Կալցիումի հալման կետը. Կալցիում (քիմիական տարր)

Գլխավոր / Դասախոսություններ 1-ին կուրս / Ընդհանուր և օրգանական քիմիա / Հարց 23. Կալցիում / 2. Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ.

Ֆիզիկական հատկություններ. Կալցիումը արծաթագույն ճկուն մետաղ է, որը հալվում է 850 աստիճան ջերմաստիճանում։ C և եռում է 1482 աստիճանում։ Գ. Այն զգալիորեն ավելի կարծր է, քան ալկալիական մետաղները:

Քիմիական հատկություններ. Կալցիումը ակտիվ մետաղ է։ Այսպիսով, նորմալ պայմաններում այն ​​հեշտությամբ փոխազդում է մթնոլորտային թթվածնի և հալոգենների հետ.

2 Ca + O2 = 2 CaO (կալցիումի օքսիդ);

Ca + Br2 = CaBr2 (կալցիումի բրոմիդ):

Տաքանալիս կալցիումը փոխազդում է ջրածնի, ազոտի, ծծմբի, ֆոսֆորի, ածխածնի և այլ ոչ մետաղների հետ.

Ca + H2 = CaH2 (կալցիումի հիդրիդ);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (կալցիումի նիտրիդ);

Ca + S = CaS (կալցիումի սուլֆիդ);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (կալցիումի ֆոսֆիդ);

Ca + 2 C = CaC2 (կալցիումի կարբիդ):

Կալցիումը դանդաղ է արձագանքում սառը ջրի հետ, բայց շատ աշխույժ՝ տաք ջրի հետ.

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

Կալցիումը կարող է հեռացնել թթվածինը կամ հալոգենները պակաս ակտիվ մետաղների օքսիդներից և հալոգենիդներից, այսինքն՝ ունի վերականգնող հատկություններ.

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. Բնության մեջ լինելը
• 3. Անդորրագիր
• 4. Կիրառում

www.medkurs.ru

Կալցիում | գրացուցակ Pesticides.ru

Շատերի համար կալցիումի մասին գիտելիքները սահմանափակվում են միայն նրանով, որ այս տարրն անհրաժեշտ է առողջ ոսկորների և ատամների համար: Ուրիշ որտեղ է այն պարունակվում, ինչու է դա անհրաժեշտ և որքանով է դա անհրաժեշտ, ոչ բոլորն ունեն գաղափար: Այնուամենայնիվ, կալցիումը հայտնաբերված է բազմաթիվ ծանոթ միացություններում, ինչպես բնական, այնպես էլ տեխնածին: Կավիճ և կրաքար, քարանձավների ստալակտիտներ և ստալագմիտներ, հնագույն բրածոներ և ցեմենտ, գիպս և ալաբաստեր, կաթնամթերք և օստեոպորոզի դեմ դեղամիջոցներ. այս ամենը և շատ ավելին պարունակում է կալցիում:

Այս տարրը առաջին անգամ ձեռք է բերել Գ.Դեյվին 1808 թվականին, և սկզբում այն ​​առանձնապես ակտիվորեն չի օգտագործվել։ Այնուամենայնիվ, այս մետաղն այժմ աշխարհում հինգերորդն է ամենից շատ արտադրված, և դրա կարիքը տարեցտարի ավելանում է։ Կալցիումի օգտագործման հիմնական ոլորտը շինանյութերի և խառնուրդների արտադրությունն է: Սակայն անհրաժեշտ է կառուցել ոչ միայն տներ, այլեւ կենդանի բջիջներ։ Մարդու մարմնում կալցիումը կմախքի մի մասն է, հնարավոր է դարձնում մկանների կծկումները, ապահովում է արյան մակարդումը, կարգավորում է մի շարք մարսողական ֆերմենտների գործունեությունը և կատարում է բավականին բազմաթիվ այլ գործառույթներ։ Այն ոչ պակաս կարևոր նշանակություն ունի այլ կենդանի առարկաների՝ կենդանիների, բույսերի, սնկերի և նույնիսկ բակտերիաների համար։ Միևնույն ժամանակ, կալցիումի կարիքը բավականին մեծ է, ինչը հնարավորություն է տալիս այն դասակարգել որպես մակրոէլեմենտներ։

Կալցիումը, Ca-ն Մենդելեևյան պարբերական համակարգի II խմբի հիմնական ենթախմբի քիմիական տարր է։ Ատոմային թիվը – 20. Ատոմային զանգված – 40.08.

Կալցիումը հողալկալիական մետաղ է: Երբ ազատ է, ճկուն, բավականին կոշտ, սպիտակ: Խտությամբ պատկանում է թեթև մետաղներին։

• Խտությունը – 1,54 գ/սմ3,
• Հալման կետ – +842 °C,
• Եռման կետ – +1495 °C։

Կալցիումն ունի ընդգծված մետաղական հատկություններ։ Բոլոր միացություններում օքսիդացման աստիճանը +2 է։

Օդում այն ​​ծածկվում է օքսիդի շերտով, իսկ տաքանալիս այրվում է կարմրավուն վառ բոցով։ Այն դանդաղ արձագանքում է սառը ջրի հետ, բայց տաք ջրից արագ տեղահանում է ջրածինը և ձևավորում հիդրօքսիդ։ Ջրածնի հետ փոխազդելու ժամանակ այն առաջացնում է հիդրիդներ։ Սենյակային ջերմաստիճանում այն ​​փոխազդում է ազոտի հետ՝ առաջացնելով նիտրիդներ։ Այն նաև հեշտությամբ զուգակցվում է հալոգենների և ծծմբի հետ և տաքացնելիս նվազեցնում է մետաղի օքսիդները:

Կալցիումը բնության մեջ ամենաառատ տարրերից մեկն է։ Երկրակեղևում դրա պարունակությունը կազմում է զանգվածի 3%-ը։ Այն առաջանում է կավիճի, կրաքարի և մարմարի նստվածքների տեսքով (կալցիումի կարբոնատ CaCO3-ի բնական տեսակ)։ Մեծ քանակությամբ կան գիպսի (CaSO4 x 2h3O), ֆոսֆորիտի (Ca3(PO4)2 և կալցիում պարունակող տարբեր սիլիկատների նստվածքներ։

Ջուր

. Կալցիումի աղերը գրեթե միշտ առկա են բնական ջրում: Դրանցից միայն գիպսը փոքր-ինչ լուծելի է դրանում։ Երբ ջուրը պարունակում է ածխաթթու գազ, կալցիումի կարբոնատը մտնում է լուծույթ՝ Ca(HCO3)2 բիկարբոնատի տեսքով։

կոշտ ջուր

. Բնական ջուրը մեծ քանակությամբ կալցիումի կամ մագնեզիումի աղերով կոչվում է կոշտ ջուր։

փափուկ ջուր

. Երբ այս աղերի պարունակությունը ցածր է կամ բացակայում է, ջուրը կոչվում է փափուկ։

Հողեր

. Որպես կանոն, հողերը բավարար չափով ապահովված են կալցիումով։ Եվ քանի որ կալցիումը ավելի մեծ զանգվածով պարունակվում է բույսերի վեգետատիվ մասում, ապա բերքահավաքի հետ դրա հեռացումն աննշան է։

Հողից կալցիումի կորուստը տեղի է ունենում տեղումների միջոցով դրա տարրալվացման արդյունքում։ Այս գործընթացը կախված է հողի հատիկաչափական կազմից, տեղումների քանակից, բույսերի տեսակից, կրաքարի և հանքային պարարտանյութերի ձևերից և չափաբաժիններից։ Կախված այս գործոններից, վարելահողից կալցիումի կորուստները տատանվում են մի քանի տասնյակից մինչև 200-400 կգ/հա կամ ավելի:

Կալցիումի պարունակությունը տարբեր տեսակի հողերում

Պոդզոլային հողերը պարունակում են 0,73% (հողի չոր նյութի) կալցիում։

Մոխրագույն անտառ – 0,90% կալցիում:

Չեռնոզեմներ – 1,44% կալցիում:

Սերոզեմներ – 6,04% կալցիում:

Բույսի մեջ կալցիումը հանդիպում է ֆոսֆատների, սուլֆատների, կարբոնատների, պեկտիկական և օքսալաթթուների աղերի տեսքով։ Բույսերի կալցիումի գրեթե 65%-ը կարելի է արդյունահանել ջրով։ Մնացածը բուժվում է թույլ քացախաթթուներով և աղաթթուներով: Կալցիումի մեծ մասը հայտնաբերված է ծերացող բջիջներում:

Կալցիումի անբավարարության ախտանիշները ըստ.
Մշակույթ	Անբավարարության ախտանիշներ
Ընդհանուր ախտանիշներ	Գագաթային բողբոջի սպիտակեցում; Երիտասարդ տերևների սպիտակեցում; Տերևների ծայրերը թեքված են ներքև; Տերևների եզրերը ոլորվում են դեպի վեր;
Կարտոֆիլ	Վերին տերևները վատ են ծաղկում; Ցողունի աճող կետը մեռնում է; Տերեւների եզրերին կա բաց շերտ, որը հետագայում մթնում է; Տերևների եզրերը ոլորված են դեպի վեր;
Սպիտակ և ծաղկակաղամբ կաղամբ	Երիտասարդ բույսերի տերևները եզրերի երկայնքով ունեն քլորոտիկ բծեր (մարմարապատում) կամ սպիտակ շերտեր. Հին բույսերում տերևները գանգրացնում են և դրանց վրա հայտնվում են այրվածքներ. Աճի կետը մահանում է
	Տերևների վերջավոր բլիթները մեռնում են Ծաղիկներ ընկնում; Պտղի վրա մուգ կետ է հայտնվում գագաթային մասում, որը մեծանում է պտղի աճի հետ (լոլիկի ծաղկի վերջի փտում)
	Գագաթային բողբոջները մեռնում են; Երիտասարդ տերևների եզրերը ոլորված են, ունեն փշրված տեսք և հետագայում մեռնում են. Կադրերի վերին մասերը մեռնում են. Արմատների ծայրերի վնաս; Պտղի միջուկում կան շագանակագույն բծեր (դառը փոս); Մրգի համը վատանում է; Մրգերի շուկայականությունը նվազում է

Կալցիումի գործառույթները

Այս տարրի ազդեցությունը բույսերի վրա բազմակողմանի է և, որպես կանոն, դրական։ Կալցիում:

• Բարելավում է նյութափոխանակությունը;
• Կարևոր դեր է խաղում ածխաջրերի շարժման մեջ;
• Ազդում է ազոտային նյութերի մետամորֆոզի վրա.
• Արագացնում է սերմերի պահուստային սպիտակուցների օգտագործումը բողբոջման ընթացքում.
• դեր է խաղում ֆոտոսինթեզի գործընթացում.
• այլ կատիոնների ուժեղ հակառակորդ, կանխում է դրանց ավելորդ մուտքը բույսերի հյուսվածքներ.
• Ազդում է պրոտոպլազմայի ֆիզիկաքիմիական հատկությունների վրա (մածուցիկություն, թափանցելիություն և այլն), հետևաբար բույսում կենսաքիմիական պրոցեսների բնականոն ընթացքի վրա.
• Պեկտինային նյութերով կալցիումի միացությունները սոսնձում են առանձին բջիջների պատերը.
• Ազդում է ֆերմենտների գործունեության վրա:

Հարկ է նշել, որ կալցիումի միացությունների (կրաքարի) ազդեցությունը ֆերմենտային ակտիվության վրա արտահայտվում է ոչ միայն ուղղակի գործողությամբ, այլ նաև հողի ֆիզիկաքիմիական հատկությունների և սննդային ռեժիմի բարելավման շնորհիվ։ Բացի այդ, հողի կրաքարը զգալիորեն ազդում է վիտամինների կենսասինթեզի գործընթացների վրա:

Բույսերում կալցիումի պակասը (դեֆիցիտը):

Կալցիումի պակասն առաջին հերթին ազդում է արմատային համակարգի զարգացման վրա։ Արմատների վրա արմատային մազիկների առաջացումը դադարում է։ Արտաքին արմատային բջիջները ոչնչացվում են:

Այս ախտանիշն արտահայտվում է ինչպես կալցիումի պակասով, այնպես էլ սննդարար լուծույթի անհավասարակշռությամբ, այսինքն՝ դրանում նատրիումի, կալիումի և ջրածնի միավալենտ կատիոնների գերակշռումով։

Բացի այդ, հողի լուծույթում նիտրատ ազոտի առկայությունը մեծացնում է կալցիումի մատակարարումը բույսերի հյուսվածքներին, և նվազեցնում է ամոնիակի մատակարարումը:

Կալցիումի սովի նշանները ակնկալվում են, երբ կալցիումի պարունակությունը հողի կատիոնափոխանակման հզորության 20%-ից պակաս է:

Ախտանիշներ Տեսողականորեն կալցիումի անբավարարությունը որոշվում է հետևյալ նշաններով.

• Բույսերի արմատները վնասված ծայրեր ունեն շագանակագույն գույնով;
• Աճող կետը դեֆորմացվում է և մահանում.
• Ծաղիկները, ձվարանները և բողբոջները թափվում են;
• Պտուղները վնասվում են նեկրոզից;
• Նշվում է, որ տերևները քլորոտ են.
• Գագաթային բողբոջը մահանում է, և ցողունի աճը դադարում է:

Կաղամբը, առվույտը և երեքնուկը խիստ զգայուն են կալցիումի առկայության նկատմամբ։ Հաստատվել է, որ այս նույն բույսերը բնութագրվում են նաև հողի թթվայնության նկատմամբ զգայունության բարձրացմամբ։

Հանքային կալցիումով թունավորումը հանգեցնում է միջերային քլորոզի՝ սպիտակավուն նեկրոտիկ բծերով: Նրանք կարող են լինել գունավոր կամ ունենալ ջրով լցված համակենտրոն օղակներ: Որոշ բույսեր արձագանքում են ավելորդ կալցիումին՝ աճեցնելով տերևների վարդեր, մահացող կադրեր և թողնելով տերևներ: Արտաքինից ախտանշանները նման են երկաթի և մագնեզիումի անբավարարությանը։

Հողի մեջ կալցիումի համալրման աղբյուրը կրաքարային պարարտանյութերն են։ Նրանք բաժանված են երեք խմբի.

• Կոշտ կրային ապարներ;
• Փափուկ կրային ապարներ;
• Արդյունաբերական թափոններ՝ կրաքարի բարձր պարունակությամբ:

Կոշտ կրաքարային ապարներն ըստ CaO-ի և MgO-ի պարունակության բաժանվում են.

• կրաքարեր (55–56% CaO և մինչև 0,9% MgO);
• դոլոմիտային կրաքարեր (42–55% CaO և մինչև 9% MgO);
• դոլոմիտներ (32–30% CaO և 18–20% MgO):

Կրաքարեր

- հիմնական կրաքարի պարարտանյութեր. Պարունակում է 75–100% Ca և Mg օքսիդներ՝ հաշվարկված որպես CaCO3:

Դոլոմիտացված կրաքար

. Պարունակում է 79–100% ակտիվ նյութ (a.i.)՝ հաշվարկված որպես CaCO3: Առաջարկվում է կարտոֆիլի, հատիկաընդեղենի, կտավատի, արմատային մշակաբույսերի ցանքաշրջանառության ժամանակ, ինչպես նաև բարձր պոզոլացված հողերում:

Մարլ

. Պարունակում է մինչև 25–15% CaCO3 և կեղտեր կավի և ավազի տեսքով մինչև 20–40%։ Գործում է դանդաղ: Խորհուրդ է տրվում օգտագործել թեթեւ հողերի վրա:

Կավիճ

. Պարունակում է 90–100% CaCO3: Գործողությունն ավելի արագ է, քան կրաքարինը: Այն արժեքավոր կրաքարի պարարտանյութ է մանր աղացած տեսքով:

այրված կրաքարի

(CaO): CaCO3-ի պարունակությունը ավելի քան 70% է: Այն բնութագրվում է որպես ամուր և արագ գործող կրաքարային նյութ:

Հանգստացված կրաքարի

(Ca(OH)2): CaCO3-ի պարունակությունը՝ 35% կամ ավելի։ Այն նաև ամուր և արագ գործող կրաքարի պարարտանյութ է:

Դոլոմիտի ալյուր

. CaCO3-ի և MgCO3-ի պարունակությունը կազմում է մոտ 100%: Նրա գործողությունը ավելի դանդաղ է, քան կրային տուֆերը։ Սովորաբար օգտագործվում է այնտեղ, որտեղ մագնեզիում է պահանջվում:

կրային տուֆեր

. CaCO3-ի պարունակությունը 15–96% է, կեղտերը՝ մինչև 25% կավ և ավազ, 0,1% P2O5։ Գործողությունն ավելի արագ է, քան կրաքարինը:

Կեղտոտման ցեխ (կղանք)

. Բաղկացած է CaCO3-ից և Ca(OH)2-ից։ CaO-ի վրա կրաքարի պարունակությունը կազմում է մինչև 40%: Առկա է նաև ազոտ՝ 0,5% և P2O5՝ 1-2%։ Սա շաքարի ճակնդեղի գործարանների թափոններ են։ Խորհուրդ է տրվում օգտագործել ոչ միայն հողի թթվայնությունը նվազեցնելու համար, այլ նաև չեռնոզեմ հողերի վրա ճակնդեղի աճեցման վայրերում:

Թերթաքարային մոխրի ցիկլոններ

. Չոր փոշիացված նյութ: Ակտիվ նյութի պարունակությունը կազմում է 60-70%: Վերաբերում է արդյունաբերական թափոններին։

Վառարանների և ցեմենտի գործարանների փոշին

. CaCO3-ի պարունակությունը պետք է գերազանցի 60%-ը: Գործնականում այն ​​օգտագործվում է ցեմենտի գործարանների անմիջական հարեւանությամբ գտնվող տնտեսություններում:

Մետաղագործական խարամներ

. Օգտագործվում է Ուրալի և Սիբիրի շրջաններում: Ոչ հիգրոսկոպիկ, հեշտ ցողվող: Պետք է պարունակի առնվազն 80% CaCO3, ունենա ոչ ավելի, քան 2% խոնավություն: Գրանուլոմետրիկ բաղադրությունը կարևոր է՝ 70% - 0,25 մմ-ից պակաս, 90% - 0,5 մմ-ից պակաս:

Օրգանական պարարտանյութեր. Ca-ի պարունակությունը CaCO3-ով կազմում է 0,32–0,40%։

Ֆոսֆորիտ ալյուր. Կալցիումի պարունակությունը կազմում է 22% CaCO3:

Կրաքարի պարարտանյութերը օգտագործվում են ոչ միայն հողը և բույսերը կալցիումով ապահովելու համար։ Դրանց կիրառման հիմնական նպատակը հողի կրաքարն է։ Սա քիմիական մելիորացիայի մեթոդ է։ Այն ուղղված է հողի ավելորդ թթվայնության չեզոքացմանը, նրա ագրոֆիզիկական, ագրոքիմիական և կենսաբանական հատկությունների բարելավմանը, բույսերին մագնեզիումով և կալցիումով մատակարարելուն, մակրոէլեմենտների և միկրոտարրերի մոբիլիզացմանն ու անշարժացմանը, մշակովի բույսերի կյանքի համար օպտիմալ ջրաֆիզիկական, ֆիզիկական, օդային պայմանների ստեղծմանը:

Հողի կրաքարի արդյունավետությունը

Բույսերի՝ որպես հանքային սնուցման տարր, կալցիումի կարիքները բավարարելուն զուգահեռ, կրաքարը հանգեցնում է հողի բազմաթիվ դրական փոփոխությունների:

Կրաքարի ազդեցությունը որոշ հողերի հատկությունների վրա

Կալցիումը նպաստում է հողի կոլոիդների մակարդմանը և կանխում դրանց տարրալվացումը։ Սա հանգեցնում է հողի ավելի հեշտ մշակման և բարելավված օդափոխության:

Լիմինգի արդյունքում.

• ավազոտ հումուսային հողերը մեծացնում են իրենց ջրի կլանման ունակությունը.
• Ծանր կավային հողերի վրա առաջանում են հողային ագրեգատներ և կծկումներ, որոնք բարելավում են ջրաթափանցելիությունը։

Մասնավորապես, օրգանական թթուները չեզոքացվում են, իսկ H-իոնները տեղահանվում են ներծծող համալիրից: Սա հանգեցնում է նյութափոխանակության թթվայնության վերացմանը և հողի հիդրոլիտիկ թթվայնության նվազմանը: Միաժամանակ նկատվում է հողի կլանման համալիրի կատիոնային բաղադրության բարելավում, որն առաջանում է ջրածնի և ալյումինի իոնների կալցիումի և մագնեզիումի կատիոններով փոխարինման պատճառով։ Սա մեծացնում է հիմքերով հողի հագեցվածության աստիճանը և մեծացնում կլանման հնարավորությունը:

Կրաքարի ազդեցությունը բույսերին ազոտի մատակարարման վրա

Կրաքարից հետո հողի դրական ագրոքիմիական հատկությունները և կառուցվածքը կարող են պահպանվել մի քանի տարի։ Սա նպաստում է նպաստավոր պայմանների ստեղծմանը օգտակար մանրէաբանական գործընթացների ուժեղացման համար սննդանյութերի մոբիլիզացման համար: Հողում ազատորեն ապրող ամոնիֆիկատորների, նիտրիֆիկատորների, ազոտ ամրագրող բակտերիաների ակտիվությունը մեծանում է։

Կրաքարն օգնում է մեծացնել հանգուցային բակտերիաների բազմացումը և բարելավել ազոտի մատակարարումը հյուրընկալող բույսին: Հաստատվել է, որ մանրէային պարարտանյութերը կորցնում են իրենց արդյունավետությունը թթվային հողերի վրա։

Կրաքարի ազդեցությունը բույսերին մոխրի տարրերի մատակարարման վրա

Կրաքարը նպաստում է բույսին մոխրի տարրերի մատակարարմանը, քանի որ ուժեղանում է բակտերիաների ակտիվությունը, որոնք քայքայում են հողի օրգանական ֆոսֆորի միացությունները և նպաստում են երկաթի և ալյումինի ֆոսֆատների անցմանը բույսերի համար հասանելի կալցիումի ֆոսֆատ աղերի: Թթվային հողերի կրաքարացումը ուժեղացնում է մանրէաբանական և կենսաքիմիական գործընթացները, ինչը, իր հերթին, մեծացնում է նիտրատների, ինչպես նաև ֆոսֆորի և կալիումի յուրացվող ձևերը:

Կրաքարի ազդեցությունը մակրոէլեմենտների և հետքի տարրերի ձևերի և առկայության վրա

Կրաքարը մեծացնում է կալցիումի քանակը, իսկ դոլոմիտի ալյուր օգտագործելիս՝ մագնեզիում։ Միաժամանակ մանգանի և ալյումինի թունավոր ձևերը դառնում են անլուծելի և անցնում նստվածքային ձևի։ Նվազում է այնպիսի տարրերի առկայությունը, ինչպիսիք են երկաթը, պղինձը, ցինկը, մանգանը: Ազոտը, ծծումբը, կալիումը, կալցիումը, մագնեզիումը, ֆոսֆորը և մոլիբդենը դառնում են ավելի մատչելի։

Կրաքարի ազդեցությունը ֆիզիոլոգիապես թթվային պարարտանյութերի գործողության վրա

Կրաքարը մեծացնում է ֆիզիոլոգիապես թթվային հանքային պարարտանյութերի, հատկապես ամոնիակի և պոտաշի արդյունավետությունը:

Ֆիզիոլոգիապես թթվային պարարտանյութերի դրական ազդեցությունը մարում է առանց կրաքարի, և ժամանակի ընթացքում կարող է վերածվել բացասականի: Այսպիսով, բեղմնավորված վայրերում բերքատվությունը նույնիսկ ավելի քիչ է, քան չբեղմնավորվածներինը: Կրաքարի համադրությունը պարարտանյութերի օգտագործման հետ բարձրացնում է դրանց արդյունավետությունը 25–50%-ով։

Կրաքարը ակտիվացնում է հողում ֆերմենտային գործընթացները, որոնք անուղղակիորեն դատում են նրա բերրիությունը:

Կազմող՝ Գրիգորովսկայա Պ.Ի.

Էջը ավելացվել է՝ 05.12.13 00:40

Վերջին թարմացումը՝ 22.05.14 16:25

Գրական աղբյուրներ.

Գլինկա Ն.Լ. Ընդհանուր քիմիա. Դասագիրք բուհերի համար. Հրատարակիչ՝ Լենինգրադ՝ Քիմիա, 1985, էջ 731

Մինեև Վ.Գ. Ագրոքիմիա: Դասագիրք - 2-րդ հրատարակություն, վերանայված և լրացված - Մ .: MGU Publishing House, KolosS Publishing House, 2004. - 720 էջ, Լ. հիվանդ: հիվանդ. – (Դասական համալսարանական դասագիրք).

Պետրով Բ.Ա., Սելիվերստով Ն.Ֆ. Բույսերի հանքային սնուցում. Ուղեցույց ուսանողների և այգեպանների համար: Եկատերինբուրգ, 1998. 79 էջ.

Հանրագիտարան երեխաների համար. Հատոր 17. Քիմիա. / Գլուխ. խմբ. Վ.Ա. Վոլոդին. – M.: Avanta +, 2000. – 640 p., ill.

Յագոդին Բ.Ա., Ժուկով Յու.Պ., Կոբզարենկո Վ.Ի. Ագրոքիմիա / Խմբագրվել է Բ.Ա. Յագոդինա - Մ.: Կոլոս, 2002. - 584 էջ: տիղմ (Դասագրքեր և ուսումնական միջոցներ բարձրագույն ուսումնական հաստատությունների ուսանողների համար):

Պատկերներ (վերամշակված):

20 Ca Calcium, լիցենզավորված CC BY-ի համաձայն

Կալցիումի անբավարարությունը ցորենում, CIMMYT-ի կողմից, լիցենզավորված CC BY-NC-SA-ի համաձայն

www.pestidi.ru

Կալցիումը և նրա դերը մարդկության համար - Քիմիա

Կալցիումը և նրա դերը մարդկության համար

Ներածություն

Բնության մեջ լինելը

Անդորրագիր

Ֆիզիկական հատկություններ

Քիմիական հատկություններ

Կալցիումի միացությունների կիրառում

Կենսաբանական դեր

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Ներածություն

Կալցիումը երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ Դ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանը՝ ատոմային համարով 20։ Նշանակվում է Ca (լատ. Կալցիում) նշանով։ Կալցիում պարզ նյութը (CAS համարը՝ 7440-70-2) արծաթափայլ-սպիտակ գույնի փափուկ, ռեակտիվ հողալկալիական մետաղ է:

Չնայած թիվ 20 տարրի ամենուր տարածվածությանը, նույնիսկ քիմիկոսները ոչ բոլորն են տեսել տարրական կալցիում: Բայց այս մետաղը թե՛ արտաքինով, թե՛ վարքով լիովին տարբերվում է ալկալային մետաղներից, որոնց հետ շփումը հղի է հրդեհների ու այրվածքների վտանգով։ Այն կարելի է ապահով պահել օդում, այն չի բռնկվում ջրից։ Տարրական կալցիումի մեխանիկական հատկությունները նրան չեն դարձնում «սև ոչխար» մետաղների ընտանիքում. կալցիումը նրանցից շատերին գերազանցում է ուժով և կարծրությամբ. այն կարելի է շրջել խառատահաստոցի վրա, քաշել մետաղալարով, կեղծել, սեղմել։

Եվ այնուամենայնիվ, տարրական կալցիումը գրեթե երբեք չի օգտագործվում որպես կառուցվածքային նյութ: Նա չափազանց ակտիվ է դրա համար: Կալցիումը հեշտությամբ փոխազդում է թթվածնի, ծծմբի և հալոգենների հետ։ Նույնիսկ ազոտի և ջրածնի հետ, որոշակի պայմաններում, այն արձագանքում է: Մետաղների մեծ մասի համար իներտ ածխածնի օքսիդների միջավայրը ագրեսիվ է կալցիումի համար։ Այն այրվում է CO և CO2 մթնոլորտում:

Անվան պատմությունը և ծագումը

Տարրի անվանումը գալիս է լատ. calx (սեռական դեպքում calcis) - «կրաքար», «փափուկ քար»: Այն առաջարկվել է անգլիացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվիի կողմից, որը 1808 թվականին էլեկտրոլիտիկ մեթոդով մեկուսացրել է մետաղի կալցիումը։ Դեյվին էլեկտրոլիզեց թաց հանգցրած կրաքարի խառնուրդը սնդիկի օքսիդ HgO-ի հետ պլատինե ափսեի վրա, որը հանդիսանում էր անոդը: Հեղուկ սնդիկի մեջ ընկղմված պլատինե մետաղալարը ծառայել է որպես կաթոդ։ Էլեկտրոլիզի արդյունքում ստացվել է կալցիումի ամալգամ։ Սնդիկը քշելով դրանից՝ Դեյվին ստացավ կալցիում կոչվող մետաղ։

Կալցիումի միացությունները՝ կրաքարը, մարմարը, գիպսը (ինչպես նաև կրաքարը՝ կրաքարի այրման արտադրանք) օգտագործվել են շինարարության մեջ մի քանի հազարամյակ առաջ։ Մինչև 18-րդ դարի վերջը քիմիկոսները կրաքարը համարում էին պարզ մարմին։ 1789 թվականին Ա.Լավուազյեն առաջարկել է, որ կրաքարը, մագնեզիան, բարիտը, ալյումինը և սիլիցիումը բարդ նյութեր են։

Բնության մեջ լինելը

Բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով կալցիումն ազատ ձևով բնության մեջ չի հայտնաբերվել։

Կալցիումը կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 3,38%-ը (5-րդ տեղն առատությամբ թթվածնից, սիլիցիումից, ալյումինից և երկաթից հետո)։

Իզոտոպներ. Կալցիումը բնության մեջ հանդիպում է որպես վեց իզոտոպների խառնուրդ՝ 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca և 48Ca, որոնցից ամենատարածվածը՝ 40Ca-ն 96,97% է։

Կալցիումի վեց բնական իզոտոպներից հինգը կայուն են։ Վեցերորդ իզոտոպը՝ 48Ca, վեցից ամենածանրը և շատ հազվադեպ (նրա իզոտոպային առատությունը կազմում է ընդամենը 0,187%), վերջերս հայտնաբերվեց, որ ենթարկվում է կրկնակի բետա քայքայման՝ 5,3 x 1019 տարի կիսամյակով:

Ժայռերի և հանքանյութերի մեջ: Կալցիումի մեծ մասը պարունակվում է տարբեր ապարների (գրանիտներ, գնեյսներ և այլն) սիլիկատներում և ալյումինասիլիկատներում, հատկապես ֆելդսպաթում՝ Ca անորթիտում։

Նստվածքային ապարների տեսքով կալցիումի միացությունները ներկայացված են կավիճով և կրաքարերով, որոնք հիմնականում կազմված են հանքային կալցիտից (CaCO3): Կալցիտի բյուրեղային ձևը՝ մարմար, բնության մեջ շատ ավելի քիչ տարածված է:

Բավականին տարածված են կալցիումի միներալները, ինչպիսիք են կալցիտը CaCO3, անհիդրիտ CaSO4, ալաբաստր CaSO4 0,5h3O և գիպս CaSO4 2h3O, ֆտորիտ CaF2, ապատիտ Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), դոլոմիտ MgCO3 CaCO3։ Բնական ջրի մեջ կալցիումի և մագնեզիումի աղերի առկայությունը որոշում է դրա կարծրությունը։

Կալցիումը, ակտիվորեն գաղթելով երկրակեղևում և կուտակվելով տարբեր երկրաքիմիական համակարգերում, ձևավորում է 385 միներալներ (հանածոների թվով չորրորդը):

Միգրացիան երկրակեղևում. Կալցիումի բնական միգրացիայի մեջ էական դեր է խաղում «կարբոնատային հավասարակշռությունը», որը կապված է կալցիումի կարբոնատի ջրի և ածխածնի երկօքսիդի փոխազդեցության հետադարձելի ռեակցիայի հետ՝ լուծելի բիկարբոնատի ձևավորման հետ.

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

(հավասարակշռությունը տեղափոխվում է ձախ կամ աջ՝ կախված ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայից):

Կենսածին միգրացիա. Կենսոլորտում կալցիումի միացությունները հայտնաբերված են գրեթե բոլոր կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում (տես նաև ստորև): Կենդանի օրգանիզմներում կալցիումի զգալի քանակություն կա։ Այսպիսով, հիդրօքսիապատիտ Ca5(PO4)3OH, կամ մեկ այլ գրառման մեջ՝ 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2, հանդիսանում է ողնաշարավորների, այդ թվում՝ մարդկանց ոսկրային հյուսվածքի հիմքը. Բազմաթիվ անողնաշարավորների, ձվի կեղևը և այլն կեղևները և կեղևները պատրաստված են կալցիումի կարբոնատից CaCO3, մարդկանց և կենդանիների կենդանի հյուսվածքներում կա 1,4-2% Ca (զանգվածային մասով); 70 կգ կշռող մարդու մարմնում կալցիումի պարունակությունը կազմում է մոտ 1,7 կգ (հիմնականում ոսկրային հյուսվածքի միջբջջային նյութում):

Անդորրագիր

Ազատ մետաղական կալցիումը ստացվում է CaCl2-ից (75-80%) և KCl-ից կամ CaCl2-ից և CaF2-ից բաղկացած հալվածքի էլեկտրոլիզից, ինչպես նաև 1170-1200 °C-ում CaO-ի ալյումինջերմային վերականգնումից.

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca:

Ֆիզիկական հատկություններ

Կալցիումի մետաղը գոյություն ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներով. Մինչև 443 °C, կայուն?-Ca խորանարդ երեսակենտրոն վանդակով (պարամետր a = 0,558 նմ), կայունից բարձր?-Ca՝ խորանարդ մարմնի կենտրոնացված վանդակով?-Fe տիպի (պարամետր a = 0,448 նմ) . Ստանդարտ էնթալպիա? H0 անցում? > կազմում է 0,93 կՋ/մոլ։

Քիմիական հատկություններ

Կալցիումը տիպիկ հողալկալիական մետաղ է: Կալցիումի քիմիական ակտիվությունը բարձր է, բայց ավելի ցածր, քան մյուս բոլոր հողալկալիական մետաղների: Այն հեշտությամբ արձագանքում է թթվածնի, ածխածնի երկօքսիդի և օդի խոնավության հետ, ինչի պատճառով կալցիումի մետաղի մակերեսը սովորաբար մռայլ մոխրագույն է, ուստի կալցիումը սովորաբար պահվում է լաբորատորիայում, ինչպես այլ հողալկալիական մետաղները, ամուր փակ տարայի մեջ շերտի տակ։ կերոսին կամ հեղուկ պարաֆին:

Ստանդարտ պոտենցիալների շարքում կալցիումը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում։ Ca2+/Ca0 զույգի ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը ½2,84 Վ է, այնպես որ կալցիումը ակտիվորեն արձագանքում է ջրի հետ, բայց առանց բռնկման.

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

Ակտիվ ոչ մետաղների հետ (թթվածին, քլոր, բրոմ) կալցիումը արձագանքում է նորմալ պայմաններում.

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

Օդի կամ թթվածնի մեջ տաքացնելիս կալցիումը բռնկվում է։ Պակաս ակտիվ ոչ մետաղների հետ (ջրածին, բոր, ածխածին, սիլիցիում, ազոտ, ֆոսֆոր և այլն) կալցիումը փոխազդում է տաքացնելիս, օրինակ.

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

կալցիումի ֆոսֆիդ), հայտնի են նաև CaP և CaP5 միացությունների կալցիումի ֆոսֆիդները.

2Ca + Si = Ca2Si

(կալցիումի սիլիցիդ), հայտնի են նաև CaSi, Ca3Si4 և CaSi2 միացությունների կալցիումի սիլիցիդները։

Վերոնշյալ ռեակցիաների ընթացքը, որպես կանոն, ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ (այսինքն՝ այդ ռեակցիաները էկզոթերմիկ են)։ Ոչ մետաղներով բոլոր միացություններում կալցիումի օքսիդացման աստիճանը +2 է։ Ոչ մետաղներով կալցիումի միացությունների մեծ մասը հեշտությամբ քայքայվում է ջրի միջոցով, օրինակ.

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

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

Ca2+ իոնն անգույն է։ Երբ կրակի մեջ լուծվող կալցիումի աղեր են ավելացվում, բոցը դառնում է աղյուս կարմիր:

Կալցիումի աղերը, ինչպիսիք են CaCl2 քլորիդը, CaBr2 բրոմիդը, CaI2 յոդիդը և Ca(NO3)2 նիտրատը, շատ լուծելի են ջրում։ Ջրում անլուծելի են ֆտորը CaF2, կարբոնատ CaCO3, սուլֆատ CaSO4, օրթոֆոսֆատ Ca3(PO4)2, օքսալատ CaC2O4 և մի քանիսը։

Կարևոր է, որ ի տարբերություն կալցիումի կարբոնատի CaCO3-ի, թթվային կալցիումի կարբոնատը (բիկարբոնատ) Ca(HCO3)2-ը լուծելի է ջրում։ Բնության մեջ դա հանգեցնում է հետևյալ գործընթացներին. Երբ սառը անձրևը կամ գետի ջուրը, հագեցած ածխաթթու գազով, ներթափանցում է գետնի տակ և ընկնում կրաքարի վրա, նկատվում է դրանց լուծարումը.

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

Նույն վայրերում, որտեղ կալցիումի բիկարբոնատով հագեցած ջուրը դուրս է գալիս երկրի մակերևույթ և տաքանում արևի ճառագայթներից, տեղի է ունենում հակադարձ ռեակցիա.

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

Այսպես են բնության մեջ տեղափոխվում նյութերի մեծ զանգվածներ։ Արդյունքում ստորգետնյա հսկայական բացեր կարող են առաջանալ, իսկ քարանձավներում ձևավորվում են գեղեցիկ քարե «սառցալեզվակներ»՝ ստալակտիտներ և ստալագմիտներ:

Ջրի մեջ լուծված կալցիումի բիկարբոնատի առկայությունը մեծապես որոշում է ջրի ժամանակավոր կարծրությունը: Այն կոչվում է ժամանակավոր, քանի որ երբ ջուրը եռում է, բիկարբոնատը քայքայվում է և CaCO3-ը նստում է: Այս երեւույթը բերում է, օրինակ, նրան, որ թեյնիկում թեյնիկում ժամանակի ընթացքում թեփուկ է գոյանում։

Կալցիումի մետաղի կիրառությունները

Կալցիումի մետաղի հիմնական օգտագործումը որպես վերականգնող նյութ է մետաղների, հատկապես նիկելի, պղնձի և չժանգոտվող պողպատի արտադրության մեջ: Կալցիումը և նրա հիդրիդը նույնպես օգտագործվում են դժվար վերականգնվող մետաղներ արտադրելու համար, ինչպիսիք են քրոմը, թորիումը և ուրանը: Կալցիում-կապարային համաձուլվածքները օգտագործվում են մարտկոցների և կրող համաձուլվածքների մեջ: Կալցիումի հատիկներն օգտագործվում են նաև վակուումային սարքերից օդի հետքերը հեռացնելու համար։

Մետաղաջերմություն

Մաքուր մետաղական կալցիումը լայնորեն օգտագործվում է մետաղաջերմության մեջ՝ հազվագյուտ մետաղների արտադրության համար։

համաձուլվածքների համաձուլում

Մաքուր կալցիումն օգտագործվում է կապարի համաձուլման համար, որն օգտագործվում է մարտկոցների թիթեղների և սպասարկման կարիք չունեցող մեկնարկային կապարաթթվային մարտկոցների արտադրության համար՝ ցածր ինքնալիցքաթափմամբ: Նաև մետաղական կալցիումը օգտագործվում է բարձրորակ կալցիումային բաբբիթների արտադրության համար:

Միջուկային միաձուլում

48Ca իզոտոպը գերծանր տարրերի արտադրության և պարբերական աղյուսակում նոր տարրերի հայտնաբերման ամենաարդյունավետ և ամենատարածված նյութն է: Օրինակ, արագացուցիչներում գերծանր տարրեր արտադրելու համար 48Ca իոնների օգտագործման դեպքում այդ տարրերի միջուկները ձևավորվում են հարյուրավոր և հազարավոր անգամներ ավելի արդյունավետ, քան այլ «արկեր» (իոններ) օգտագործելիս:

Կալցիումի միացությունների կիրառում

Կալցիումի հիդրիդ. Ջրածնի մթնոլորտում կալցիումը տաքացնելով ստացվում է Cah3 (կալցիումի հիդրիդ), որն օգտագործվում է մետալուրգիայում (մետալոթերմիայում) և դաշտում ջրածնի արտադրության մեջ։

Օպտիկական և լազերային նյութեր Կալցիումի ֆտորիդը (ֆտորիտ) օգտագործվում է օպտիկայի (աստղագիտական ​​օբյեկտներ, ոսպնյակներ, պրիզմաներ) և որպես լազերային նյութ միաբյուրեղների տեսքով։ Կալցիումի վոլֆրամը (շեյլիտ) միաբյուրեղների տեսքով օգտագործվում է լազերային տեխնոլոգիայի մեջ, ինչպես նաև որպես ցինտիլատոր։

Կալցիումի կարբիդ. Կալցիումի կարբիդ CaC2-ը լայնորեն օգտագործվում է ացետիլենի արտադրության և մետաղների վերացման համար, ինչպես նաև կալցիումի ցիանամիդի արտադրության մեջ (կալցիումի կարբիդը ազոտում տաքացնելով 1200 °C-ում, ռեակցիան էկզոտերմիկ է, իրականացվում է ցիանամիդային վառարաններում) .

Քիմիական հոսանքի աղբյուրներ. Կալցիումը, ինչպես նաև նրա համաձուլվածքները ալյումինի և մագնեզիումի հետ, օգտագործվում են պահեստային ջերմային էլեկտրական մարտկոցներում որպես անոդ (օրինակ՝ կալցիում-քրոմատ տարր)։ Նման մարտկոցներում կալցիումի քրոմատն օգտագործվում է որպես կաթոդ։ Նման մարտկոցների առանձնահատկությունն է չափազանց երկար պահպանման ժամկետը (տասնամյակներ) հարմար վիճակում, ցանկացած պայմաններում աշխատելու կարողությունը (տարածություն, բարձր ճնշում), բարձր տեսակարար էներգիա՝ քաշի և ծավալի առումով։ Թերություն՝ կարճ կյանք: Նման մարտկոցները օգտագործվում են այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է կարճ ժամանակով ստեղծել հսկայական էլեկտրական էներգիա (բալիստիկ հրթիռներ, որոշ տիեզերանավեր և այլն):

Չհրկիզվող նյութեր. Կալցիումի օքսիդը և՛ ազատ ձևով, և՛ որպես կերամիկական խառնուրդների մաս, օգտագործվում է հրակայուն նյութերի արտադրության մեջ։

Դեղեր. Կալցիումի միացությունները լայնորեն օգտագործվում են որպես հակահիստամին:

Կալցիումի քլորիդ

Կալցիումի գլյուկոնատ

Կալցիումի գլիցերոֆոսֆատ

Բացի այդ, կալցիումի միացությունները ներառված են օստեոպորոզի կանխարգելման համար նախատեսված դեղամիջոցներում, հղիների և տարեցների վիտամինային համալիրներում:

Կենսաբանական դեր

Կալցիումը տարածված մակրոտարր է բույսերի, կենդանիների և մարդկանց օրգանիզմում: Մարդկանց և այլ ողնաշարավորների մոտ դրա մեծ մասը պարունակվում է կմախքի և ատամների մեջ՝ ֆոսֆատների տեսքով։ Անողնաշարավորների մեծ մասի խմբերի կմախքները (սպունգեր, մարջանային պոլիպներ, փափկամարմիններ և այլն) բաղկացած են կալցիումի կարբոնատի տարբեր ձևերից (կրաքար)։ Կալցիումի իոնները մասնակցում են արյան մակարդման գործընթացներին, ինչպես նաև արյան մշտական ​​օսմոտիկ ճնշման ապահովմանը։ Կալցիումի իոնները նաև ծառայում են որպես համընդհանուր երկրորդ սուրհանդակներից մեկը և կարգավորում են մի շարք ներբջջային գործընթացներ՝ մկանների կծկում, էկզոցիտոզ, ներառյալ հորմոնների և նեյրոհաղորդիչների սեկրեցումը և այլն։ միջբջջային հեղուկներում մոտ 10?3 մոլ.

Կալցիումի պահանջները կախված են տարիքից։ Մեծահասակների համար անհրաժեշտ օրական ընդունումը կազմում է 800-ից 1000 միլիգրամ (մգ), իսկ երեխաների համար՝ 600-ից 900 մգ, ինչը շատ կարևոր է երեխաների համար՝ կապված կմախքի ինտենսիվ աճի հետ։ Կալցիումի մեծ մասը, որը մտնում է մարդու օրգանիզմ սննդի հետ, հայտնաբերված է կաթնամթերքում, մնացած կալցիումը ստացվում է մսից, ձկից և որոշ բուսական մթերքներից (հատկապես հատիկաընդեղենից): Կլանումը տեղի է ունենում ինչպես հաստ, այնպես էլ բարակ աղիներում և նպաստում է թթվային միջավայրին, վիտամին D-ին և վիտամին C-ին, կաթնաշաքարին և չհագեցած ճարպաթթուներին: Մագնեզիումի դերը կալցիումի նյութափոխանակության մեջ կարևոր է, որի անբավարարությամբ կալցիումը «լվանում» է ոսկորներից և նստում երիկամներում (երիկամների քարեր) և մկաններում։

Ասպիրինը, օքսալաթթուն և էստրոգենի ածանցյալները խանգարում են կալցիումի կլանմանը։ Օքսալաթթվի հետ զուգակցվելիս կալցիումը առաջացնում է ջրում չլուծվող միացություններ, որոնք կազմում են երիկամների քարերի բաղադրիչները:

Դրա հետ կապված պրոցեսների մեծ քանակի պատճառով արյան մեջ կալցիումի պարունակությունը ճշգրտորեն կարգավորվում է, իսկ ճիշտ սնվելու դեպքում դեֆիցիտ չի առաջանում։ Սննդակարգից երկարատև բացակայությունը կարող է առաջացնել սպազմ, հոդացավ, քնկոտություն, աճի արատներ և փորկապություն: Ավելի խորը պակասը հանգեցնում է մշտական ​​մկանային ջղերի և օստեոպորոզի: Սուրճի և ալկոհոլի չարաշահումը կարող է առաջացնել կալցիումի անբավարարություն, քանի որ դրա մի մասը արտազատվում է մեզով։

Կալցիումի և վիտամին D-ի չափազանց մեծ չափաբաժինները կարող են առաջացնել հիպերկալցեմիա, որին հաջորդում է ոսկորների և հյուսվածքների ինտենսիվ կալցիֆիկացիան (հիմնականում ազդում է միզուղիների համակարգի վրա): Երկարատև ավելցուկը խաթարում է մկանների և նյարդային հյուսվածքների աշխատանքը, մեծացնում է արյան մակարդումը և նվազեցնում ոսկրային բջիջների կողմից ցինկի կլանումը: Մեծահասակների համար առավելագույն օրական անվտանգ չափաբաժինը 1500-ից 1800 միլիգրամ է:

Ապրանքներ Կալցիում, մգ/100 գ

Քունջութ 783

Եղինջ 713

Անտառային փիփերթ 505

Մեծ սոսի 412

Գալինսոգա 372

Սարդինա յուղով 330

Ivy Budra 289

Շան վարդ 257

Նուշ 252

Սոսին նշտարագետ. 248

Պնդուկ 226

Ամարանտի սերմ 214

Ջրածաղիկ 214

Սոյայի չոր 201

3 տարեկանից փոքր երեխաներ - 600 մգ:

4-ից 10 տարեկան երեխաներ՝ 800 մգ։

10-ից 13 տարեկան երեխաներ՝ 1000 մգ։

13-ից 16 տարեկան դեռահասներ՝ 1200 մգ։

16 տարեկան և բարձր երիտասարդություն - 1000 մգ:

25-ից 50 տարեկան մեծահասակները `800-ից 1200 մգ:

Հղի և կրծքով կերակրող կանայք `1500-ից մինչև 2000 մգ:

Եզրակացություն

Կալցիումը Երկրի վրա ամենաառատ տարրերից մեկն է: Բնության մեջ այն շատ է. լեռնաշղթաներն ու կավե ապարները առաջանում են կալցիումի աղերից, հանդիպում է ծովերի և գետերի ջրերում, մտնում է բուսական և կենդանական օրգանիզմների մեջ։

Կալցիումը մշտապես շրջապատում է քաղաքի բնակիչներին. գրեթե բոլոր հիմնական շինանյութերը՝ բետոն, ապակի, աղյուս, ցեմենտ, կրաքար, պարունակում են այս տարրը զգալի քանակությամբ:

Բնականաբար, ունենալով նման քիմիական հատկություններ՝ կալցիումը բնության մեջ չի կարող գոյություն ունենալ ազատ վիճակում։ Սակայն կալցիումի միացությունները՝ բնական և արհեստական, առաջնային նշանակություն են ձեռք բերել:

Մատենագիտություն

1. Խմբագրական կոլեգիա՝ Կնունյանց Ի. Լ. (գլխ. խմբագիր) Քիմիական հանրագիտարան՝ 5 հատորով - Մոսկվա։ Սովետական ​​հանրագիտարան, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 p.

2. Դորոնին. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 էջ նկարազարդումներով:

3. Դոցենկո Վ.Ա. - Բուժական և կանխարգելիչ սնուցում. - Հարց. սնուցում, 2001 - N1-էջ 21-25

4. Bilezikian J. P. Կալցիում և ոսկրային նյութափոխանակություն // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

Գիտության աշխարհ

Կալցիումը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի 4-րդ խմբի II հիմնական ենթախմբի մետաղական տարր է։ Պատկանում է հողալկալիական մետաղների ընտանիքին։ Կալցիումի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը պարունակում է 2 զույգ s-էլեկտրոններ

Ինչը նա կարողանում է էներգետիկորեն տալ քիմիական փոխազդեցությունների ժամանակ: Այսպիսով, կալցիումը վերականգնող նյութ է և իր միացություններում ունի +2 օքսիդացման աստիճան։Բնության մեջ կալցիումը հանդիպում է միայն աղերի տեսքով։ Երկրակեղևում կալցիումի զանգվածային բաժինը կազմում է 3,6%: Հիմնական բնական կալցիումի հանքանյութը կալցիտն է CaCO3-ը և նրա սորտերը՝ կրաքար, կավիճ, մարմար։ Կան նաև կենդանի օրգանիզմներ (օրինակ՝ կորալներ), որոնց ողնաշարը հիմնականում բաղկացած է կալցիումի կարբոնատից։ Կալցիումի կարևոր հանքանյութերից են նաև դոլոմիտը CaCO3 MgCO3, ֆտորիտ CaF2, գիպս CaSO4 2h3O, ապատիտ, դաշտային պար և այլն: Կալցիումը կարևոր դեր է խաղում կենդանի օրգանիզմների կյանքում: Մարդու օրգանիզմում կալցիումի զանգվածային բաժինը կազմում է 1,4-2%: Այն ատամների, ոսկորների, այլ հյուսվածքների և օրգանների մի մասն է, մասնակցում է արյան մակարդման գործընթացին և խթանում է սրտի գործունեությունը։ Օրգանիզմը բավարար քանակությամբ կալցիումով ապահովելու համար պետք է անպայման օգտագործել կաթ և կաթնամթերք, կանաչ բանջարեղեն և ձուկ:Կալցիում պարզ նյութը տիպիկ արծաթասպիտակ մետաղ է: Այն բավականին կոշտ է, պլաստիկ, ունի 1,54 գ/սմ3 խտություն և հալման կետ 842? Գ. Քիմիապես կալցիումը շատ ակտիվ է: Նորմալ պայմաններում այն ​​հեշտությամբ փոխազդում է օդի թթվածնի և խոնավության հետ, ուստի այն պահվում է հերմետիկ փակ տարաներում։ Օդում տաքացնելիս կալցիումը բռնկվում է և ձևավորում օքսիդ՝ 2Ca + O2 = 2CaO: Տաքացման ժամանակ կալցիումը փոխազդում է քլորի և բրոմի հետ, իսկ ֆտորի հետ՝ նույնիսկ ցրտին: Այս ռեակցիաների արգասիքները համապատասխան հալոգենիդներն են, օրինակ՝ Ca + Cl2 = CaCl2: Երբ կալցիումը տաքացնում են ծծմբի հետ, առաջանում է կալցիումի սուլֆիդ՝ Ca + S = CaS: Կալցիումը կարող է նաև փոխազդել այլ ոչ մետաղների հետ: Փոխազդեցություն ջրի հետ հանգեցնում է թեթևակի լուծվող կալցիումի հիդրօքսիդի առաջացմանը և ջրածնի գազի արտազատմանը :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3։Կալցիումի մետաղը լայնորեն կիրառվում է։ Այն օգտագործվում է որպես վարդազարդ պողպատների և համաձուլվածքների արտադրության մեջ և որպես վերականգնող նյութ որոշ հրակայուն մետաղների արտադրության համար։

Կալցիումը ստացվում է հալված կալցիումի քլորիդի էլեկտրոլիզից։ Այսպիսով, կալցիումը առաջին անգամ ստացվել է 1808 թվականին Համֆրի Դեյվիի կողմից։

worldofscience.ru

Կալցիումի պատմություն

Կալցիումը հայտնաբերվել է 1808 թվականին Համֆրի Դեյվիի կողմից, ով լուծարված կրաքարի և սնդիկի օքսիդի էլեկտրոլիզով ստացել է կալցիումի ամալգամ, որը սնդիկի թորման գործընթացի արդյունքում, որից մետաղը մնացել է, կոչվում է. կալցիում.Լատիներեն կրաքարիհնչում է այնպես, ինչպես կալքս, հենց այս անվանումն է ընտրել անգլիացի քիմիկոսը հայտնաբերված նյութի համար։

Կալցիումը քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի IV խմբի II հիմնական ենթախմբի տարր է D.I. Մենդելեևի ատոմային թիվը 20 է, իսկ ատոմային զանգվածը՝ 40,08։ Ընդունված նշանակումը Ca է (լատիներենից՝ Calcium):

Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

Կալցիումը ռեակտիվ փափուկ ալկալային մետաղ է, որն ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն: Թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի հետ փոխազդեցության պատճառով մետաղի մակերեսը դառնում է ձանձրալի, ուստի կալցիումը պահանջում է պահպանման հատուկ ռեժիմ՝ սերտորեն փակ տարա, որի մեջ մետաղը լցված է հեղուկ պարաֆինի կամ կերոսինի շերտով:

Կալցիումը մարդու համար անհրաժեշտ միկրոէլեմենտներից ամենահայտնին է, նրա օրական պահանջարկը տատանվում է 700-ից 1500 մգ առողջ չափահաս մարդու համար, սակայն այն ավելանում է հղիության և լակտացիայի ժամանակ։ Սա պետք է հաշվի առնել, և կալցիումը պետք է ստանալ պատրաստուկների ձևը.

Բնության մեջ լինելը

Կալցիումն ունի շատ բարձր քիմիական ակտիվություն, հետևաբար բնության մեջ այն իր ազատ (մաքուր) տեսքով չի հանդիպում։ Այնուամենայնիվ, այն երկրակեղևում տարածվածությամբ հինգերորդն է, այն հայտնաբերված է նստվածքային (կրաքար, կավիճ) և ապարներում (գրանիտ) միացությունների տեսքով, ֆելդսպար անորիտը պարունակում է շատ կալցիում:

Այն բավականին տարածված է կենդանի օրգանիզմների մեջ, նրա առկայությունը հայտնաբերվել է բույսերի, կենդանիների և մարդկանց մոտ, որտեղ առկա է հիմնականում ատամներում և ոսկրային հյուսվածքներում։

Կալցիումի կլանումը

Սննդից կալցիումի նորմալ կլանման խոչընդոտ է հանդիսանում ածխաջրերի օգտագործումը քաղցրավենիքի և ալկալիների տեսքով, որոնք չեզոքացնում են ստամոքսի աղաթթուն, որն անհրաժեշտ է կալցիումը լուծելու համար։ Կալցիումի կլանման գործընթացը բավականին բարդ է, ուստի երբեմն բավարար չէ այն ստանալ միայն սննդով, անհրաժեշտ է միկրոտարրերի լրացուցիչ ընդունում։

Փոխազդեցություն ուրիշների հետ

Աղիքներում կալցիումի կլանումը բարելավելու համար անհրաժեշտ է, ինչը հակված է հեշտացնել կալցիումի կլանման գործընթացը։ Ուտելիս կալցիում (հավելումների տեսքով) ընդունելիս կլանումը արգելափակվում է, սակայն սննդից առանձին կալցիումի հավելումներ ընդունելը ոչ մի կերպ չի ազդում այս գործընթացի վրա։

Մարմնի գրեթե ամբողջ կալցիումը (1-ից 1,5 կգ) գտնվում է ոսկորներում և ատամներում: Կալցիումը մասնակցում է նյարդային հյուսվածքի գրգռվածության, մկանների կծկման, արյան մակարդման գործընթացներին, բջիջների միջուկի և թաղանթների, բջջային և հյուսվածքային հեղուկների մի մասն է, ունի հակաալերգիկ և հակաբորբոքային ազդեցություն, կանխում է ացիդոզը և ակտիվացնում է ֆերմենտների և հորմոնների քանակը. Կալցիումը նույնպես մասնակցում է բջջային թաղանթների թափանցելիության կարգավորմանը և ունենում է հակառակ ազդեցություն։

Կալցիումի անբավարարության նշաններ

Օրգանիզմում կալցիումի դեֆիցիտի նշանները հետևյալն են, առաջին հայացքից, անկապ ախտանիշները.

• նյարդայնություն, տրամադրության վատթարացում;
• կարդիոպալմուս;
• ցնցումներ, վերջույթների թմրություն;
• աճի և երեխաների դանդաղում;
• բարձր արյան ճնշում;
• եղունգների պառակտում և փխրունություն;
• հոդացավ, «ցավի շեմի» իջեցում;
• ծանր menstruation.

Կալցիումի անբավարարության պատճառները

Կալցիումի անբավարարության պատճառները կարող են ներառել անհավասարակշիռ դիետաները (հատկապես ծոմը), սննդի մեջ կալցիումի ցածր պարունակությունը, ծխելը և սուրճից և կոֆեին պարունակող ըմպելիքներից կախվածությունը, դիսբակտերիոզը, երիկամների հիվանդությունը, վահանաձև գեղձի հիվանդությունը, հղիությունը, լակտացիան և դաշտանադադարը:

Կալցիումի ավելցուկը, որը կարող է առաջանալ կաթնամթերքի չափից ավելի սպառման կամ թմրամիջոցների անվերահսկելի օգտագործման դեպքում, բնութագրվում է ծայրահեղ ծարավով, սրտխառնոցով, փսխումով, ախորժակի կորստով, թուլությամբ և միզարձակման ավելացմամբ:

Կալցիումի օգտագործումը կյանքում

Կալցիումը կիրառություն է գտել ուրանի մետաղաջերմային արտադրության մեջ, բնական միացությունների տեսքով այն օգտագործվում է որպես հումք գիպսի և ցեմենտի արտադրության համար, որպես ախտահանման միջոց (հայտնի. սպիտակեցնող միջոց).

Կալցիումը երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանը, ատոմային համարով 20։ Նշանակվում է Ca (լատ. Կալցիում) նշանով։ Կալցիում պարզ նյութը (CAS համարը՝ 7440-70-2) արծաթափայլ-սպիտակ գույնի փափուկ, ռեակտիվ հողալկալիական մետաղ է:

Անվան պատմությունը և ծագումը

Տարրի անվանումը գալիս է լատ. calx (սեռական դեպքում calcis) - «կրաքար», «փափուկ քար»: Այն առաջարկվել է անգլիացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվիի կողմից, որը 1808 թվականին էլեկտրոլիտիկ մեթոդով մեկուսացրել է մետաղի կալցիումը։ Դեյվին էլեկտրոլիզեց թաց հանգցրած կրաքարի խառնուրդը սնդիկի օքսիդ HgO-ի հետ պլատինե ափսեի վրա, որը հանդիսանում էր անոդը: Հեղուկ սնդիկի մեջ ընկղմված պլատինե մետաղալարը ծառայել է որպես կաթոդ։ Էլեկտրոլիզի արդյունքում ստացվել է կալցիումի ամալգամ։ Դրանից սնդիկ թորելով՝ Դեյվին ստացավ կալցիում կոչվող մետաղ։
Կալցիումի միացությունները՝ կրաքարը, մարմարը, գիպսը (ինչպես նաև կրաքարը՝ կրաքարի կալցինացման արտադրանք) օգտագործվել են շինարարության մեջ մի քանի հազար տարի առաջ։ Մինչև 18-րդ դարի վերջը քիմիկոսները կրաքարը համարում էին պարզ մարմին։ 1789 թվականին Ա.Լավուազյեն առաջարկել է, որ կրաքարը, մագնեզիան, բարիտը, ալյումինը և սիլիցիումը բարդ նյութեր են։

Անդորրագիր

Ազատ մետաղական կալցիումը ստացվում է CaCl 2-ից (75-80%) և KCl կամ CaCl2 և CaF2-ից բաղկացած հալվածքի էլեկտրոլիզից, ինչպես նաև CaO-ի ալյումինջերմային վերականգնումից 1170-1200 °C ջերմաստիճանում:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca:

Ֆիզիկական հատկություններ

Կալցիումի մետաղը գոյություն ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներով. Մինչև 443 °C α-Ca-ն խորանարդ երեսակենտրոն ցանցով (պարամետր a = 0,558 նմ) կայուն է, β-Ca-ն՝ α-Fe տիպի խորանարդ մարմնակենտրոն վանդակով (պարամետր a = 0,448 նմ)՝ ավելի կայուն: α → β անցման ստանդարտ էթալպիան ΔH 0 0,93 կՋ/մոլ է։
Ճնշման աստիճանական աճով այն սկսում է դրսևորել կիսահաղորդչի հատկությունները, բայց կիսահաղորդիչ չի դառնում բառի ամբողջական իմաստով (այն այլևս մետաղ չէ): Ճնշման հետագա աճով այն վերադառնում է մետաղական վիճակի և սկսում է դրսևորել գերհաղորդիչ հատկություններ (գերհաղորդականության ջերմաստիճանը վեց անգամ ավելի բարձր է, քան սնդիկի ջերմաստիճանը և շատ գերազանցում է հաղորդունակության մյուս բոլոր տարրերը): Կալցիումի յուրահատուկ վարքագիծը շատ առումներով նման է ստրոնցիումին (այսինքն, պարբերական աղյուսակում զուգահեռները մնում են):

Քիմիական հատկություններ

Կալցիումը տիպիկ հողալկալիական մետաղ է: Կալցիումի քիմիական ակտիվությունը բարձր է, բայց ավելի ցածր, քան մյուս բոլոր հողալկալիական մետաղների: Այն հեշտությամբ արձագանքում է թթվածնի, ածխածնի երկօքսիդի և օդի խոնավության հետ, ինչի պատճառով կալցիումի մետաղի մակերեսը սովորաբար մռայլ մոխրագույն է, ուստի կալցիումը սովորաբար պահվում է լաբորատորիայում, ինչպես այլ հողալկալիական մետաղները, ամուր փակ տարայի մեջ շերտի տակ։ կերոսին կամ հեղուկ պարաֆին:

Կալցիում

ԿԱԼՑԻՈՒՄ- Ես; մ.[լատ. calx (calcis) – կրաքար] Քիմիական տարր (Ca), արծաթասպիտակ մետաղ, որը կրաքարի, մարմարի և այլնի մասն է։

◁ Կալցիում, օհ, օհ: Կ աղեր.

կալցիում

(լատ. Կալցիում), պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, պատկանում է հողալկալիական մետաղներին։ Անունը լատ. calx, սեռական calcis - կրաքարի. Արծաթ-սպիտակ մետաղ, խտությունը 1,54 գ/սմ 3, տ pl 842ºC: Սովորական ջերմաստիճանում այն ​​հեշտությամբ օքսիդանում է օդում։ Երկրակեղևում տարածվածությամբ այն զբաղեցնում է 5-րդ տեղը (հանքային կալցիտ, գիպս, ֆտորիտ և այլն)։ Որպես ակտիվ վերականգնող նյութ՝ օգտագործվում է դրանց միացություններից U, Th, V, Cr, Zn, Be և այլ մետաղներ ստանալու, պողպատները, բրոնզերը և այլն օքսիդացնելու համար։ Ընդգրկված է հակաշփման նյութերի բաղադրության մեջ։ Կալցիումի միացությունները օգտագործվում են շինարարության մեջ (կրաքար, ցեմենտ), կալցիումի պատրաստուկները՝ բժշկության մեջ։

ԿԱԼՑԻՈՒՄ

ԿԱԼՑԻՈՒՄ (լատ. Կալցիում), Ca (կարդալ՝ «կալցիում»), 20 ատոմային համարով քիմիական տարր, գտնվում է Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգի IIA խմբում չորրորդ շրջանում; ատոմային զանգված 40.08. Պատկանում է երկրի ալկալային տարրերին (սմ.ԱԼԿԱԼԱՅԻՆ ՄԵՏԱՂՆԵՐ).
Բնական կալցիումը բաղկացած է նուկլիդների խառնուրդից (սմ.ՆՈՒԿԼԻԴ) 40 (խառնուրդում ըստ զանգվածի 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) և 46 (0,003%) զանգվածային թվերով։ Արտաքին էլեկտրոնային շերտ 4 կոնֆիգուրացիա ս 2 . Գրեթե բոլոր միացություններում կալցիումի օքսիդացման աստիճանը +2 է (վալենտություն II):
Կալցիումի չեզոք ատոմի շառավիղը 0,1974 նմ է, Ca 2+ իոնի շառավիղը 0,114 նմ-ից (6-րդ կոորդինացիոն համարի համար) մինչև 0,148 նմ (12 կոորդինացիոն համարի համար)։ Չեզոք կալցիումի ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաները համապատասխանաբար կազմում են 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 և 84,5 էՎ։ Ըստ Պաուլինգի սանդղակի՝ կալցիումի էլեկտրաբացասականությունը մոտ 1,0 է։ Իր ազատ տեսքով կալցիումը արծաթափայլ սպիտակ մետաղ է։
Հայտնաբերման պատմություն
Կալցիումի միացությունները բնության մեջ հանդիպում են ամենուր, ուստի մարդկությունը ծանոթ է եղել դրանց հին ժամանակներից: Կրաքարը վաղուց օգտագործվել է շինարարության մեջ (սմ. LIME)(արագ կիր և խարխուլ), որը երկար ժամանակ համարվում էր պարզ նյութ՝ «հող»։ Սակայն 1808 թվականին անգլիացի գիտնական Գ.Դեյվին (սմ.Դեյվի Համֆրի)հաջողվել է կրից նոր մետաղ ստանալ։ Դա անելու համար Դեյվին էլեկտրոլիզի ենթարկեց թեթևակի խոնավացած խարխլված կրաքարի խառնուրդը սնդիկի օքսիդով և սնդիկի կաթոդի վրա ձևավորված ամալգամից մեկուսացրեց նոր մետաղ, որը նա անվանեց կալցիում (լատիներեն calx, genus case calcis - կրաքար): Ռուսաստանում որոշ ժամանակ այս մետաղը կոչվում էր «կրաքար»:
Բնության մեջ լինելը
Կալցիումը Երկրի վրա ամենատարածված տարրերից մեկն է: Նրան է բաժին ընկնում երկրակեղևի զանգվածի 3,38%-ը (5-րդ տեղն առատությամբ թթվածնից, սիլիցիումից, ալյումինից և երկաթից հետո)։ Բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով կալցիումն ազատ ձևով բնության մեջ չի հայտնաբերվել։ Կալցիումի մեծ մասը հայտնաբերված է սիլիկատներում (սմ.ՍԻԼԻԿԱՏՆԵՐ)և ալյումինոսիլիկատներ (սմ.Ալյումինի սիլիկատներ)տարբեր ժայռեր (գրանիտներ (սմ.ԳՐԱՆԻՏ), գնեյսներ (սմ.ԳՆԱՅՍ)և այլն): Նստվածքային ապարների տեսքով կալցիումի միացությունները ներկայացված են կավիճով և կրաքարերով, որոնք հիմնականում կազմված են կալցիտի միներալից։ (սմ.ԿԱԼՑԻՏ)(CaCO 3): Կալցիտի բյուրեղային ձևը՝ մարմար, բնության մեջ շատ ավելի քիչ տարածված է:
Կալցիումի հանքանյութերը, ինչպիսիք են կրաքարը, բավականին տարածված են (սմ.ԿՐԱՔԱՐ) CaCO3, անհիդրիտ (սմ.ԱՆՀԻԴՐԻՏ) CaSO 4 և գիպս (սմ.ԳԻՊՍ) CaSO 4 2H 2 O, ֆտորիտ (սմ.ՖԼՅՈՐԻՏ) CaF 2, ապատիտներ (սմ.ԱՊԱՏԻՏ) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), դոլոմիտ (սմ.ԴՈԼՈՄԻՏ) MgCO 3 · CaCO 3: Բնական ջրի մեջ կալցիումի և մագնեզիումի աղերի առկայությունը որոշում է դրա կարծրությունը (սմ.ՋՐԻ ԿԱՐԾՈՒԹՅԱՆ). Կենդանի օրգանիզմներում կալցիումի զգալի քանակություն կա։ Այսպիսով, հիդրօքսիապատիտ Ca 5 (PO 4) 3 (OH), կամ, մեկ այլ մուտքագրում, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, հանդիսանում է ողնաշարավորների ոսկրային հյուսվածքի հիմքը, ներառյալ մարդկանց; Բազմաթիվ անողնաշարավորների կեղևներն ու կեղևները, ձվի կեղևը և այլն պատրաստված են կալցիումի կարբոնատից CaCO 3:
Անդորրագիր
Մետաղական կալցիումը ստացվում է CaCl 2-ից (75-80%) և KCl-ից կամ CaCl2-ից և CaF2-ից բաղկացած հալվածքի էլեկտրոլիզից, ինչպես նաև CaO-ի ալյումինջերմային վերականգնումից 1170-1200 °C ջերմաստիճանում:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca:
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Կալցիումի մետաղը գոյություն ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներով (տես Ալոտրոպիա (սմ.ԱԼՈՏՐՈՊԻԱ)) Մինչև 443 °C, a-Ca-ն խորանարդ երեսակենտրոն վանդակով (պարամետր a = 0,558 նմ) կայուն է, b-Ca-ն՝ a-Fe տիպի խորանարդ մարմնակենտրոն ցանցով (պարամետր a = 0,448 նմ): ավելի կայուն: Կալցիումի հալման ջերմաստիճանը 839 °C է, եռմանը՝ 1484 °C, խտությունը՝ 1,55 գ/սմ3։
Կալցիումի քիմիական ակտիվությունը բարձր է, բայց ավելի ցածր, քան մյուս բոլոր հողալկալիական մետաղների: Այն հեշտությամբ արձագանքում է թթվածնի, ածխածնի երկօքսիդի և օդի խոնավության հետ, ինչի պատճառով կալցիումի մետաղի մակերեսը սովորաբար մռայլ մոխրագույն է, ուստի լաբորատորիայում կալցիումը սովորաբար պահվում է, ինչպես մյուս հողալկալիական մետաղները, ամուր փակ տարայի մեջ շերտի տակ։ կերոսինից։
Ստանդարտ պոտենցիալների շարքում կալցիումը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում։ Ca 2+ /Ca 0 զույգի ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը –2,84 Վ է, այնպես որ կալցիումը ակտիվորեն արձագանքում է ջրի հետ.
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2:
Ակտիվ ոչ մետաղների հետ (թթվածին, քլոր, բրոմ) կալցիումը արձագանքում է նորմալ պայմաններում.
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2:
Օդի կամ թթվածնի մեջ տաքացնելիս կալցիումը բռնկվում է։ Պակաս ակտիվ ոչ մետաղների հետ (ջրածին, բոր, ածխածին, սիլիցիում, ազոտ, ֆոսֆոր և այլն) կալցիումը փոխազդում է տաքացնելիս, օրինակ.
Ca + H 2 = CaH 2 (կալցիումի հիդրիդ),
Ca + 6B = CaB 6 (կալցիումի բորիդ),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (կալցիումի նիտրիդ)
Ca + 2C = CaC 2 (կալցիումի կարբիդ)
Հայտնի են նաև 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (կալցիումի ֆոսֆիդ), CaP և CaP 5 բաղադրությունների կալցիումի ֆոսֆիդները.
2Ca + Si = Ca 2 Si (կալցիումի սիլիցիդ); Հայտնի են նաև CaSi, Ca 3 Si 4 և CaSi 2 բաղադրությունների կալցիումի սիլիցիդները:
Վերոնշյալ ռեակցիաների առաջացումը, որպես կանոն, ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ (այսինքն՝ այդ ռեակցիաները էկզոթերմիկ են)։ Ոչ մետաղներով բոլոր միացություններում կալցիումի օքսիդացման աստիճանը +2 է։ Ոչ մետաղներով կալցիումի միացությունների մեծ մասը հեշտությամբ քայքայվում է ջրի միջոցով, օրինակ.
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3:
Կալցիումի օքսիդը սովորաբար հիմնական է: Լաբորատորիայում և տեխնոլոգիայում այն ​​ստացվում է կարբոնատների ջերմային տարրալուծմամբ.
CaCO 3 = CaO + CO 2:
Տեխնիկական կալցիումի օքսիդը CaO-ն կոչվում է կրաքար։
Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով Ca(OH) 2 և ազատել մեծ քանակությամբ ջերմություն.
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
Այս եղանակով ստացված Ca(OH)2-ը սովորաբար կոչվում է խարխուլ կրաքար կամ կրաքարի կաթ (սմ.ԼԱՅՄ ԿԱԹ)պայմանավորված է նրանով, որ կալցիումի հիդրօքսիդի լուծելիությունը ջրում ցածր է (0,02 մոլ/լ 20°C-ում), իսկ ջրի մեջ ավելացնելիս առաջանում է սպիտակ կախույթ։
Թթվային օքսիդների հետ փոխազդեցության ժամանակ CaO-ն առաջացնում է աղեր, օրինակ.
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4:
Ca 2+ իոնն անգույն է։ Երբ կրակին ավելացնում են կալցիումի աղեր, բոցը դառնում է աղյուս-կարմիր։
Կալցիումի աղերը, ինչպիսիք են CaCl 2 քլորիդը, CaBr 2 բրոմիդը, CaI 2 յոդիդը և Ca(NO 3) 2 նիտրատը, շատ լուծելի են ջրում։ Ջրի մեջ անլուծելի են ֆտորը CaF 2, կարբոնատ CaCO 3, սուլֆատ CaSO 4, միջին օրթոֆոսֆատ Ca 3 (PO 4) 2, օքսալատ CaC 2 O 4 և մի քանի ուրիշներ։
Կարևոր է, որ, ի տարբերություն միջին կալցիումի կարբոնատի CaCO 3-ի, թթվային կալցիումի կարբոնատը (բիկարբոնատ) Ca(HCO 3) 2-ը լուծելի է ջրում: Բնության մեջ դա հանգեցնում է հետևյալ գործընթացներին. Երբ սառը անձրևը կամ գետի ջուրը, հագեցած ածխաթթու գազով, ներթափանցում է գետնի տակ և ընկնում կրաքարի վրա, նկատվում է դրանց լուծարումը.
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
Նույն վայրերում, որտեղ կալցիումի բիկարբոնատով հագեցած ջուրը դուրս է գալիս երկրի մակերևույթ և տաքանում արևի ճառագայթներից, տեղի է ունենում հակադարձ ռեակցիա.
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O:
Այսպես են բնության մեջ տեղափոխվում նյութերի մեծ զանգվածներ։ Արդյունքում գետնի տակ կարող են գոյանալ հսկայական անցքեր (տես Կարստ (սմ.ԿԱՐՍՏ (բնական երևույթ)), իսկ քարանձավներում գոյանում են գեղեցիկ քարե «սառցալեզվակներ»՝ ստալակտիտներ (սմ.ՍՏԱԼԱԿՏԻՏՆԵՐ (հանքային գոյացություններ))և ստալագմիտներ (սմ.ՍՏԱԼԱԳՄԻՏՆԵՐ).
Ջրի մեջ լուծված կալցիումի բիկարբոնատի առկայությունը մեծապես որոշում է ջրի ժամանակավոր կարծրությունը: (սմ.ՋՐԻ ԿԱՐԾՈՒԹՅԱՆ). Այն կոչվում է ժամանակավոր, քանի որ երբ ջուրը եռում է, բիկարբոնատը քայքայվում է, և CaCO 3-ը նստում է: Այս երեւույթը բերում է, օրինակ, նրան, որ թեյնիկում թեյնիկում ժամանակի ընթացքում թեփուկ է գոյանում։
Կալցիումի և նրա միացությունների կիրառումը
Կալցիումի մետաղը օգտագործվում է ուրանի մետաղաջերմային արտադրության համար (սմ.ՈՒՐԱՆ (քիմիական տարր)), թորիում (սմ.ԹՈՐԻՈՒՄ), տիտան (սմ.ՏԻՏԱՆ (քիմիական տարր)), ցիրկոնիում (սմ.ՑԻՐԿՈՆԻՈՒՄ), ցեզիում (սմ.ՑԵԶԻՈՒՄ)և ռուբիդիում (սմ.ՌՈՒԲԻԴԻՈՒՄ).
Բնական կալցիումի միացությունները լայնորեն օգտագործվում են կապող նյութերի արտադրության մեջ (ցեմենտ (սմ.ՑԵՄԵՆՏ), գիպս (սմ.ԳԻՊՍ), կրաքար և այլն): Անջատված կրաքարի կապող ազդեցությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ ժամանակի ընթացքում կալցիումի հիդրօքսիդը արձագանքում է օդում առկա ածխաթթու գազի հետ: Շարունակվող ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում են CaCO3 կալցիտի ասեղանման բյուրեղներ, որոնք աճում են մոտակա քարերի, աղյուսների և այլ շինանյութերի և, այսպես ասած, զոդում են դրանք մեկ ամբողջության մեջ։ Բյուրեղային կալցիումի կարբոնատ - մարմար - հիանալի հարդարման նյութ է: Կավիճն օգտագործվում է սպիտակեցման համար։ Խոզի երկաթի արտադրության մեջ սպառվում է մեծ քանակությամբ կրաքար, քանի որ դրանք հնարավորություն են տալիս երկաթի հանքաքարի հրակայուն կեղտերը (օրինակ՝ քվարց SiO 2) տեղափոխել համեմատաբար ցածր հալեցման խարամներ։
Սպիտակեցնող միջոցը շատ արդյունավետ է որպես ախտահանիչ: (սմ.Սպիտակեցնող փոշի)- «սպիտակեցնող» Ca(OCl)Cl - խառը քլորիդ և կալցիումի հիպոքլորիդ (սմ.ԿԱԼՑԻՈՒՄԻ ՀԻՊՈՔԼՈՐԻՏ)բարձր օքսիդացման ունակությամբ:
Լայնորեն օգտագործվում է նաև կալցիումի սուլֆատը, որը գոյություն ունի ինչպես անջուր միացության, այնպես էլ բյուրեղային հիդրատների՝ այսպես կոչված «կիսաջրային» սուլֆատների՝ ալաբաստրի տեսքով։ (սմ.ԱԼԵՎԻԶ ՖՐՅԱԶԻՆ (Միլան)) CaSO 4 0.5H 2 O և երկու ջրի սուլֆատ - գիպս CaSO 4 2H 2 O. Գիպսը լայնորեն օգտագործվում է շինարարության մեջ, քանդակագործության մեջ, սվաղման և արվեստի տարբեր արտադրանքների արտադրության համար: Սվաղը օգտագործվում է նաև բժշկության մեջ՝ կոտրվածքների ժամանակ ոսկորները ամրացնելու համար։
Կալցիումի քլորիդ CaCl 2-ը օգտագործվում է ճաշի աղի հետ միասին ճանապարհների մակերևույթների սառցակալման դեմ պայքարելու համար: Կալցիումի ֆտորիդ CaF 2-ը հիանալի օպտիկական նյութ է:
Կալցիումը մարմնում
Կալցիումը բիոգեն տարր է (սմ.Կենսածին տարրեր), մշտապես առկա է բույսերի և կենդանիների հյուսվածքներում։ Կենդանիների և մարդկանց հանքային նյութափոխանակության և բույսերի հանքային սնուցման կարևոր բաղադրիչ կալցիումը մարմնում կատարում է մի շարք գործառույթներ: Կազմված է ապատիտից (սմ.ԱՊԱՏԻՏ), ինչպես նաև սուլֆատն ու կարբոնատը, կալցիումը կազմում է ոսկրային հյուսվածքի հանքային բաղադրիչը։ 70 կգ կշռող մարդու օրգանիզմը պարունակում է մոտ 1 կգ կալցիում։ Կալցիումը մասնակցում է իոնային ալիքների աշխատանքին (սմ. ION CHANELS)նյութերի տեղափոխում կենսաբանական թաղանթների միջոցով նյարդային ազդակների փոխանցման ժամանակ (սմ.Նյարդային իմպուլս), արյան մակարդման գործընթացներում (սմ.ԱՐՅԱՆ ՄԱԿԱՐԴՈՒՄ)եւ բեղմնավորում. Կալցիֆերոլները կարգավորում են կալցիումի նյութափոխանակությունը մարմնում (սմ.կալցիֆերոլներ)(վիտամին D): Կալցիումի պակասը կամ ավելցուկը հանգեցնում է տարբեր հիվանդությունների՝ ռախիտի (սմ.Ռախիտ), կալցինոզ (սմ.ԿԱԼՑԻՆՈԶ)Ուստի մարդու սնունդը պետք է պարունակի կալցիումի միացություններ ճիշտ քանակությամբ (օրական 800-1500 մգ կալցիում): Կալցիումի պարունակությունը մեծ է կաթնամթերքում (օրինակ՝ կաթնաշոռ, պանիր, կաթ), որոշ բանջարեղեն և այլ մթերքներ: Բժշկության մեջ լայնորեն կիրառվում են կալցիումի պատրաստուկները։

Հանրագիտարանային բառարան. 2009 .

Հոմանիշներ:

Տեսեք, թե ինչ է «կալցիումը» այլ բառարաններում.

- (Ca) դեղին փայլուն և մածուցիկ մետաղ: Տեսակարար կշիռը 1.6. Ռուսերենում ներառված օտար բառերի բառարան. Պավլենկով Ֆ., 1907. ԿԱԼՑԻՈՒՄ (նոր լատինական կալցիում, լատ. calx lime-ից)։ Արծաթագույն գույնի մետաղ։ Օտար բառերի բառարան,... ... Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

ԿԱԼՑԻՈՒՄ- ԿԱԼՑԻՈՒՄ, կալցիում, քիմ. տարր, խորհրդանիշ Ca, փայլուն, արծաթափայլ բյուրեղային մետաղ: կոտրվածք, որը պատկանում է հողալկալիական մետաղների խմբին։ Ուդ. քաշը 1,53; ժամը. Վ. 40,07; հալման կետ 808°։ Սա մեկն է շատ... Մեծ բժշկական հանրագիտարան

- (կալցիում), Ca, պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 20, ատոմային զանգված 40,08; վերաբերում է հողալկալային մետաղներին. հալման կետ 842 shC: Պարունակվում է ողնաշարավորների ոսկրային հյուսվածքում, փափկամարմինների կեղևներում և ձվի կճեպում։ Կալցիում....... Ժամանակակից հանրագիտարան

Մետաղը արծաթափայլ սպիտակ է, մածուցիկ, ճկուն, օդում արագ օքսիդացող։ Հալման արագությունը pa 800-810 °. Բնության մեջ հանդիպում է զանազան աղերի տեսքով, որոնք կազմում են կավիճի, կրաքարի, մարմարի, ֆոսֆորիտների, ապատիտների, գիպսի և այլնի նստվածքներ։Դեղինի վրա։ դոր...... Տեխնիկական երկաթուղային բառարան

- (լատ. Կալցիում) Ca, պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, ատոմային համարը 20, ատոմային զանգվածը՝ 40,078, պատկանում է հողալկալիական մետաղներին։ Անունը լատիներեն calx, սեռական calcis lime: Արծաթագույն սպիտակ մետաղ,... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Կալցիումը երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանը, ատոմային համարով 20: Այն նշանակվում է Ca նշանով (լատ. Կալցիում) Պարզ նյութը՝ կալցիումը, փափուկ, քիմիապես ակտիվ հողալկալիական մետաղ է՝ արծաթափայլ-սպիտակ գույնի:

Կալցիումը շրջակա միջավայրում

Բնության մեջ այն շատ է. լեռնաշղթաներն ու կավե ապարները առաջանում են կալցիումի աղերից, հանդիպում է ծովերի և գետերի ջրերում, մտնում է բուսական և կենդանական օրգանիզմների մեջ։ Կալցիումը կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 3,38%-ը (5-րդ տեղն առատությամբ թթվածնից, սիլիցիումից, ալյումինից և երկաթից հետո)։

Կալցիումի իզոտոպներ

Բնության մեջ կալցիումը հանդիպում է որպես վեց իզոտոպների խառնուրդ՝ 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca և 48 Ca, որոնցից ամենատարածվածը՝ 40 Ca-ն է 96,97%։

Կալցիումի վեց բնական իզոտոպներից հինգը կայուն են։ Վեցերորդ 48 Ca իզոտոպը, վեցից ամենածանրը և շատ հազվադեպ (նրա իզոտոպային առատությունը կազմում է ընդամենը 0,187%), վերջերս հայտնաբերվեց, որ ենթարկվում է կրկնակի բետա քայքայման՝ 5,3 x 10 19 տարի կիսամյակ:

Կալցիումի պարունակությունը ապարներում և հանքանյութերում

Կալցիումի մեծ մասը պարունակվում է տարբեր ապարների (գրանիտներ, գնեյսներ և այլն) սիլիկատներում և ալյումինասիլիկատներում, հատկապես ֆելդսպաթում՝ Ca անորթիտում։

Նստվածքային ապարների տեսքով կալցիումի միացությունները ներկայացված են կավիճով և կրաքարերով, որոնք հիմնականում կազմված են հանքային կալցիտից (CaCO 3): Կալցիտի բյուրեղային ձևը՝ մարմար, բնության մեջ շատ ավելի քիչ տարածված է:

Կալցիումի հանքանյութեր, ինչպիսիք են կալցիտը CaCO 3 , անհիդրիտ CaSO 4 , ալաբաստր CaSO 4 · 0,5H 2 O և գիպս CaSO 4 · 2H 2 O, ֆտորիտ CaF 2 , ապատիտներ Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), դոլոմիտ MgCO 3 · CaCO 3: Բնական ջրի մեջ կալցիումի և մագնեզիումի աղերի առկայությունը որոշում է դրա կարծրությունը։

Կալցիումը, ակտիվորեն գաղթելով երկրակեղևում և կուտակվելով տարբեր երկրաքիմիական համակարգերում, ձևավորում է 385 միներալներ (հանածոների թվով չորրորդը):

Կալցիումի միգրացիան երկրակեղևում

Կալցիումի բնական միգրացիայի մեջ էական դեր է խաղում «կարբոնատային հավասարակշռությունը», որը կապված է կալցիումի կարբոնատի ջրի և ածխածնի երկօքսիդի փոխազդեցության հետադարձելի ռեակցիայի հետ՝ լուծելի բիկարբոնատի ձևավորման հետ.

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

(հավասարակշռությունը տեղափոխվում է ձախ կամ աջ՝ կախված ածխաթթու գազի կոնցենտրացիայից):

Բիոգենիկ միգրացիան հսկայական դեր է խաղում:

Կալցիումի պարունակությունը կենսոլորտում

Կալցիումի միացությունները հայտնաբերված են գրեթե բոլոր կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում (տես նաև ստորև): Կենդանի օրգանիզմներում կալցիումի զգալի քանակություն կա։ Այսպիսով, հիդրօքսիապատիտ Ca 5 (PO 4) 3 OH, կամ, մեկ այլ գրառման մեջ, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, հանդիսանում է ողնաշարավորների ոսկրային հյուսվածքի հիմքը, ներառյալ մարդկանց; Բազմաթիվ անողնաշարավորների, ձվի կեղևները և այլն պատյանները և կեղևները պատրաստված են կալցիումի կարբոնատից CaCO 3: Մարդկանց և կենդանիների կենդանի հյուսվածքներում կա 1,4-2% Ca (զանգվածային մասով); 70 կգ կշռող մարդու մարմնում կալցիումի պարունակությունը կազմում է մոտ 1,7 կգ (հիմնականում ոսկրային հյուսվածքի միջբջջային նյութում):

Կալցիում ստանալը

Կալցիումն առաջին անգամ ստացել է Դեյվին 1808 թվականին՝ էլեկտրոլիզի միջոցով։ Բայց, ինչպես մյուս ալկալիական և հողալկալիական մետաղները, թիվ 20 տարրը հնարավոր չէ ստանալ ջրային լուծույթներից էլեկտրոլիզով։ Կալցիումը ստացվում է նրա հալած աղերի էլեկտրոլիզից։

Սա բարդ և էներգատար գործընթաց է: Կալցիումի քլորիդը հալեցնում են էլեկտրոլիզատորում՝ այլ աղերի ավելացմամբ (դրանք անհրաժեշտ են CaCl 2-ի հալման կետն իջեցնելու համար)։

Պողպատե կաթոդը դիպչում է միայն էլեկտրոլիտի մակերեսին. արձակված կալցիումը կպչում և կարծրանում է դրա վրա։ Կալցիումի արտազատման ժամանակ կաթոդը աստիճանաբար բարձրանում է և վերջում ստացվում է 50...60 սմ երկարությամբ կալցիումի «ձող», այնուհետև այն հանում, պողպատե կաթոդից ծեծելով, գործընթացը նորից սկսվում է: «Հպման մեթոդը» արտադրում է կալցիում, որը խիստ աղտոտված է կալցիումի քլորիդով, երկաթով, ալյումինով և նատրիումով: Այն մաքրվում է արգոն մթնոլորտում հալեցնելով:

Եթե ​​պողպատի կաթոդը փոխարինվի մետաղից պատրաստված կաթոդով, որը կարող է համաձուլվել կալցիումով, ապա էլեկտրոլիզի ժամանակ կստացվի համապատասխան համաձուլվածքը։ Կախված նպատակից՝ այն կարող է օգտագործվել որպես համաձուլվածք կամ մաքուր կալցիում ստանալ վակուումում թորման միջոցով։ Այսպես են ստացվում ցինկի, կապարի և պղնձի հետ կալցիումի համաձուլվածքները։

Կալցիումի արտադրության մեկ այլ մեթոդ՝ մետալոթերմիկ, տեսականորեն արդարացրել է դեռ 1865 թվականին հայտնի ռուս քիմիկոս Ն.Ն. Բեկետովը։ Կալցիումը նվազեցվում է ալյումինի հետ ընդամենը 0,01 մմ Hg ճնշման տակ: Գործընթացի ջերմաստիճանը 1100...1200°C։ Կալցիումը ստացվում է գոլորշու տեսքով, որն այնուհետեւ խտացվում է։

Վերջին տարիներին մշակվել է տարրի ստացման մեկ այլ մեթոդ. Այն հիմնված է կալցիումի կարբիդի ջերմային տարանջատման վրա. վակուումում մինչև 1750°C տաքացված կարբիդը քայքայվում է՝ առաջացնելով կալցիումի գոլորշի և պինդ գրաֆիտ:

Կալցիումի ֆիզիկական հատկությունները

Կալցիումի մետաղը գոյություն ունի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներով. Մինչև 443 °C α-Ca-ն խորանարդ երեսակենտրոն ցանցով (պարամետր a = 0,558 նմ) կայուն է, β-Ca-ն՝ α-Fe տիպի խորանարդ մարմնակենտրոն վանդակով (պարամետր a = 0,448 նմ)՝ ավելի կայուն: Ստանդարտ էնթալպիա Δ Հ 0 անցումը α → β 0,93 կՋ/մոլ է։

Ճնշման աստիճանական աճով այն սկսում է դրսևորել կիսահաղորդչի հատկությունները, բայց կիսահաղորդիչ չի դառնում բառի ամբողջական իմաստով (այն այլևս մետաղ չէ): Ճնշման հետագա աճով այն վերադառնում է մետաղական վիճակի և սկսում է դրսևորել գերհաղորդիչ հատկություններ (գերհաղորդականության ջերմաստիճանը վեց անգամ ավելի բարձր է, քան սնդիկի ջերմաստիճանը և շատ գերազանցում է հաղորդունակության մյուս բոլոր տարրերը): Կալցիումի յուրահատուկ վարքագիծը շատ առումներով նման է ստրոնցիումին։

Չնայած տարրի ամենուր տարածվածությանը, նույնիսկ քիմիկոսները ոչ բոլորն են տեսել տարրական կալցիում: Բայց այս մետաղը թե՛ արտաքինով, թե՛ վարքով լիովին տարբերվում է ալկալային մետաղներից, որոնց հետ շփումը հղի է հրդեհների ու այրվածքների վտանգով։ Այն կարելի է ապահով պահել օդում, այն չի բռնկվում ջրից։ Տարրական կալցիումի մեխանիկական հատկությունները նրան չեն դարձնում «սև ոչխար» մետաղների ընտանիքում. կալցիումը նրանցից շատերին գերազանցում է ուժով և կարծրությամբ. այն կարելի է շրջել խառատահաստոցի վրա, քաշել մետաղալարով, կեղծել, սեղմել։

Եվ այնուամենայնիվ, տարրական կալցիումը գրեթե երբեք չի օգտագործվում որպես կառուցվածքային նյութ: Նա չափազանց ակտիվ է դրա համար: Կալցիումը հեշտությամբ փոխազդում է թթվածնի, ծծմբի և հալոգենների հետ։ Նույնիսկ ազոտի և ջրածնի հետ, որոշակի պայմաններում, այն արձագանքում է: Մետաղների մեծ մասի համար իներտ ածխածնի օքսիդների միջավայրը ագրեսիվ է կալցիումի համար։ Այն այրվում է CO և CO 2 մթնոլորտում:

Բնականաբար, ունենալով նման քիմիական հատկություններ՝ կալցիումը բնության մեջ չի կարող գոյություն ունենալ ազատ վիճակում։ Սակայն կալցիումի միացությունները՝ բնական և արհեստական, առաջնային նշանակություն են ձեռք բերել:

Կալցիումի քիմիական հատկությունները

Կալցիումը տիպիկ հողալկալիական մետաղ է: Կալցիումի քիմիական ակտիվությունը բարձր է, բայց ավելի ցածր, քան մյուս բոլոր հողալկալիական մետաղների: Այն հեշտությամբ արձագանքում է թթվածնի, ածխածնի երկօքսիդի և օդի խոնավության հետ, ինչի պատճառով կալցիումի մետաղի մակերեսը սովորաբար մռայլ մոխրագույն է, ուստի կալցիումը սովորաբար պահվում է լաբորատորիայում, ինչպես այլ հողալկալիական մետաղները, ամուր փակ տարայի մեջ շերտի տակ։ կերոսին կամ հեղուկ պարաֆին:

Ստանդարտ պոտենցիալների շարքում կալցիումը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում։ Ca 2+ /Ca 0 զույգի ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը −2,84 Վ է, այնպես որ կալցիումը ակտիվորեն արձագանքում է ջրի հետ, բայց առանց բռնկման.

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

Ակտիվ ոչ մետաղների հետ (թթվածին, քլոր, բրոմ) կալցիումը արձագանքում է նորմալ պայմաններում.

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

Օդի կամ թթվածնի մեջ տաքացնելիս կալցիումը բռնկվում է։ Պակաս ակտիվ ոչ մետաղների հետ (ջրածին, բոր, ածխածին, սիլիցիում, ազոտ, ֆոսֆոր և այլն) կալցիումը փոխազդում է տաքացնելիս, օրինակ.

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

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

Հայտնի են նաև 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (կալցիումի ֆոսֆիդ), CaP և CaP 5 բաղադրությունների կալցիումի ֆոսֆիդները.

2Ca + Si = Ca 2 Si (կալցիումի սիլիցիդ); Հայտնի են նաև CaSi, Ca 3 Si 4 և CaSi 2 բաղադրությունների կալցիումի սիլիցիդները:

Վերոնշյալ ռեակցիաների առաջացումը, որպես կանոն, ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ (այսինքն՝ այդ ռեակցիաները էկզոթերմիկ են)։ Ոչ մետաղներով բոլոր միացություններում կալցիումի օքսիդացման աստիճանը +2 է։ Ոչ մետաղներով կալցիումի միացությունների մեծ մասը հեշտությամբ քայքայվում է ջրի միջոցով, օրինակ.

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

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

Ca 2+ իոնն անգույն է։ Երբ կրակի մեջ լուծվող կալցիումի աղեր են ավելացվում, բոցը դառնում է աղյուս կարմիր:

Կալցիումի աղերը, ինչպիսիք են CaCl 2 քլորիդը, CaBr 2 բրոմիդը, CaI 2 յոդիդը և Ca(NO 3) 2 նիտրատը, շատ լուծելի են ջրում։ Ջրում անլուծելի են CaF 2 ֆտորիդը, CaCO 3 կարբոնատը, CaSO 4 սուլֆատը, Ca 3 (PO 4) 2 օրթոֆոսֆատը, CaC 2 O 4 օքսալատը և մի քանիսը։

Կարևոր է, որ ի տարբերություն կալցիումի կարբոնատի CaCO 3-ի, թթու կալցիումի կարբոնատը (բիկարբոնատ) Ca(HCO 3) 2-ը լուծելի է ջրում։ Բնության մեջ դա հանգեցնում է հետևյալ գործընթացներին. Երբ սառը անձրևը կամ գետի ջուրը, հագեցած ածխաթթու գազով, ներթափանցում է գետնի տակ և ընկնում կրաքարի վրա, նկատվում է դրանց լուծարումը.

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

Նույն վայրերում, որտեղ կալցիումի բիկարբոնատով հագեցած ջուրը դուրս է գալիս երկրի մակերևույթ և տաքանում արևի ճառագայթներից, տեղի է ունենում հակադարձ ռեակցիա.

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

Այսպես են բնության մեջ տեղափոխվում նյութերի մեծ զանգվածներ։ Արդյունքում ստորգետնյա հսկայական բացեր կարող են առաջանալ, իսկ քարանձավներում ձևավորվում են գեղեցիկ քարե «սառցալեզվակներ»՝ ստալակտիտներ և ստալագմիտներ:

Ջրի մեջ լուծված կալցիումի բիկարբոնատի առկայությունը մեծապես որոշում է ջրի ժամանակավոր կարծրությունը: Այն կոչվում է ժամանակավոր, քանի որ երբ ջուրը եռում է, բիկարբոնատը քայքայվում է և CaCO 3-ը նստում է: Այս երեւույթը բերում է, օրինակ, նրան, որ թեյնիկում թեյնիկում ժամանակի ընթացքում թեփուկ է գոյանում։

Դիմում կալցիում

Մինչև վերջերս կալցիումի մետաղը գրեթե ոչ մի օգուտ չէր գտնում: ԱՄՆ-ն, օրինակ, մինչև Երկրորդ համաշխարհային պատերազմը տարեկան սպառում էր ընդամենը 10...25 տոննա կալցիում, Գերմանիան՝ 5...10 տոննա։Բայց տեխնոլոգիայի նոր ոլորտների զարգացման համար անհրաժեշտ են շատ հազվագյուտ և հրակայուն մետաղներ։ . Պարզվեց, որ կալցիումը շատ հարմար և ակտիվ վերականգնող նյութ է նրանցից շատերի համար, և տարրը սկսեց օգտագործվել թորիումի, վանադիումի, ցիրկոնիումի, բերիլիումի, նիոբիումի, ուրանի, տանտալի և այլ հրակայուն մետաղների արտադրության մեջ։ Մաքուր մետաղական կալցիումը լայնորեն օգտագործվում է մետաղաջերմության մեջ՝ հազվագյուտ մետաղների արտադրության համար։

Մաքուր կալցիումն օգտագործվում է կապարի համաձուլման համար, որն օգտագործվում է մարտկոցների թիթեղների և սպասարկման կարիք չունեցող մեկնարկային կապարաթթվային մարտկոցների արտադրության համար՝ ցածր ինքնալիցքաթափմամբ: Նաև մետաղական կալցիումը օգտագործվում է բարձրորակ կալցիումային բաբբիթների արտադրության համար:

Կալցիումի մետաղի կիրառությունները

Կալցիումի մետաղի հիմնական օգտագործումը որպես վերականգնող նյութ է մետաղների, հատկապես նիկելի, պղնձի և չժանգոտվող պողպատի արտադրության մեջ: Կալցիումը և նրա հիդրիդը նույնպես օգտագործվում են դժվար վերականգնվող մետաղներ արտադրելու համար, ինչպիսիք են քրոմը, թորիումը և ուրանը: Կալցիում-կապարային համաձուլվածքները օգտագործվում են մարտկոցների և կրող համաձուլվածքների մեջ: Կալցիումի հատիկներն օգտագործվում են նաև վակուումային սարքերից օդի հետքերը հեռացնելու համար։

Բնական կավիճը փոշու տեսքով ներառված է մետաղների փայլեցման կոմպոզիցիաներում: Բայց դուք չեք կարող խոզանակել ձեր ատամները բնական կավիճ փոշիով, քանի որ այն պարունակում է ամենափոքր կենդանիների խեցիների և պատյանների մնացորդները, որոնք չափազանց կոշտ են և ոչնչացնում են ատամի էմալը:

Օգտագործումըկալցիումմիջուկային միաձուլման մեջ

48 Ca իզոտոպը գերծանր տարրերի արտադրության և պարբերական համակարգի նոր տարրերի հայտնաբերման ամենաարդյունավետ և ամենատարածված նյութն է: Օրինակ, արագացուցիչներում գերծանր տարրեր արտադրելու համար 48 Ca իոնների օգտագործման դեպքում այդ տարրերի միջուկները ձևավորվում են հարյուրավոր և հազարավոր անգամներ ավելի արդյունավետ, քան այլ «արկեր» (իոններ) օգտագործելիս: Ռադիոակտիվ կալցիումը լայնորեն օգտագործվում է կենսաբանության և բժշկության մեջ՝ որպես իզոտոպային ցուցիչ կենդանի օրգանիզմում հանքային նյութափոխանակության գործընթացների ուսումնասիրության մեջ։ Նրա օգնությամբ պարզվել է, որ օրգանիզմում տեղի է ունենում կալցիումի իոնների շարունակական փոխանակում պլազմայի, փափուկ հյուսվածքների և նույնիսկ ոսկրային հյուսվածքի միջև։ 45Ca-ն նաև մեծ դեր է խաղացել հողերում տեղի ունեցող նյութափոխանակության գործընթացների և բույսերի կողմից կալցիումի կլանման գործընթացների ուսումնասիրության մեջ: Օգտագործելով նույն իզոտոպը՝ հալման գործընթացում հնարավոր է եղել հայտնաբերել պողպատի և գերմաքուր երկաթի կալցիումի միացություններով աղտոտման աղբյուրները։

Կալցիումի` թթվածինը և ազոտը կապելու ունակությունը հնարավորություն է տվել այն օգտագործել իներտ գազերի մաքրման և որպես ստացող (Getter-ը գազերը կլանելու և էլեկտրոնային սարքերում խորը վակուում ստեղծելու նյութ է) վակուումային ռադիոսարքավորումներում:

Կալցիումի միացությունների կիրառում

Արհեստականորեն արտադրված կալցիումի որոշ միացություններ նույնիսկ ավելի հայտնի և տարածված են դարձել, քան կրաքարը կամ գիպսը: Այսպիսով, խարխլված Ca(OH) 2-ը և կրաքարի CaO-ն օգտագործվել են հնագույն շինարարների կողմից։

Ցեմենտը նույնպես արհեստական ​​ճանապարհով ստացված կալցիումի միացություն է։ Նախ, կավի կամ ավազի և կրաքարի խառնուրդը կրակում են, որպեսզի ստացվի կլինկեր, որն այնուհետև մանրացված է նուրբ մոխրագույն փոշու մեջ: Ցեմենտի (ավելի ճիշտ՝ ցեմենտի) մասին կարելի է շատ խոսել, սա անկախ հոդվածի թեմա է։

Նույնը վերաբերում է ապակին, որը նույնպես սովորաբար պարունակում է տարր:

կալցիումի հիդրիդ

Ջրածնի մթնոլորտում կալցիումը տաքացնելով ստացվում է CaH 2 (կալցիումի հիդրիդ), որն օգտագործվում է մետալուրգիայում (մետալոթերմիայում) և դաշտում ջրածնի արտադրության մեջ։

Օպտիկական և լազերային նյութեր

Կալցիումի ֆտորիդը (ֆտորիտը) օգտագործվում է օպտիկայի (աստղագիտական ​​օբյեկտներ, ոսպնյակներ, պրիզմաներ) և որպես լազերային նյութ՝ միաբյուրեղների տեսքով։ Կալցիումի վոլֆրամը (շեյլիտ) միաբյուրեղների տեսքով օգտագործվում է լազերային տեխնոլոգիայի մեջ, ինչպես նաև որպես ցինտիլատոր։

կալցիումի կարբիդ

Կալցիումի կարբիդը մի նյութ է, որը հայտնաբերվել է պատահաբար վառարանի նոր դիզայնի փորձարկման ժամանակ: Մինչև վերջերս կալցիումի կարբիդ CaCl 2-ը հիմնականում օգտագործվում էր մետաղների ինքնածին եռակցման և կտրման համար։ Երբ կարբիդը փոխազդում է ջրի հետ, ձևավորվում է ացետիլեն, և թթվածնի հոսքում ացետիլենի այրումը թույլ է տալիս ձեռք բերել գրեթե 3000°C ջերմաստիճան: Վերջերս ացետիլենը և դրա հետ մեկտեղ կարբիդը ավելի ու ավելի քիչ են օգտագործվում եռակցման համար և ավելի ու ավելի շատ քիմիական արդյունաբերության մեջ:

Կալցիումը որպեսքիմիական հոսանքի աղբյուր

Կալցիումը, ինչպես նաև նրա համաձուլվածքները ալյումինի և մագնեզիումի հետ, օգտագործվում են պահեստային ջերմային էլեկտրական մարտկոցներում որպես անոդ (օրինակ՝ կալցիում-քրոմատ տարր)։ Նման մարտկոցներում կալցիումի քրոմատն օգտագործվում է որպես կաթոդ։ Նման մարտկոցների առանձնահատկությունն այն է, որ չափազանց երկար պահպանման ժամկետը (տասնամյակներ) հարմար վիճակում, ցանկացած պայմաններում աշխատելու ունակություն (տարածություն, բարձր ճնշում), բարձր տեսակարար էներգիա՝ ըստ քաշի և ծավալի: Թերություն՝ կարճ կյանք: Նման մարտկոցները օգտագործվում են այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է կարճ ժամանակով ստեղծել հսկայական էլեկտրական էներգիա (բալիստիկ հրթիռներ, որոշ տիեզերանավեր և այլն):

Հրակայուն նյութերիցկալցիում

Կալցիումի օքսիդը և՛ ազատ ձևով, և՛ որպես կերամիկական խառնուրդների մաս, օգտագործվում է հրակայուն նյութերի արտադրության մեջ։

Դեղեր

Կալցիումի միացությունները լայնորեն օգտագործվում են որպես հակահիստամին:

• Կալցիումի քլորիդ
• Կալցիումի գլյուկոնատ
• Կալցիումի գլիցերոֆոսֆատ

Բացի այդ, կալցիումի միացությունները ներառված են օստեոպորոզի կանխարգելման համար նախատեսված դեղամիջոցներում, հղիների և տարեցների վիտամինային համալիրներում:

Կալցիումը մարդու մարմնում

Կալցիումը տարածված մակրոտարր է բույսերի, կենդանիների և մարդկանց օրգանիզմում: Մարդկանց և այլ ողնաշարավորների մոտ դրա մեծ մասը պարունակվում է կմախքի և ատամների մեջ՝ ֆոսֆատների տեսքով։ Անողնաշարավորների մեծ մասի խմբերի կմախքները (սպունգեր, մարջանային պոլիպներ, փափկամարմիններ և այլն) բաղկացած են կալցիումի կարբոնատի տարբեր ձևերից (կրաքար)։ Կալցիումի պահանջները կախված են տարիքից։ Մեծահասակների համար անհրաժեշտ օրական ընդունումը կազմում է 800-ից 1000 միլիգրամ (մգ), իսկ երեխաների համար՝ 600-ից 900 մգ, ինչը շատ կարևոր է երեխաների համար՝ կապված կմախքի ինտենսիվ աճի հետ։ Կալցիումի մեծ մասը, որը մտնում է մարդու օրգանիզմ սննդի հետ, հայտնաբերված է կաթնամթերքում, մնացած կալցիումը ստացվում է մսից, ձկից և որոշ բուսական մթերքներից (հատկապես հատիկաընդեղենից):

Ասպիրինը, օքսալաթթուն և էստրոգենի ածանցյալները խանգարում են կալցիումի կլանմանը։ Օքսալաթթվի հետ զուգակցվելիս կալցիումը առաջացնում է ջրում չլուծվող միացություններ, որոնք կազմում են երիկամների քարերի բաղադրիչները:

Կալցիումի և վիտամին D-ի չափազանց մեծ չափաբաժինները կարող են առաջացնել հիպերկալցեմիա, որին հաջորդում է ոսկորների և հյուսվածքների ինտենսիվ կալցիֆիկացիան (հիմնականում ազդում է միզուղիների համակարգի վրա): Մեծահասակների համար առավելագույն օրական անվտանգ չափաբաժինը 1500-ից 1800 միլիգրամ է:

Կալցիում կոշտ ջրի մեջ

Հատկությունների մի շարք, որը սահմանվում է մեկ բառով «կարծրություն», ջրին փոխանցվում է դրա մեջ լուծված կալցիումի և մագնեզիումի աղերի միջոցով: Կոշտ ջուրը պիտանի չէ կյանքի բազմաթիվ իրավիճակների համար: Գոլորշի կաթսաներում և կաթսայատներում այն ​​կազմում է մասշտաբի շերտ, դժվարացնում է գործվածքները ներկելը և լվանալը, սակայն հարմար է օճառ պատրաստելու և օծանելիքի արտադրության մեջ էմուլսիաներ պատրաստելու համար։ Հետևաբար, ավելի վաղ, երբ ջրի փափկեցման մեթոդները անկատար էին, տեքստիլ և օծանելիքի գործարանները սովորաբար գտնվում էին «փափուկ» ջրի աղբյուրների մոտ։

Տարբերակվում է ժամանակավոր և մշտական ​​կոշտության միջև: Ժամանակավոր (կամ կարբոնատային) կարծրություն ջրին հաղորդում են լուծելի ածխաջրածիններ Ca(HCO 3) 2 և Mg(HCO 3) 2: Այն կարող է վերացվել պարզ եռման միջոցով, որի ընթացքում բիկարբոնատները վերածվում են ջրում չլուծվող կալցիումի և մագնեզիումի կարբոնատների։

Մշտական ​​կարծրություն առաջանում է նույն մետաղների սուլֆատների և քլորիդների կողմից: Եվ դա կարելի է վերացնել, բայց դա անելը շատ ավելի դժվար է։

Երկու կարծրությունների գումարը կազմում է ջրի ընդհանուր կարծրությունը: Տարբեր երկրներում այն ​​տարբեր կերպ է գնահատվում։ Ընդունված է ջրի կարծրությունը արտահայտել մեկ լիտր ջրի մեջ կալցիումի և մագնեզիումի միլիգրամ համարժեքներով։ Եթե ​​մեկ լիտր ջրի մեջ 4 մԷվ-ից պակաս է, ապա ջուրը համարվում է փափուկ; քանի որ դրանց կոնցենտրացիան մեծանում է, այն դառնում է ավելի կոշտ և, եթե պարունակությունը գերազանցում է 12 միավորը, շատ կոշտ:

Ջրի կարծրությունը սովորաբար որոշվում է օճառի լուծույթով: Այս լուծույթը (որոշակի կոնցենտրացիայի) կաթիլաբար ավելացվում է չափված քանակությամբ ջրի մեջ: Քանի դեռ ջրի մեջ կան Ca 2+ կամ Mg 2+ իոններ, դրանք կխանգարեն փրփուրի առաջացմանը։ Ելնելով օճառի լուծույթի սպառումից մինչև փրփուրի հայտնվելը, հաշվարկվում է Ca 2+ և Mg 2+ իոնների պարունակությունը։

Հետաքրքիր է, որ ջրի կարծրությունը նույն կերպ որոշվել է Հին Հռոմում: Միայն կարմիր գինին է ծառայում որպես ռեագենտ. նրա գունազարդման նյութերը նաև նստվածք են կազմում կալցիումի և մագնեզիումի իոններով:

Կալցիումի պահեստավորում

Կալցիումի մետաղը կարելի է երկար ժամանակ պահել 0,5-ից 60 կգ կշռող կտորներով։ Նման կտորները պահվում են թղթե տոպրակների մեջ, որոնք տեղադրված են ցինկապատ երկաթե թմբուկների մեջ՝ զոդված և ներկված կարերով։ Սերտորեն փակ թմբուկները տեղադրվում են փայտե տուփերում: 0,5 կգ-ից պակաս կշռով կտորները չեն կարող երկար ժամանակ պահել՝ դրանք արագ վերածվում են օքսիդի, հիդրօքսիդի և կալցիումի կարբոնատի։