კალციუმის დნობის წერტილი. კალციუმი (ქიმიური ელემენტი)

მთავარი / ლექციები 1 წელი / ზოგადი და ორგანული ქიმია / კითხვა 23. კალციუმი / 2. ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

ფიზიკური თვისებები. კალციუმი არის ვერცხლისფერი ელასტიური ლითონი, რომელიც დნება 850 გრადუს ტემპერატურაზე. C და ადუღდება 1482 გრადუსზე. C. ის საგრძნობლად უფრო მყარია ვიდრე ტუტე ლითონები.

ქიმიური თვისებები. კალციუმი აქტიური ლითონია. ასე რომ, ნორმალურ პირობებში, ის ადვილად ურთიერთქმედებს ატმოსფერულ ჟანგბადთან და ჰალოგენებთან:

2 Ca + O2 = 2 CaO (კალციუმის ოქსიდი);

Ca + Br2 = CaBr2 (კალციუმის ბრომიდი).

გაცხელებისას კალციუმი რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან, გოგირდთან, ფოსფორთან, ნახშირბადთან და სხვა არალითონებთან:

Ca + H2 = CaH2 (კალციუმის ჰიდრიდი);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (კალციუმის ნიტრიდი);

Ca + S = CaS (კალციუმის სულფიდი);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (კალციუმის ფოსფიდი);

Ca + 2 C = CaC2 (კალციუმის კარბიდი).

კალციუმი რეაგირებს ნელა ცივ წყალთან, მაგრამ ძალიან ენერგიულად ცხელ წყალთან:

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

კალციუმს შეუძლია ამოიღოს ჟანგბადი ან ჰალოგენები ნაკლებად აქტიური ლითონების ოქსიდებიდან და ჰალოგენებიდან, ანუ მას აქვს შემცირების თვისებები:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. ბუნებაში ყოფნა
• 3. ქვითარი
• 4. განაცხადი

www.medkurs.ru

კალციუმი | დირექტორია Pesticides.ru

ბევრი ადამიანისთვის კალციუმის შესახებ ცოდნა შემოიფარგლება მხოლოდ იმით, რომ ეს ელემენტი აუცილებელია ჯანსაღი ძვლებისა და კბილებისთვის. სხვაგან სად არის ის, რატომ არის საჭირო და რამდენად საჭიროა, ყველას არ აქვს იდეა. თუმცა, კალციუმი გვხვდება ბევრ ნაცნობ ნაერთში, როგორც ბუნებრივ, ისე ადამიანის მიერ შექმნილ ნაერთებში. ცარცი და ცაცხვი, გამოქვაბულების სტალაქტიტები და სტალაგმიტები, უძველესი ნამარხი და ცემენტი, თაბაშირი და ალაბასტრი, რძის პროდუქტები და ოსტეოპოროზის საწინააღმდეგო საშუალებები - ეს ყველაფერი და მრავალი სხვა შეიცავს კალციუმს.

ეს ელემენტი პირველად G. Davy-მ მიიღო 1808 წელს და თავიდან ის განსაკუთრებით აქტიურად არ გამოიყენებოდა. თუმცა, ეს ლითონი ახლა მსოფლიოში მეხუთე ადგილზეა და მისი საჭიროება ყოველწლიურად იზრდება. კალციუმის გამოყენების ძირითადი სფეროა სამშენებლო მასალების და ნარევების წარმოება. თუმცა, საჭიროა არა მხოლოდ სახლების, არამედ ცოცხალი უჯრედების აშენება. ადამიანის ორგანიზმში კალციუმი არის ჩონჩხის ნაწილი, შესაძლებელს ხდის კუნთების შეკუმშვას, უზრუნველყოფს სისხლის შედედებას, არეგულირებს საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების აქტივობას და ასრულებს სხვა საკმაოდ მრავალ ფუნქციას. არანაკლებ მნიშვნელოვანია სხვა ცოცხალი ობიექტებისთვის: ცხოველები, მცენარეები, სოკოები და ბაქტერიებიც კი. ამავდროულად, კალციუმის მოთხოვნილება საკმაოდ მაღალია, რაც შესაძლებელს ხდის მის კლასიფიკაციას მაკროელემენტად.

კალციუმი, Ca არის მენდელეევის პერიოდული სისტემის II ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი. ატომური რიცხვი – 20. ატომური მასა – 40,08.

კალციუმი არის ტუტე დედამიწის ლითონი. როცა თავისუფალია, მოქნილი, საკმაოდ მყარი, თეთრი. სიმკვრივით მიეკუთვნება მსუბუქ ლითონებს.

• სიმკვრივე – 1,54 გ/სმ3,
• დნობის წერტილი - +842 °C,
• დუღილის წერტილი – +1495 °C.

კალციუმს აქვს გამოხატული მეტალის თვისებები. ყველა ნაერთში ჟანგვის მდგომარეობაა +2.

ჰაერში იგი დაფარულია ოქსიდის ფენით და გახურებისას იწვის მოწითალო, კაშკაშა ცეცხლით. იგი ნელა რეაგირებს ცივ წყალთან, მაგრამ სწრაფად აშორებს წყალბადს ცხელი წყლისგან და ქმნის ჰიდროქსიდს. წყალბადთან ურთიერთობისას წარმოქმნის ჰიდრიდებს. ოთახის ტემპერატურაზე ის რეაგირებს აზოტთან, წარმოქმნის ნიტრიდებს. ის ასევე ადვილად ერწყმის ჰალოგენებსა და გოგირდს და ამცირებს ლითონის ოქსიდებს გაცხელებისას.

კალციუმი ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. დედამიწის ქერქში მისი შემცველობა მასის 3%-ს შეადგენს. ის გვხვდება ცარცის, კირქვის და მარმარილოს (კალციუმის კარბონატის CaCO3 ბუნებრივი ტიპი) საბადოების სახით. დიდი რაოდენობითაა თაბაშირის (CaSO4 x 2h3O), ფოსფორიტის (Ca3(PO4)2 და სხვადასხვა კალციუმის შემცველი სილიკატების საბადოები.

წყალი

. კალციუმის მარილები თითქმის ყოველთვის გვხვდება ბუნებრივ წყალში. ამათგან მხოლოდ თაბაშირია მასში ოდნავ ხსნადი. როდესაც წყალი შეიცავს ნახშირორჟანგს, კალციუმის კარბონატი გადადის ხსნარში ბიკარბონატის Ca(HCO3)2 სახით.

მყარი წყალი

. ბუნებრივ წყალს დიდი რაოდენობით კალციუმის ან მაგნიუმის მარილებით ჰქვია მყარი წყალი.

რბილი წყალი

. როდესაც ამ მარილების შემცველობა დაბალია ან არ არსებობს, წყალს რბილს უწოდებენ.

ნიადაგები

. როგორც წესი, ნიადაგი საკმარისად არის უზრუნველყოფილი კალციუმით. ხოლო, ვინაიდან კალციუმი უფრო დიდი მასით შეიცავს მცენარეთა ვეგეტატიურ ნაწილში, მისი მოცილება მოსავალთან ერთად უმნიშვნელოა.

ნიადაგიდან კალციუმის დაკარგვა ხდება ნალექებით მისი გამორეცხვის შედეგად. ეს პროცესი დამოკიდებულია ნიადაგის გრანულომეტრულ შემადგენლობაზე, ნალექების რაოდენობაზე, მცენარეების ტიპზე, კირისა და მინერალური სასუქების ფორმებსა და დოზებზე. ამ ფაქტორებიდან გამომდინარე, სახნავი ფენიდან კალციუმის დანაკარგები მერყეობს რამდენიმე ათეულიდან 200-400 კგ/ჰა-მდე ან მეტი.

კალციუმის შემცველობა სხვადასხვა ტიპის ნიადაგებში

პოდზოლური ნიადაგები შეიცავს 0,73% (ნიადაგის მშრალი ნივთიერების) კალციუმს.

რუხი ტყე – 0,90% კალციუმი.

ჩერნოზემები – 1,44% კალციუმი.

სეროზემები – 6,04% კალციუმი.

მცენარეში კალციუმი გვხვდება ფოსფატების, სულფატების, კარბონატების, პექტინის და ოქსილის მჟავების მარილების სახით. მცენარეებში კალციუმის თითქმის 65%-მდე ამოღება შესაძლებელია წყლით. დანარჩენს მკურნალობენ სუსტი ძმარმჟავებით და მარილმჟავებით. კალციუმის უმეტესობა გვხვდება დაბერებულ უჯრედებში.

კალციუმის დეფიციტის სიმპტომები შემდეგია:
კულტურა	დეფიციტის სიმპტომები
ზოგადი სიმპტომები	მწვერვალის კვირტის გათეთრება; ახალგაზრდა ფოთლების გათეთრება; ფოთლების წვერები მოხრილია ქვემოთ; ფოთლების კიდეები იხვევა ზემოთ;
კარტოფილი	ზედა ფოთლები ცუდად ყვავის; ღეროს ზრდის წერტილი კვდება; ფოთლების კიდეებზე ღია ზოლია, რომელიც მოგვიანებით ბნელდება; ფოთლების კიდეები დახვეულია ზემოთ;
თეთრი და ყვავილოვანი კომბოსტო	ახალგაზრდა მცენარეების ფოთლებს აქვთ ქლოროზული ლაქები (მარმარილოთი) ან თეთრი ზოლები კიდეების გასწვრივ; ძველ მცენარეებში ფოთლები იხვევა და მათზე დამწვრობა ჩნდება; მზარდი წერტილი კვდება
	ფოთლების ბოლო ლობები კვდება ყვავილები ცვივა; ნაყოფზე ჩნდება მუქი ლაქა მწვერვალზე, რომელიც იზრდება ნაყოფის ზრდისას (პომიდვრის ყვავილის ბოლო ლპობა)
	აპიკალური კვირტები იღუპება; ახალგაზრდა ფოთლების კიდეები დახვეულია, აქვს გახეხილი გარეგნობა და შემდგომში კვდება; ყლორტების ზედა ნაწილები იღუპება; ფესვის წვერების დაზიანება; ხილის რბილობში ყავისფერი ლაქებია (მწარე ორმოები); ნაყოფის გემო უარესდება; მცირდება ხილის გაყიდვა

კალციუმის ფუნქციები

ამ ელემენტის გავლენა მცენარეებზე მრავალმხრივია და, როგორც წესი, დადებითი. კალციუმი:

• აძლიერებს ნივთიერებათა ცვლას;
• მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნახშირწყლების მოძრაობაში;
• გავლენას ახდენს აზოტოვანი ნივთიერებების მეტამორფოზაზე;
• აჩქარებს თესლის სარეზერვო ცილების მოხმარებას გამწვანების დროს;
• მონაწილეობს ფოტოსინთეზის პროცესში;
• სხვა კათიონების ძლიერი ანტაგონისტი, რომელიც ხელს უშლის მათ ჭარბი შეღწევას მცენარეულ ქსოვილებში;
• გავლენას ახდენს პროტოპლაზმის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებზე (სიბლანტე, გამტარიანობა და ა.შ.) და შესაბამისად მცენარეში ბიოქიმიური პროცესების ნორმალურ მიმდინარეობაზე;
• კალციუმის ნაერთები პექტინის ნივთიერებებით აწებებენ ცალკეული უჯრედების კედლებს;
• გავლენას ახდენს ფერმენტების აქტივობაზე.

უნდა აღინიშნოს, რომ კალციუმის ნაერთების (ცაცხვის) გავლენა ფერმენტულ აქტივობაზე გამოხატულია არა მხოლოდ პირდაპირი მოქმედებით, არამედ ნიადაგის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების გაუმჯობესებით და მისი კვებითი რეჟიმით. გარდა ამისა, ნიადაგის კირქვა მნიშვნელოვნად მოქმედებს ვიტამინის ბიოსინთეზის პროცესებზე.

კალციუმის ნაკლებობა (დეფიციტი) მცენარეებში

კალციუმის ნაკლებობა პირველ რიგში გავლენას ახდენს ფესვთა სისტემის განვითარებაზე. ფესვებზე ფესვის თმების წარმოქმნა ჩერდება. ფესვის გარე უჯრედები განადგურებულია.

ეს სიმპტომი ვლინდება როგორც კალციუმის ნაკლებობით, ასევე მკვებავი ხსნარის დისბალანსით, ანუ მასში ნატრიუმის, კალიუმის და წყალბადის მონოვალენტური კათიონების ჭარბობს.

გარდა ამისა, ნიტრატის აზოტის არსებობა ნიადაგის ხსნარში ზრდის კალციუმის მიწოდებას მცენარის ქსოვილებში და ამცირებს ამიაკის მიწოდებას.

კალციუმის შიმშილის ნიშნები მოსალოდნელია, როდესაც კალციუმის შემცველობა ნიადაგის კათიონური გაცვლის შესაძლებლობის 20%-ზე ნაკლებია.

სიმპტომები ვიზუალურად, კალციუმის დეფიციტი განისაზღვრება შემდეგი ნიშნებით:

• მცენარის ფესვებს დაზიანებული აქვს ყავისფერი შეფერილობის წვერები;
• მზარდი წერტილი დეფორმირდება და კვდება;
• ცვივა ყვავილები, საკვერცხეები და კვირტები;
• ნაყოფი ზიანდება ნეკროზით;
• ფოთლები აღინიშნება ქლოროზული;
• აპიკური კვირტი კვდება და ღეროს ზრდა ჩერდება.

კომბოსტო, იონჯა და სამყურა ძალიან მგრძნობიარეა კალციუმის არსებობის მიმართ. დადგენილია, რომ იგივე მცენარეები ნიადაგის მჟავიანობის მიმართ მომატებული მგრძნობელობითაც ხასიათდებიან.

მინერალური კალციუმით მოწამვლა იწვევს ინტერვენურ ქლოროზს მოთეთრო ნეკროზული ლაქებით. ისინი შეიძლება იყოს ფერადი ან კონცენტრული რგოლები სავსე წყლით. ზოგიერთი მცენარე ჭარბ კალციუმს პასუხობს ფოთლის ვარდების გაზრდით, ყლორტების მოკვდებით და ფოთლების ცვენით. სიმპტომები გარეგნულად რკინისა და მაგნიუმის დეფიციტის მსგავსია.

ნიადაგში კალციუმის შევსების წყარო კირის სასუქებია. ისინი იყოფა სამ ჯგუფად:

• მყარი კირქვა ქანები;
• რბილი კირქოვანი ქანები;
• სამრეწველო ნარჩენები კირის მაღალი შემცველობით.

CaO-სა და MgO-ს შემცველობიდან გამომდინარე, მყარი კირქვები იყოფა:

• კირქვები (55-56% CaO და 0,9% MgO-მდე);
• დოლომიტირებული კირქვები (42–55% CaO და 9% MgO–მდე);
• დოლომიტები (32-30% CaO და 18-20% MgO).

კირქვები

- კირის ძირითადი სასუქები. შეიცავს 75-100% Ca და Mg ოქსიდებს, რომლებიც გამოითვლება CaCO3-ის სახით.

დოლომიტირებული კირქვა

. შეიცავს 79–100% აქტიურ ნივთიერებას (a.i.) გამოითვლება როგორც CaCO3. რეკომენდირებულია თესლბრუნვაში კარტოფილით, პარკოსნებით, სელით, ძირხვენებით, ასევე ძლიერ პოდზოლიზებულ ნიადაგებზე.

მარლ

. შეიცავს 25-15%-მდე CaCO3-ს და მინარევებს თიხისა და ქვიშის სახით 20-40%-მდე. მოქმედებს ნელა. რეკომენდებულია მსუბუქ ნიადაგებზე გამოსაყენებლად.

ცარცი

. შეიცავს 90-100% CaCO3-ს. მოქმედება უფრო სწრაფია ვიდრე კირქვის მოქმედება. ეს არის ღირებული კირის სასუქი წვრილად დაფქული სახით.

დამწვარი ცაცხვი

(CaO). CaCO3-ის შემცველობა 70%-ზე მეტია. იგი ხასიათდება როგორც ძლიერი და სწრაფად მოქმედი კირის მასალა.

ჩამქრალი ცაცხვი

(Ca(OH)2). CaCO3 შემცველობა - 35% ან მეტი. ის ასევე არის ძლიერი და სწრაფი მოქმედების კირის სასუქი.

დოლომიტის ფქვილი

. CaCO3-ისა და MgCO3-ის შემცველობა დაახლოებით 100%-ია. მისი მოქმედება უფრო ნელია, ვიდრე კირქოვანი ტუფები. ჩვეულებრივ გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მაგნიუმი.

კირქოვანი ტუფები

. CaCO3-ის შემცველობა – 15–96%, მინარევები – 25%-მდე თიხა და ქვიშა, 0,1% P2O5. მოქმედება უფრო სწრაფია ვიდრე კირქვის მოქმედება.

დეფეკაციის ჭუჭყიანი (დეფეკაცია)

. შედგება CaCO3 და Ca(OH)2-ისგან. CaO-ს კირის შემცველობა 40%-მდეა. ასევე არის აზოტი - 0,5% და P2O5 - 1-2%. ეს არის ჭარხლის შაქრის ქარხნების ნარჩენები. მისი გამოყენება რეკომენდებულია არა მხოლოდ ნიადაგის მჟავიანობის შესამცირებლად, არამედ ჭარხლის მოყვანის ადგილებში ჩერნოზემის ნიადაგებზე.

ფიქლის ფერფლის ციკლონები

. მშრალი მტვრიანი მასალა. აქტიური ნივთიერების შემცველობაა 60-70%. ეხება სამრეწველო ნარჩენებს.

მტვერი ღუმელებიდან და ცემენტის ქარხნებიდან

. CaCO3-ის შემცველობა უნდა აღემატებოდეს 60%-ს. პრაქტიკაში, იგი გამოიყენება ცემენტის ქარხნების სიახლოვეს მდებარე ფერმებში.

მეტალურგიული წიდები

. გამოიყენება ურალისა და ციმბირის რეგიონებში. არაჰიგროსკოპიული, ადვილად შესხურება. უნდა შეიცავდეს მინიმუმ 80% CaCO3 და ჰქონდეს ტენიანობა არაუმეტეს 2%. მნიშვნელოვანია გრანულომეტრიული შემადგენლობა: 70% - 0,25 მმ-ზე ნაკლები, 90% - 0,5 მმ-ზე ნაკლები.

ორგანული სასუქები. Ca შემცველობა CaCO3-ში არის 0,32-0,40%.

ფოსფორიტის ფქვილი. კალციუმის შემცველობა - 22% CaCO3.

ცაცხვის სასუქები გამოიყენება არა მხოლოდ ნიადაგისა და მცენარეების კალციუმით უზრუნველყოფის მიზნით. მათი გამოყენების ძირითადი მიზანია ნიადაგის კირქვა. ეს არის ქიმიური მელიორაციის მეთოდი. იგი მიზნად ისახავს ნიადაგის ჭარბი მჟავიანობის განეიტრალებას, მისი აგროფიზიკური, აგროქიმიური და ბიოლოგიური თვისებების გაუმჯობესებას, მცენარეთა მაგნიუმითა და კალციუმით მომარაგებას, მაკროელემენტებისა და მიკროელემენტების მობილიზებას და იმობილიზაციას, კულტივირებული მცენარეების სიცოცხლისათვის ოპტიმალური წყალ-ფიზიკური, ფიზიკური, ჰაეროვანი პირობების შექმნას.

ნიადაგის კირქვის ეფექტურობა

კალციუმზე, როგორც მინერალური კვების ელემენტის, მცენარეების მოთხოვნილების დაკმაყოფილების პარალელურად, კირქვა იწვევს ნიადაგში მრავალჯერ დადებით ცვლილებებს.

კირის გავლენა ზოგიერთი ნიადაგის თვისებებზე

კალციუმი ხელს უწყობს ნიადაგის კოლოიდების შედედებას და ხელს უშლის მათ გაჟონვას. ეს იწვევს ნიადაგის უფრო მარტივ დამუშავებას და გაუმჯობესებულ აერაციას.

ლიმინგის შედეგად:

• ქვიშიანი ნეშომპალა ნიადაგები ზრდის მათ წყლის შთანთქმის უნარს;
• მძიმე თიხნარ ნიადაგებზე წარმოიქმნება ნიადაგის აგრეგატები და გროვა, რაც აუმჯობესებს წყლის გამტარიანობას.

კერძოდ, ორგანული მჟავები განეიტრალება და H-იონები გადაადგილდებიან შთამნთქმელი კომპლექსიდან. ეს იწვევს მეტაბოლური მჟავიანობის აღმოფხვრას და ნიადაგის ჰიდროლიზური მჟავიანობის შემცირებას. ამავდროულად, შეინიშნება ნიადაგის შთანთქმის კომპლექსის კათიონური შემადგენლობის გაუმჯობესება, რაც ხდება წყალბადის და ალუმინის იონების კალციუმის და მაგნიუმის კათიონებით ჩანაცვლების გამო. ეს ზრდის ნიადაგის ბაზებით გაჯერების ხარისხს და ზრდის შთანთქმის უნარს.

კირის ეფექტი მცენარეებისთვის აზოტის მიწოდებაზე

კირის შემდეგ, ნიადაგის დადებითი აგროქიმიური თვისებები და მისი სტრუქტურა შეიძლება შენარჩუნდეს რამდენიმე წლის განმავლობაში. ეს ხელს უწყობს ხელსაყრელი პირობების შექმნას სასარგებლო მიკრობიოლოგიური პროცესების გასაძლიერებლად ნუტრიენტების მობილიზაციისთვის. იზრდება ნიადაგში თავისუფლად მცხოვრები ამონიფიკატორების, ნიტრიფიკატორების და აზოტმამაგრებელი ბაქტერიების აქტივობა.

ცაცხვი ხელს უწყობს კვანძოვანი ბაქტერიების გამრავლების გაზრდას და მასპინძელი მცენარისთვის აზოტის მიწოდების გაუმჯობესებას. დადგენილია, რომ ბაქტერიული სასუქები კარგავს ეფექტურობას მჟავე ნიადაგებზე.

კირის ეფექტი მცენარეებისთვის ნაცარი ელემენტების მიწოდებაზე

კირქვა ხელს უწყობს მცენარეს ნაცრის ელემენტებით მომარაგებას, რადგან ის ზრდის ბაქტერიების აქტივობას, რომლებიც ანადგურებენ ორგანულ ფოსფორის ნაერთებს ნიადაგში და ხელს უწყობენ რკინისა და ალუმინის ფოსფატების გადაქცევას მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომ კალციუმის ფოსფატ მარილებში. მჟავე ნიადაგების კირქვა აძლიერებს მიკრობიოლოგიურ და ბიოქიმიურ პროცესებს, რაც, თავის მხრივ, ზრდის ნიტრატების რაოდენობას, აგრეთვე ფოსფორისა და კალიუმის მოსანელებელ ფორმებს.

ცაცხვის გავლენა მაკროელემენტებისა და მიკროელემენტების ფორმებსა და ხელმისაწვდომობაზე

ცაცხვი ზრდის კალციუმის რაოდენობას, ხოლო დოლომიტის ფქვილის გამოყენებისას – მაგნიუმს. ამავდროულად, მანგანუმის და ალუმინის ტოქსიკური ფორმები ხდება უხსნადი და გადადის ნალექის ფორმაში. მცირდება ისეთი ელემენტების ხელმისაწვდომობა, როგორიცაა რკინა, სპილენძი, თუთია, მანგანუმი. უფრო ხელმისაწვდომი ხდება აზოტი, გოგირდი, კალიუმი, კალციუმი, მაგნიუმი, ფოსფორი და მოლიბდენი.

კირის გავლენა ფიზიოლოგიურად მჟავე სასუქების მოქმედებაზე

კირქვა ზრდის ფიზიოლოგიურად მჟავე მინერალური სასუქების, განსაკუთრებით ამიაკის და კალიუმის ეფექტურობას.

ფიზიოლოგიურად მჟავე სასუქების დადებითი ეფექტი კირის დამატების გარეშე ქრება და დროთა განმავლობაში შეიძლება უარყოფითი გახდეს. ასე რომ, განაყოფიერებულ ადგილებში მოსავლიანობა კიდევ უფრო ნაკლებია, ვიდრე გაუნაყოფიერებელ ადგილებში. კირის კომბინაცია სასუქების გამოყენებასთან ზრდის მათ ეფექტურობას 25-50%-ით.

კირქვისას ნიადაგში აქტიურდება ფერმენტული პროცესები, რომლითაც ირიბად ფასდება მისი ნაყოფიერება.

შემდგენელი: გრიგოროვსკაია პ.ი.

გვერდი დამატებულია: 05.12.13 00:40

ბოლო განახლება: 05/22/14 16:25

ლიტერატურული წყაროები:

გლინკა ნ.ლ. ზოგადი ქიმია. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის. გამომცემლობა: ლენინგრადი: ქიმია, 1985 წ., გვ.731

მინეევი ვ.გ. აგროქიმია: სახელმძღვანელო – მე-2 გამოცემა, შესწორებული და გაფართოებული – მ.: მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გამომცემლობა, გამომცემლობა KolosS, 2004. – 720 გვ., ლ. ავად.: ავად. – (კლასიკური საუნივერსიტეტო სახელმძღვანელო).

პეტროვი ბ.ა., სელივერსტოვი ნ.ფ. მცენარეების მინერალური კვება. საცნობარო სახელმძღვანელო სტუდენტებისა და მებოსტნეებისთვის. ეკატერინბურგი, 1998. 79 გვ.

ენციკლოპედია ბავშვებისთვის. ტომი 17. ქიმია. / უფროსი. რედ. ვ.ა. ვოლოდინი. – მ.: ავანტა +, 2000. – 640 გვ., ილ.

იაგოდინ ბ.ა., ჟუკოვი იუ.პ., კობზარენკო ვ.ი. აგროქიმია / რედაქტირებულია ბ.ა. Yagodina – M.: Kolos, 2002. – 584 გვ.: ill (სახელმძღვანელოები და სასწავლო საშუალებები უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულებების სტუდენტებისთვის).

სურათები (გადამუშავებული):

20 Ca კალციუმი, ლიცენზირებული CC BY-ით

კალციუმის დეფიციტი ხორბალში, CIMMYT-ის მიერ, ლიცენზირებული CC BY-NC-SA-ს მიხედვით

www.pesticidy.ru

კალციუმი და მისი როლი კაცობრიობისთვის - ქიმია

კალციუმი და მისი როლი კაცობრიობისთვის

შესავალი

ბუნებაში ყოფნა

ქვითარი

ფიზიკური თვისებები

ქიმიური თვისებები

კალციუმის ნაერთების გამოყენება

ბიოლოგიური როლი

დასკვნა

ბიბლიოგრაფია

შესავალი

კალციუმი არის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 20. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ca (ლათ. კალციუმი). მარტივი ნივთიერება კალციუმი (CAS ნომერი: 7440-70-2) არის რბილი, რეაქტიული ტუტე მიწის ლითონი ვერცხლისფერ-თეთრი ფერის.

მიუხედავად No20 ელემენტის საყოველთაო სივრცისა, ქიმიკოსებსაც კი არ უნახავთ ელემენტარული კალციუმი. მაგრამ ეს ლითონი, როგორც გარეგნულად, ასევე ქცევით, სრულიად განსხვავდება ტუტე ლითონებისგან, რომელთანაც შეხება სავსეა ხანძრისა და დამწვრობის საშიშროებით. მისი უსაფრთხოდ შენახვა შესაძლებელია ჰაერში, ის არ აალდება წყლისგან. ელემენტარული კალციუმის მექანიკური თვისებები არ აქცევს მას "შავ ცხვარს" ლითონების ოჯახში: კალციუმი ბევრ მათგანს აჭარბებს სიძლიერითა და სიმტკიცით; ის შეიძლება გადატრიალდეს ხორხზე, მავთულში გადაჭიმვა, გაყალბება, დაჭერა.

და მაინც, ელემენტარული კალციუმი თითქმის არასოდეს გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალა. ის ზედმეტად აქტიურია ამისთვის. კალციუმი ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, გოგირდთან და ჰალოგენებთან. აზოტთან და წყალბადთანაც კი, გარკვეულ პირობებში, ის რეაგირებს. ნახშირბადის ოქსიდების გარემო, ინერტული მეტალების უმეტესობისთვის, აგრესიულია კალციუმისთვის. ის იწვის CO და CO2 ატმოსფეროში.

სახელის ისტორია და წარმოშობა

ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ლათ. calx (გენიტალურ შემთხვევაში calcis) -- „ცაცხვი“, „რბილი ქვა“. იგი შემოგვთავაზა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევისმა, რომელმაც 1808 წელს ელექტროლიტური მეთოდით გამოყო კალციუმის ლითონი. დევიმ ელექტროლიზა სველი გაფუჭებული ცაცხვისა და ვერცხლისწყლის ოქსიდის HgO პლატინის ფირფიტაზე, რომელიც ანოდის ფუნქციას ასრულებდა. კათოდი იყო პლატინის მავთული, რომელიც ჩაეფლო თხევად ვერცხლისწყალში. ელექტროლიზის შედეგად მიიღეს კალციუმის ამალგამი. მისგან ვერცხლისწყლის გამოხდის შემდეგ დევიმ მიიღო ლითონი, რომელსაც კალციუმი ჰქვია.

კალციუმის ნაერთები - კირქვა, მარმარილო, თაბაშირი (ასევე ცაცხვი - კირქვის კალციაციის პროდუქტი) მშენებლობაში გამოიყენება რამდენიმე ათასი წლის წინ. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები ცაცხვს უბრალო მყარ ნივთიერებად თვლიდნენ. 1789 წელს ა. ლავუაზიემ თქვა, რომ ცაცხვი, მაგნეზია, ბარიტი, ალუმინა და სილიციუმი რთული ნივთიერებებია.

ბუნებაში ყოფნა

მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო კალციუმი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება.

კალციუმი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38%-ს (მეხუთე ყველაზე უხვი ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ).

იზოტოპები. კალციუმი ბუნებაში გვხვდება ექვსი იზოტოპის ნარევის სახით: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca და 48Ca, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებული - 40Ca - 96,97%-ია.

კალციუმის ექვსი ბუნებრივი იზოტოპიდან ხუთი სტაბილურია. მეექვსე იზოტოპი, 48Ca, ექვსიდან ყველაზე მძიმე და ძალიან იშვიათი (მისი იზოტოპური სიმრავლე მხოლოდ 0,187%), ახლახან აღმოაჩინეს, რომ განიცდის ორმაგ ბეტა დაშლას, ნახევარგამოყოფის პერიოდით 5,3 x 1019 წელი.

ქანებსა და მინერალებში. კალციუმის უმეტეს ნაწილს შეიცავს სხვადასხვა ქანების (გრანიტები, გნეისები და სხვ.) სილიკატები და ალუმინოსილიკატები, განსაკუთრებით ფელდსპარში - Ca ანორტიტი.

დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვებით, რომლებიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისაგან (CaCO3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.

საკმაოდ გავრცელებულია კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კალციტი CaCO3, ანჰიდრიტი CaSO4, ალაბასტრი CaSO4 0.5h3O და თაბაშირი CaSO4 2h3O, ფლუორიტი CaF2, აპატიტი Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), დოლომიტი MgCO3 CaCO3. კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს.

კალციუმი, რომელიც ენერგიულად მიგრირებს დედამიწის ქერქში და გროვდება სხვადასხვა გეოქიმიურ სისტემაში, აყალიბებს 385 მინერალს (მინერალების სიდიდით მეოთხე ადგილი).

მიგრაცია დედამიწის ქერქში. კალციუმის ბუნებრივ მიგრაციაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს "კარბონატის წონასწორობა", რომელიც დაკავშირებულია კალციუმის კარბონატის წყალთან და ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედების შექცევად რეაქციასთან ხსნადი ბიკარბონატის წარმოქმნით:

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

(ბალანსი გადადის მარცხნივ ან მარჯვნივ ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მიხედვით).

ბიოგენური მიგრაცია. ბიოსფეროში კალციუმის ნაერთები გვხვდება თითქმის ყველა ცხოველურ და მცენარეულ ქსოვილში (იხ. ასევე ქვემოთ). კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ამრიგად, ჰიდროქსიაპატიტი Ca5(PO4)3OH, ან სხვა ჩანაწერში 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველია; მრავალი უხერხემლო ცხოველის, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ ნაჭუჭი და ნაჭუჭი მზადდება კალციუმის კარბონატი CaCO3-ისგან, ადამიანისა და ცხოველის ცოცხალ ქსოვილებში არის 1,4-2% Ca (მასობრივი წილის მიხედვით); ადამიანის სხეულში, რომლის წონაა 70 კგ, კალციუმის შემცველობა არის დაახლოებით 1,7 კგ (ძირითადად ძვლოვანი ქსოვილის უჯრედშორის ნივთიერებაში).

ქვითარი

თავისუფალი მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl2 (75-80%) და KCl ან CaCl2 და CaF2-ისგან, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 °C-ზე:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის მეტალი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციით. 443 °C-მდე, ?-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით (პარამეტრი a = 0,558 ნმ) სტაბილურია; უფრო მაღალი სტაბილურია ?-Ca ?-Fe ტიპის კუბურ სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით (პარამეტრი a = 0,448 ნმ). სტანდარტული ენთალპია?H0 გადასვლა? > ? არის 0,93 კჯ/მოლი.

ქიმიური თვისებები

კალციუმი ტიპიური ტუტე დედამიწის ლითონია. კალციუმის ქიმიური აქტივობა მაღალია, მაგრამ უფრო დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე დედამიწის ლითონი. ის ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც კალციუმის ლითონის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში ფენის ქვეშ. ნავთი ან თხევადი პარაფინი.

სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca2+/Ca0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის 2,84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან, მაგრამ აალების გარეშე:

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

კალციუმი რეაგირებს აქტიურ არალითონებთან (ჟანგბადი, ქლორი, ბრომი) ნორმალურ პირობებში:

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

ჰაერში ან ჟანგბადში გაცხელებისას კალციუმი აალდება. კალციუმი რეაგირებს ნაკლებად აქტიურ არალითონებთან (წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი და სხვა) გაცხელებისას, მაგალითად:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

კალციუმის ფოსფიდი), ასევე ცნობილია CaP და CaP5 კომპოზიციების კალციუმის ფოსფიდები;

2Ca + Si = Ca2Si

(კალციუმის სილიციდი), ასევე ცნობილია CaSi, Ca3Si4 და CaSi2 კომპოზიციების კალციუმის სილიციდები.

ზემოაღნიშნული რეაქციების წარმოქმნას, როგორც წესი, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა (ანუ ეს რეაქციები ეგზოთერმულია). არალითონებთან ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2. კალციუმის ნაერთების უმეტესობა არალითონებთან ერთად ადვილად იშლება წყლით, მაგალითად:

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

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

Ca2+ იონი უფეროა. როდესაც ცეცხლში ხსნადი კალციუმის მარილები ემატება, ალი ხდება აგურისფერი.

კალციუმის მარილები, როგორიცაა CaCl2 ქლორიდი, CaBr2 ბრომიდი, CaI2 იოდიდი და Ca(NO3)2 ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია. წყალში უხსნადია ფტორი CaF2, კარბონატი CaCO3, სულფატი CaSO4, ორთოფოსფატი Ca3(PO4)2, ოქსალატი CaC2O4 და სხვა.

მნიშვნელოვანია, რომ კალციუმის კარბონატის CaCO3-ისგან განსხვავებით, მჟავე კალციუმის კარბონატი (ბიკარბონატი) Ca(HCO3)2 წყალში ხსნადია. ბუნებაში, ეს იწვევს შემდეგ პროცესებს. როდესაც ცივი წვიმა ან მდინარის წყალი, ნახშირორჟანგით გაჯერებული, შეაღწევს მიწისქვეშ და ეცემა კირქვას, შეინიშნება მათი დაშლა:

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

იმავე ადგილებში, სადაც კალციუმის ბიკარბონატით გაჯერებული წყალი ამოდის დედამიწის ზედაპირზე და თბება მზის სხივებით, ხდება საპირისპირო რეაქცია:

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

ასე გადადის ბუნებაში ნივთიერებების დიდი მასები. შედეგად, უზარმაზარი ხარვეზები შეიძლება ჩამოყალიბდეს მიწისქვეშეთში, ხოლო მღვიმეებში წარმოიქმნება ულამაზესი ქვის „ყინული“ - სტალაქტიტები და სტალაგმიტები.

წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. მას დროებითს უწოდებენ, რადგან როდესაც წყალი ადუღდება, ბიკარბონატი იშლება და CaCO3 გროვდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერქი იქმნება.

კალციუმის ლითონის გამოყენება

კალციუმის ლითონის ძირითადი გამოყენება არის როგორც შემცირების აგენტი ლითონების, განსაკუთრებით ნიკელის, სპილენძის და უჟანგავი ფოლადის წარმოებაში. კალციუმი და მისი ჰიდრიდი ასევე გამოიყენება რთულად შესამცირებელი ლითონების წარმოებისთვის, როგორიცაა ქრომი, თორიუმი და ურანი. კალციუმ-ტყვიის შენადნობები გამოიყენება ბატარეებსა და ტარების შენადნობებში. კალციუმის გრანულები ასევე გამოიყენება ვაკუუმური მოწყობილობებიდან ჰაერის კვალის მოსაშორებლად.

მეტალოთერმია

სუფთა მეტალის კალციუმი ფართოდ გამოიყენება მეტალოთერმიაში იშვიათი ლითონების წარმოებისთვის.

შენადნობების შენადნობი

სუფთა კალციუმი გამოიყენება ტყვიის შენადნობისთვის, რომელიც გამოიყენება ბატარეის ფირფიტების და ტექნიკური უზრუნველყოფის გარეშე დამწყებ ტყვიის მჟავა ბატარეების დასამზადებლად, დაბალი თვითგამონადენით. ასევე, მეტალის კალციუმი გამოიყენება მაღალი ხარისხის კალციუმის ბაბიტების BKA წარმოებისთვის.

Ბირთვული fusion

48Ca იზოტოპი არის ყველაზე ეფექტური და ხშირად გამოყენებული მასალა სუპერმძიმე ელემენტების წარმოებისთვის და პერიოდულ სისტემაზე ახალი ელემენტების აღმოჩენისთვის. მაგალითად, ამაჩქარებლებში ზემძიმე ელემენტების წარმოებისთვის 48Ca იონების გამოყენების შემთხვევაში, ამ ელემენტების ბირთვები წარმოიქმნება ასობით და ათასობით ჯერ უფრო ეფექტურად, ვიდრე სხვა „ჭურვების“ (იონების) გამოყენებისას.

კალციუმის ნაერთების გამოყენება

კალციუმის ჰიდრიდი. წყალბადის ატმოსფეროში კალციუმის გაცხელებით მიიღება Cah3 (კალციუმის ჰიდრიდი), რომელიც გამოიყენება მეტალურგიაში (მეტალოთერმიაში) და წყალბადის წარმოებაში საველე პირობებში.

ოპტიკური და ლაზერული მასალები კალციუმის ფტორიდი (ფტორიტი) გამოიყენება ერთკრისტალების სახით ოპტიკაში (ასტრონომიული ობიექტები, ლინზები, პრიზმები) და როგორც ლაზერული მასალა. კალციუმის ვოლფრამი (შეელიტი) ერთკრისტალების სახით გამოიყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში და ასევე როგორც სცინტილატორი.

კალციუმის კარბიდი. კალციუმის კარბიდი CaC2 ფართოდ გამოიყენება აცეტილენის წარმოებისთვის და ლითონების შესამცირებლად, ასევე კალციუმის ციანამიდის წარმოებისთვის (კალციუმის კარბიდის აზოტში 1200 °C-ზე გაცხელებით, რეაქცია ეგზოთერმულია, ტარდება ციანამიდის ღუმელებში). .

ქიმიური დენის წყაროები. კალციუმი, ისევე როგორც მისი შენადნობები ალუმინთან და მაგნიუმთან ერთად, გამოიყენება სარეზერვო თერმული ელექტრო ბატარეებში, როგორც ანოდი (მაგალითად, კალციუმ-ქრომატის ელემენტი). კალციუმის ქრომატი გამოიყენება ისეთ ბატარეებში, როგორიცაა კათოდი. ასეთი ბატარეების თავისებურებაა უკიდურესად ხანგრძლივი შენახვის ვადა (ათწლეულები) შესაფერის მდგომარეობაში, ნებისმიერ პირობებში მუშაობის შესაძლებლობა (სივრცე, მაღალი წნევა), მაღალი სპეციფიკური ენერგია წონით და მოცულობით. მინუსი: ხანმოკლე სიცოცხლე. ასეთი ბატარეები გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მოკლე დროში კოლოსალური ელექტროენერგიის შექმნა (ბალისტიკური რაკეტები, ზოგიერთი კოსმოსური ხომალდი და ა.შ.).

ცეცხლგამძლე მასალები. კალციუმის ოქსიდი, როგორც თავისუფალი სახით, ასევე კერამიკული ნარევების სახით, გამოიყენება ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებაში.

Წამლები. კალციუმის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება როგორც ანტიჰისტამინური საშუალება.

Კალციუმის ქლორიდი

კალციუმის გლუკონატი

კალციუმის გლიცეროფოსფატი

გარდა ამისა, კალციუმის ნაერთები შედის მედიკამენტებში ოსტეოპოროზის პროფილაქტიკისთვის, ვიტამინების კომპლექსებში ორსული ქალებისა და მოხუცებისთვის.

ბიოლოგიური როლი

კალციუმი ჩვეულებრივი მაკროელემენტია მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების ორგანიზმში. ადამიანებში და სხვა ხერხემლიანებში მისი უმეტესი ნაწილი ფოსფატების სახით შეიცავს ჩონჩხსა და კბილებს. უხერხემლო ცხოველთა უმეტესი ჯგუფის ჩონჩხები (სპონგები, მარჯნის პოლიპები, მოლუსკები და ა.შ.) შედგება კალციუმის კარბონატის (ცაცხვი) სხვადასხვა ფორმისგან. კალციუმის იონები მონაწილეობენ სისხლის შედედების პროცესებში, ასევე სისხლის მუდმივი ოსმოსური წნევის უზრუნველყოფაში. კალციუმის იონები ასევე ემსახურება როგორც ერთ-ერთი უნივერსალური მეორე მესინჯერი და არეგულირებს მრავალფეროვან უჯრედშიდა პროცესებს - კუნთების შეკუმშვას, ეგზოციტოზს, მათ შორის ჰორმონების და ნეიროტრანსმიტერების სეკრეციას და ა.შ. კალციუმის კონცენტრაცია ადამიანის უჯრედების ციტოპლაზმაში არის დაახლოებით 10?7 მოლი უჯრედშორის სითხეებში დაახლოებით 10?3 მოლი.

კალციუმის საჭიროება დამოკიდებულია ასაკზე. მოზრდილებისთვის საჭირო დღიური მიღებაა 800-დან 1000 მგ-მდე, ხოლო ბავშვებისთვის 600-დან 900 მგ-მდე, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ბავშვებისთვის ჩონჩხის ინტენსიური ზრდის გამო. კალციუმის უმეტესი ნაწილი, რომელიც საკვებთან ერთად შედის ადამიანის ორგანიზმში, გვხვდება რძის პროდუქტებში, დარჩენილი კალციუმი კი ხორცზე, თევზსა ​​და ზოგიერთ მცენარეულ პროდუქტზე (განსაკუთრებით პარკოსნებზე) მოდის. შეწოვა ხდება როგორც მსხვილ, ისე წვრილ ნაწლავებში და ხელს უწყობს მჟავე გარემოს, D და C ვიტამინის, ლაქტოზას და უჯერი ცხიმოვანი მჟავების მიერ. მაგნიუმის როლი კალციუმის მეტაბოლიზმში მნიშვნელოვანია, მისი დეფიციტით კალციუმი „გამოირეცხება“ ძვლებიდან და დეპონირდება თირკმელებში (თირკმლის კენჭებში) და კუნთებში.

ასპირინი, ოქსილის მჟავა და ესტროგენის წარმოებულები ხელს უშლიან კალციუმის შეწოვას. ოქსილის მჟავასთან შერწყმისას კალციუმი წარმოქმნის წყალში უხსნად ნაერთებს, რომლებიც თირკმელებში ქვების კომპონენტებია.

მასთან დაკავშირებული პროცესების დიდი რაოდენობის გამო, სისხლში კალციუმის შემცველობა ზუსტად რეგულირდება და სათანადო კვებით, დეფიციტი არ ხდება. დიეტადან ხანგრძლივმა ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს კრუნჩხვები, სახსრების ტკივილი, ძილიანობა, ზრდის დეფექტები და ყაბზობა. ღრმა დეფიციტი იწვევს კუნთების მუდმივ კრუნჩხვას და ოსტეოპოროზის განვითარებას. ყავის და ალკოჰოლის ბოროტად გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს კალციუმის დეფიციტი, რადგან მისი ნაწილი გამოიყოფა შარდით.

კალციუმის და D ვიტამინის გადაჭარბებულმა დოზებმა შეიძლება გამოიწვიოს ჰიპერკალციემია, რასაც მოჰყვება ძვლებისა და ქსოვილების ინტენსიური კალციფიკაცია (ძირითადად საშარდე სისტემაზე გავლენას ახდენს). ხანგრძლივი ჭარბი რაოდენობა არღვევს კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილების ფუნქციონირებას, ზრდის სისხლის შედედებას და ამცირებს თუთიის შეწოვას ძვლის უჯრედების მიერ. მაქსიმალური დღიური უსაფრთხო დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 1500-დან 1800 მილიგრამამდე.

პროდუქტები კალციუმი, მგ/100 გ

სეზამი 783

ჭინჭარი 713

ტყის mallow 505

დიდი პლანეტა 412

გალინსოგა 372

სარდინი ზეთში 330

აივი ბუდრა 289

ძაღლის ვარდი 257

ნუში 252

პლანეტის ლანცეოლისტი. 248

თხილი 226

ამარანტის თესლი 214

წყალმცენარე 214

სოიო მშრალი 201

3 წლამდე ბავშვები - 600 მგ.

4-დან 10 წლამდე ბავშვები - 800 მგ.

ბავშვები 10-დან 13 წლამდე - 1000 მგ.

13-დან 16 წლამდე მოზარდები - 1200 მგ.

ახალგაზრდები 16 და უფროსი - 1000 მგ.

მოზრდილები 25-დან 50 წლამდე - 800-დან 1200 მგ-მდე.

ორსული და მეძუძური ქალები - 1500-დან 2000 მგ-მდე.

დასკვნა

კალციუმი დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. ბუნებაში ბევრია: კალციუმის მარილებისგან წარმოიქმნება მთის ქედები და თიხის ქანები, გვხვდება ზღვისა და მდინარის წყალში და მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების ნაწილია.

კალციუმი მუდმივად აკრავს ქალაქის მაცხოვრებლებს: თითქმის ყველა ძირითადი სამშენებლო მასალა - ბეტონი, მინა, აგური, ცემენტი, ცაცხვი - შეიცავს ამ ელემენტს მნიშვნელოვანი რაოდენობით.

ბუნებრივია, ასეთი ქიმიური თვისებების მქონე კალციუმი ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში ვერ იარსებებს. მაგრამ კალციუმის ნაერთებმა - როგორც ბუნებრივმა, ისე ხელოვნურმა - უდიდესი მნიშვნელობა შეიძინა.

ბიბლიოგრაფია

1. სარედაქციო კოლეგია: Knunyants I. L. (მთავარი რედაქტორი) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად - მოსკოვი: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 გვ.

2. დორონინი. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 გვ ილუსტრაციებით.

3. დოცენკო ვ.ა. - თერაპიული და პროფილაქტიკური კვება. - Კითხვა. კვება, 2001 - N1-გვ.21-25

4. Bilezikian J. P. კალციუმი და ძვლის მეტაბოლიზმი // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

მეცნიერების სამყარო

კალციუმი ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის მე-4 ჯგუფის II ძირითადი ქვეჯგუფის ლითონის ელემენტია. მიეკუთვნება ტუტე მიწის ლითონების ოჯახს. კალციუმის ატომის გარე ენერგიის დონე შეიცავს 2 დაწყვილებულ s-ელექტრონს

რაც მას შეუძლია ენერგიულად გასცეს ქიმიური ურთიერთქმედების დროს. ამრიგად, კალციუმი არის შემამცირებელი საშუალება და მის ნაერთებში აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +2. ბუნებაში კალციუმი გვხვდება მხოლოდ მარილების სახით. კალციუმის მასური წილი დედამიწის ქერქში არის 3,6%. ძირითადი ბუნებრივი კალციუმის მინერალია კალციტი CaCO3 და მისი ჯიშები - კირქვა, ცარცი, მარმარილო. ასევე არსებობს ცოცხალი ორგანიზმები (მაგალითად, მარჯნები), რომელთა ხერხემალი ძირითადად კალციუმის კარბონატისგან შედგება. ასევე მნიშვნელოვანი კალციუმის მინერალებია დოლომიტი CaCO3 MgCO3, ფლუორიტი CaF2, თაბაშირი CaSO4 2h3O, აპატიტი, ფელდსპარი და ა.შ. კალციუმი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცოცხალი ორგანიზმების სიცოცხლეში. კალციუმის მასური წილი ადამიანის ორგანიზმში შეადგენს 1,4-2%. ის კბილების, ძვლების, სხვა ქსოვილებისა და ორგანოების ნაწილია, მონაწილეობს სისხლის შედედების პროცესში და ასტიმულირებს გულის აქტივობას. ორგანიზმს საკმარისი რაოდენობით კალციუმით რომ უზრუნველვყოთ, აუცილებლად უნდა მიირთვათ რძე და რძის პროდუქტები, მწვანე ბოსტნეული და თევზი.მარტივი ნივთიერება კალციუმი ტიპიური ვერცხლისფერ-თეთრი ლითონია. საკმაოდ მყარია, პლასტიკური, აქვს სიმკვრივე 1,54 გ/სმ3 და დნობის წერტილი 842? C. ქიმიურად, კალციუმი ძალიან აქტიურია. ნორმალურ პირობებში ის ადვილად ურთიერთქმედებს ჰაერში არსებულ ჟანგბადთან და ტენიანობასთან, ამიტომ ინახება ჰერმეტულად დახურულ კონტეინერებში. ჰაერში გაცხელებისას კალციუმი აალდება და წარმოქმნის ოქსიდს: 2Ca + O2 = 2CaO გაცხელებისას კალციუმი რეაგირებს ქლორთან და ბრომთან, სიცივეში კი ფტორთან. ამ რეაქციების პროდუქტებია შესაბამისი ჰალოიდები, მაგალითად: Ca + Cl2 = CaCl2 კალციუმის გოგირდთან გაცხელებისას წარმოიქმნება კალციუმის სულფიდი: Ca + S = CaS კალციუმს შეუძლია რეაგირება სხვა არამეტალებთანაც. ურთიერთქმედება წყალთან. იწვევს ოდნავ ხსნადი კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნას და წყალბადის გაზის გამოყოფას :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3. მეტალი კალციუმი ფართოდ გამოიყენება. იგი გამოიყენება როგორც როზეტა ფოლადების და შენადნობების წარმოებაში და როგორც შემცირების საშუალება ზოგიერთი ცეცხლგამძლე ლითონის წარმოებისთვის.

კალციუმი მიიღება გამდნარი კალციუმის ქლორიდის ელექტროლიზით. ამრიგად, კალციუმი პირველად 1808 წელს მიიღო ჰამფრი დევის მიერ.

worldofscience.ru

კალციუმის ისტორია

კალციუმი 1808 წელს აღმოაჩინა ჰამფრი დევის მიერ, რომელმაც ცაცხვისა და ვერცხლისწყლის ოქსიდის ელექტროლიზით მიიღო კალციუმის ამალგამი, ვერცხლისწყლის გამოხდის პროცესის შედეგად, საიდანაც ლითონი დარჩა, ე.წ. კალციუმი.ლათინურად ცაცხვიჟღერს calx, სწორედ ეს სახელი აირჩია ინგლისელმა ქიმიკოსმა აღმოჩენილ ნივთიერებას.

კალციუმი ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის II ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტია D.I. მენდელეევს აქვს ატომური რიცხვი 20 და ატომური მასა 40,08. მიღებული აღნიშვნა არის Ca (ლათინურიდან - კალციუმი).

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

კალციუმი არის რეაქტიული რბილი ტუტე ლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი შეფერილობით. ჟანგბადთან და ნახშირორჟანგთან ურთიერთქმედების გამო, ლითონის ზედაპირი დუნდება, ამიტომ კალციუმი მოითხოვს შენახვის სპეციალურ რეჟიმს - მჭიდროდ დახურულ კონტეინერს, რომელშიც ლითონი ივსება თხევადი პარაფინის ან ნავთის ფენით.

კალციუმი ყველაზე ცნობილია ადამიანისთვის აუცილებელი მიკროელემენტებიდან; მასზე ყოველდღიური მოთხოვნილება მერყეობს 700-დან 1500 მგ-მდე ჯანმრთელი ზრდასრული ადამიანისთვის, მაგრამ იზრდება ორსულობისა და ლაქტაციის პერიოდში; ეს გასათვალისწინებელია და კალციუმის მიღება უნდა მოხდეს პრეპარატების ფორმა.

ბუნებაში ყოფნა

კალციუმს აქვს ძალიან მაღალი ქიმიური აქტივობა, ამიტომ იგი ბუნებაში არ არის თავისუფალი (სუფთა) სახით. თუმცა, ის მეხუთეა ყველაზე გავრცელებული დედამიწის ქერქში; ის ნაერთების სახით გვხვდება დანალექში (კირქვა, ცარცი) და ქანებში (გრანიტი); ფელდსპარის ანორიტი შეიცავს უამრავ კალციუმს.

ის საკმაოდ გავრცელებულია ცოცხალ ორგანიზმებში, მისი არსებობა გვხვდება მცენარეებში, ცხოველებსა და ადამიანებში, სადაც ძირითადად გვხვდება კბილებში და ძვლოვან ქსოვილებში.

კალციუმის შეწოვა

საკვებიდან კალციუმის ნორმალური შეწოვის დაბრკოლებას წარმოადგენს ნახშირწყლების მოხმარება ტკბილეულის და ტუტეების სახით, რომლებიც ანეიტრალებენ კუჭის მარილმჟავას, რომელიც აუცილებელია კალციუმის დასაშლელად. კალციუმის შეწოვის პროცესი საკმაოდ რთულია, ამიტომ ზოგჯერ მისი მხოლოდ საკვებით მიღება საკმარისი არ არის, საჭიროა მიკროელემენტის დამატებითი მიღება.

ურთიერთქმედება სხვებთან

ნაწლავში კალციუმის შეწოვის გასაუმჯობესებლად აუცილებელია, რაც ხელს უწყობს კალციუმის შეწოვის პროცესს. ჭამის დროს კალციუმის (დამატებების სახით) მიღებისას აბსორბცია იბლოკება, მაგრამ კალციუმის დანამატების მიღება საკვებისგან განცალკევებით არანაირად არ მოქმედებს ამ პროცესზე.

სხეულის თითქმის მთელი კალციუმი (1-დან 1,5 კგ-მდე) გვხვდება ძვლებში და კბილებში. კალციუმი მონაწილეობს ნერვული ქსოვილის აგზნებადობის, კუნთების შეკუმშვის, სისხლის შედედების პროცესებში, არის უჯრედების ბირთვისა და მემბრანების ნაწილი, უჯრედული და ქსოვილოვანი სითხეები, აქვს ანტიალერგიული და ანთების საწინააღმდეგო მოქმედება, ხელს უშლის აციდოზს და ააქტიურებს ფერმენტების და ჰორმონების რაოდენობა. კალციუმი ასევე მონაწილეობს უჯრედის მემბრანის გამტარიანობის რეგულირებაში და აქვს საპირისპირო ეფექტი.

კალციუმის დეფიციტის ნიშნები

ორგანიზმში კალციუმის დეფიციტის ნიშნებია შემდეგი, ერთი შეხედვით, შეუსაბამო სიმპტომები:

• ნერვიულობა, განწყობის გაუარესება;
• კარდიოპალმუსი;
• კრუნჩხვები, კიდურების დაბუჟება;
• ზრდისა და ბავშვების შენელება;
• სისხლის მაღალი წნევა;
• ფრჩხილების გახლეჩა და მტვრევადობა;
• სახსრების ტკივილი, "ტკივილის ზღურბლის" დაწევა;
• მძიმე მენსტრუაცია.

კალციუმის დეფიციტის მიზეზები

კალციუმის დეფიციტის მიზეზები შეიძლება იყოს გაუწონასწორებელი დიეტა (განსაკუთრებით მარხვა), კალციუმის დაბალი შემცველობა საკვებში, მოწევა და ყავისა და კოფეინის შემცველი სასმელებისადმი დამოკიდებულება, დისბაქტერიოზი, თირკმლის დაავადება, ფარისებრი ჯირკვლის დაავადება, ორსულობა, ლაქტაცია და მენოპაუზა.

კალციუმის ჭარბი რაოდენობა, რომელიც შეიძლება მოხდეს რძის პროდუქტების ჭარბი მოხმარებით ან წამლების უკონტროლო მოხმარებით, ხასიათდება უკიდურესი წყურვილით, გულისრევა, ღებინება, მადის დაკარგვა, სისუსტე და შარდვის მომატება.

კალციუმის გამოყენება ცხოვრებაში

კალციუმმა მოიპოვა გამოყენება ურანის მეტალოთერმულ წარმოებაში, ბუნებრივი ნაერთების სახით იგი გამოიყენება როგორც ნედლეული თაბაშირისა და ცემენტის წარმოებისთვის, როგორც დეზინფექციის საშუალება (ცნობილი გაუფერულება).

კალციუმი არის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 20. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ca (ლათ. კალციუმი). მარტივი ნივთიერება კალციუმი (CAS ნომერი: 7440-70-2) არის რბილი, რეაქტიული ტუტე მიწის ლითონი ვერცხლისფერ-თეთრი ფერის.

სახელის ისტორია და წარმოშობა

ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ლათ. calx (გენიტიურ შემთხვევაში calcis) - "ცაცხვი", "რბილი ქვა". იგი შემოგვთავაზა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევისმა, რომელმაც 1808 წელს ელექტროლიტური მეთოდით გამოყო კალციუმის ლითონი. დევიმ ელექტროლიზა სველი გაფუჭებული ცაცხვისა და ვერცხლისწყლის ოქსიდის HgO პლატინის ფირფიტაზე, რომელიც ანოდის ფუნქციას ასრულებდა. კათოდი იყო პლატინის მავთული, რომელიც ჩაეფლო თხევად ვერცხლისწყალში. ელექტროლიზის შედეგად მიიღეს კალციუმის ამალგამი. მისგან ვერცხლისწყლის გამოხდის შემდეგ დევიმ მიიღო ლითონი, რომელსაც კალციუმი ჰქვია.
კალციუმის ნაერთები - კირქვა, მარმარილო, თაბაშირი (ასევე ცაცხვი - კირქვის კალციაციის პროდუქტი) მშენებლობაში გამოიყენება რამდენიმე ათასი წლის წინ. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები ცაცხვს უბრალო მყარ ნივთიერებად თვლიდნენ. 1789 წელს ა. ლავუაზიემ თქვა, რომ ცაცხვი, მაგნეზია, ბარიტი, ალუმინა და სილიციუმი რთული ნივთიერებებია.

ქვითარი

თავისუფალი მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl 2 (75-80%) და KCl ან CaCl 2 და CaF 2, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 °C-ზე:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის მეტალი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციით. 443 °C-მდე, α-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით (პარამეტრი a = 0,558 ნმ) სტაბილურია; β-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით α-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ) არის უფრო სტაბილური. α → β გადასვლის სტანდარტული ენთალპია ΔH 0 არის 0,93 კჯ/მოლი.
წნევის თანდათანობითი მატებით ის იწყებს ნახევარგამტარის თვისებების გამოვლენას, მაგრამ არ ხდება ნახევარგამტარი სიტყვის სრული გაგებით (აღარც მეტალია). წნევის შემდგომი მატებასთან ერთად ის უბრუნდება მეტალურ მდგომარეობას და იწყებს ზეგამტარობის თვისებების გამოვლენას (ზეგამტარობის ტემპერატურა ექვსჯერ მეტია ვერცხლისწყლის ტემპერატურაზე და ბევრად აღემატება გამტარობის ყველა სხვა ელემენტს). კალციუმის უნიკალური ქცევა მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს სტრონციუმს (ანუ პერიოდულ სისტემაში პარალელები რჩება).

ქიმიური თვისებები

კალციუმი ტიპიური ტუტე დედამიწის ლითონია. კალციუმის ქიმიური აქტივობა მაღალია, მაგრამ უფრო დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე დედამიწის ლითონი. ის ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც კალციუმის ლითონის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში ფენის ქვეშ. ნავთი ან თხევადი პარაფინი.

კალციუმი

კალციუმი-ᲛᲔ; მ.[ლათ. calx (calcis) - ცაცხვი] ქიმიური ელემენტი (Ca), ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, რომელიც კირქვის, მარმარილოს და სხვ.

◁ კალციუმი, ოჰ, ოჰ. K მარილები.

კალციუმი

(ლათ. კალციუმი), პერიოდული სისტემის II ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, მიეკუთვნება დედამიწის ტუტე ლითონებს. სახელი ლათ. calx, გენიტივი calcis - ცაცხვი. ვერცხლისფერი თეთრი მეტალი, სიმკვრივე 1.54 გ/სმ 3, ტ pl 842ºC. ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ის ადვილად იჟანგება ჰაერში. დედამიწის ქერქში გავრცელების მხრივ მე-5 ადგილს იკავებს (მინერალები კალციტი, თაბაშირი, ფლუორიტი და სხვ.). როგორც აქტიური აღმდგენი საშუალება, გამოიყენება მათი ნაერთებიდან U, Th, V, Cr, Zn, Be და სხვა ლითონების მისაღებად, ფოლადების, ბრინჯაოს და ა.შ. მშენებლობაში გამოიყენება კალციუმის ნაერთები (ცაცხვი, ცემენტი), კალციუმის პრეპარატები გამოიყენება მედიცინაში.

კალციუმი

კალციუმი (ლათ. კალციუმი), Ca (წაიკითხეთ „კალციუმი“), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 20, მდებარეობს მენდელეევის პერიოდული სისტემის ელემენტთა სისტემის IIA ჯგუფში მეოთხე პერიოდში; ატომური მასა 40,08. მიეკუთვნება ტუტე დედამიწის ელემენტებს (სმ.ტუტე დედამიწის ლითონები).
ბუნებრივი კალციუმი შედგება ნუკლიდების ნარევისგან (სმ.ნუკლიდი)მასობრივი რიცხვებით 40 (ნარევში 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) და 46 (0,003%). გარე ელექტრონული ფენის 4 კონფიგურაცია ს 2 . თითქმის ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2 (ვალენტობა II).
ნეიტრალური კალციუმის ატომის რადიუსი არის 0,1974 ნმ, Ca 2+ იონის რადიუსი არის 0,114 ნმ (კოორდინაციის ნომერი 6) 0,148 ნმ (კოორდინაციის ნომრისთვის 12). ნეიტრალური კალციუმის ატომის თანმიმდევრული იონიზაციის ენერგიებია, შესაბამისად, 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 და 84,5 ევ. პაულინგის სკალის მიხედვით, კალციუმის ელექტრონეგატიურობა არის დაახლოებით 1.0. თავისუფალ ფორმაში კალციუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონია.
აღმოჩენის ისტორია
კალციუმის ნაერთები ბუნებაში ყველგან გვხვდება, ამიტომ კაცობრიობა მათ უძველესი დროიდან იცნობს. ცაცხვი დიდი ხანია გამოიყენება მშენებლობაში (სმ.ცაცხვი)(სწრაფი და ჩამქრალი), რომელიც დიდი ხანია განიხილებოდა უბრალო ნივთიერებად, „დედამიწად“. თუმცა 1808 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა გ.დეივიმ (სმ.დეივი ჰემფრი)მოახერხა კირისგან ახალი ლითონის მიღება. ამისათვის დევიმ ელექტროლიზს ჩაუტარა ოდნავ დატენიანებული კირის ნარევი ვერცხლისწყლის ოქსიდით და გამოყო ახალი ლითონი ვერცხლისწყლის კათოდზე წარმოქმნილი ამალგამიდან, რომელსაც მან უწოდა კალციუმი (ლათინური calx, გვარი calcis - ცაცხვი). რუსეთში გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ამ ლითონს ეძახდნენ "ცაცხვი".
ბუნებაში ყოფნა
კალციუმი დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია. იგი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38%-ს (მეხუთე ყველაზე უხვი ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ). მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო კალციუმი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება. კალციუმის უმეტესობა გვხვდება სილიკატებში (სმ.სილიკატები)და ალუმინოსილიკატები (სმ.ალუმინის სილიკატები)სხვადასხვა ქანები (გრანიტები (სმ.გრანიტი), გნაისები (სმ. GNEISS)და ასე შემდეგ.). დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვებით, რომლებიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისაგან. (სმ.კალციტი)(CaCO 3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.
კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კირქვა, საკმაოდ გავრცელებულია (სმ.კირქვა) CaCO3, ანჰიდრიტი (სმ.ანჰიდრიტი) CaSO 4 და თაბაშირი (სმ.თაბაშირი) CaSO 4 2H 2 O, ფლუორიტი (სმ.ფლუორიტი) CaF 2, აპატიტები (სმ.აპატიტი) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), დოლომიტი (სმ.დოლომიტი) MgCO 3 · CaCO 3 . კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს (სმ.წყლის სიმტკიცე). კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ამრიგად, ჰიდროქსიაპატიტი Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ან სხვა ჩანაწერში, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2 ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველია; მრავალი უხერხემლო ცხოველის, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ. დამზადებულია კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან.
ქვითარი
მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl 2 (75-80%) და KCl ან CaCl 2 და CaF 2-ისგან, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 °C ტემპერატურაზე:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
კალციუმის მეტალი არსებობს ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციაში (იხ. ალოტროპია (სმ.ალოტროპია)). 443 °C-მდე, a-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით (პარამეტრი a = 0,558 ნმ) სტაბილურია; b-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით a-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ) არის უფრო სტაბილური. კალციუმის დნობის წერტილია 839 °C, დუღილის წერტილი 1484 °C, სიმკვრივე 1,55 გ/სმ3.
კალციუმის ქიმიური აქტივობა მაღალია, მაგრამ უფრო დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე დედამიწის ლითონი. ის ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც კალციუმის ლითონის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში ფენის ქვეშ. ნავთის.
სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca 2+/Ca 0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის –2,84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2.
კალციუმი რეაგირებს აქტიურ არალითონებთან (ჟანგბადი, ქლორი, ბრომი) ნორმალურ პირობებში:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
ჰაერში ან ჟანგბადში გაცხელებისას კალციუმი აალდება. კალციუმი რეაგირებს ნაკლებად აქტიურ არალითონებთან (წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი და სხვა) გაცხელებისას, მაგალითად:
Ca + H 2 = CaH 2 (კალციუმის ჰიდრიდი),
Ca + 6B = CaB 6 (კალციუმის ბორიდი),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (კალციუმის ნიტრიდი)
Ca + 2C = CaC 2 (კალციუმის კარბიდი)
ასევე ცნობილია 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (კალციუმის ფოსფიდი), CaP და CaP 5 კომპოზიციების კალციუმის ფოსფიდები;
2Ca + Si = Ca 2 Si (კალციუმის სილიციდი); ასევე ცნობილია CaSi, Ca 3 Si 4 და CaSi 2 კომპოზიციების კალციუმის სილიციდები.
ზემოაღნიშნული რეაქციების წარმოქმნას, როგორც წესი, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა (ანუ ეს რეაქციები ეგზოთერმულია). არალითონებთან ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2. კალციუმის ნაერთების უმეტესობა არალითონებთან ერთად ადვილად იშლება წყლით, მაგალითად:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
კალციუმის ოქსიდი, როგორც წესი, ძირითადია. ლაბორატორიაში და ტექნოლოგიაში მიიღება კარბონატების თერმული დაშლით:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
კალციუმის ტექნიკურ ოქსიდს CaO ეწოდება ცაცხვი.
იგი რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის Ca(OH) 2-ს და გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
ამ გზით მიღებულ Ca(OH)2-ს, ჩვეულებრივ, ცაცხვის ან ცაცხვის რძეს უწოდებენ (სმ.ლაიმის რძე)იმის გამო, რომ კალციუმის ჰიდროქსიდის წყალში ხსნადობა დაბალია (0,02 მოლ/ლ 20°C-ზე), წყალში დამატებისას კი წარმოიქმნება თეთრი სუსპენზია.
მჟავე ოქსიდებთან ურთიერთობისას CaO წარმოქმნის მარილებს, მაგალითად:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ca 2+ იონი უფეროა. როდესაც ცეცხლს კალციუმის მარილები ემატება, ალი აგურისფერი ხდება.
კალციუმის მარილები, როგორიცაა CaCl 2 ქლორიდი, CaBr 2 ბრომიდი, CaI 2 იოდიდი და Ca(NO 3) 2 ნიტრატი, წყალში ძალიან ხსნადია. წყალში უხსნადია ფტორი CaF 2, კარბონატი CaCO 3, სულფატი CaSO 4, საშუალო ორთოფოსფატი Ca 3 (PO 4) 2, ოქსალატი CaC 2 O 4 და სხვა.
მნიშვნელოვანია, რომ საშუალო კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან განსხვავებით, მჟავე კალციუმის კარბონატი (ბიკარბონატი) Ca(HCO 3) 2 წყალში ხსნადია. ბუნებაში, ეს იწვევს შემდეგ პროცესებს. როდესაც ცივი წვიმა ან მდინარის წყალი, ნახშირორჟანგით გაჯერებული, შეაღწევს მიწისქვეშ და ეცემა კირქვას, შეინიშნება მათი დაშლა:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
იმავე ადგილებში, სადაც კალციუმის ბიკარბონატით გაჯერებული წყალი ამოდის დედამიწის ზედაპირზე და თბება მზის სხივებით, ხდება საპირისპირო რეაქცია:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
ასე გადადის ბუნებაში ნივთიერებების დიდი მასები. შედეგად, უზარმაზარი ხვრელები შეიძლება წარმოიქმნას მიწისქვეშეთში (იხ. კარსტ (სმ.კარსტი (ბუნებრივი ფენომენი))), ხოლო გამოქვაბულებში წარმოიქმნება ულამაზესი ქვის „ყინულები“ ​​- სტალაქტიტები (სმ.სტალაქტიტები (მინერალური წარმონაქმნები))და სტალაგმიტები (სმ.სტალაგმიტები).
წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. (სმ.წყლის სიმტკიცე). მას უწოდებენ დროებითს, რადგან როდესაც წყალი ადუღდება, ბიკარბონატი იშლება და CaCO 3 ნალექი ხდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერქი იქმნება.
კალციუმის და მისი ნაერთების გამოყენება
კალციუმის მეტალი გამოიყენება ურანის მეტალოთერმული წარმოებისთვის (სმ.ურანი (ქიმიური ელემენტი)), თორიუმი (სმ.თორიუმი), ტიტანის (სმ.ტიტანი (ქიმიური ელემენტი)), ცირკონიუმი (სმ.ცირკონიუმი), ცეზიუმი (სმ.ცეზიუმი)და რუბიდიუმი (სმ.რუბიდიუმი).
ბუნებრივი კალციუმის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება ბაინდერების წარმოებაში (ცემენტი (სმ.ცემენტი), თაბაშირი (სმ.თაბაშირი), ცაცხვი და ა.შ.). ჩამქრალი კირის დამაკავშირებელი ეფექტი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ დროთა განმავლობაში კალციუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ჰაერში ნახშირორჟანგთან. მიმდინარე რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება კალციტის CaCO3-ის ნემსის ფორმის კრისტალები, რომლებიც იზრდებიან ახლომდებარე ქვებში, აგურებში და სხვა სამშენებლო მასალებში და, როგორც იქნა, ადუღებენ მათ ერთ მთლიანობაში. კრისტალური კალციუმის კარბონატი - მარმარილო - შესანიშნავი დასრულების მასალაა. ცარცი გამოიყენება გათეთრებისთვის. დიდი რაოდენობით კირქვა იხარჯება თუჯის წარმოებაში, რადგან ეს შესაძლებელს ხდის რკინის მადნის ცეცხლგამძლე მინარევების (მაგალითად, კვარცის SiO 2) გარდაქმნას შედარებით დაბალ დნობის წიდად.
მათეთრებელი ძალიან ეფექტურია როგორც სადეზინფექციო საშუალება. (სმ.მათეთრებელი ფხვნილი)- "მათეთრებელი" Ca(OCl)Cl - შერეული ქლორიდი და კალციუმის ჰიპოქლორიდი (სმ.კალციუმის ჰიპოქლორიტი), მაღალი ჟანგვის უნარით.
ასევე ფართოდ გამოიყენება კალციუმის სულფატი, რომელიც არსებობს როგორც უწყლო ნაერთის, ასევე კრისტალური ჰიდრატების სახით - ეგრეთ წოდებული "ნახევრადწყლიანი" სულფატი - ალაბასტრი. (სმ.ალევიზ ფრიაზინი (მილანი)) CaSO 4 ·0.5H 2 O და დიჰიდრატის სულფატი - თაბაშირი CaSO 4 ·2H 2 O. თაბაშირი ფართოდ გამოიყენება მშენებლობაში, ქანდაკებაში, შტუკის ჩამოსხმის და სხვადასხვა მხატვრული ნაწარმის დასამზადებლად. თაბაშირი ასევე გამოიყენება მედიცინაში მოტეხილობის დროს ძვლების დასამაგრებლად.
კალციუმის ქლორიდი CaCl 2 გამოიყენება სუფრის მარილთან ერთად გზის ზედაპირის ყინვის წინააღმდეგ საბრძოლველად. კალციუმის ფტორიდი CaF 2 არის შესანიშნავი ოპტიკური მასალა.
კალციუმი ორგანიზმში
კალციუმი ბიოგენური ელემენტია (სმ.ბიოგენური ელემენტები), მუდმივად იმყოფება მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებში. ცხოველებისა და ადამიანების მინერალური მეტაბოლიზმის და მცენარეების მინერალური კვების მნიშვნელოვანი კომპონენტი, კალციუმი ასრულებს სხვადასხვა ფუნქციებს ორგანიზმში. აპატიტისგან შედგება (სმ.აპატიტი)კალციუმი, ისევე როგორც სულფატი და კარბონატი, ქმნის ძვლოვანი ქსოვილის მინერალურ კომპონენტს. 70 კგ წონის ადამიანის სხეული შეიცავს დაახლოებით 1 კგ კალციუმს. კალციუმი მონაწილეობს იონური არხების ფუნქციონირებაში (სმ.იონის არხები)ნივთიერებების ტრანსპორტირება ბიოლოგიური მემბრანების მეშვეობით ნერვული იმპულსების გადაცემისას (სმ.ნერვული იმპულსი), სისხლის შედედების პროცესებში (სმ.სისხლის შედედება)და განაყოფიერება. კალციფეროლი არეგულირებს კალციუმის მეტაბოლიზმს ორგანიზმში (სმ.კალციფეროლები)(ვიტამინი D). კალციუმის ნაკლებობა ან ჭარბი რაოდენობა იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს - რაქიტს (სმ.რაქიტი), კალცინოზი (სმ.კალცინოზი)ამიტომ ადამიანის საკვები უნდა შეიცავდეს კალციუმის ნაერთებს საჭირო რაოდენობით (800-1500 მგ კალციუმი დღეში). კალციუმის შემცველობა მაღალია რძის პროდუქტებში (როგორიცაა ხაჭო, ყველი, რძე), ზოგიერთ ბოსტნეულსა და სხვა საკვებში. კალციუმის პრეპარატები ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში.

ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .

სინონიმები:

ნახეთ, რა არის "კალციუმი" სხვა ლექსიკონებში:

- (Ca) ყვითელი მბზინავი და ბლანტი ლითონი. ხვედრითი წონა 1.6. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. Pavlenkov F., 1907. CALCIUM (ახალი ლათინური კალციუმი, ლათინური calx lime-დან). ვერცხლისფერი ლითონი. უცხო სიტყვების ლექსიკონი, ... ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი

კალციუმი- კალციუმი, კალციუმი, ქიმიური. ელემენტი, სიმბოლო Ca, მბზინავი, მოვერცხლისფრო-თეთრი კრისტალური ლითონი. ნაპრალი, მიეკუთვნება დედამიწის ტუტე ლითონების ჯგუფს. უდ. წონა 1,53; ზე. ვ. 40.07; დნობის წერტილი 808°. Sa არის ერთ-ერთი ძალიან... დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია

- (კალციუმი), Ca, პერიოდული სისტემის II ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 20, ატომური მასა 40,08; ეხება ტუტე დედამიწის ლითონებს; დნობის წერტილი 842 shC. შეიცავს ხერხემლიანების ძვლოვან ქსოვილს, მოლუსკის ნაჭუჭს და კვერცხის ნაჭუჭს. კალციუმი...... თანამედროვე ენციკლოპედია

ლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრია, ბლანტი, ელასტიური და სწრაფად იჟანგება ჰაერში. დნობის სიჩქარე 800-810°. ბუნებაში გვხვდება სხვადასხვა მარილების სახით, რომლებიც ქმნიან ცარცის, კირქვის, მარმარილოს, ფოსფორიტების, აპატიტების, თაბაშირის და ა.შ. დორ....... ტექნიკური რკინიგზის ლექსიკონი

- (ლათინური კალციუმი) Ca, პერიოდული სისტემის II ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 20, ატომური მასა 40,078, მიეკუთვნება ტუტე მიწის ლითონებს. სახელი ლათინურიდან calx, გენიტივი calcis lime. ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი,...... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

კალციუმი არის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, D.I. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 20. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ca (ლათ. კალციუმი). მარტივი ნივთიერება კალციუმი არის რბილი, ქიმიურად აქტიური ტუტე მიწიერი ლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის.

კალციუმი გარემოში

ბუნებაში ბევრია: კალციუმის მარილებისგან წარმოიქმნება მთის ქედები და თიხის ქანები, გვხვდება ზღვისა და მდინარის წყალში და მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების ნაწილია. კალციუმი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38%-ს (მეხუთე ყველაზე უხვი ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ).

კალციუმის იზოტოპები

კალციუმი ბუნებაში გვხვდება ექვსი იზოტოპის ნარევის სახით: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca და 48 Ca, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებული - 40 Ca - არის 96,97%.

კალციუმის ექვსი ბუნებრივი იზოტოპიდან ხუთი სტაბილურია. მეექვსე იზოტოპი 48 Ca, ექვსიდან ყველაზე მძიმე და ძალიან იშვიათი (მისი იზოტოპური სიმრავლე მხოლოდ 0,187%), ახლახან აღმოაჩინეს, რომ განიცდიდა ორმაგ ბეტა დაშლას, ნახევარგამოყოფის პერიოდით 5,3 x 10 19 წელი.

კალციუმის შემცველობა ქანებსა და მინერალებში

კალციუმის უმეტეს ნაწილს შეიცავს სხვადასხვა ქანების (გრანიტები, გნეისები და სხვ.) სილიკატები და ალუმინოსილიკატები, განსაკუთრებით ფელდსპარში - Ca ანორტიტი.

დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვებით, რომლებიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისაგან (CaCO 3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.

კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კალციტი CaCO 3, ანჰიდრიტი CaSO 4, ალაბასტრი CaSO 4 · 0.5H 2 O და თაბაშირი CaSO 4 · 2H 2 O, ფლუორიტი CaF 2, აპატიტები Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), დოლომიტი MgCO 3 · CaCO 3 . კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს.

კალციუმი, რომელიც ენერგიულად მიგრირებს დედამიწის ქერქში და გროვდება სხვადასხვა გეოქიმიურ სისტემაში, აყალიბებს 385 მინერალს (მინერალების სიდიდით მეოთხე ადგილი).

კალციუმის მიგრაცია დედამიწის ქერქში

კალციუმის ბუნებრივ მიგრაციაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს "კარბონატის წონასწორობა", რომელიც დაკავშირებულია კალციუმის კარბონატის წყალთან და ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედების შექცევად რეაქციასთან ხსნადი ბიკარბონატის წარმოქმნით:

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

(ბალანსი გადადის მარცხნივ ან მარჯვნივ ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მიხედვით).

ბიოგენური მიგრაცია დიდ როლს თამაშობს.

კალციუმის შემცველობა ბიოსფეროში

კალციუმის ნაერთები გვხვდება თითქმის ყველა ცხოველურ და მცენარეულ ქსოვილში (იხ. ასევე ქვემოთ). კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ამრიგად, ჰიდროქსიაპატიტი Ca 5 (PO 4) 3 OH, ან სხვა ჩანაწერში, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2 ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველია; მრავალი უხერხემლო, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ. დამზადებულია კალციუმის კარბონატით CaCO 3. ადამიანისა და ცხოველის ცოცხალ ქსოვილებში არის 1,4-2% Ca (მასობრივი წილის მიხედვით); ადამიანის სხეულში, რომლის წონაა 70 კგ, კალციუმის შემცველობა არის დაახლოებით 1,7 კგ (ძირითადად ძვლოვანი ქსოვილის უჯრედშორის ნივთიერებაში).

კალციუმის მიღება

კალციუმი პირველად მიიღო დევიმ 1808 წელს ელექტროლიზის გამოყენებით. მაგრამ, ისევე როგორც სხვა ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები, No20 ელემენტი არ მიიღება წყალხსნარებიდან ელექტროლიზით. კალციუმი მიიღება მისი გამდნარი მარილების ელექტროლიზით.

ეს რთული და ენერგო ინტენსიური პროცესია. კალციუმის ქლორიდი დნება ელექტროლიზატორში სხვა მარილების დამატებით (ისინი საჭიროა CaCl 2-ის დნობის წერტილის შესამცირებლად).

ფოლადის კათოდი მხოლოდ ელექტროლიტის ზედაპირს ეხება; გამოთავისუფლებული კალციუმი მასზე ეწებება და მყარდება. კალციუმის გამოყოფისას კათოდი თანდათან მაღლდება და საბოლოოდ მიიღება 50...60 სმ სიგრძის კალციუმის „ღერო“, შემდეგ ამოღებულია, ფოლადის კათოდიდან ცემა და პროცესი თავიდან იწყება. „შეხების მეთოდი“ წარმოქმნის კალციუმს, რომელიც ძლიერ დაბინძურებულია კალციუმის ქლორიდით, რკინით, ალუმინისა და ნატრიუმით. ის იწმინდება არგონის ატმოსფეროში დნობით.

თუ ფოლადის კათოდი შეიცვლება ლითონისგან დამზადებული კათოდით, რომლის შენადნობიც შესაძლებელია კალციუმთან, მაშინ შესაბამისი შენადნობი მიიღება ელექტროლიზის დროს. დანიშნულებიდან გამომდინარე, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შენადნობი, ან სუფთა კალციუმის მიღება შესაძლებელია ვაკუუმში დისტილაციით. ასე მიიღება თუთიის, ტყვიის და სპილენძის კალციუმის შენადნობები.

კალციუმის წარმოების კიდევ ერთი მეთოდი - მეტალოთერმული - თეორიულად გაამართლა ჯერ კიდევ 1865 წელს ცნობილმა რუსმა ქიმიკოსმა ნ.ნ. ბეკეტოვი. კალციუმი მცირდება ალუმინთან ერთად მხოლოდ 0,01 მმ Hg წნევით. პროცესის ტემპერატურა 1100...1200°C. კალციუმი მიიღება ორთქლის სახით, რომელიც შემდეგ კონდენსირებულია.

ბოლო წლებში შემუშავდა ელემენტის მოპოვების კიდევ ერთი მეთოდი. იგი ემყარება კალციუმის კარბიდის თერმულ დისოციაციას: ვაკუუმში გაცხელებული კარბიდი 1750°C-მდე იშლება კალციუმის ორთქლის და მყარი გრაფიტის წარმოქმნით.

კალციუმის ფიზიკური თვისებები

კალციუმის მეტალი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციით. 443 °C-მდე, α-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით (პარამეტრი a = 0,558 ნმ) სტაბილურია; β-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით α-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ) არის უფრო სტაბილური. სტანდარტული ენთალპია Δ ჰ 0 გარდამავალი α → β არის 0,93 კჯ/მოლი.

წნევის თანდათანობითი მატებით ის იწყებს ნახევარგამტარის თვისებების გამოვლენას, მაგრამ არ ხდება ნახევარგამტარი სიტყვის სრული გაგებით (აღარც მეტალია). წნევის შემდგომი მატებასთან ერთად ის უბრუნდება მეტალურ მდგომარეობას და იწყებს ზეგამტარობის თვისებების გამოვლენას (ზეგამტარობის ტემპერატურა ექვსჯერ მეტია ვერცხლისწყლის ტემპერატურაზე და ბევრად აღემატება გამტარობის ყველა სხვა ელემენტს). კალციუმის უნიკალური ქცევა მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს სტრონციუმს.

მიუხედავად ელემენტის საყოველთაო სივრცისა, ქიმიკოსებსაც კი არ უნახავთ ელემენტარული კალციუმი. მაგრამ ეს ლითონი, როგორც გარეგნულად, ასევე ქცევით, სრულიად განსხვავდება ტუტე ლითონებისგან, რომელთანაც შეხება სავსეა ხანძრისა და დამწვრობის საშიშროებით. მისი უსაფრთხოდ შენახვა შესაძლებელია ჰაერში, ის არ აალდება წყლისგან. ელემენტარული კალციუმის მექანიკური თვისებები არ აქცევს მას "შავ ცხვარს" ლითონების ოჯახში: კალციუმი ბევრ მათგანს აჭარბებს სიძლიერითა და სიმტკიცით; ის შეიძლება გადატრიალდეს ხორხზე, მავთულში გადაჭიმვა, გაყალბება, დაჭერა.

და მაინც, ელემენტარული კალციუმი თითქმის არასოდეს გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალა. ის ზედმეტად აქტიურია ამისთვის. კალციუმი ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, გოგირდთან და ჰალოგენებთან. აზოტთან და წყალბადთანაც კი, გარკვეულ პირობებში, ის რეაგირებს. ნახშირბადის ოქსიდების გარემო, ინერტული მეტალების უმეტესობისთვის, აგრესიულია კალციუმისთვის. ის იწვის CO და CO 2 ატმოსფეროში.

ბუნებრივია, ასეთი ქიმიური თვისებების მქონე კალციუმი ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში ვერ იარსებებს. მაგრამ კალციუმის ნაერთებმა - როგორც ბუნებრივმა, ისე ხელოვნურმა - უდიდესი მნიშვნელობა შეიძინა.

კალციუმის ქიმიური თვისებები

კალციუმი ტიპიური ტუტე დედამიწის ლითონია. კალციუმის ქიმიური აქტივობა მაღალია, მაგრამ უფრო დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე დედამიწის ლითონი. ის ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც კალციუმის ლითონის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში ფენის ქვეშ. ნავთი ან თხევადი პარაფინი.

სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca 2+ /Ca 0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის −2,84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან, მაგრამ აალების გარეშე:

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

კალციუმი რეაგირებს აქტიურ არალითონებთან (ჟანგბადი, ქლორი, ბრომი) ნორმალურ პირობებში:

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

ჰაერში ან ჟანგბადში გაცხელებისას კალციუმი აალდება. კალციუმი რეაგირებს ნაკლებად აქტიურ არალითონებთან (წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი და სხვა) გაცხელებისას, მაგალითად:

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

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

ასევე ცნობილია 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (კალციუმის ფოსფიდი), CaP და CaP 5 კომპოზიციების კალციუმის ფოსფიდები;

2Ca + Si = Ca 2 Si (კალციუმის სილიციდი); ასევე ცნობილია CaSi, Ca 3 Si 4 და CaSi 2 კომპოზიციების კალციუმის სილიციდები.

ზემოაღნიშნული რეაქციების წარმოქმნას, როგორც წესი, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა (ანუ ეს რეაქციები ეგზოთერმულია). არალითონებთან ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2. კალციუმის ნაერთების უმეტესობა არალითონებთან ერთად ადვილად იშლება წყლით, მაგალითად:

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

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

Ca 2+ იონი უფეროა. როდესაც ცეცხლში ხსნადი კალციუმის მარილები ემატება, ალი ხდება აგურისფერი.

კალციუმის მარილები, როგორიცაა CaCl 2 ქლორიდი, CaBr 2 ბრომიდი, CaI 2 იოდიდი და Ca(NO 3) 2 ნიტრატი, წყალში ძალიან ხსნადია. წყალში უხსნადია CaF 2 ფტორი, CaCO 3 კარბონატი, CaSO 4 სულფატი, Ca 3 (PO 4) 2 ორთოფოსფატი, CaC 2 O 4 ოქსალატი და სხვა.

მნიშვნელოვანია, რომ კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან განსხვავებით, კალციუმის კარბონატის მჟავა (ბიკარბონატი) Ca(HCO 3) 2 წყალში ხსნადია. ბუნებაში, ეს იწვევს შემდეგ პროცესებს. როდესაც ცივი წვიმა ან მდინარის წყალი, ნახშირორჟანგით გაჯერებული, შეაღწევს მიწისქვეშ და ეცემა კირქვას, შეინიშნება მათი დაშლა:

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

იმავე ადგილებში, სადაც კალციუმის ბიკარბონატით გაჯერებული წყალი ამოდის დედამიწის ზედაპირზე და თბება მზის სხივებით, ხდება საპირისპირო რეაქცია:

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

ასე გადადის ბუნებაში ნივთიერებების დიდი მასები. შედეგად, უზარმაზარი ხარვეზები შეიძლება ჩამოყალიბდეს მიწისქვეშეთში, ხოლო მღვიმეებში წარმოიქმნება ულამაზესი ქვის „ყინული“ - სტალაქტიტები და სტალაგმიტები.

წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. მას უწოდებენ დროებითს, რადგან როდესაც წყალი ადუღდება, ბიკარბონატი იშლება და CaCO 3 ნალექი ხდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერქი იქმნება.

განაცხადი კალციუმი

ბოლო დრომდე კალციუმის ლითონმა თითქმის არ ისარგებლა. აშშ, მაგალითად, მეორე მსოფლიო ომამდე წელიწადში მხოლოდ 10...25 ტონა კალციუმს მოიხმარდა, გერმანია - 5...10 ტონას, მაგრამ ტექნოლოგიის ახალი სფეროების განვითარებისთვის საჭიროა ბევრი იშვიათი და ცეცხლგამძლე ლითონი. . აღმოჩნდა, რომ კალციუმი არის ძალიან მოსახერხებელი და აქტიური შემცირების საშუალება ბევრი მათგანისთვის და ელემენტის გამოყენება დაიწყო თორიუმის, ვანადიუმის, ცირკონიუმის, ბერილიუმის, ნიობიუმის, ურანის, ტანტალის და სხვა ცეცხლგამძლე ლითონების წარმოებაში. სუფთა მეტალის კალციუმი ფართოდ გამოიყენება მეტალოთერმიაში იშვიათი ლითონების წარმოებისთვის.

სუფთა კალციუმი გამოიყენება ტყვიის შენადნობისთვის, რომელიც გამოიყენება ბატარეის ფირფიტების და ტექნიკური უზრუნველყოფის გარეშე დამწყებ ტყვიის მჟავა ბატარეების დასამზადებლად, დაბალი თვითგამონადენით. ასევე, მეტალის კალციუმი გამოიყენება მაღალი ხარისხის კალციუმის ბაბიტების BKA წარმოებისთვის.

კალციუმის ლითონის გამოყენება

კალციუმის ლითონის ძირითადი გამოყენება არის როგორც შემცირების აგენტი ლითონების, განსაკუთრებით ნიკელის, სპილენძის და უჟანგავი ფოლადის წარმოებაში. კალციუმი და მისი ჰიდრიდი ასევე გამოიყენება რთულად შესამცირებელი ლითონების წარმოებისთვის, როგორიცაა ქრომი, თორიუმი და ურანი. კალციუმ-ტყვიის შენადნობები გამოიყენება ბატარეებსა და ტარების შენადნობებში. კალციუმის გრანულები ასევე გამოიყენება ვაკუუმური მოწყობილობებიდან ჰაერის კვალის მოსაშორებლად.

ბუნებრივი ცარცი ფხვნილის სახით შედის ლითონების გასაპრიალებელ კომპოზიციებში. მაგრამ თქვენ არ შეგიძლიათ კბილების გახეხვა ბუნებრივი ცარცის ფხვნილით, რადგან ის შეიცავს პატარა ცხოველების ჭურვებისა და ნაჭუჭების ნარჩენებს, რომლებიც უკიდურესად მძიმეა და ანადგურებს კბილის მინანქარს.

გამოყენებაკალციუმიბირთვულ შერწყმაში

იზოტოპი 48 Ca არის ყველაზე ეფექტური და ხშირად გამოყენებული მასალა სუპერმძიმე ელემენტების წარმოებისთვის და პერიოდული ცხრილის ახალი ელემენტების აღმოსაჩენად. მაგალითად, ამაჩქარებლებში ზემძიმე ელემენტების წარმოებისთვის 48 Ca იონების გამოყენების შემთხვევაში, ამ ელემენტების ბირთვები წარმოიქმნება ასობით და ათასობით ჯერ უფრო ეფექტურად, ვიდრე სხვა „ჭურვების“ (იონების) გამოყენებისას. რადიოაქტიური კალციუმი ფართოდ გამოიყენება ბიოლოგიასა და მედიცინაში, როგორც იზოტოპური ინდიკატორი ცოცხალ ორგანიზმში მინერალური ცვლის პროცესების შესწავლაში. მისი დახმარებით დადგინდა, რომ ორგანიზმში ხდება კალციუმის იონების უწყვეტი გაცვლა პლაზმას, რბილ ქსოვილებსა და ძვლოვან ქსოვილსაც შორის. 45Ca ასევე მნიშვნელოვან როლს თამაშობდა ნიადაგში მიმდინარე მეტაბოლური პროცესების შესწავლაში და მცენარეების მიერ კალციუმის შეწოვის პროცესების შესწავლაში. იგივე იზოტოპის გამოყენებით შესაძლებელი გახდა ფოლადისა და ულტრასუფთა რკინის კალციუმის ნაერთებით დაბინძურების წყაროების აღმოჩენა დნობის პროცესში.

კალციუმის ჟანგბადისა და აზოტის შეკავშირების უნარმა შესაძლებელი გახადა მისი გამოყენება ინერტული აირების გასაწმენდად და როგორც გამტარი (Getter არის ნივთიერება, რომელიც გამოიყენება აირების შთანთქმისთვის და ღრმა ვაკუუმის შესაქმნელად ელექტრონულ მოწყობილობებში.) ვაკუუმურ რადიო აღჭურვილობაში.

კალციუმის ნაერთების გამოყენება

ზოგიერთი ხელოვნურად წარმოებული კალციუმის ნაერთი გახდა კიდევ უფრო ცნობილი და გავრცელებული, ვიდრე კირქვა ან თაბაშირი. ამრიგად, ჩამქრალი Ca(OH)2 და ცაცხვი CaO გამოიყენებოდა უძველესი მშენებლების მიერ.

ცემენტი ასევე არის კალციუმის ნაერთი, რომელიც მიიღება ხელოვნურად. ჯერ თიხის ან ქვიშისა და კირქვის ნარევს ადუღებენ კლინკერის წარმოებისთვის, რომელიც შემდეგ დაფქვავენ წვრილ ნაცრისფერ ფხვნილად. ცემენტზე (უფრო სწორად, ცემენტებზე) შეგიძლიათ ბევრი ისაუბროთ, ეს არის დამოუკიდებელი სტატიის თემა.

იგივე ეხება მინას, რომელიც ასევე ჩვეულებრივ შეიცავს ელემენტს.

კალციუმის ჰიდრიდი

წყალბადის ატმოსფეროში კალციუმის გაცხელებით მიიღება CaH 2 (კალციუმის ჰიდრიდი), რომელიც გამოიყენება მეტალურგიაში (მეტალოთერმიაში) და წყალბადის წარმოებაში საველე პირობებში.

ოპტიკური და ლაზერული მასალები

კალციუმის ფტორიდი (ფტორიტი) გამოიყენება ერთკრისტალების სახით ოპტიკაში (ასტრონომიული ობიექტები, ლინზები, პრიზმები) და როგორც ლაზერული მასალა. კალციუმის ვოლფრამი (შეელიტი) ერთკრისტალების სახით გამოიყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში და ასევე როგორც სცინტილატორი.

კალციუმის კარბიდი

კალციუმის კარბიდი არის ნივთიერება, რომელიც შემთხვევით აღმოჩენილია ახალი ღუმელის დიზაინის ტესტირებისას. ბოლო დრომდე კალციუმის კარბიდი CaCl 2 ძირითადად გამოიყენებოდა ავტოგენური შედუღებისა და ლითონების ჭრისთვის. როდესაც კარბიდი წყალთან ურთიერთქმედებს, წარმოიქმნება აცეტილენი და აცეტილენის წვა ჟანგბადის ნაკადში საშუალებას იძლევა მიიღოთ თითქმის 3000°C ტემპერატურა. ბოლო დროს აცეტილენი და მასთან ერთად კარბიდი სულ უფრო ნაკლებად გამოიყენება შედუღებისთვის და სულ უფრო მეტად ქიმიურ მრეწველობაში.

კალციუმის მსგავსიქიმიური დენის წყარო

კალციუმი, ისევე როგორც მისი შენადნობები ალუმინთან და მაგნიუმთან ერთად, გამოიყენება სარეზერვო თერმული ელექტრო ბატარეებში, როგორც ანოდი (მაგალითად, კალციუმ-ქრომატის ელემენტი). კალციუმის ქრომატი გამოიყენება ისეთ ბატარეებში, როგორიცაა კათოდი. ასეთი ბატარეების თავისებურებაა უკიდურესად ხანგრძლივი შენახვის ვადა (ათწლეულები) შესაფერის მდგომარეობაში, ნებისმიერ პირობებში მუშაობის შესაძლებლობა (სივრცე, მაღალი წნევა), მაღალი სპეციფიკური ენერგია წონით და მოცულობით. მინუსი: ხანმოკლე სიცოცხლე. ასეთი ბატარეები გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მოკლე დროში კოლოსალური ელექტროენერგიის შექმნა (ბალისტიკური რაკეტები, ზოგიერთი კოსმოსური ხომალდი და ა.შ.).

ცეცხლგამძლე მასალებიდანკალციუმი

კალციუმის ოქსიდი, როგორც თავისუფალი სახით, ასევე კერამიკული ნარევების სახით, გამოიყენება ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებაში.

Წამლები

კალციუმის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება როგორც ანტიჰისტამინური საშუალება.

• Კალციუმის ქლორიდი
• კალციუმის გლუკონატი
• კალციუმის გლიცეროფოსფატი

გარდა ამისა, კალციუმის ნაერთები შედის მედიკამენტებში ოსტეოპოროზის პროფილაქტიკისთვის, ვიტამინების კომპლექსებში ორსული ქალებისა და მოხუცებისთვის.

კალციუმი ადამიანის ორგანიზმში

კალციუმი ჩვეულებრივი მაკროელემენტია მცენარეების, ცხოველებისა და ადამიანების ორგანიზმში. ადამიანებში და სხვა ხერხემლიანებში მისი უმეტესი ნაწილი ფოსფატების სახით შეიცავს ჩონჩხსა და კბილებს. უხერხემლო ცხოველთა უმეტესი ჯგუფის ჩონჩხები (სპონგები, მარჯნის პოლიპები, მოლუსკები და ა.შ.) შედგება კალციუმის კარბონატის (ცაცხვი) სხვადასხვა ფორმისგან. კალციუმის საჭიროება დამოკიდებულია ასაკზე. მოზრდილებისთვის საჭირო დღიური მიღებაა 800-დან 1000 მგ-მდე, ხოლო ბავშვებისთვის 600-დან 900 მგ-მდე, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ბავშვებისთვის ჩონჩხის ინტენსიური ზრდის გამო. კალციუმის უმეტესი ნაწილი, რომელიც საკვებთან ერთად შედის ადამიანის ორგანიზმში, გვხვდება რძის პროდუქტებში, დარჩენილი კალციუმი კი ხორცზე, თევზსა ​​და ზოგიერთ მცენარეულ პროდუქტზე (განსაკუთრებით პარკოსნებზე) მოდის.

ასპირინი, ოქსილის მჟავა და ესტროგენის წარმოებულები ხელს უშლიან კალციუმის შეწოვას. ოქსილის მჟავასთან შერწყმისას კალციუმი წარმოქმნის წყალში უხსნად ნაერთებს, რომლებიც თირკმელებში ქვების კომპონენტებია.

კალციუმის და D ვიტამინის გადაჭარბებულმა დოზებმა შეიძლება გამოიწვიოს ჰიპერკალციემია, რასაც მოჰყვება ძვლებისა და ქსოვილების ინტენსიური კალციფიკაცია (ძირითადად საშარდე სისტემაზე გავლენას ახდენს). მაქსიმალური დღიური უსაფრთხო დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 1500-დან 1800 მილიგრამამდე.

კალციუმი მყარ წყალში

თვისებების ერთობლიობა, რომელიც განსაზღვრულია ერთი სიტყვით „სიხისტე“, წყალს ანიჭებს მასში გახსნილი კალციუმის და მაგნიუმის მარილებს. მძიმე წყალი უვარგისია მრავალი ცხოვრებისეული სიტუაციისთვის. იგი ქმნის სასწორის ფენას ორთქლის ქვაბებში და საქვაბე დანადგარებში, ართულებს ქსოვილების შეღებვას და რეცხვას, მაგრამ შესაფერისია საპნის დასამზადებლად და ემულსიების მოსამზადებლად პარფიუმერულ წარმოებაში. ამიტომ, ადრე, როდესაც წყლის დარბილების მეთოდები არასრულყოფილი იყო, ტექსტილისა და პარფიუმერული ქარხნები ჩვეულებრივ მდებარეობდა "რბილი" წყლის წყაროებთან.

განასხვავებენ დროებით და მუდმივ სიმტკიცეს. დროებითი (ან კარბონატული) სიხისტე წყალს ანიჭებს ხსნადი ჰიდროკარბონატები Ca(HCO 3) 2 და Mg (HCO 3) 2. მისი აღმოფხვრა შესაძლებელია მარტივი ადუღებით, რომლის დროსაც ბიკარბონატები გარდაიქმნება წყალში უხსნად კალციუმის და მაგნიუმის კარბონატებად.

მუდმივ სიმტკიცეს ქმნის ერთი და იგივე ლითონების სულფატები და ქლორიდები. და მისი აღმოფხვრა შესაძლებელია, მაგრამ ამის გაკეთება ბევრად უფრო რთულია.

ორივე სიხისტის ჯამი შეადგენს წყლის მთლიან სიმტკიცეს. სხვადასხვა ქვეყანაში მას განსხვავებულად აფასებენ. ჩვეულებრივია წყლის სიხისტის გამოხატვა კალციუმის და მაგნიუმის მილიგრამების ეკვივალენტებით ერთ ლიტრ წყალში. თუ ლიტრ წყალში 4 მეკვ-ზე ნაკლებია, მაშინ წყალი რბილად ითვლება; მათი კონცენტრაციის მატებასთან ერთად ის სულ უფრო უხეში ხდება და თუ შინაარსი 12 ერთეულს აღემატება, ძალიან მკაცრი.

წყლის სიხისტე ჩვეულებრივ განისაზღვრება საპნის ხსნარის გამოყენებით. ამ ხსნარს (გარკვეული კონცენტრაციის) წვეთობრივად ემატება გაზომილი რაოდენობის წყალი. სანამ წყალში არის Ca 2+ ან Mg 2+ იონები, ისინი ხელს უშლიან ქაფის წარმოქმნას. ქაფის გამოჩენამდე საპნის ხსნარის მოხმარებიდან გამომდინარე, გამოითვლება Ca 2+ და Mg 2+ იონების შემცველობა.

საინტერესოა, რომ წყლის სიხისტე ანალოგიურად განისაზღვრა ძველ რომში. რეაგენტს მხოლოდ წითელი ღვინო ასრულებდა - მისი შეღებვის ნივთიერებები ასევე ქმნიან ნალექს კალციუმის და მაგნიუმის იონებით.

კალციუმის შენახვა

კალციუმის მეტალი შეიძლება ინახებოდეს დიდი ხნის განმავლობაში 0,5-დან 60 კგ-მდე წონის ნაჭრებად. ასეთი ნაჭრები ინახება ქაღალდის ჩანთებში, რომლებიც მოთავსებულია გალვანური რკინის დოლებით შედუღებული და შეღებილი ნაკერებით. მჭიდროდ დახურული დოლები მოთავსებულია ხის ყუთებში. 0,5 კგ-ზე ნაკლები წონის ნაჭრები დიდხანს არ ინახება - ისინი სწრაფად იქცევა ოქსიდად, ჰიდროქსიდად და კალციუმის კარბონატად.