπτυξης του σκελετού. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου που εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με τα τρόφιμα βρίσκεται στα γαλακτοκομικά προϊόντα· το υπόλοιπο ασβέστιο προέρχεται από το κρέας, τα ψάρια και ορισμένα φυτικά προϊόντα (ιδιαίτερα τα όσπρια). Η απορρόφηση συμβαίνει τόσο στο παχύ όσο και στο λεπτό έντερο και διευκολύνεται από ένα όξινο περιβάλλον, τη βιταμίνη D και τη βιταμίνη C, τη λακτόζη και τα ακόρεστα λιπαρά οξέα. Ο ρόλος του μαγνησίου στο μεταβολισμό του ασβεστίου είναι σημαντικός· με την έλλειψή του, το ασβέστιο «ξεπλένεται» από τα οστά και εναποτίθεται στα νεφρά (πέτρες στα νεφρά) και στους μύες.

Η ασπιρίνη, το οξαλικό οξύ και τα παράγωγα οιστρογόνων παρεμβαίνουν στην απορρόφηση του ασβεστίου. Όταν συνδυάζεται με οξαλικό οξύ, το ασβέστιο παράγει αδιάλυτες στο νερό ενώσεις που αποτελούν συστατικά των λίθων στα νεφρά.

Λόγω του μεγάλου αριθμού διεργασιών που σχετίζονται με αυτό, η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στο αίμα ρυθμίζεται επακριβώς και με σωστή διατροφή, δεν εμφανίζεται ανεπάρκεια. Η παρατεταμένη απουσία από τη διατροφή μπορεί να προκαλέσει κράμπες, πόνο στις αρθρώσεις, υπνηλία, ελαττώματα ανάπτυξης και δυσκοιλιότητα. Η βαθύτερη ανεπάρκεια οδηγεί σε συνεχείς μυϊκές κράμπες και οστεοπόρωση. Η κατάχρηση καφέ και αλκοόλ μπορεί να προκαλέσει ανεπάρκεια ασβεστίου, καθώς ένα μέρος του απεκκρίνεται στα ούρα.

Οι υπερβολικές δόσεις ασβεστίου και βιταμίνης D μπορεί να προκαλέσουν υπερασβεστιαιμία, ακολουθούμενη από έντονη ασβεστοποίηση των οστών και των ιστών (που επηρεάζει κυρίως το ουροποιητικό σύστημα). Η μακροχρόνια περίσσεια διαταράσσει τη λειτουργία των μυών και των νευρικών ιστών, αυξάνει την πήξη του αίματος και μειώνει την απορρόφηση ψευδαργύρου από τα κύτταρα των οστών. Η μέγιστη ημερήσια ασφαλής δόση για έναν ενήλικα είναι 1500 έως 1800 χιλιοστόγραμμα.

Προϊόντα Ασβέστιο, mg/100 g

Σουσάμι 783

Τσουκνίδα 713

Δασική μολόχα 505

Μεγάλο plantain 412

Galinsoga 372

Σαρδέλες σε λάδι 330

Κισσός Budra 289

Τριαντάφυλλο σκύλου 257

αμύγδαλο 252

Πλαντανίδα λογχός. 248

Φουντούκι 226

Αμάρανθος σπόρος 214

νεροκάρδαμο 214

Σόγια ξηρά 201

Παιδιά κάτω των 3 ετών - 600 mg.

Παιδιά από 4 έως 10 ετών - 800 mg.

Παιδιά από 10 έως 13 ετών - 1000 mg.

Έφηβοι από 13 έως 16 ετών - 1200 mg.

Νέοι 16 ετών και άνω - 1000 mg.

Ενήλικες από 25 έως 50 ετών - από 800 έως 1200 mg.

Έγκυες και θηλάζουσες γυναίκες - από 1500 έως 2000 mg.

συμπέρασμα

Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη Γη. Υπάρχει πολύ στη φύση: οι οροσειρές και τα αργιλικά πετρώματα σχηματίζονται από άλατα ασβεστίου, βρίσκεται στο νερό της θάλασσας και των ποταμών και είναι μέρος φυτικών και ζωικών οργανισμών.

Το ασβέστιο περιβάλλει συνεχώς τους κατοίκους των πόλεων: σχεδόν όλα τα κύρια δομικά υλικά - σκυρόδεμα, γυαλί, τούβλο, τσιμέντο, ασβέστης - περιέχουν αυτό το στοιχείο σε σημαντικές ποσότητες.

Φυσικά, έχοντας τέτοιες χημικές ιδιότητες, το ασβέστιο δεν μπορεί να υπάρχει στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση. Όμως οι ενώσεις ασβεστίου -τόσο φυσικές όσο και τεχνητές- έχουν αποκτήσει ύψιστη σημασία.

Βιβλιογραφία

1. Editorial Board: Knunyants I. L. (chief editor) Chemical Encyclopedia: σε 5 τόμους - Μόσχα: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 p.

2. Doronin. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 σελ. με εικονογραφήσεις.

3. Dotsenko VA. - Θεραπευτική και προληπτική διατροφή. - Ερώτηση. διατροφή, 2001 - N1-σελ.21-25

4. Bilezikian J. P. Calcium and bone metabolism // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

Κόσμος της Επιστήμης

Το ασβέστιο είναι μεταλλικό στοιχείο της κύριας υποομάδας II της ομάδας 4 του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων. Ανήκει στην οικογένεια μετάλλων αλκαλικών γαιών. Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας του ατόμου ασβεστίου περιέχει 2 ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια s

Το οποίο είναι σε θέση να χαρίσει ενεργειακά κατά τη διάρκεια χημικών αλληλεπιδράσεων. Έτσι, το ασβέστιο είναι αναγωγικός παράγοντας και στις ενώσεις του έχει κατάσταση οξείδωσης +2. Στη φύση το ασβέστιο βρίσκεται μόνο με τη μορφή αλάτων. Το κλάσμα μάζας του ασβεστίου στον φλοιό της γης είναι 3,6%. Το κύριο φυσικό ορυκτό ασβεστίου είναι ο ασβεστίτης CaCO3 και οι ποικιλίες του - ασβεστόλιθος, κιμωλία, μάρμαρο. Υπάρχουν επίσης ζωντανοί οργανισμοί (για παράδειγμα, κοράλλια), η ραχοκοκαλιά των οποίων αποτελείται κυρίως από ανθρακικό ασβέστιο. Επίσης σημαντικά μέταλλα ασβεστίου είναι ο δολομίτης CaCO3 MgCO3, ο φθορίτης CaF2, ο γύψος CaSO4 2h3O, ο απατίτης, ο άστριος κ.λπ. Το ασβέστιο παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των ζωντανών οργανισμών. Το κλάσμα μάζας του ασβεστίου στο ανθρώπινο σώμα είναι 1,4-2%. Αποτελεί μέρος των δοντιών, των οστών, άλλων ιστών και οργάνων, συμμετέχει στη διαδικασία της πήξης του αίματος και διεγείρει την καρδιακή δραστηριότητα. Για να προσφέρετε στον οργανισμό επαρκή ποσότητα ασβεστίου, θα πρέπει οπωσδήποτε να καταναλώνετε γάλα και γαλακτοκομικά προϊόντα, πράσινα λαχανικά και ψάρια.Η απλή ουσία ασβέστιο είναι ένα τυπικό ασημί-λευκό μέταλλο. Είναι αρκετά σκληρό, πλαστικό, έχει πυκνότητα 1,54 g/cm3 και σημείο τήξης 842; Γ. Χημικά, το ασβέστιο είναι πολύ δραστικό. Υπό κανονικές συνθήκες, αλληλεπιδρά εύκολα με το οξυγόνο και την υγρασία του αέρα, επομένως αποθηκεύεται σε ερμητικά κλειστά δοχεία. Όταν θερμαίνεται στον αέρα, το ασβέστιο αναφλέγεται και σχηματίζει ένα οξείδιο: 2Ca + O2 = 2CaO Το ασβέστιο αντιδρά με το χλώριο και το βρώμιο όταν θερμαίνεται και με το φθόριο ακόμη και στο κρύο. Τα προϊόντα αυτών των αντιδράσεων είναι τα αντίστοιχα αλογονίδια, για παράδειγμα: Ca + Cl2 = CaCl2 Όταν το ασβέστιο θερμαίνεται με θείο, σχηματίζεται θειούχο ασβέστιο: Ca + S = CaS. Το ασβέστιο μπορεί επίσης να αντιδράσει με άλλα αμέταλλα Αλληλεπίδραση με το νερό οδηγεί στο σχηματισμό ελαφρώς διαλυτού υδροξειδίου του ασβεστίου και στην απελευθέρωση αερίου υδρογόνου :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3. Το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως. Χρησιμοποιείται ως ροζέτα στην παραγωγή χάλυβα και κραμάτων και ως αναγωγικό παράγοντα για την παραγωγή ορισμένων πυρίμαχων μετάλλων.

Το ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τετηγμένου χλωριούχου ασβεστίου. Έτσι, το ασβέστιο ελήφθη για πρώτη φορά το 1808 από τον Humphry Davy.

worldofscience.ru

Ιστορικό ασβεστίου

Το ασβέστιο ανακαλύφθηκε το 1808 από τον Humphry Davy, ο οποίος, με ηλεκτρόλυση σβησμένου ασβέστη και οξειδίου του υδραργύρου, έλαβε αμάλγαμα ασβεστίου, ως αποτέλεσμα της διαδικασίας απόσταξης του υδραργύρου από τον οποίο παρέμεινε το μέταλλο, που ονομάζεται ασβέστιο.Στα λατινικά άσβεστοςΑκούγεται σαν calx, ήταν αυτό το όνομα που επέλεξε ο Άγγλος χημικός για την ουσία που ανακαλύφθηκε.

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας II της ομάδας IV του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων D.I. Mendeleev, έχει ατομικό αριθμό 20 και ατομική μάζα 40,08. Η αποδεκτή ονομασία είναι Ca (από το λατινικό - Calcium).

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Το ασβέστιο είναι ένα αντιδραστικό μαλακό αλκαλικό μέταλλο με ασημί-λευκό χρώμα. Λόγω της αλληλεπίδρασης με το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα, η επιφάνεια του μετάλλου γίνεται θαμπή, επομένως το ασβέστιο απαιτεί ένα ειδικό καθεστώς αποθήκευσης - ένα ερμητικά κλειστό δοχείο, στο οποίο το μέταλλο είναι γεμάτο με ένα στρώμα υγρής παραφίνης ή κηροζίνης.

Το ασβέστιο είναι το πιο γνωστό από τα μικροστοιχεία που είναι απαραίτητα για τον άνθρωπο· η ημερήσια απαίτησή του κυμαίνεται από 700 έως 1500 mg για έναν υγιή ενήλικα, αλλά αυξάνεται κατά την εγκυμοσύνη και τη γαλουχία· αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και το ασβέστιο πρέπει να λαμβάνεται σε τη μορφή των παρασκευασμάτων.

Όντας στη φύση

Το ασβέστιο έχει πολύ υψηλή χημική δράση, επομένως δεν βρίσκεται στη φύση στην ελεύθερη (καθαρή) μορφή του. Ωστόσο, είναι το πέμπτο πιο κοινό στον φλοιό της γης· βρίσκεται με τη μορφή ενώσεων σε ιζηματογενή (ασβεστόλιθος, κιμωλία) και πετρώματα (γρανίτης)· ο ανορίτης άστριος περιέχει πολύ ασβέστιο.

Είναι αρκετά διαδεδομένο στους ζωντανούς οργανισμούς· η παρουσία του έχει βρεθεί σε φυτά, ζώα και ανθρώπους, όπου υπάρχει κυρίως στα δόντια και τον οστικό ιστό.

Απορρόφηση ασβεστίου

Εμπόδιο στη φυσιολογική απορρόφηση του ασβεστίου από τα τρόφιμα είναι η κατανάλωση υδατανθράκων με τη μορφή γλυκών και αλκαλίων, που εξουδετερώνουν το υδροχλωρικό οξύ του στομάχου, που είναι απαραίτητο για τη διάλυση του ασβεστίου. Η διαδικασία απορρόφησης του ασβεστίου είναι αρκετά περίπλοκη, επομένως μερικές φορές δεν αρκεί να το λαμβάνουμε μόνο από την τροφή· απαιτείται πρόσθετη πρόσληψη του μικροστοιχείου.

Αλληλεπίδραση με άλλους

Για να βελτιωθεί η απορρόφηση του ασβεστίου στο έντερο, είναι απαραίτητο, το οποίο τείνει να διευκολύνει τη διαδικασία απορρόφησης του ασβεστίου. Όταν λαμβάνετε ασβέστιο (με τη μορφή συμπληρωμάτων) ενώ τρώτε, εμποδίζεται η απορρόφηση, αλλά η λήψη συμπληρωμάτων ασβεστίου χωριστά από τα τρόφιμα δεν επηρεάζει αυτή τη διαδικασία με κανέναν τρόπο.

Σχεδόν όλο το ασβέστιο του σώματος (1 έως 1,5 κιλό) βρίσκεται στα οστά και στα δόντια. Το ασβέστιο εμπλέκεται στις διεργασίες διεγερσιμότητας του νευρικού ιστού, στη συσταλτικότητα των μυών, στις διαδικασίες πήξης του αίματος, είναι μέρος του πυρήνα και των μεμβρανών των κυττάρων, των υγρών των κυττάρων και των ιστών, έχει αντιαλλεργική και αντιφλεγμονώδη δράση, προλαμβάνει την οξέωση και ενεργοποιεί αριθμός ενζύμων και ορμονών. Το ασβέστιο συμμετέχει επίσης στη ρύθμιση της διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης και έχει το αντίθετο αποτέλεσμα.

Σημάδια ανεπάρκειας ασβεστίου

Τα σημάδια της έλλειψης ασβεστίου στον οργανισμό είναι τα ακόλουθα, με την πρώτη ματιά, άσχετα συμπτώματα:

• νευρικότητα, επιδείνωση της διάθεσης.
• cardiopalmus;
• σπασμοί, μούδιασμα των άκρων.
• επιβράδυνση της ανάπτυξης και των παιδιών?
• υψηλή πίεση του αίματος;
• σχίσιμο και ευθραυστότητα των νυχιών.
• πόνος στις αρθρώσεις, μειώνοντας το "κατώφλι πόνου".
• βαριά εμμηνόρροια.

Αιτίες ανεπάρκειας ασβεστίου

Οι αιτίες ανεπάρκειας ασβεστίου μπορεί να περιλαμβάνουν μη ισορροπημένες δίαιτες (ειδικά νηστεία), χαμηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο στα τρόφιμα, κάπνισμα και εθισμό στον καφέ και ποτά που περιέχουν καφεΐνη, δυσβακτηρίωση, νεφρική νόσο, νόσο του θυρεοειδούς, εγκυμοσύνη, γαλουχία και εμμηνόπαυση.

Η περίσσεια ασβεστίου, η οποία μπορεί να εμφανιστεί με την υπερβολική κατανάλωση γαλακτοκομικών προϊόντων ή την ανεξέλεγκτη χρήση φαρμάκων, χαρακτηρίζεται από υπερβολική δίψα, ναυτία, έμετο, απώλεια όρεξης, αδυναμία και αυξημένη ούρηση.

Χρήσεις του ασβεστίου στη ζωή

Το ασβέστιο έχει βρει εφαρμογή στη μεταλλοθερμική παραγωγή ουρανίου, με τη μορφή φυσικών ενώσεων χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή γύψου και τσιμέντου, ως μέσο απολύμανσης (γνωστό λευκαντικό).

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της τέταρτης περιόδου του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων, με ατομικό αριθμό 20. Ονομάζεται με το σύμβολο Ca (λατ. Ασβέστιο). Η απλή ουσία ασβέστιο (αριθμός CAS: 7440-70-2) είναι ένα μαλακό, αντιδραστικό μέταλλο αλκαλικής γαίας με ασημί-λευκό χρώμα.

Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το όνομα του στοιχείου προέρχεται από το λατ. calx (στη γενετική περίπτωση calcis) - "άσβεστος", "μαλακή πέτρα". Προτάθηκε από τον Άγγλο χημικό Humphry Davy, ο οποίος απομόνωσε το μέταλλο ασβεστίου με την ηλεκτρολυτική μέθοδο το 1808. Ο Davy ηλεκτρολύει ένα μείγμα υγρού σβησμένου ασβέστη και οξειδίου του υδραργύρου HgO σε μια πλάκα πλατίνας, η οποία χρησίμευε ως άνοδος. Η κάθοδος ήταν ένα σύρμα πλατίνας βυθισμένο σε υγρό υδράργυρο. Ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης, ελήφθη αμάλγαμα ασβεστίου. Έχοντας απόσταξη υδράργυρο από αυτό, ο Davy έλαβε ένα μέταλλο που ονομάζεται ασβέστιο.
Οι ενώσεις ασβεστίου - ασβεστόλιθος, μάρμαρο, γύψος (καθώς και ο ασβέστης - προϊόν πύρωσης του ασβεστόλιθου) έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή εδώ και αρκετές χιλιάδες χρόνια. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα, οι χημικοί θεωρούσαν τον ασβέστη απλό στερεό. Το 1789, ο A. Lavoisier πρότεινε ότι ο ασβέστης, η μαγνησία, ο βαρίτης, η αλουμίνα και το πυρίτιο είναι σύνθετες ουσίες.

Παραλαβή

Το ελεύθερο μεταλλικό ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση ενός τήγματος που αποτελείται από CaCl 2 (75-80%) και KCl ή CaCl 2 και CaF 2, καθώς και με αλουμινοθερμική αναγωγή του CaO στους 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Φυσικές ιδιότητες

Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Μέχρι τους 443 °C, το α-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (παράμετρος a = 0,558 nm) είναι σταθερό· το β-Ca με κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα του τύπου α-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm) είναι πιο σταθερός. Η τυπική ενθαλπία ΔΗ 0 της μετάπτωσης α → β είναι 0,93 kJ/mol.
Με μια σταδιακή αύξηση της πίεσης, αρχίζει να εμφανίζει τις ιδιότητες ενός ημιαγωγού, αλλά δεν γίνεται ημιαγωγός με την πλήρη έννοια της λέξης (δεν είναι πλέον ούτε μέταλλο). Με περαιτέρω αύξηση της πίεσης, επιστρέφει στη μεταλλική κατάσταση και αρχίζει να εμφανίζει υπεραγώγιμες ιδιότητες (η θερμοκρασία της υπεραγωγιμότητας είναι έξι φορές υψηλότερη από αυτή του υδραργύρου και υπερβαίνει κατά πολύ όλα τα άλλα στοιχεία σε αγωγιμότητα). Η μοναδική συμπεριφορά του ασβεστίου είναι παρόμοια από πολλές απόψεις με το στρόντιο (δηλαδή, παραμένουν παράλληλοι στον περιοδικό πίνακα).

Χημικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα τυπικό μέταλλο αλκαλικής γαίας. Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως στο εργαστήριο το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. κηροζίνης ή υγρής παραφίνης.

Ασβέστιο

ΑΣΒΕΣΤΙΟ-ΕΓΩ; Μ.[από λατ. calx (calcis) - ασβέστης] Χημικό στοιχείο (Ca), ένα ασημί-λευκό μέταλλο που αποτελεί μέρος ασβεστόλιθου, μαρμάρου κ.λπ.

◁ Ασβέστιο, ω, ω. Κ άλατα.

ασβέστιο

(λατ. Ασβέστιο), χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού πίνακα, ανήκει στα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Όνομα από λατ. calx, γεννητικό calcis - ασβέστη. Ασημί-λευκό μέταλλο, πυκνότητα 1,54 g / cm 3, t pl 842ºC. Σε κανονικές θερμοκρασίες, οξειδώνεται εύκολα στον αέρα. Ως προς τον επιπολασμό στον φλοιό της γης, κατέχει την 5η θέση (ορυκτά ασβεστίτης, γύψος, φθορίτης κ.λπ.). Ως ενεργός αναγωγικός παράγοντας, χρησιμοποιείται για τη λήψη U, Th, V, Cr, Zn, Be και άλλων μετάλλων από τις ενώσεις τους, για την αποοξειδοποίηση χάλυβων, μπρούτζων κ.λπ. Αποτελεί μέρος αντιτριβικών υλικών. Οι ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται στην κατασκευή (ασβέστη, τσιμέντο), τα παρασκευάσματα ασβεστίου χρησιμοποιούνται στην ιατρική.

ΑΣΒΕΣΤΙΟ

ΑΣΒΕΣΤΙΟ (lat. Calcium), Ca (διαβάστε "ασβέστιο"), ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 20, βρίσκεται στην τέταρτη περίοδο στην ομάδα IIA του περιοδικού συστήματος στοιχείων του Mendeleev. ατομική μάζα 40,08. Ανήκει στον αριθμό των αλκαλικών γαιών (εκ.ΑΛΚΑΛΙΚΗ ΓΗ ΜΕΤΑΛΛΑ).
Το φυσικό ασβέστιο αποτελείται από ένα μείγμα νουκλεϊδίων (εκ.ΝΟΥΚΛΕΙΔΙΟ)με μαζικούς αριθμούς 40 (σε μείγμα κατά μάζα 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) και 46 (0,003%). Διαμόρφωση εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων 4 μικρό 2 . Σε όλες σχεδόν τις ενώσεις, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2 (σθένος II).
Η ακτίνα του ουδέτερου ατόμου ασβεστίου είναι 0,1974 nm, η ακτίνα του ιόντος Ca 2+ είναι από 0,114 nm (για τον αριθμό συντονισμού 6) έως 0,148 nm (για τον αριθμό συντονισμού 12). Οι ενέργειες διαδοχικού ιονισμού ενός ουδέτερου ατόμου ασβεστίου είναι, αντίστοιχα, 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 και 84.5 eV. Στην κλίμακα Pauling, η ηλεκτραρνητικότητα του ασβεστίου είναι περίπου 1,0. Στην ελεύθερη μορφή του, το ασβέστιο είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο.
Ιστορικό ανακάλυψης
Οι ενώσεις του ασβεστίου βρίσκονται παντού στη φύση, επομένως η ανθρωπότητα είναι εξοικειωμένη με αυτές από την αρχαιότητα. Ο ασβέστης χρησιμοποιείται στην οικοδομική βιομηχανία εδώ και πολύ καιρό. (εκ.ΑΣΒΕΣΤΟΣ)(γρήγορος ασβέστης και σβησμένος), που από καιρό θεωρείται απλή ουσία, η «γη». Ωστόσο, το 1808 ο Άγγλος επιστήμονας G. Davy (εκ. DAVY Humphrey)κατάφερε να αποκτήσει ένα νέο μέταλλο από ασβέστη. Για να γίνει αυτό, ο Davy υπέβαλε σε ηλεκτρόλυση ένα μείγμα ελαφρώς βρεγμένου σβησμένου ασβέστη με οξείδιο υδραργύρου και απομόνωσε ένα νέο μέταλλο από το αμάλγαμα που σχηματίστηκε στην κάθοδο υδραργύρου, το οποίο ονόμασε ασβέστιο (από το λατινικό calx, γένος calcis - lime). Στη Ρωσία για κάποιο χρονικό διάστημα αυτό το μέταλλο ονομαζόταν "ασβέστη".
Όντας στη φύση
Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία στη Γη. Αντιπροσωπεύει το 3,38% της μάζας του φλοιού της γης (5η σε αφθονία μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και τον σίδηρο). Λόγω της υψηλής χημικής του δράσης, το ασβέστιο δεν υπάρχει σε ελεύθερη μορφή στη φύση. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου βρίσκεται στα πυριτικά άλατα (εκ.ΠΥΡΙΤΙΚΑ)και αργιλοπυριτικά (εκ.ΠΥΡΙΤΙΚΑ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ)διάφορα πετρώματα (γρανίτες (εκ.ΓΡΑΝΙΤΗΣ), γνεύσιοι (εκ.ΓΝΕΥΣΙΤΗΣ)και ούτω καθεξής.). Με τη μορφή ιζηματογενών πετρωμάτων, οι ενώσεις ασβεστίου αντιπροσωπεύονται από κιμωλία και ασβεστόλιθους, που αποτελούνται κυρίως από το ορυκτό ασβεστίτης (εκ.ΑΣΒΕΣΤΙΤΗΣ)(CaCO 3). Η κρυσταλλική μορφή του ασβεστίτη - μάρμαρο - είναι πολύ λιγότερο κοινή στη φύση.
Ορυκτά ασβεστίου όπως ο ασβεστόλιθος είναι αρκετά κοινά (εκ.ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΣ) CaCO3, ανυδρίτης (εκ.ΑΝΥΔΡΙΤΗΣ) CaSO 4 και γύψος (εκ.ΓΥΨΟΣ) CaSO 4 2H 2 O, φθορίτης (εκ.ΦΘΟΡΙΤΗΣ) CaF 2, απατίτες (εκ.ΑΠΑΤΙΤΗΣ) Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), δολομίτης (εκ.ΔΟΛΟΜΙΤΗΣ ΛΙΘΟΣ) MgCO 3 ·CaCO 3 . Η παρουσία αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου στο φυσικό νερό καθορίζει τη σκληρότητά του (εκ.ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ). Σημαντική ποσότητα ασβεστίου βρίσκεται σε ζωντανούς οργανισμούς. Έτσι, ο υδροξυαπατίτης Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ή, σε μια άλλη καταχώρηση, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, είναι η βάση του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα κελύφη και τα κελύφη πολλών ασπόνδυλων, κελύφη αυγών κ.λπ. είναι κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3.
Παραλαβή
Το μεταλλικό ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τήγματος που αποτελείται από CaCl 2 (75-80%) και KCl ή από CaCl 2 και CaF 2, καθώς και με αλουμινοθερμική αναγωγή του CaO στους 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις (βλέπε Αλλοτροπία (εκ.ΑΛΛΟΤΡΟΠΙΑ)). Μέχρι τους 443 °C, το a-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (παράμετρος a = 0,558 nm) είναι σταθερό· το b-Ca με ένα κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα τύπου a-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm) είναι πιο σταθερός. Το σημείο τήξης του ασβεστίου είναι 839 °C, το σημείο βρασμού είναι 1484 °C, η πυκνότητα είναι 1,55 g/cm3.
Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως στο εργαστήριο το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. της κηροζίνης.
Στη σειρά των τυπικών δυναμικών, το ασβέστιο βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου του ζεύγους Ca 2+ /Ca 0 είναι –2,84 V, έτσι ώστε το ασβέστιο να αντιδρά ενεργά με το νερό:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2.
Το ασβέστιο αντιδρά με ενεργά αμέταλλα (οξυγόνο, χλώριο, βρώμιο) υπό κανονικές συνθήκες:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Όταν θερμαίνεται στον αέρα ή το οξυγόνο, το ασβέστιο αναφλέγεται. Το ασβέστιο αντιδρά με λιγότερο ενεργά αμέταλλα (υδρογόνο, βόριο, άνθρακας, πυρίτιο, άζωτο, φώσφορος και άλλα) όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα:
Ca + H 2 = CaH 2 (υδρίδιο ασβεστίου),
Ca + 6B = CaB 6 (βορίδιο ασβεστίου),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (νιτρίδιο ασβεστίου)
Ca + 2C = CaC 2 (καρβίδιο ασβεστίου)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (φωσφίδιο ασβεστίου), φωσφίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaP και CaP5 είναι επίσης γνωστά.
Είναι επίσης γνωστά 2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (πυριτικό ασβέστιο), πυριτικά ασβέστιο των συνθέσεων CaSi, Ca 3 Si 4 και CaSi 2.
Η πορεία των παραπάνω αντιδράσεων, κατά κανόνα, συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας (δηλαδή, αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες). Σε όλες τις ενώσεις με αμέταλλα, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2. Οι περισσότερες από τις ενώσεις ασβεστίου με αμέταλλα αποσυντίθενται εύκολα από το νερό, για παράδειγμα:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
Το οξείδιο του ασβεστίου είναι τυπικά βασικό. Στο εργαστήριο και στην τεχνολογία λαμβάνεται με θερμική αποσύνθεση ανθρακικών:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Το τεχνικό οξείδιο του ασβεστίου CaO ονομάζεται άσβεστος.
Αντιδρά με το νερό σχηματίζοντας Ca (OH) 2 και απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Το Ca (OH) 2 που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο συνήθως ονομάζεται σβησμένο λάιμ ή γάλα ασβέστη (εκ. LIME MILK)λόγω του γεγονότος ότι η διαλυτότητα του υδροξειδίου του ασβεστίου στο νερό είναι χαμηλή (0,02 mol / l στους 20 ° C) και όταν προστίθεται στο νερό, σχηματίζεται ένα λευκό εναιώρημα.
Όταν αλληλεπιδρά με όξινα οξείδια, το CaO σχηματίζει άλατα, για παράδειγμα:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Το ιόν Ca 2+ είναι άχρωμο. Όταν προστίθενται άλατα ασβεστίου στη φλόγα, η φλόγα γίνεται κόκκινη.
Τα άλατα ασβεστίου όπως το χλωριούχο CaCl 2, το βρωμιούχο CaBr 2, το ιωδιούχο CaI 2 και το νιτρικό Ca(NO 3) 2 είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Αδιάλυτα στο νερό είναι το φθόριο CaF 2, το ανθρακικό CaCO 3, το θειικό CaSO 4, το μέσο ορθοφωσφορικό Ca 3 (PO 4) 2, το οξαλικό CaC 2 O 4 και μερικά άλλα.
Είναι σημαντικό ότι, σε αντίθεση με το μέσο ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3, το όξινο ανθρακικό ασβέστιο (διττανθρακικό) Ca(HCO 3) 2 είναι διαλυτό στο νερό. Στη φύση, αυτό οδηγεί στις ακόλουθες διαδικασίες. Όταν η κρύα βροχή ή το νερό του ποταμού, κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, διεισδύει υπόγεια και πέφτει σε ασβεστόλιθο, παρατηρείται διάλυσή τους:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.
Στα ίδια σημεία όπου το νερό κορεσμένο με όξινο ανθρακικό ασβέστιο έρχεται στην επιφάνεια της γης και θερμαίνεται από τις ακτίνες του ήλιου, εμφανίζεται μια αντίστροφη αντίδραση:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Στη φύση λοιπόν υπάρχει μεταφορά μεγάλων μαζών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, τεράστιες τρύπες μπορούν να σχηματιστούν υπόγεια (βλ. Karst (εκ.ΚΑΡΣΤ (φυσικό φαινόμενο))), και στα σπήλαια σχηματίζονται όμορφα πέτρινα «παγάκια» - σταλακτίτες (εκ.ΣΤΑΛΑΚΤΙΤΕΣ (ορυκτοί σχηματισμοί))και σταλαγμίτες (εκ.ΣΤΑΛΑΓΜΙΤΕΣ).
Η παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού ασβεστίου στο νερό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την προσωρινή σκληρότητα του νερού. (εκ.ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ). Ονομάζεται προσωρινό γιατί όταν το νερό βράζει, το διττανθρακικό αποσυντίθεται και το CaCO 3 κατακρημνίζεται. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι σχηματίζονται άλατα στον βραστήρα με την πάροδο του χρόνου.
Εφαρμογή ασβεστίου και των ενώσεων του
Το μέταλλο ασβεστίου χρησιμοποιείται για τη μεταλλοθερμική παραγωγή ουρανίου (εκ.Ουράνιο (χημικό στοιχείο)), θόριο (εκ.ΘΟΡΙΟ), τιτάνιο (εκ.ΤΙΤΑΝΙΟ (χημικό στοιχείο)), ζιρκόνιο (εκ.ΖΙΡΚΟΝΙΟ), καίσιο (εκ.ΚΑΙΣΙΟ)και το ρουβίδιο (εκ.ΡΟΥΒΙΝΙΟ).
Οι φυσικές ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή συνδετικών υλικών (τσιμέντο (εκ.ΤΣΙΜΕΝΤΟ), γύψος (εκ.ΓΥΨΟΣ), ασβέστης κ.λπ.). Η δεσμευτική επίδραση του σβησμένου ασβέστη βασίζεται στο γεγονός ότι με την πάροδο του χρόνου, το υδροξείδιο του ασβεστίου αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα. Ως αποτέλεσμα της συνεχιζόμενης αντίδρασης, σχηματίζονται βελονοειδείς κρύσταλλοι ασβεστίτη CaCO3, οι οποίοι αναπτύσσονται σε κοντινές πέτρες, τούβλα και άλλα οικοδομικά υλικά και, όπως λες, τα συγκολλούν σε ένα ενιαίο σύνολο. Το κρυσταλλικό ανθρακικό ασβέστιο - μάρμαρο - είναι ένα εξαιρετικό υλικό φινιρίσματος. Η κιμωλία χρησιμοποιείται για το άσπρισμα. Μεγάλες ποσότητες ασβεστόλιθου καταναλώνονται για την παραγωγή χυτοσιδήρου, καθώς καθιστούν δυνατή τη μετατροπή των πυρίμαχων ακαθαρσιών του σιδηρομεταλλεύματος (για παράδειγμα, χαλαζία SiO 2) σε σχετικά χαμηλής τήξης σκωρίες.
Η χλωρίνη είναι πολύ αποτελεσματική ως απολυμαντικό. (εκ.ΛΕΥΚΑΝΤΙΚΗ ΣΚΟΝΗ)- «χλωρίνη» Ca(OCl)Cl - μικτό χλωριούχο και υποχλωριούχο ασβέστιο (εκ.ΥΠΟχλωριώδες ΑΣΒΕΣΤΙΟ), με υψηλή οξειδωτική ικανότητα.
Το θειικό ασβέστιο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως, το οποίο υπάρχει τόσο με τη μορφή άνυδρης ένωσης όσο και με τη μορφή κρυσταλλικών ένυδρων αλάτων - το λεγόμενο «ημιυδατικό» θειικό - αλάβαστρο (εκ. ALEVIZ FRYAZIN (Μιλανέζος) CaSO 4 ·0,5H 2 O και διένυδρο θειικό - γύψος CaSO 4 ·2H 2 O. Ο γύψος χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές, στη γλυπτική, για την κατασκευή χύτευσης στόκου και διαφόρων καλλιτεχνικών προϊόντων. Ο γύψος χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική για τη στερέωση των οστών κατά τη διάρκεια καταγμάτων.
Το χλωριούχο ασβέστιο CaCl 2 χρησιμοποιείται μαζί με επιτραπέζιο αλάτι για την καταπολέμηση του παγώματος των οδοστρωμάτων. Το φθοριούχο ασβέστιο CaF 2 είναι ένα εξαιρετικό οπτικό υλικό.
Ασβέστιο στον οργανισμό
Το ασβέστιο είναι βιογενές στοιχείο (εκ.ΒΙΟΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ), συνεχώς παρόν στους ιστούς των φυτών και των ζώων. Ένα σημαντικό συστατικό του μεταλλικού μεταβολισμού των ζώων και των ανθρώπων και της ορυκτής διατροφής των φυτών, το ασβέστιο εκτελεί διάφορες λειτουργίες στο σώμα. Αποτελείται από απατίτη (εκ.ΑΠΑΤΙΤΗΣ), όπως και το θειικό και το ανθρακικό, το ασβέστιο αποτελεί το ανόργανο συστατικό του οστικού ιστού. Το ανθρώπινο σώμα βάρους 70 κιλών περιέχει περίπου 1 κιλό ασβέστιο. Το ασβέστιο συμμετέχει στη λειτουργία των διαύλων ιόντων (εκ. ION CANNELS)μεταφορά ουσιών μέσω βιολογικών μεμβρανών στη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων (εκ.ΝΕΥΡΙΚΗ ΟΡΘΗΣΗ), στις διαδικασίες πήξης του αίματος (εκ.ΠΗΞΗΣ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ)και γονιμοποίηση. Οι καλσιφερόλες ρυθμίζουν το μεταβολισμό του ασβεστίου στο σώμα (εκ.Ασβεστιφερόλες)(βιταμίνη D). Η έλλειψη ή η περίσσεια ασβεστίου οδηγεί σε διάφορες ασθένειες - ραχίτιδα (εκ.ΡΑΧΙΤΙΣΜΟΣ), ασβεστίωση (εκ.ΚΑΛΟΚΙΝΩΣΗ)κλπ. Επομένως, η ανθρώπινη τροφή πρέπει να περιέχει ενώσεις ασβεστίου στις απαιτούμενες ποσότητες (800-1500 mg ασβεστίου την ημέρα). Η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι υψηλή σε γαλακτοκομικά προϊόντα (όπως τυρί cottage, τυρί, γάλα), ορισμένα λαχανικά και άλλα τρόφιμα. Τα παρασκευάσματα ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική.

εγκυκλοπαιδικό λεξικό. 2009 .

Συνώνυμα:

Δείτε τι είναι το "ασβέστιο" σε άλλα λεξικά:

- (Ca) κίτρινο γυαλιστερό και παχύρρευστο μέταλλο. Ειδικό βάρος 1.6. Λεξικό ξένων λέξεων που περιλαμβάνονται στη ρωσική γλώσσα. Pavlenkov F., 1907. CALCIUM (νέο λατινικό calcium, από το λατινικό calx lime). Μέταλλο σε ασημί χρώμα. Λεξικό ξένων λέξεων, ... ... Λεξικό ξένων λέξεων της ρωσικής γλώσσας

ΑΣΒΕΣΤΙΟ- ΑΣΒΕΣΤΙΟ, Ασβέστιο, χημικό. στοιχείο, σύμβολο Ca, γυαλιστερό, ασημί-λευκό κρυσταλλικό μέταλλο. κάταγμα, που ανήκει στην ομάδα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών. Ud. βάρος 1,53; στο. V. 40,07; σημείο τήξεως 808°. Το Sa είναι ένα από τα πολύ... Μεγάλη Ιατρική Εγκυκλοπαίδεια

- (Ασβέστιο), Ca, χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού συστήματος, ατομικός αριθμός 20, ατομική μάζα 40,08; αναφέρεται σε μέταλλα αλκαλικών γαιών. Σημείο τήξης 842shC. Περιέχεται στον οστικό ιστό των σπονδυλωτών, στα κελύφη των μαλακίων και στα κελύφη των αυγών. Ασβέστιο...... Σύγχρονη Εγκυκλοπαίδεια

Το μέταλλο είναι ασημί-λευκό, παχύρρευστο, εύπλαστο και οξειδώνεται γρήγορα στον αέρα. Ταχύτητα τήξης pa 800-810°. Βρίσκεται στη φύση με τη μορφή διαφόρων αλάτων που σχηματίζουν εναποθέσεις κιμωλίας, ασβεστόλιθου, μαρμάρου, φωσφοριτών, απατιτών, γύψου κ.λπ. dor...... Τεχνικό λεξικό σιδηροδρόμων

- (Λατινικό ασβέστιο) Το Ca, χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού πίνακα, ατομικός αριθμός 20, ατομική μάζα 40,078, ανήκει στα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Όνομα από το λατινικό calx, γεν. calcis lime. Ασημί λευκό μέταλλο,... ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της τέταρτης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 20. Ονομάζεται με το σύμβολο Ca (lat. Ασβέστιο). Η απλή ουσία ασβέστιο είναι ένα μαλακό, αντιδραστικό, ασημί-λευκό μέταλλο αλκαλικής γαίας.

Το ασβέστιο στο περιβάλλον

Υπάρχει πολύ στη φύση: οι οροσειρές και τα αργιλικά πετρώματα σχηματίζονται από άλατα ασβεστίου, βρίσκεται στο νερό της θάλασσας και των ποταμών και είναι μέρος φυτικών και ζωικών οργανισμών. Το ασβέστιο αντιπροσωπεύει το 3,38% της μάζας του φλοιού της γης (5ο σε αφθονία μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και τον σίδηρο).

Ισότοπα ασβεστίου

Το ασβέστιο εμφανίζεται στη φύση ως μείγμα έξι ισοτόπων: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca και 48 Ca, μεταξύ των οποίων το πιο κοινό - 40 Ca - είναι 96,97%.

Από τα έξι φυσικά ισότοπα του ασβεστίου, τα πέντε είναι σταθερά. Το έκτο ισότοπο 48Ca, το βαρύτερο από τα έξι και πολύ σπάνιο (η ισοτοπική του αφθονία είναι μόνο 0,187%), ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι υφίσταται διπλή βήτα διάσπαση με χρόνο ημιζωής 5,3×10 19 χρόνια.

Περιεκτικότητα σε ασβέστιο σε πετρώματα και μέταλλα

Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου περιέχεται στη σύνθεση πυριτικών και αργιλοπυριτικών διαφόρων πετρωμάτων (γρανίτες, γνεύσιοι κ.λπ.), ιδιαίτερα στον άστριο - ανορθίτη Ca.

Με τη μορφή ιζηματογενών πετρωμάτων, οι ενώσεις ασβεστίου αντιπροσωπεύονται από κιμωλία και ασβεστόλιθο, που αποτελούνται κυρίως από το ορυκτό ασβεστίτη (CaCO 3). Η κρυσταλλική μορφή του ασβεστίτη - μάρμαρο - είναι πολύ λιγότερο κοινή στη φύση.

Ορυκτά ασβεστίου όπως ασβεστίτης CaCO 3, ανυδρίτης CaSO 4 , αλάβαστρο CaSO 4 0,5H 2 O και γύψος CaSO 4 2H 2 O, φθορίτης CaF 2 , απατίτες Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), δολομίτης MgCO ·CaCO 3 . Η παρουσία αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου στο φυσικό νερό καθορίζει τη σκληρότητά του.

Το ασβέστιο, το οποίο μεταναστεύει δυναμικά στον φλοιό της γης και συσσωρεύεται σε διάφορα γεωχημικά συστήματα, σχηματίζει 385 ορυκτά (τέταρτο ως προς τον αριθμό των ορυκτών).

Μετανάστευση ασβεστίου στον φλοιό της γης

Στη φυσική μετανάστευση του ασβεστίου, σημαντικό ρόλο παίζει η «ανθρακική ισορροπία», που σχετίζεται με την αναστρέψιμη αντίδραση της αλληλεπίδρασης του ανθρακικού ασβεστίου με το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα με το σχηματισμό διαλυτών διττανθρακικών:

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

(η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά ανάλογα με τη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα).

Η βιογενής μετανάστευση παίζει τεράστιο ρόλο.

Περιεκτικότητα σε ασβέστιο στη βιόσφαιρα

Οι ενώσεις ασβεστίου βρίσκονται σχεδόν σε όλους τους ζωικούς και φυτικούς ιστούς (βλ. επίσης παρακάτω). Σημαντική ποσότητα ασβεστίου βρίσκεται σε ζωντανούς οργανισμούς. Έτσι, ο υδροξυαπατίτης Ca 5 (PO 4) 3 OH, ή, σε άλλη καταχώρηση, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, είναι η βάση του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα κελύφη και το κέλυφος πολλών ασπόνδυλων, κελύφη αυγών, κ.λπ. είναι κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3. Στους ζωντανούς ιστούς των ανθρώπων και των ζώων υπάρχει 1,4-2% Ca (κατά κλάσμα μάζας). σε ένα ανθρώπινο σώμα βάρους 70 kg, η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι περίπου 1,7 kg (κυρίως στη μεσοκυττάρια ουσία του οστικού ιστού).

Λήψη ασβεστίου

Το ασβέστιο ελήφθη για πρώτη φορά από τον Davy το 1808 χρησιμοποιώντας ηλεκτρόλυση. Όμως, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλίων και αλκαλικών γαιών, το στοιχείο Νο. 20 δεν μπορεί να ληφθεί με ηλεκτρόλυση από υδατικά διαλύματα. Το ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση των τηγμένων αλάτων του.

Αυτή είναι μια πολύπλοκη και ενεργοβόρα διαδικασία. Το χλωριούχο ασβέστιο τήκεται σε ηλεκτρόλυση με την προσθήκη άλλων αλάτων (απαιτούνται για τη μείωση του σημείου τήξης του CaCl 2).

Η χαλύβδινη κάθοδος αγγίζει μόνο την επιφάνεια του ηλεκτρολύτη. το ασβέστιο που απελευθερώνεται κολλάει και σκληραίνει πάνω του. Καθώς απελευθερώνεται το ασβέστιο, η κάθοδος ανυψώνεται σταδιακά και τελικά προκύπτει μια «ράβδος» ασβεστίου μήκους 50...60 εκ. Στη συνέχεια αφαιρείται, χτυπιέται από την κάθοδο χάλυβα και η διαδικασία ξεκινά από την αρχή. Η «μέθοδος αφής» παράγει ασβέστιο πολύ μολυσμένο με χλωριούχο ασβέστιο, σίδηρο, αλουμίνιο και νάτριο. Καθαρίζεται με την τήξη του σε ατμόσφαιρα αργού.

Εάν η κάθοδος του χάλυβα αντικατασταθεί από μια κάθοδο κατασκευασμένη από μέταλλο που μπορεί να κραθεί με ασβέστιο, τότε το αντίστοιχο κράμα θα ληφθεί κατά την ηλεκτρόλυση. Ανάλογα με τον σκοπό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κράμα ή καθαρό ασβέστιο μπορεί να ληφθεί με απόσταξη σε κενό. Έτσι λαμβάνονται τα κράματα ασβεστίου με ψευδάργυρο, μόλυβδο και χαλκό.

Μια άλλη μέθοδος για την παραγωγή ασβεστίου -μεταλλοθερμική- δικαιολογήθηκε θεωρητικά το 1865 από τον διάσημο Ρώσο χημικό N.N. Μπεκετόφ. Το ασβέστιο μειώνεται με αλουμίνιο σε πίεση μόνο 0,01 mmHg. Θερμοκρασία διεργασίας 1100...1200°C. Το ασβέστιο λαμβάνεται με τη μορφή ατμού, ο οποίος στη συνέχεια συμπυκνώνεται.

Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί μια άλλη μέθοδος απόκτησης του στοιχείου. Βασίζεται στη θερμική διάσταση του καρβιδίου του ασβεστίου: το καρβίδιο που θερμαίνεται σε κενό στους 1750°C αποσυντίθεται για να σχηματίσει ατμούς ασβεστίου και στερεό γραφίτη.

Φυσικές ιδιότητες του ασβεστίου

Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Μέχρι τους 443 °C, το α-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (παράμετρος a = 0,558 nm) είναι σταθερό· το β-Ca με κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα του τύπου α-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm) είναι πιο σταθερός. Τυπική ενθαλπία Δ H 0 μετάπτωση α → β είναι 0,93 kJ/mol.

Με μια σταδιακή αύξηση της πίεσης, αρχίζει να εμφανίζει τις ιδιότητες ενός ημιαγωγού, αλλά δεν γίνεται ημιαγωγός με την πλήρη έννοια της λέξης (δεν είναι πλέον ούτε μέταλλο). Με περαιτέρω αύξηση της πίεσης, επιστρέφει στη μεταλλική κατάσταση και αρχίζει να εμφανίζει υπεραγώγιμες ιδιότητες (η θερμοκρασία της υπεραγωγιμότητας είναι έξι φορές υψηλότερη από αυτή του υδραργύρου και υπερβαίνει κατά πολύ όλα τα άλλα στοιχεία σε αγωγιμότητα). Η μοναδική συμπεριφορά του ασβεστίου είναι παρόμοια από πολλές απόψεις με το στρόντιο.

Παρά την πανταχού παρουσία του στοιχείου, ακόμη και οι χημικοί δεν έχουν δει όλοι στοιχειακό ασβέστιο. Αλλά αυτό το μέταλλο, τόσο στην εμφάνιση όσο και στη συμπεριφορά, είναι εντελώς διαφορετικό από τα αλκαλικά μέταλλα, η επαφή με τα οποία είναι γεμάτη με κίνδυνο πυρκαγιών και εγκαυμάτων. Μπορεί να αποθηκευτεί με ασφάλεια στον αέρα, δεν αναφλέγεται από το νερό. Οι μηχανικές ιδιότητες του στοιχειακού ασβεστίου δεν το καθιστούν «μαύρο πρόβατο» στην οικογένεια των μετάλλων: το ασβέστιο ξεπερνά πολλά από αυτά σε αντοχή και σκληρότητα. μπορεί να γυρίσει σε τόρνο, να τραβήξει σε σύρμα, να σφυρηλατηθεί, να πιεστεί.

Και όμως, το στοιχειακό ασβέστιο δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ ως δομικό υλικό. Είναι πολύ δραστήριος για αυτό. Το ασβέστιο αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το θείο και τα αλογόνα. Ακόμη και με άζωτο και υδρογόνο, υπό προϋποθέσεις, αντιδρά. Το περιβάλλον των οξειδίων του άνθρακα, αδρανές για τα περισσότερα μέταλλα, είναι επιθετικό για το ασβέστιο. Καίγεται σε ατμόσφαιρα CO και CO 2 .

Φυσικά, έχοντας τέτοιες χημικές ιδιότητες, το ασβέστιο δεν μπορεί να υπάρχει στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση. Όμως οι ενώσεις ασβεστίου -τόσο φυσικές όσο και τεχνητές- έχουν αποκτήσει ύψιστη σημασία.

Χημικές ιδιότητες του ασβεστίου

Το ασβέστιο είναι ένα τυπικό μέταλλο αλκαλικής γαίας. Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως στο εργαστήριο το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. κηροζίνης ή υγρής παραφίνης.

Στη σειρά των τυπικών δυναμικών, το ασβέστιο βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίων του ζεύγους Ca 2+ / Ca 0 είναι −2,84 V, έτσι ώστε το ασβέστιο να αντιδρά ενεργά με το νερό, αλλά χωρίς ανάφλεξη:

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

Το ασβέστιο αντιδρά με ενεργά αμέταλλα (οξυγόνο, χλώριο, βρώμιο) υπό κανονικές συνθήκες:

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

Όταν θερμαίνεται στον αέρα ή το οξυγόνο, το ασβέστιο αναφλέγεται. Το ασβέστιο αντιδρά με λιγότερο ενεργά αμέταλλα (υδρογόνο, βόριο, άνθρακας, πυρίτιο, άζωτο, φώσφορος και άλλα) όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα:

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

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

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (φωσφίδιο ασβεστίου), φωσφίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaP και CaP5 είναι επίσης γνωστά.

2Ca + Si = Ca2Si (πυριτικό ασβέστιο)· πυριτίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaSi, Ca3Si4 και CaSi2 είναι επίσης γνωστά.

Η εμφάνιση των παραπάνω αντιδράσεων, κατά κανόνα, συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας (δηλαδή αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες). Σε όλες τις ενώσεις με αμέταλλα, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2. Οι περισσότερες από τις ενώσεις ασβεστίου με αμέταλλα αποσυντίθενται εύκολα από το νερό, για παράδειγμα:

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

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

Το ιόν Ca 2+ είναι άχρωμο. Όταν προστίθενται διαλυτά άλατα ασβεστίου στη φλόγα, η φλόγα γίνεται κόκκινη.

Τα άλατα ασβεστίου όπως το χλωριούχο CaCl 2, το βρωμιούχο CaBr 2, το ιωδιούχο CaI 2 και το νιτρικό Ca(NO 3) 2 είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Αδιάλυτα στο νερό είναι το φθόριο CaF 2, το ανθρακικό CaCO 3, το θειικό CaSO 4, το ορθοφωσφορικό Ca 3 (PO 4) 2, το οξαλικό CaC 2 O 4 και μερικά άλλα.

Είναι σημαντικό ότι, σε αντίθεση με το ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3, το όξινο ανθρακικό ασβέστιο (διττανθρακικό) Ca(HCO 3) 2 είναι διαλυτό στο νερό. Στη φύση, αυτό οδηγεί στις ακόλουθες διαδικασίες. Όταν η κρύα βροχή ή το νερό του ποταμού, κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, διεισδύει υπόγεια και πέφτει σε ασβεστόλιθο, παρατηρείται διάλυσή τους:

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

Στα ίδια σημεία όπου το νερό κορεσμένο με όξινο ανθρακικό ασβέστιο έρχεται στην επιφάνεια της γης και θερμαίνεται από τις ακτίνες του ήλιου, εμφανίζεται μια αντίστροφη αντίδραση:

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

Στη φύση λοιπόν υπάρχει μεταφορά μεγάλων μαζών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, τεράστια κενά μπορούν να σχηματιστούν υπόγεια και όμορφα πέτρινα «παγάκια» - σταλακτίτες και σταλαγμίτες - σχηματίζονται σε σπηλιές.

Η παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού ασβεστίου στο νερό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την προσωρινή σκληρότητα του νερού. Ονομάζεται προσωρινό γιατί όταν το νερό βράζει, το διττανθρακικό αποσυντίθεται και το CaCO 3 κατακρημνίζεται. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι σχηματίζονται άλατα στον βραστήρα με την πάροδο του χρόνου.

Εφαρμογή ασβέστιο

Μέχρι πρόσφατα, το μέταλλο ασβεστίου δεν έβρισκε σχεδόν καμία χρήση. Οι ΗΠΑ, για παράδειγμα, πριν από τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο κατανάλωναν μόνο 10...25 τόνους ασβεστίου ετησίως, η Γερμανία - 5...10 τόνους.Αλλά για την ανάπτυξη νέων τομέων τεχνολογίας χρειάζονται πολλά σπάνια και πυρίμαχα μέταλλα . Αποδείχθηκε ότι το ασβέστιο είναι ένας πολύ βολικός και ενεργός αναγωγικός παράγοντας για πολλά από αυτά και το στοιχείο άρχισε να χρησιμοποιείται στην παραγωγή θορίου, βαναδίου, ζιρκονίου, βηρυλλίου, νιοβίου, ουρανίου, τανταλίου και άλλων πυρίμαχων μετάλλων. Το καθαρό μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλοθερμία για την παραγωγή σπάνιων μετάλλων.

Το καθαρό ασβέστιο χρησιμοποιείται για το κράμα μολύβδου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλακών μπαταριών και μπαταριών μολύβδου-οξέος που δεν χρειάζονται συντήρηση με χαμηλή αυτοεκφόρτιση. Επίσης, το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή babbits ασβεστίου υψηλής ποιότητας BKA.

Εφαρμογές μεταλλικού ασβεστίου

Η κύρια χρήση του μετάλλου ασβεστίου είναι ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή μετάλλων, ιδιαίτερα του νικελίου, του χαλκού και του ανοξείδωτου χάλυβα. Το ασβέστιο και το υδρίδιο του χρησιμοποιούνται επίσης για την παραγωγή δύσκολα αναγωγικών μετάλλων όπως το χρώμιο, το θόριο και το ουράνιο. Τα κράματα ασβεστίου-μόλυβδου χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και κράματα ρουλεμάν. Οι κόκκοι ασβεστίου χρησιμοποιούνται επίσης για την αφαίρεση ιχνών αέρα από συσκευές κενού.

Η φυσική κιμωλία σε μορφή σκόνης περιλαμβάνεται στις συνθέσεις για στίλβωση μετάλλων. Αλλά δεν μπορείτε να βουρτσίσετε τα δόντια σας με φυσική σκόνη κιμωλίας, καθώς περιέχει υπολείμματα κοχυλιών και κοχυλιών μικρών ζώων, τα οποία είναι εξαιρετικά σκληρά και καταστρέφουν το σμάλτο των δοντιών.

Χρήσηασβέστιοστην πυρηνική σύντηξη

Το ισότοπο 48 Ca είναι το πιο αποτελεσματικό και πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων και την ανακάλυψη νέων στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση χρήσης ιόντων Ca 48 για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων σε επιταχυντές, οι πυρήνες αυτών των στοιχείων σχηματίζονται εκατοντάδες και χιλιάδες φορές πιο αποτελεσματικά από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται άλλα «βλήματα» (ιόντα). Το ραδιενεργό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως στη βιολογία και την ιατρική ως δείκτης ισοτόπων στη μελέτη των διεργασιών του μεταβολισμού των ορυκτών σε έναν ζωντανό οργανισμό. Με τη βοήθειά του, διαπιστώθηκε ότι στο σώμα υπάρχει συνεχής ανταλλαγή ιόντων ασβεστίου μεταξύ του πλάσματος, των μαλακών ιστών και ακόμη και του οστικού ιστού. Το 45 Ca έπαιξε επίσης σημαντικό ρόλο στη μελέτη των μεταβολικών διεργασιών που συμβαίνουν στο έδαφος και στη μελέτη των διαδικασιών απορρόφησης ασβεστίου από τα φυτά. Χρησιμοποιώντας το ίδιο ισότοπο, κατέστη δυνατός ο εντοπισμός πηγών μόλυνσης του χάλυβα και του εξαιρετικά καθαρού σιδήρου με ενώσεις ασβεστίου κατά τη διαδικασία τήξης.

Η ικανότητα του ασβεστίου να δεσμεύει οξυγόνο και άζωτο κατέστησε δυνατή τη χρήση του για τον καθαρισμό αδρανών αερίων και ως συλλέκτη (Getter είναι μια ουσία που χρησιμοποιείται για την απορρόφηση αερίων και τη δημιουργία βαθύ κενού σε ηλεκτρονικές συσκευές.) σε ραδιοεξοπλισμό κενού.

Εφαρμογή ενώσεων ασβεστίου

Ορισμένες τεχνητά παραγόμενες ενώσεις ασβεστίου έχουν γίνει ακόμη πιο γνωστές και κοινές από τον ασβεστόλιθο ή τον γύψο. Έτσι, σβησμένο Ca(OH)2 και ασβέστη CaO χρησιμοποιήθηκαν από αρχαίους οικοδόμους.

Το τσιμέντο είναι επίσης μια ένωση ασβεστίου που λαμβάνεται τεχνητά. Αρχικά, ένα μείγμα αργίλου ή άμμου και ασβεστόλιθου ψήνεται για να παραχθεί κλίνκερ, το οποίο στη συνέχεια αλέθεται σε μια λεπτή γκρίζα σκόνη. Μπορείτε να μιλήσετε πολύ για το τσιμέντο (ή μάλλον, για τα τσιμέντα), αυτό είναι το θέμα ενός ανεξάρτητου άρθρου.

Το ίδιο ισχύει και για το γυαλί, το οποίο επίσης περιέχει συνήθως το στοιχείο.

Υδρίδιο ασβεστίου

Με θέρμανση του ασβεστίου σε ατμόσφαιρα υδρογόνου, λαμβάνεται CaH 2 (υδρίδιο του ασβεστίου), το οποίο χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία (μεταλλοθερμία) και στην παραγωγή υδρογόνου στο χωράφι.

Οπτικά υλικά και λέιζερ

Το φθοριούχο ασβέστιο (φθορίτης) χρησιμοποιείται με τη μορφή μονοκρυστάλλων στην οπτική (αστρονομικοί στόχοι, φακοί, πρίσματα) και ως υλικό λέιζερ. Το βολφραμικό ασβέστιο (scheelite) με τη μορφή μονοκρυστάλλων χρησιμοποιείται στην τεχνολογία λέιζερ και επίσης ως σπινθηριστής.

Καρβίδιο ασβεστίου

Το καρβίδιο του ασβεστίου είναι μια ουσία που ανακαλύφθηκε τυχαία κατά τη δοκιμή ενός νέου σχεδιασμού κλιβάνου. Μέχρι πρόσφατα, το καρβίδιο του ασβεστίου CaCl 2 χρησιμοποιούνταν κυρίως για αυτογενείς συγκολλήσεις και κοπή μετάλλων. Όταν το καρβίδιο αλληλεπιδρά με το νερό, σχηματίζεται ακετυλένιο και η καύση του ακετυλενίου σε ένα ρεύμα οξυγόνου επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει θερμοκρασία σχεδόν 3000°C. Πρόσφατα, το ακετυλένιο, και μαζί με το καρβίδιο, χρησιμοποιούνται όλο και λιγότερο για συγκόλληση και όλο και περισσότερο στη χημική βιομηχανία.

όπως το ασβέστιοχημική πηγή ρεύματος

Το ασβέστιο, καθώς και τα κράματά του με αλουμίνιο και μαγνήσιο, χρησιμοποιούνται σε εφεδρικές θερμικές ηλεκτρικές μπαταρίες ως άνοδος (για παράδειγμα, στοιχείο ασβεστίου-χρωμικού). Το χρωμικό ασβέστιο χρησιμοποιείται σε μπαταρίες όπως η κάθοδος. Η ιδιαιτερότητα τέτοιων μπαταριών είναι η εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής (δεκαετίες) σε κατάλληλη κατάσταση, η δυνατότητα λειτουργίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες (χώρος, υψηλές πιέσεις), η υψηλή ειδική ενέργεια κατά βάρος και όγκο. Μειονέκτημα: μικρή διάρκεια ζωής. Τέτοιες μπαταρίες χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί κολοσσιαία ηλεκτρική ενέργεια για σύντομο χρονικό διάστημα (βαλλιστικοί πύραυλοι, κάποια διαστημόπλοια κ.λπ.).

Πυρίμαχα υλικά απόασβέστιο

Το οξείδιο του ασβεστίου, τόσο σε ελεύθερη μορφή όσο και ως μέρος κεραμικών μιγμάτων, χρησιμοποιείται στην παραγωγή πυρίμαχων υλικών.

Φάρμακα

Οι ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως αντιισταμινικό.

• Χλωριούχο ασβέστιο
• Γλυκονικό ασβέστιο
• Γλυκεροφωσφορικό ασβέστιο

Επιπλέον, οι ενώσεις ασβεστίου περιλαμβάνονται σε φάρμακα για την πρόληψη της οστεοπόρωσης, σε σύμπλοκα βιταμινών για εγκύους και ηλικιωμένους.

Ασβέστιο στο ανθρώπινο σώμα

Το ασβέστιο είναι ένα κοινό μακροθρεπτικό συστατικό στο σώμα των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων. Στους ανθρώπους και σε άλλα σπονδυλωτά, το μεγαλύτερο μέρος του περιέχεται στον σκελετό και τα δόντια με τη μορφή φωσφορικών αλάτων. Οι σκελετοί των περισσότερων ομάδων ασπόνδυλων (σπόγγοι, πολύποδες κοραλλιών, μαλάκια κ.λπ.) αποτελούνται από διάφορες μορφές ανθρακικού ασβεστίου (άσβεστος). Οι απαιτήσεις σε ασβέστιο εξαρτώνται από την ηλικία. Για τους ενήλικες, η απαιτούμενη ημερήσια πρόσληψη είναι από 800 έως 1000 χιλιοστόγραμμα (mg), και για τα παιδιά από 600 έως 900 mg, η οποία είναι πολύ σημαντική για τα παιδιά λόγω της εντατικής ανάπτυξης του σκελετού. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου που εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με τα τρόφιμα βρίσκεται στα γαλακτοκομικά προϊόντα· το υπόλοιπο ασβέστιο προέρχεται από το κρέας, τα ψάρια και ορισμένα φυτικά προϊόντα (ιδιαίτερα τα όσπρια).

Η ασπιρίνη, το οξαλικό οξύ και τα παράγωγα οιστρογόνων παρεμβαίνουν στην απορρόφηση του ασβεστίου. Όταν συνδυάζεται με οξαλικό οξύ, το ασβέστιο παράγει αδιάλυτες στο νερό ενώσεις που αποτελούν συστατικά των λίθων στα νεφρά.

Οι υπερβολικές δόσεις ασβεστίου και βιταμίνης D μπορεί να προκαλέσουν υπερασβεστιαιμία, ακολουθούμενη από έντονη ασβεστοποίηση των οστών και των ιστών (που επηρεάζει κυρίως το ουροποιητικό σύστημα). Η μέγιστη ημερήσια ασφαλής δόση για έναν ενήλικα είναι 1500 έως 1800 χιλιοστόγραμμα.

Ασβέστιο σε σκληρό νερό

Ένα σύνολο ιδιοτήτων, που ορίζεται με μία λέξη «σκληρότητα», προσδίδεται στο νερό από τα άλατα ασβεστίου και μαγνησίου που είναι διαλυμένα σε αυτό. Το σκληρό νερό είναι ακατάλληλο για πολλές καταστάσεις ζωής. Σχηματίζει ένα στρώμα αλάτων σε ατμολέβητες και εγκαταστάσεις λεβήτων, δυσκολεύει τη βαφή και το πλύσιμο των υφασμάτων, αλλά είναι κατάλληλο για την παρασκευή σαπουνιού και την παρασκευή γαλακτωμάτων στην παραγωγή αρωμάτων. Επομένως, νωρίτερα, όταν οι μέθοδοι αποσκλήρυνσης του νερού ήταν ατελείς, τα εργοστάσια κλωστοϋφαντουργίας και αρωμάτων βρίσκονταν συνήθως κοντά σε πηγές «μαλακού» νερού.

Γίνεται διάκριση μεταξύ προσωρινής και μόνιμης ακαμψίας. Η προσωρινή (ή ανθρακική) σκληρότητα προσδίδεται στο νερό από τα διαλυτά υδρογονανθρακικά Ca(HCO 3) 2 και Mg (HCO 3) 2. Μπορεί να εξαλειφθεί με απλό βράσιμο, κατά το οποίο τα διττανθρακικά άλατα μετατρέπονται σε αδιάλυτα στο νερό ανθρακικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου.

Η σταθερή σκληρότητα δημιουργείται από θειικά άλατα και χλωρίδια των ίδιων μετάλλων. Και μπορεί να εξαλειφθεί, αλλά είναι πολύ πιο δύσκολο να γίνει.

Το άθροισμα και των δύο σκληροτήτων αποτελεί τη συνολική σκληρότητα του νερού. Εκτιμάται διαφορετικά σε διαφορετικές χώρες. Είναι σύνηθες να εκφράζεται η σκληρότητα του νερού με τον αριθμό των ισοδυνάμων χιλιοστόγραμμα ασβεστίου και μαγνησίου σε ένα λίτρο νερού. Εάν υπάρχει λιγότερο από 4 mEq σε ένα λίτρο νερού, τότε το νερό θεωρείται μαλακό. καθώς αυξάνεται η συγκέντρωσή τους, γίνεται όλο και πιο τραχύ και, αν το περιεχόμενο ξεπερνά τις 12 μονάδες, πολύ σκληρό.

Η σκληρότητα του νερού προσδιορίζεται συνήθως χρησιμοποιώντας διάλυμα σαπουνιού. Αυτό το διάλυμα (ορισμένης συγκέντρωσης) προστίθεται στάγδην σε μετρημένη ποσότητα νερού. Όσο υπάρχουν ιόντα Ca 2+ ή Mg 2+ στο νερό, θα παρεμβαίνουν στο σχηματισμό αφρού. Με βάση την κατανάλωση του διαλύματος σαπουνιού πριν εμφανιστεί αφρός, υπολογίζεται η περιεκτικότητα σε ιόντα Ca 2+ και Mg 2+.

Είναι ενδιαφέρον ότι η σκληρότητα του νερού προσδιορίστηκε με παρόμοιο τρόπο στην αρχαία Ρώμη. Μόνο το κόκκινο κρασί χρησιμεύει ως αντιδραστήριο - οι χρωστικές του ουσίες σχηματίζουν επίσης ένα ίζημα με ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου.

Αποθήκευση ασβεστίου

Το μέταλλο ασβεστίου μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα σε τεμάχια βάρους από 0,5 έως 60 kg. Τέτοια κομμάτια αποθηκεύονται σε χάρτινες σακούλες τοποθετημένες σε βαρέλια από γαλβανισμένο σίδηρο με συγκολλημένες και βαμμένες ραφές. Τα καλά κλεισμένα τύμπανα τοποθετούνται σε ξύλινα κουτιά. Κομμάτια που ζυγίζουν λιγότερο από 0,5 kg δεν μπορούν να αποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα - μετατρέπονται γρήγορα σε οξείδιο, υδροξείδιο και ανθρακικό ασβέστιο.