Pika e shkrirjes së kalciumit. Kalciumi (element kimik)

Home / Leksione viti 1 / Kimi e pergjithshme dhe organike / Pyetja 23. Kalciumi / 2. Vetite fizike dhe kimike

Vetitë fizike. Kalciumi është një metal i lakueshëm me ngjyrë argjendi të bardhë që shkrihet në një temperaturë prej 850 gradë. C dhe vlon në 1482 gradë. C. Është dukshëm më i fortë se metalet alkaline.

Vetitë kimike. Kalciumi është një metal aktiv. Pra, në kushte normale, ai ndërvepron lehtësisht me oksigjenin atmosferik dhe halogjenet:

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

Ca + Br2 = CaBr2 (bromur kalciumi).

Kalciumi reagon me hidrogjen, azot, squfur, fosfor, karbon dhe jometale të tjera kur nxehet:

Ca + H2 = CaH2 (hidrid kalciumi);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (nitrit kalciumi);

Ca + S = CaS (sulfidi i kalciumit);

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

Ca + 2 C = CaC2 (karbit kalciumi).

Kalciumi reagon ngadalë me ujin e ftohtë, por shumë fuqishëm me ujin e nxehtë:

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

Kalciumi mund të largojë oksigjenin ose halogjenet nga oksidet dhe halogjenet e metaleve më pak aktive, pra ka veti reduktuese:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. Të qenit në natyrë
• 3. Dëftesa
• 4. Aplikimi

www.medkurs.ru

Kalcium | drejtoria Pesticides.ru

Për shumë njerëz, njohuritë për kalciumin kufizohen vetëm në faktin se ky element është i nevojshëm për kocka dhe dhëmbë të shëndetshëm. Ku tjetër përmbahet, pse është i nevojshëm dhe sa i nevojshëm është, jo të gjithë e kanë një ide. Megjithatë, kalciumi gjendet në shumë komponime të njohura, natyrale dhe të prodhuara nga njeriu. Shkuma dhe gëlqere, stalaktitet dhe stalagmitet e shpellave, fosilet dhe çimentoja antike, gipsi dhe alabastri, produktet e qumështit dhe ilaçet kundër osteoporozës - e gjithë kjo dhe shumë më tepër janë të pasura me kalcium.

Ky element u mor për herë të parë nga G. Davy në 1808, dhe në fillim nuk u përdor veçanërisht në mënyrë aktive. Megjithatë, ky metal tani është i pesti më i prodhuar në botë dhe nevoja për të po rritet nga viti në vit. Fusha kryesore e përdorimit të kalciumit është prodhimi i materialeve të ndërtimit dhe përzierjeve. Sidoqoftë, është e nevojshme të ndërtohen jo vetëm shtëpi, por edhe qeliza të gjalla. Në trupin e njeriut, kalciumi është pjesë e skeletit, bën të mundur kontraktimet e muskujve, siguron koagulimin e gjakut, rregullon aktivitetin e një sërë enzimash tretëse dhe kryen funksione të tjera mjaft të shumta. Nuk është më pak e rëndësishme për objektet e tjera të gjalla: kafshët, bimët, kërpudhat dhe madje edhe bakteret. Në të njëjtën kohë, nevoja për kalcium është mjaft e lartë, gjë që bën të mundur klasifikimin e tij si makronutrient.

Kalciumi, Ca është një element kimik i nëngrupit kryesor të grupit II të sistemit periodik Mendeleev. Numri atomik – 20. Masa atomike – 40,08.

Kalciumi është një metal alkalik i tokës. Kur është i lirë, i lakueshëm, mjaft i fortë, i bardhë. Për nga dendësia i përket metaleve të lehta.

• Dendësia – 1,54 g/cm3,
• Pika e shkrirjes – +842 °C,
• Pika e vlimit – +1495 °C.

Kalciumi ka veti të theksuara metalike. Në të gjitha përbërjet gjendja e oksidimit është +2.

Në ajër mbulohet me një shtresë oksidi dhe kur nxehet digjet me një flakë të kuqërremtë dhe të ndritshme. Ai reagon ngadalë me ujin e ftohtë, por shpejt zhvendos hidrogjenin nga uji i nxehtë dhe formon hidroksid. Kur ndërvepron me hidrogjenin, ai formon hidride. Në temperaturën e dhomës ai reagon me azotin, duke formuar nitride. Gjithashtu kombinohet lehtësisht me halogjenet dhe squfurin dhe redukton oksidet e metaleve kur nxehet.

Kalciumi është një nga elementët më të bollshëm në natyrë. Në koren e tokës përmbajtja e saj është 3% e masës. Ndodhet në formën e depozitave të shkumës, gurit gëlqeror dhe mermerit (një lloj natyral i karbonatit të kalciumit CaCO3). Ka sasi të mëdha depozitimesh gipsi (CaSO4 x 2h3O), fosforit (Ca3(PO4)2 dhe silikate të ndryshme që përmbajnë kalcium.

Uji

. Kripërat e kalciumit janë pothuajse gjithmonë të pranishme në ujin natyral. Nga këto, vetëm gipsi është pak i tretshëm në të. Kur uji përmban dioksid karboni, karbonati i kalciumit kalon në tretësirë ​​në formën e bikarbonatit Ca(HCO3)2.

Ujë i fortë

. Uji natyral me një sasi të madhe të kripërave të kalciumit ose magnezit quhet ujë i fortë.

Ujë i butë

. Kur përmbajtja e këtyre kripërave është e ulët ose mungon, uji quhet i butë.

Tokat

. Si rregull, tokat janë të pajisura mjaftueshëm me kalcium. Dhe, duke qenë se kalciumi përmbahet në masë më të madhe në pjesën vegjetative të bimëve, largimi i tij me korrje është i parëndësishëm.

Humbja e kalciumit nga toka ndodh si rezultat i shpëlarjes së tij nga reshjet. Ky proces varet nga përbërja granulometrike e tokës, sasia e reshjeve, lloji i bimëve, format dhe dozat e gëlqeres dhe plehrave minerale. Në varësi të këtyre faktorëve, humbjet e kalciumit nga shtresa e punueshme variojnë nga disa dhjetëra në 200 – 400 kg/ha ose më shumë.

Përmbajtja e kalciumit në lloje të ndryshme tokash

Tokat podzolike përmbajnë 0,73% (të lëndës së thatë të tokës) kalcium.

Pyll gri - 0,90% kalcium.

Chernozems – 1,44% kalcium.

Serozems – 6,04% kalcium.

Në bimë, kalciumi gjendet në formën e fosfateve, sulfateve, karbonateve dhe në formën e kripërave të acideve pektike dhe oksalike. Pothuajse deri në 65% të kalciumit në bimë mund të nxirret me ujë. Pjesa tjetër trajtohet me acide të dobëta acetike dhe klorhidrike. Shumica e kalciumit gjendet në qelizat e plakjes.

Simptomat e mungesës së kalciumit sipas:
Kultura	Simptomat e mungesës
Simptoma të përgjithshme	Zbardhja e sythit apikal; Zbardhja e gjetheve të reja; Majat e gjetheve janë të lakuara poshtë; Skajet e gjetheve përkulen lart;
Patate	Gjethet e sipërme lulëzojnë dobët; Pika e rritjes së kërcellit vdes; Ka një shirit të lehtë në skajet e gjetheve, i cili më vonë errësohet; Skajet e gjetheve janë të përdredhura lart;
Lakra e bardhë dhe lulelakra	Gjethet e bimëve të reja kanë njolla klorotike (mermerim) ose vija të bardha përgjatë skajeve; Në bimët e vjetra, gjethet përkulen dhe mbi to shfaqen djegie; Pika e rritjes shuhet
	Lobet përfundimtare të gjetheve vdesin Lulet bien; Një njollë e errët shfaqet në fruta në pjesën apikale, e cila rritet me rritjen e frutave (kalbja e fundit e luleve të domates)
	Sythat apikal vdesin; Skajet e gjetheve të reja janë përkulur, kanë një pamje të rreckosur dhe më pas vdesin; Pjesët e sipërme të fidaneve vdesin; Dëmtimi i majave të rrënjëve; Ka njolla kafe në pulpën e frutave (gropa e hidhur); Shija e frutave përkeqësohet; Tregtueshmëria e frutave ulet

Funksionet e kalciumit

Efekti i këtij elementi në bimë është i shumëanshëm dhe, si rregull, pozitiv. Kalciumi:

• Forcon metabolizmin;
• Luan një rol të rëndësishëm në lëvizjen e karbohidrateve;
• Ndikon në metamorfozën e substancave azotike;
• Përshpejton konsumimin e proteinave rezervë të farave gjatë mbirjes;
• Luan një rol në procesin e fotosintezës;
• një antagonist i fortë i kationeve të tjera, duke parandaluar hyrjen e tepërt të tyre në indet bimore;
• Ndikon në vetitë fiziko-kimike të protoplazmës (viskoziteti, përshkueshmëria, etj.), dhe rrjedhimisht në rrjedhën normale të proceseve biokimike në bimë;
• Komponimet e kalciumit me substanca pektine ngjitin muret e qelizave individuale së bashku;
• Ndikon në aktivitetin e enzimës.

Duhet theksuar se ndikimi i përbërjeve të kalciumit (gëlqeres) në aktivitetin e enzimës shprehet jo vetëm në veprim të drejtpërdrejtë, por edhe për shkak të përmirësimit të vetive fiziko-kimike të tokës dhe regjimit të saj ushqyes. Përveç kësaj, gëlqerimi i tokës ndikon ndjeshëm në proceset e biosintezës së vitaminave.

Mungesa (mungesa) e kalciumit në bimë

Mungesa e kalciumit ndikon kryesisht në zhvillimin e sistemit rrënjor. Ndërpritet formimi i qimeve rrënjësore në rrënjë. Qelizat e jashtme të rrënjës janë shkatërruar.

Kjo simptomë manifestohet si me mungesë kalciumi, ashtu edhe me një çekuilibër në tretësirën ushqyese, domethënë mbizotërimin e kationeve monovalente të natriumit, kaliumit dhe hidrogjenit në të.

Përveç kësaj, prania e azotit nitrat në tretësirën e tokës rrit furnizimin me kalcium në indet e bimëve dhe zvogëlon furnizimin me amoniak.

Shenjat e urisë nga kalciumi priten kur përmbajtja e kalciumit është më pak se 20% e kapacitetit të shkëmbimit të kationeve të tokës.

Simptomat Vizualisht, mungesa e kalciumit përcaktohet nga shenjat e mëposhtme:

• Rrënjët e bimëve kanë majat e dëmtuara me ngjyrë kafe;
• Pika e rritjes deformohet dhe vdes;
• Lulet, vezoret dhe sythat bien;
• Frutat dëmtohen nga nekroza;
• Gjethet vihen re të jenë klorotike;
• Sythi apikal vdes dhe rritja e kërcellit ndalon.

Lakra, jonxha dhe tërfili janë shumë të ndjeshme ndaj pranisë së kalciumit. Është vërtetuar se të njëjtat bimë karakterizohen gjithashtu nga rritja e ndjeshmërisë ndaj aciditetit të tokës.

Helmimi me kalcium mineral rezulton në klorozë interveinale me njolla nekrotike të bardha. Ato mund të jenë me ngjyrë ose të kenë unaza koncentrike të mbushura me ujë. Disa bimë i përgjigjen kalciumit të tepërt duke rritur rozetat e gjetheve, kërcenjtë që vdesin dhe duke lëshuar gjethe. Simptomat janë të ngjashme në pamje me mungesën e hekurit dhe magnezit.

Burimi i rimbushjes së kalciumit në tokë janë plehrat e gëlqeres. Ato ndahen në tre grupe:

• Shkëmbinj të fortë gëlqerorë;
• Shkëmbinj gëlqerorë të butë;
• Mbetje industriale me përmbajtje të lartë gëlqereje.

Në bazë të përmbajtjes së CaO dhe MgO, shkëmbinjtë e fortë gëlqerorë ndahen në:

• gurë gëlqerorë (55–56% CaO dhe deri në 0,9% MgO);
• gëlqerorë të dolomitizuar (42–55% CaO dhe deri në 9% MgO);
• dolomitet (32-30% CaO dhe 18-20% MgO).

Gëlqerorët

– plehra bazë gëlqereje. Përmban 75–100% okside Ca dhe Mg të llogaritura si CaCO3.

Gëlqeror i dolomitizuar

. Përmban 79–100% substancë aktive (a.i.) e llogaritur si CaCO3. Rekomandohet në rotacionet e të korrave me patate, bishtajore, liri, kultura rrënjë, si dhe në toka shumë të podzolizuara.

Marl

. Përmban deri në 25-15% CaCO3 dhe papastërti në formë balte dhe rërë deri në 20-40%. Vepron ngadalë. Rekomandohet për përdorim në toka të lehta.

shkumës

. Përmban 90-100% CaCO3. Veprimi është më i shpejtë se ai i gurit gëlqeror. Është një pleh i vlefshëm gëlqereje në formë të bluar imët.

Gëlqere e djegur

(CaO). Përmbajtja e CaCO3 është mbi 70%. Karakterizohet si material gëlqeror i fortë dhe me veprim të shpejtë.

Gëlqere e shuar

(Ca(OH)2). Përmbajtja e CaCO3 - 35% ose më shumë. Është gjithashtu një pleh gëlqereje i fortë dhe me veprim të shpejtë.

Miell dolomiti

. Përmbajtja e CaCO3 dhe MgCO3 është rreth 100%. Veprimi i tij është më i ngadalshëm se ai i shtufave gëlqerore. Zakonisht përdoret aty ku kërkohet magnez.

Shtufët gëlqerorë

. Përmbajtja e CaCO3 – 15–96%, papastërtitë – deri në 25% argjilë dhe rërë, 0,1% P2O5. Veprimi është më i shpejtë se ai i gurit gëlqeror.

Papastërtia e jashtëqitjes (defekimi)

. Përbëhet nga CaCO3 dhe Ca(OH)2. Përmbajtja e gëlqeres së CaO është deri në 40%. Azoti është gjithashtu i pranishëm - 0,5% dhe P2O5 - 1-2%. Këto janë mbetje nga fabrikat e sheqerit të panxharit. Rekomandohet të përdoret jo vetëm për të reduktuar aciditetin e tokës, por edhe në zonat e rritjes së panxharit në tokat chernozem.

Ciklonet e hirit të argjilës

. Material i thatë me pluhur. Përmbajtja e substancës aktive është 60-70%. I referohet mbetjeve industriale.

Pluhuri nga furrat dhe fabrikat e çimentos

. Përmbajtja e CaCO3 duhet të kalojë 60%. Në praktikë, përdoret në fermat që ndodhen në afërsi të fabrikave të çimentos.

Skorjet metalurgjike

. Përdoret në rajonet e Uraleve dhe Siberisë. Jo higroskopik, i lehtë për t'u spërkatur. Duhet të përmbajë të paktën 80% CaCO3 dhe të ketë një përmbajtje lagështie jo më shumë se 2%. Përbërja granulometrike është e rëndësishme: 70% - më pak se 0,25 mm, 90% - më pak se 0,5 mm.

Plehrat organike. Përmbajtja e Ca për sa i përket CaCO3 është 0,32-0,40%.

Miell fosforit. Përmbajtja e kalciumit - 22% CaCO3.

Plehrat e gëlqeres përdoren jo vetëm për të siguruar tokën dhe bimët me kalcium. Qëllimi kryesor i përdorimit të tyre është gëlqerimi i tokës. Kjo është një metodë e rikuperimit kimik. Ai synon neutralizimin e aciditetit të tepërt të tokës, përmirësimin e vetive të tij agrofizike, agrokimike dhe biologjike, furnizimin e bimëve me magnez dhe kalcium, mobilizimin dhe imobilizimin e makroelementeve dhe mikroelementeve, krijimin e kushteve optimale ujore-fizike, fizike, ajrore për jetën e bimëve të kultivuara.

Efikasiteti i gëlqeres së tokës

Njëkohësisht me plotësimin e nevojave të bimëve për kalcium si element i të ushqyerit mineral, gëlqerimi çon në ndryshime të shumta pozitive në tokë.

Efekti i gëlqeres në vetitë e disa tokave

Kalciumi nxit koagulimin e koloideve të tokës dhe parandalon kullimin e tyre. Kjo çon në lëvrim më të lehtë dhe ajrim të përmirësuar.

Si rezultat i gëlqeres:

• tokat humusore ranore rrisin kapacitetin e tyre të thithjes së ujit;
• Në tokat e rënda argjilore, formohen agregate dhe grumbullime dheu, të cilat përmirësojnë përshkueshmërinë e ujit.

Në veçanti, acidet organike neutralizohen dhe jonet H zhvendosen nga kompleksi absorbues. Kjo çon në eliminimin e aciditetit metabolik dhe një ulje të aciditetit hidrolitik të tokës. Në të njëjtën kohë, vërehet një përmirësim në përbërjen kationike të kompleksit absorbues të tokës, i cili ndodh për shkak të zëvendësimit të joneve të hidrogjenit dhe aluminit me katione të kalciumit dhe magnezit. Kjo rrit shkallën e ngopjes së tokës me bazat dhe rrit kapacitetin absorbues.

Efekti i gëlqeres në furnizimin e bimëve me azot

Pas gëlqeres, vetitë pozitive agrokimike të tokës dhe struktura e saj mund të ruhen për disa vite. Kjo ndihmon në krijimin e kushteve të favorshme për rritjen e proceseve mikrobiologjike të dobishme për mobilizimin e lëndëve ushqyese. Aktiviteti i amonifikuesve, nitrifikuesve dhe baktereve fiksuese të azotit që jetojnë lirshëm në tokë rritet.

Gëlqereja ndihmon në rritjen e përhapjes së baktereve nyje dhe përmirëson furnizimin me azot në bimën pritëse. Është vërtetuar se plehrat bakteriale humbasin efektivitetin e tyre në tokat acidike.

Efekti i gëlqeres në furnizimin e bimëve me elementë hiri

Gëlqerimi ndihmon në furnizimin e bimës me elementë të hirit, pasi rrit aktivitetin e baktereve që zbërthejnë përbërjet organike të fosforit në tokë dhe nxisin kalimin e fosfateve të hekurit dhe aluminit në kripëra fosfat kalciumi të disponueshme për bimët. Gëlqerimi i tokave acidike rrit proceset mikrobiologjike dhe biokimike, të cilat, nga ana tjetër, rrit sasinë e nitrateve, si dhe format e tretshme të fosforit dhe kaliumit.

Efekti i gëlqeres në format dhe disponueshmërinë e makroelementeve dhe mikroelementeve

Gëlqereja rrit sasinë e kalciumit, dhe kur përdorni miell dolomiti - magnez. Në të njëjtën kohë, format toksike të manganit dhe aluminit bëhen të patretshme dhe kalojnë në formën e precipituar. Disponueshmëria e elementeve si hekuri, bakri, zinku, mangani është në rënie. Azoti, squfuri, kaliumi, kalciumi, magnezi, fosfori dhe molibden bëhen më të disponueshme.

Ndikimi i gëlqeres në veprimin e plehrave fiziologjikisht acidë

Gëlqereja rrit efektivitetin e plehrave minerale fiziologjikisht acidë, veçanërisht amoniakut dhe potasës.

Efekti pozitiv i plehrave fiziologjikisht acid pa shtimin e gëlqeres zbehet dhe me kalimin e kohës mund të kthehet negativ. Pra, në zonat e plehëruara, rendimentet janë edhe më të vogla se në zonat e pafertilizuara. Kombinimi i gëlqeres me përdorimin e plehrave rrit efektivitetin e tyre me 25-50%.

Gjatë gëlqeres aktivizohen proceset enzimatike në tokë, me anë të të cilave gjykohet indirekt pjelloria e saj.

Përpiluar nga: Grigorovskaya P.I.

Faqja e shtuar: 05.12.13 00:40

Përditësimi i fundit: 22.05.14 16:25

Burimet letrare:

Glinka N.L. Kimi e përgjithshme. Libër mësuesi për universitetet. Botues: Leningrad: Kimi, 1985, f. 731

Mineev V.G. Agrokimia: Libër mësuesi – Botimi i dytë, i rishikuar dhe i zgjeruar – M.: Shtëpia Botuese e Universitetit Shtetëror të Moskës, Shtëpia Botuese KolosS, 2004. – 720 f., l. i sëmurë.: i sëmurë. – (Libër universitar klasik).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Ushqimi mineral i bimëve. Një udhëzues referimi për studentët dhe kopshtarët. Ekaterinburg, 1998. 79 f.

Enciklopedi për fëmijë. Vëllimi 17. Kimia. / Kreu. ed. V.A. Volodin. – M.: Avanta +, 2000. – 640 f., ill.

Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrokimia / Redaktuar nga B.A. Yagodina – M.: Kolos, 2002. – 584 f.: ill (Tekste dhe mjete mësimore për studentët e institucioneve të arsimit të lartë).

Imazhe (të ripunuara):

20 Ca Calcium, licencuar sipas CC BY

Mungesa e kalciumit në grurë, nga CIMMYT, e licencuar sipas CC BY-NC-SA

www.pestidy.ru

Kalciumi dhe roli i tij për njerëzimin - Kimi

Kalciumi dhe roli i tij për njerëzimin

Prezantimi

Të qenit në natyrë

Faturë

Vetitë fizike

Vetitë kimike

Aplikimi i komponimeve të kalciumit

Roli biologjik

konkluzioni

Bibliografi

Prezantimi

Kalciumi është një element i nëngrupit kryesor të grupit të dytë, periudha e katërt e sistemit periodik të elementeve kimike të D.I. Mendeleev, me numër atomik 20. Përcaktohet me simbolin Ca (lat. Kalcium). Substanca e thjeshtë kalcium (numri CAS: 7440-70-2) është një metal alkaline tokësor i butë dhe reaktiv me ngjyrë të bardhë argjendi.

Pavarësisht nga përhapja e elementit nr. 20, edhe kimistët nuk e kanë parë të gjithë kalciumin elementar. Por ky metal, si në pamje ashtu edhe në sjellje, është krejtësisht i ndryshëm nga metalet alkali, kontakti me të cilin është i mbushur me rrezikun e zjarreve dhe djegieve. Mund të ruhet në mënyrë të sigurt në ajër; nuk ndizet nga uji. Vetitë mekanike të kalciumit elementar nuk e bëjnë atë një "dele të zezë" në familjen e metaleve: kalciumi i kalon shumë prej tyre në forcë dhe fortësi; mund të kthehet në një torno, të tërhequr në tel, të falsifikuar, të shtypur.

E megjithatë, kalciumi elementar pothuajse nuk përdoret kurrë si material strukturor. Ai është shumë aktiv për këtë. Kalciumi reagon lehtësisht me oksigjenin, squfurin dhe halogjenet. Edhe me azotin dhe hidrogjenin, në kushte të caktuara, ai reagon. Mjedisi i oksideve të karbonit, inerte për shumicën e metaleve, është agresiv për kalciumin. Ai digjet në një atmosferë me CO dhe CO2.

Historia dhe origjina e emrit

Emri i elementit vjen nga lat. calx (në rasën gjinore calcis) -- “gëlqere”, “gur i butë”. Ai u propozua nga kimisti anglez Humphry Davy, i cili izoloi metalin e kalciumit me metodën elektrolitike në 1808. Davy elektrolizoi një përzierje gëlqereje të shuar të lagësht dhe oksidit të merkurit HgO në një pjatë platini, e cila shërbeu si anodë. Katoda ishte një tel platini i zhytur në merkur të lëngshëm. Si rezultat i elektrolizës, u përftua amalgama e kalciumit. Duke distiluar merkurin prej tij, Davy mori një metal të quajtur kalcium.

Përbërjet e kalciumit - gur gëlqeror, mermer, gips (si dhe gëlqere - një produkt i kalcinimit të gurit gëlqeror) janë përdorur në ndërtim për disa mijëra vjet më parë. Deri në fund të shekullit të 18-të, kimistët e konsideronin gëlqeren si një lëndë të ngurtë të thjeshtë. Në 1789, A. Lavoisier sugjeroi se gëlqere, magnezi, bariti, alumini dhe silicë janë substanca komplekse.

Të qenit në natyrë

Për shkak të aktivitetit të tij të lartë kimik, kalciumi nuk gjendet në formë të lirë në natyrë.

Kalciumi përbën 3.38% të masës së kores së tokës (e pesta më e bollshme pas oksigjenit, silikonit, aluminit dhe hekurit).

Izotopet. Kalciumi gjendet në natyrë si një përzierje e gjashtë izotopeve: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca dhe 48Ca, ndër të cilat më i zakonshmi - 40Ca - është 96.97%.

Nga gjashtë izotopet natyrore të kalciumit, pesë janë të qëndrueshëm. Izotopi i gjashtë, 48Ca, më i rëndëi nga gjashtë dhe shumë i rrallë (bollëku i tij izotopik është vetëm 0,187%), u zbulua kohët e fundit se i nënshtrohet zbërthimit të dyfishtë beta me një gjysmë jetë prej 5,3 x 1019 vjet.

Në shkëmbinj dhe minerale. Pjesa më e madhe e kalciumit gjendet në silikate dhe aluminosilikate të shkëmbinjve të ndryshëm (granite, gneiss, etj.), veçanërisht në feldspat - Ca anortit.

Në formën e shkëmbinjve sedimentarë, përbërjet e kalciumit përfaqësohen nga shkumësa dhe gëlqerorët, të përbërë kryesisht nga minerali kalcit (CaCO3). Forma kristalore e kalcitit - mermeri - është shumë më pak e zakonshme në natyrë.

Mineralet e kalciumit si kalciti CaCO3, anhidriti CaSO4, alabastri CaSO4 0.5h3O dhe gipsi CaSO4 2h3O, fluorit CaF2, apatiti Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomiti MgCO3 CaCO3 janë mjaft të përhapur. Prania e kripërave të kalciumit dhe magnezit në ujin natyror përcakton fortësinë e tij.

Kalciumi, duke migruar fuqishëm në koren e tokës dhe duke u grumbulluar në sisteme të ndryshme gjeokimike, formon 385 minerale (numri i katërt më i madh i mineraleve).

Migrimi në koren e tokës. Në migrimin natyror të kalciumit, një rol të rëndësishëm luan "ekuilibri karbonat", i shoqëruar me reagimin e kthyeshëm të ndërveprimit të karbonatit të kalciumit me ujin dhe dioksidin e karbonit me formimin e bikarbonatit të tretshëm:

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

(ekuilibri zhvendoset majtas ose djathtas në varësi të përqendrimit të dioksidit të karbonit).

Migrimi biogjen. Në biosferë, komponimet e kalciumit gjenden pothuajse në të gjitha indet e kafshëve dhe bimëve (shih gjithashtu më poshtë). Një sasi e konsiderueshme e kalciumit gjendet në organizmat e gjallë. Kështu, hidroksiapatiti Ca5(PO4)3OH, ose, në një hyrje tjetër, 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2, është baza e indit kockor të vertebrorëve, duke përfshirë njerëzit; Lëvozhgat dhe lëvozhgat e shumë jovertebrorëve, lëvozhgat e vezëve, etj., janë të përbëra nga karbonati i kalciumit CaCO3.Në indet e gjalla të njerëzve dhe kafshëve ka 1,4-2% Ca (nga fraksioni masiv); në trupin e njeriut që peshon 70 kg, përmbajtja e kalciumit është rreth 1.7 kg (kryesisht në substancën ndërqelizore të indit kockor).

Faturë

Kalciumi i lirë metalik përftohet nga elektroliza e një shkrirjeje të përbërë nga CaCl2 (75-80%) dhe KCl ose nga CaCl2 dhe CaF2, si dhe nga reduktimi aluminotermik i CaO në 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Vetitë fizike

Metali i kalciumit ekziston në dy modifikime alotropike. Deri në 443 °C, ?-Ca me një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë (parametri a = 0,558 nm) është i qëndrueshëm; më i qëndrueshëm është ?-Ca me një rrjetë kub me qendër trupin e tipit ?-Fe (parametri a = 0,448 nm). Entalpi standarde?Tranzicioni H0? > ? është 0,93 kJ/mol.

Vetitë kimike

Kalciumi është një metal tipik i tokës alkaline. Aktiviteti kimik i kalciumit është i lartë, por më i ulët se ai i të gjitha metaleve të tjera alkaline tokësore. Ai reagon lehtësisht me oksigjenin, dioksidin e karbonit dhe lagështinë në ajër, prandaj sipërfaqja e metalit të kalciumit është zakonisht gri e zbehtë, kështu që në laborator kalciumi zakonisht ruhet, si metalet e tjera alkaline tokësore, në një kavanoz të mbyllur fort nën një shtresë. vajguri ose parafine e lëngshme.

Në serinë e potencialeve standarde, kalciumi ndodhet në të majtë të hidrogjenit. Potenciali standard i elektrodës së çiftit Ca2+/Ca0 është 2,84 V, kështu që kalciumi reagon në mënyrë aktive me ujin, por pa ndezje:

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

Kalciumi reagon me jometalet aktive (oksigjen, klor, brom) në kushte normale:

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

Kur nxehet në ajër ose oksigjen, kalciumi ndizet. Kalciumi reagon me jometale më pak aktive (hidrogjen, bor, karbon, silikon, azot, fosfor dhe të tjerë) kur nxehet, për shembull:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

fosfidi i kalciumit), janë gjithashtu të njohura fosfidet e kalciumit të përbërjeve CaP dhe CaP5;

2Ca + Si = Ca2Si

(silicid kalciumi), silicide kalciumi të përbërjeve CaSi, Ca3Si4 dhe CaSi2 janë gjithashtu të njohura.

Shfaqja e reaksioneve të mësipërme, si rregull, shoqërohet me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie (d.m.th., këto reagime janë ekzotermike). Në të gjitha përbërjet me jometale, gjendja e oksidimit të kalciumit është +2. Shumica e përbërjeve të kalciumit me jometalet dekompozohen lehtësisht nga uji, për shembull:

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

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

Joni Ca2+ është i pangjyrë. Kur kripërat e tretshme të kalciumit i shtohen flakës, flaka kthehet në të kuqe tulle.

Kripërat e kalciumit si kloruri CaCl2, bromidi CaBr2, jodidi CaI2 dhe nitrat Ca(NO3)2 janë shumë të tretshëm në ujë. Të patretshëm në ujë janë fluori CaF2, karbonati CaCO3, sulfati CaSO4, ortofosfati Ca3(PO4)2, oksalati CaC2O4 dhe disa të tjerë.

Është e rëndësishme që, ndryshe nga karbonati i kalciumit CaCO3, karbonati acid i kalciumit (bikarbonat) Ca(HCO3)2 është i tretshëm në ujë. Në natyrë, kjo çon në proceset e mëposhtme. Kur shiu i ftohtë ose uji i lumit, i ngopur me dioksid karboni, depërton nën tokë dhe bie mbi gur gëlqeror, vërehet shpërbërja e tyre:

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

Në të njëjtat vende ku uji i ngopur me bikarbonat kalciumi del në sipërfaqen e tokës dhe nxehet nga rrezet e diellit, ndodh një reagim i kundërt:

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

Kështu transferohen në natyrë masa të mëdha substancash. Si rezultat, boshllëqe të mëdha mund të formohen nën tokë, dhe "akullore" të bukura prej guri - stalaktite dhe stalagmite - formohen në shpella.

Prania e bikarbonatit të kalciumit të tretur në ujë përcakton në masë të madhe fortësinë e përkohshme të ujit. Quhet i përkohshëm sepse kur uji vlon, bikarbonati dekompozohet dhe CaCO3 precipiton. Ky fenomen çon, për shembull, në faktin se peshore formohet në kazan me kalimin e kohës.

Aplikimet e metalit të kalciumit

Përdorimi kryesor i metalit të kalciumit është si një agjent reduktues në prodhimin e metaleve, veçanërisht nikelit, bakrit dhe çelikut inox. Kalciumi dhe hidridi i tij përdoren gjithashtu për të prodhuar metale të vështira për t'u reduktuar si kromi, toriumi dhe uraniumi. Lidhjet kalcium-plumb përdoren në bateri dhe lidhje mbajtëse. Granulat e kalciumit përdoren gjithashtu për të hequr gjurmët e ajrit nga pajisjet vakum.

Metalotermia

Kalciumi i pastër metalik përdoret gjerësisht në metalotermi për prodhimin e metaleve të rralla.

Lidhja e lidhjeve

Kalciumi i pastër përdoret për lidhjen e plumbit që përdoret për prodhimin e pllakave të baterive dhe baterive fillestare me acid plumbi pa mirëmbajtje me vetëshkarkim të ulët. Gjithashtu, kalciumi metalik përdoret për prodhimin e babitëve të kalciumit me cilësi të lartë BKA.

Fusion bërthamor

Izotopi 48Ca është materiali më efektiv dhe më i përdorur për prodhimin e elementeve tepër të rëndë dhe zbulimin e elementeve të rinj në tabelën periodike. Për shembull, në rastin e përdorimit të joneve të 48Ca për të prodhuar elementë tepër të rëndë në përshpejtues, bërthamat e këtyre elementeve formohen qindra e mijëra herë më me efikasitet sesa kur përdoren "prodhuesit" e tjerë (jonet).

Aplikimi i komponimeve të kalciumit

Hidridi i kalciumit. Nga ngrohja e kalciumit në një atmosferë hidrogjeni, fitohet Cah3 (hidrid kalciumi), i cili përdoret në metalurgji (metalotermi) dhe në prodhimin e hidrogjenit në terren.

Materialet optike dhe laserike.Floruri i kalciumit (fluoriti) përdoret në formën e kristaleve të vetme në optikë (objektiva astronomikë, thjerrëza, prizma) dhe si material lazer. Tungstati i kalciumit (scheeliti) në formën e kristaleve të vetme përdoret në teknologjinë laserike dhe gjithashtu si scintilator.

Karbidi i kalciumit. Karbidi i kalciumit CaC2 përdoret gjerësisht për prodhimin e acetilenit dhe për reduktimin e metaleve, si dhe në prodhimin e cianamidit të kalciumit (duke ngrohur karbidin e kalciumit në azot në 1200 °C, reaksioni është ekzotermik, kryhet në furrat e cianamidit) .

Burimet e rrymës kimike. Kalciumi, si dhe lidhjet e tij me alumin dhe magnez, përdoren në bateritë elektrike rezervë termike si anodë (për shembull, elementi kalcium-kromat). Kromati i kalciumit përdoret në bateri të tilla si katodë. E veçanta e baterive të tilla është një jetëgjatësi jashtëzakonisht e gjatë (dekada) në një gjendje të përshtatshme, aftësia për të punuar në çdo kusht (hapësirë, presione të larta), energji specifike e lartë për sa i përket peshës dhe vëllimit. Disavantazhi: jetëgjatësi e shkurtër. Bateri të tilla përdoren aty ku është e nevojshme të krijohet energji elektrike kolosale për një periudhë të shkurtër kohore (raketat balistike, disa anije kozmike, etj.).

Materiale të papërshkueshme nga zjarri. Oksidi i kalciumit, si në formë të lirë, ashtu edhe si pjesë e përzierjeve qeramike, përdoret në prodhimin e materialeve zjarrduruese.

Barna. Përbërjet e kalciumit përdoren gjerësisht si një antihistamine.

Klorur kalciumi

Glukonat kalciumi

Glicerofosfat kalciumi

Për më tepër, komponimet e kalciumit përfshihen në ilaçet për parandalimin e osteoporozës, në komplekset e vitaminave për gratë shtatzëna dhe të moshuarit.

Roli biologjik

Kalciumi është një makronutrient i zakonshëm në trupin e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Tek njerëzit dhe vertebrorët e tjerë, pjesa më e madhe e tij përmbahet në skelet dhe dhëmbë në formën e fosfateve. Skeletet e shumicës së grupeve të jovertebrorëve (sfungjerët, polipet e koraleve, molusqet etj.) përbëhen nga forma të ndryshme të karbonatit të kalciumit (gëlqeres). Jonet e kalciumit janë të përfshirë në proceset e koagulimit të gjakut, si dhe në sigurimin e presionit konstant osmotik të gjakut. Jonet e kalciumit shërbejnë gjithashtu si një nga lajmëtarët e dytë universalë dhe rregullojnë një sërë procesesh ndërqelizore - tkurrjen e muskujve, ekzocitozën, duke përfshirë sekretimin e hormoneve dhe neurotransmetuesve, etj. Përqendrimi i kalciumit në citoplazmën e qelizave njerëzore është rreth 10?7 mol, në lëngjet ndërqelizore rreth 10 ?3 mol.

Kërkesat për kalcium varen nga mosha. Për të rriturit, marrja e nevojshme ditore është nga 800 deri në 1000 miligramë (mg), dhe për fëmijët nga 600 deri në 900 mg, që është shumë e rëndësishme për fëmijët për shkak të rritjes intensive të skeletit. Pjesa më e madhe e kalciumit që hyn në trupin e njeriut me ushqim gjendet në produktet e qumështit; pjesa e mbetur e kalciumit vjen nga mishi, peshku dhe disa produkte bimore (veçanërisht bishtajore). Thithja ndodh si në zorrët e mëdha ashtu edhe në ato të vogla dhe lehtësohet nga një mjedis acid, vitamina D dhe vitamina C, laktoza dhe acidet yndyrore të pangopura. Roli i magnezit në metabolizmin e kalciumit është i rëndësishëm; me mungesën e tij, kalciumi "largohet" nga kockat dhe depozitohet në veshka (gurë në veshka) dhe muskuj.

Aspirina, acidi oksalik dhe derivatet e estrogjenit ndërhyjnë në përthithjen e kalciumit. Kur kombinohet me acid oksalik, kalciumi prodhon komponime të patretshme në ujë që janë përbërës të gurëve në veshka.

Për shkak të numrit të madh të proceseve që lidhen me të, përmbajtja e kalciumit në gjak rregullohet saktësisht, dhe me ushqimin e duhur, nuk ndodh mangësi. Mungesa e zgjatur nga dieta mund të shkaktojë ngërçe, dhimbje kyçesh, përgjumje, defekte në rritje dhe kapsllëk. Mungesa më e thellë çon në ngërçe të vazhdueshme të muskujve dhe osteoporozë. Abuzimi me kafenë dhe alkoolin mund të shkaktojë mungesë kalciumi, pasi një pjesë e tij ekskretohet në urinë.

Dozat e tepërta të kalciumit dhe vitaminës D mund të shkaktojnë hiperkalcemi, e ndjekur nga kalcifikim intensiv i kockave dhe indeve (duke prekur kryesisht sistemin urinar). Teprica afatgjatë prish funksionimin e muskujve dhe indeve nervore, rrit koagulimin e gjakut dhe redukton përthithjen e zinkut nga qelizat e kockave. Doza maksimale ditore e sigurt për një të rritur është 1500 deri në 1800 miligramë.

Produkte Kalcium, mg/100 g

Susam 783

Hithra 713

Mallow pylli 505

Delli i madh 412

Galinsoga 372

Sardelet në vaj 330

Ivy budra 289

Trëndafili i qenit 257

Bajame 252

heshtak delli. 248

Lajthia 226

Fara e amarantit 214

lakërishtë 214

Soja e tharë 201

Fëmijët nën 3 vjeç - 600 mg.

Fëmijët nga 4 deri në 10 vjeç - 800 mg.

Fëmijët nga 10 deri në 13 vjeç - 1000 mg.

Adoleshentët nga 13 deri në 16 vjeç - 1200 mg.

Të rinjtë 16 vjeç e lart - 1000 mg.

Të rriturit nga 25 deri në 50 vjeç - nga 800 në 1200 mg.

Gratë shtatzëna dhe gjidhënëse - nga 1500 në 2000 mg.

konkluzioni

Kalciumi është një nga elementët më të bollshëm në Tokë. Ka shumë në natyrë: vargjet malore dhe shkëmbinjtë e argjilës formohen nga kripërat e kalciumit, gjendet në ujin e detit dhe lumenjve dhe është pjesë e organizmave bimorë dhe shtazorë.

Kalciumi i rrethon vazhdimisht banorët e qytetit: pothuajse të gjitha materialet kryesore të ndërtimit - betoni, qelqi, tulla, çimento, gëlqere - e përmbajnë këtë element në sasi të konsiderueshme.

Natyrisht, duke pasur veti të tilla kimike, kalciumi nuk mund të ekzistojë në natyrë në një gjendje të lirë. Por komponimet e kalciumit - natyrale dhe artificiale - kanë fituar një rëndësi të madhe.

Bibliografi

1. Bordi redaktues: Knunyants I. L. (kryeredaktor) Enciklopedia Kimike: në 5 vëllime - Moskë: Enciklopedia Sovjetike, 1990. - T. 2. - F. 293. - 671 f.

2. Doronin. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 fq me ilustrime.

3. Dotsenko VA. - Të ushqyerit terapeutik dhe parandalues. - Pyetje. të ushqyerit, 2001 - N1-f.21-25

4. Bilezikian J. P. Kalciumi dhe metabolizmi i kockave // ​​Në: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

Bota e Shkencës

Kalciumi është një element metalik i nëngrupit kryesor II të grupit 4 të tabelës periodike të elementeve kimike. I përket familjes së metaleve alkaline tokësore. Niveli i jashtëm i energjisë i atomit të kalciumit përmban 2 s-elektrone të çiftëzuara

Të cilat ai është në gjendje t'i japë energjikisht gjatë ndërveprimeve kimike. Pra, Kalciumi është një agjent reduktues dhe në përbërjet e tij ka një gjendje oksidimi +2. Në natyrë, kalciumi gjendet vetëm në formën e kripërave. Pjesa masive e kalciumit në koren e tokës është 3.6%. Minerali kryesor natyror i kalciumit është kalciti CaCO3 dhe varietetet e tij - gur gëlqeror, shkumës, mermer. Ekzistojnë gjithashtu organizma të gjallë (për shembull, koralet), shtylla kurrizore e të cilave përbëhet kryesisht nga karbonat kalciumi. Gjithashtu minerale të rëndësishme të kalciumit janë dolomiti CaCO3 MgCO3, fluorit CaF2, gipsi CaSO4 2h3O, apatiti, feldspat etj. Kalciumi luan një rol të rëndësishëm në jetën e organizmave të gjallë. Pjesa masive e kalciumit në trupin e njeriut është 1.4-2%. Është pjesë e dhëmbëve, eshtrave, indeve dhe organeve të tjera, merr pjesë në procesin e koagulimit të gjakut dhe stimulon aktivitetin kardiak. Për t'i siguruar trupit një sasi të mjaftueshme kalciumi, duhet patjetër të konsumoni qumësht dhe produkte qumështi, perime jeshile dhe peshk.Substanca e thjeshtë kalciumi është një metal tipik me ngjyrë argjendi të bardhë. Është mjaft i fortë, plastik, ka një densitet 1.54 g/cm3 dhe një pikë shkrirjeje 842? C. Kimikisht, kalciumi është shumë aktiv. Në kushte normale, ai ndërvepron lehtësisht me oksigjenin dhe lagështinë në ajër, kështu që ruhet në enë të mbyllura hermetikisht. Kur nxehet në ajër, kalciumi ndizet dhe formon një oksid: 2Ca + O2 = 2CaO Kalciumi reagon me klorin dhe bromin kur nxehet, dhe me fluorin edhe në të ftohtë. Produktet e ketyre reaksioneve jane halogjenet perkatese p.sh: Ca + Cl2 = CaCl2 Kur kalciumi nxehet me squfur formohet sulfuri i kalciumit: Ca + S = CaS Kalciumi mund te reagoje edhe me jometale te tjere.Nderveprim me ujin çon në formimin e hidroksidit të kalciumit pak të tretshëm dhe lirimin e gazit të hidrogjenit :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 Metali kalcium përdoret gjerësisht. Përdoret si rozetë në prodhimin e çeliqeve dhe lidhjeve dhe si agjent reduktues për prodhimin e disa metaleve zjarrduruese.

Kalciumi fitohet nga elektroliza e klorurit të kalciumit të shkrirë. Kështu, kalciumi u mor për herë të parë në 1808 nga Humphry Davy.

worldofscience.ru

Historia e kalciumit

Kalciumi u zbulua në vitin 1808 nga Humphry Davy, i cili, me elektrolizë të gëlqeres së shuar dhe oksidit të merkurit, përftoi amalgamë kalciumi, si rezultat i procesit të distilimit të merkurit nga i cili mbeti metali, i quajtur kalciumit. Në latinisht gëlqere tingëllon si kalx, ishte ky emër që u zgjodh nga kimisti anglez për substancën e zbuluar.

Kalciumi është një element i nëngrupit kryesor II të grupit IV të tabelës periodike të elementeve kimike D.I. Mendelejevi, ka një numër atomik 20 dhe një masë atomike 40.08. Emërtimi i pranuar është Ca (nga latinishtja - Kalcium).

Vetite fizike dhe kimike

Kalciumi është një metal alkali i butë reaktiv me një ngjyrë të bardhë argjendi. Për shkak të ndërveprimit me oksigjenin dhe dioksidin e karbonit, sipërfaqja e metalit bëhet e shurdhër, kështu që kalciumi kërkon një regjim të veçantë ruajtjeje - një enë të mbyllur fort, në të cilën metali është i mbushur me një shtresë parafine të lëngshme ose vajguri.

Kalciumi është më i njohuri ndër mikroelementët e nevojshëm për njerëzit; nevoja ditore për të varion nga 700 deri në 1500 mg për një të rritur të shëndetshëm, por rritet gjatë shtatzënisë dhe laktacionit; kjo duhet marrë parasysh dhe kalciumi duhet marrë në. formën e preparateve.

Të qenit në natyrë

Kalciumi ka aktivitet kimik shumë të lartë, prandaj nuk gjendet në natyrë në formën e tij të lirë (të pastër). Sidoqoftë, është i pesti më i zakonshëm në koren e tokës; gjendet në formën e përbërjeve në sedimentare (gëlqerore, shkumës) dhe shkëmbinj (granit); anoriti i feldspatit përmban shumë kalcium.

Është mjaft i përhapur në organizmat e gjallë, prania e tij është gjetur te bimët, kafshët dhe njerëzit, ku është i pranishëm kryesisht në dhëmbë dhe në indet kockore.

Thithja e kalciumit

Një pengesë për përthithjen normale të kalciumit nga ushqimi është konsumimi i karbohidrateve në formën e ëmbëlsirave dhe alkaleve, të cilat neutralizojnë acidin klorhidrik të stomakut, i cili është i nevojshëm për të tretur kalciumin. Procesi i përthithjes së kalciumit është mjaft kompleks, kështu që ndonjëherë nuk mjafton ta marrësh atë vetëm nga ushqimi; është i nevojshëm marrja shtesë e mikroelementit.

Ndërveprimi me të tjerët

Për të përmirësuar përthithjen e kalciumit në zorrë, është e nevojshme, e cila tenton të lehtësojë procesin e përthithjes së kalciumit. Kur merrni kalcium (në formën e suplementeve) gjatë ngrënies, përthithja bllokohet, por marrja e suplementeve të kalciumit veçmas nga ushqimi nuk ndikon në asnjë mënyrë në këtë proces.

Pothuajse i gjithë kalciumi i trupit (1 deri në 1,5 kg) gjendet në kocka dhe dhëmbë. Kalciumi është i përfshirë në proceset e ngacmueshmërisë së indeve nervore, kontraktueshmërisë së muskujve, proceseve të koagulimit të gjakut, është pjesë e bërthamës dhe membranave të qelizave, lëngjeve qelizore dhe indore, ka efekte anti-alergjike dhe anti-inflamatore, parandalon acidozën dhe aktivizon një numri i enzimave dhe hormoneve. Kalciumi është gjithashtu i përfshirë në rregullimin e përshkueshmërisë së membranës qelizore dhe ka efekt të kundërt.

Shenjat e mungesës së kalciumit

Shenjat e mungesës së kalciumit në trup janë simptomat e mëposhtme, në shikim të parë, të palidhura:

• nervozizëm, përkeqësim i humorit;
• kardiopalmus;
• konvulsione, mpirje të ekstremiteteve;
• ngadalësimi i rritjes dhe fëmijët;
• presioni i lartë i gjakut;
• ndarja dhe brishtësia e thonjve;
• dhimbje kyçesh, duke ulur "pragun e dhimbjes";
• menstruacione të rënda.

Shkaqet e mungesës së kalciumit

Shkaqet e mungesës së kalciumit përfshijnë dietat e pabalancuara (veçanërisht agjërimin), përmbajtjen e ulët të kalciumit në ushqim, pirjen e duhanit dhe varësinë nga kafeja dhe pijet që përmbajnë kafeinë, dysbakterioza, sëmundjet e veshkave, sëmundjet e tiroides, shtatzënia, laktacioni dhe menopauza.

Kalciumi i tepërt, i cili mund të ndodhë me konsumimin e tepërt të produkteve të qumështit ose përdorimin e pakontrolluar të barnave, karakterizohet nga etje ekstreme, nauze, të vjella, humbje oreksi, dobësi dhe rritje të urinimit.

Përdorimi i kalciumit në jetë

Kalciumi ka gjetur aplikim në prodhimin metalotermik të uraniumit, në formën e përbërjeve natyrore përdoret si lëndë e parë për prodhimin e gipsit dhe çimentos, si mjet dezinfektimi (i njohur zbardhues).

Kalciumi është element i nëngrupit kryesor të grupit të dytë, perioda e katërt e tabelës periodike të elementeve kimike, me numër atomik 20. Përcaktohet me simbolin Ca (lat. Kalcium). Substanca e thjeshtë kalcium (numri CAS: 7440-70-2) është një metal alkaline tokësor i butë dhe reaktiv me ngjyrë të bardhë argjendi.

Historia dhe origjina e emrit

Emri i elementit vjen nga lat. calx (në rastin gjenital calcis) - "gëlqere", "gur i butë". Ai u propozua nga kimisti anglez Humphry Davy, i cili izoloi metalin e kalciumit me metodën elektrolitike në 1808. Davy elektrolizoi një përzierje gëlqereje të shuar të lagësht dhe oksidit të merkurit HgO në një pjatë platini, e cila shërbeu si anodë. Katoda ishte një tel platini i zhytur në merkur të lëngshëm. Si rezultat i elektrolizës, u përftua amalgama e kalciumit. Duke distiluar merkurin prej tij, Davy mori një metal të quajtur kalcium.
Përbërjet e kalciumit - gur gëlqeror, mermer, gips (si dhe gëlqere - një produkt i kalcinimit të gurit gëlqeror) janë përdorur në ndërtim për disa mijëra vjet më parë. Deri në fund të shekullit të 18-të, kimistët e konsideronin gëlqeren si një lëndë të ngurtë të thjeshtë. Në 1789, A. Lavoisier sugjeroi se gëlqere, magnezi, bariti, alumini dhe silicë janë substanca komplekse.

Faturë

Kalciumi i lirë metalik përftohet nga elektroliza e një shkrirjeje të përbërë nga CaCl 2 (75-80%) dhe KCl ose CaCl 2 dhe CaF 2, si dhe reduktimi aluminotermik i CaO në 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Vetitë fizike

Metali i kalciumit ekziston në dy modifikime alotropike. Deri në 443 °C, α-Ca me një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë (parametri a = 0,558 nm) është i qëndrueshëm; β-Ca me një rrjetë kub me qendër trupin e tipit α-Fe (parametri a = 0,448 nm) është më të qëndrueshme. Entalpia standarde ΔH 0 e tranzicionit α → β është 0,93 kJ/mol.
Me një rritje graduale të presionit, ai fillon të shfaqë vetitë e një gjysmëpërçuesi, por nuk bëhet gjysmëpërçues në kuptimin e plotë të fjalës (nuk është më as metal). Me një rritje të mëtejshme të presionit, ai kthehet në gjendjen metalike dhe fillon të shfaqë veti superpërcjellëse (temperatura e superpërcjellshmërisë është gjashtë herë më e lartë se ajo e merkurit dhe tejkalon shumë të gjithë elementët e tjerë në përçueshmëri). Sjellja unike e kalciumit është e ngjashme në shumë mënyra me stronciumin (d.m.th., mbeten paralele në tabelën periodike).

Vetitë kimike

Kalciumi është një metal tipik i tokës alkaline. Aktiviteti kimik i kalciumit është i lartë, por më i ulët se ai i të gjitha metaleve të tjera alkaline tokësore. Ai reagon lehtësisht me oksigjenin, dioksidin e karbonit dhe lagështinë në ajër, prandaj sipërfaqja e metalit të kalciumit është zakonisht gri e zbehtë, kështu që në laborator kalciumi zakonisht ruhet, si metalet e tjera alkaline tokësore, në një kavanoz të mbyllur fort nën një shtresë. vajguri ose parafine e lëngshme.

Kalciumi

KALCIUM-Unë; m.[nga lat. calx (calcis) - gëlqere] Element kimik (Ca), metal i bardhë në argjend, që bën pjesë në gëlqerorë, mermer etj.

◁ Kalcium, oh, oh. kripërat K.

kalciumit

(lat. Kalciumi), një element kimik i grupit II të tabelës periodike, i përket metaleve alkaline tokësore. Emri nga lat. calx, calcis gjenitale - gëlqere. Metal i bardhë argjendi, dendësia 1.54 g/cm 3, t pl 842ºC. Në temperatura të zakonshme oksidohet lehtësisht në ajër. Për sa i përket prevalencës në koren e tokës, ajo renditet e 5-ta (minerale kalcit, gips, fluorit, etj.). Si agjent aktiv reduktues, përdoret për marrjen e U, Th, V, Cr, Zn, Be dhe metale të tjera nga përbërjet e tyre, për deoksidimin e çeliqeve, bronzeve etj. Është pjesë e materialeve kundër fërkimit. Përbërjet e kalciumit përdoren në ndërtim (gëlqere, çimento), përgatitjet e kalciumit përdoren në mjekësi.

KALCIUM

KALCIUM (lat. Kalcium), Ca (lexo “kalcium”), element kimik me numër atomik 20, ndodhet në periudhën e katërt në grupin IIA të sistemit periodik të elementeve të Mendelejevit; masa atomike 40.08. I përket elementeve të tokës alkaline (cm. METALET E TOKËS ALKALINE).
Kalciumi natyror përbëhet nga një përzierje e nuklideve (cm. NUKLIDI) me numra masiv 40 (në një përzierje sipas masës 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) dhe 46 (0,003%). Konfigurimi i shtresës së jashtme elektronike 4 s 2 . Pothuajse në të gjitha përbërjet, gjendja e oksidimit të kalciumit është +2 (valenca II).
Rrezja e atomit neutral të kalciumit është 0,1974 nm, rrezja e jonit Ca 2+ është nga 0,114 nm (për numrin e koordinimit 6) deri në 0,148 nm (për numrin e koordinimit 12). Energjitë e jonizimit sekuencial të një atomi kalciumi neutral janë, përkatësisht, 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 dhe 84.5 eV. Sipas shkallës Pauling, elektronegativiteti i kalciumit është rreth 1.0. Në formën e tij të lirë, kalciumi është një metal i bardhë argjendi.
Historia e zbulimit
Përbërjet e kalciumit gjenden kudo në natyrë, kështu që njerëzimi ka qenë i njohur me to që nga kohërat e lashta. Gëlqere është përdorur prej kohësh në ndërtim (cm. LIME)(gëlqere e shpejtë dhe e shuar), e cila është konsideruar prej kohësh një substancë e thjeshtë, "tokë". Megjithatë, në 1808 shkencëtari anglez G. Davy (cm. DAVY Humphrey) arriti të marrë një metal të ri nga gëlqere. Për ta bërë këtë, Davy iu nënshtrua elektrolizës një përzierje gëlqereje të shuar pak të lagur me oksid merkuri dhe izoloi një metal të ri nga amalgama e formuar në katodën e merkurit, të cilën ai e quajti kalcium (nga latinishtja calx, gjini calcis - gëlqere). Në Rusi për ca kohë ky metal u quajt "gëlqeri".
Të qenit në natyrë
Kalciumi është një nga elementët më të zakonshëm në Tokë. Ajo përbën 3,38% të masës së kores së tokës (e pesta më e bollshme pas oksigjenit, silikonit, aluminit dhe hekurit). Për shkak të aktivitetit të tij të lartë kimik, kalciumi nuk gjendet në formë të lirë në natyrë. Shumica e kalciumit gjendet në silikate (cm. SILIKATE) dhe aluminosilikatet (cm. SILIKATE E ALUMINIUT) shkëmbinj të ndryshëm (granite (cm. GRANIT), gneisses (cm. GNEISS) dhe kështu me radhë.). Në formën e shkëmbinjve sedimentarë, përbërjet e kalciumit përfaqësohen nga shkumësi dhe gurët gëlqerorë, të përbërë kryesisht nga minerali kalcit. (cm. KALCITE)(CaCO 3). Forma kristalore e kalcitit - mermeri - është shumë më pak e zakonshme në natyrë.
Mineralet e kalciumit si guri gëlqeror janë mjaft të zakonshëm (cm. GELEROR) CaCO3, anhidrit (cm. ANHIDRIT) CaSO 4 dhe gips (cm. GIPS) CaSO 4 2H 2 O, fluorit (cm. FLUORIT) CaF 2, apatitet (cm. APATIT) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (cm. DOLOMITE) MgCO 3 ·CaCO 3 . Prania e kripërave të kalciumit dhe magnezit në ujin natyror përcakton fortësinë e tij (cm. FORTËSIA E UJIT). Një sasi e konsiderueshme e kalciumit gjendet në organizmat e gjallë. Kështu, hidroksiapatiti Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ose, në një hyrje tjetër, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, është baza e indit kockor të vertebrorëve, duke përfshirë njerëzit; Lëvozhgat dhe lëvozhgat e shumë jovertebrorëve, lëvozhgat e vezëve, etj. janë bërë nga karbonati i kalciumit CaCO 3.
Faturë
Kalciumi metalik përftohet nga elektroliza e një shkrirjeje të përbërë nga CaCl 2 (75-80%) dhe KCl ose nga CaCl 2 dhe CaF 2, si dhe nga reduktimi aluminotermik i CaO në 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Vetite fizike dhe kimike
Metali i kalciumit ekziston në dy modifikime alotropike (shih Alotropia (cm. ALOTROPI)). Deri në 443 °C, a-Ca me një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë (parametri a = 0,558 nm) është i qëndrueshëm; b-Ca me një rrjetë kub me qendër trupin e tipit a-Fe (parametri a = 0,448 nm) është më të qëndrueshme. Pika e shkrirjes së kalciumit është 839 °C, pika e vlimit është 1484 °C, dendësia është 1,55 g/cm3.
Aktiviteti kimik i kalciumit është i lartë, por më i ulët se ai i të gjitha metaleve të tjera alkaline tokësore. Ai reagon lehtësisht me oksigjenin, dioksidin e karbonit dhe lagështinë në ajër, prandaj sipërfaqja e metalit të kalciumit është zakonisht gri e zbehtë, kështu që në laborator kalciumi zakonisht ruhet, si metalet e tjera alkaline tokësore, në një kavanoz të mbyllur fort nën një shtresë. të vajgurit.
Në serinë e potencialeve standarde, kalciumi ndodhet në të majtë të hidrogjenit. Potenciali standard i elektrodës së çiftit Ca 2+ /Ca 0 është –2,84 V, kështu që kalciumi reagon në mënyrë aktive me ujin:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2.
Kalciumi reagon me jometalet aktive (oksigjen, klor, brom) në kushte normale:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Kur nxehet në ajër ose oksigjen, kalciumi ndizet. Kalciumi reagon me jometale më pak aktive (hidrogjen, bor, karbon, silikon, azot, fosfor dhe të tjerë) kur nxehet, për shembull:
Ca + H 2 = CaH 2 (hidrid kalciumi),
Ca + 6B = CaB 6 (borid kalciumi),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (nitrit kalciumi)
Ca + 2C = CaC 2 (karabit kalciumi)
Janë të njohura edhe 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (fosfidi i kalciumit), fosfidet e kalciumit të përbërjeve CaP dhe CaP 5;
2Ca + Si = Ca 2 Si (silicidi i kalciumit); silicidet e kalciumit të përbërjeve CaSi, Ca 3 Si 4 dhe CaSi 2 janë gjithashtu të njohura.
Shfaqja e reaksioneve të mësipërme, si rregull, shoqërohet me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie (d.m.th., këto reagime janë ekzotermike). Në të gjitha përbërjet me jometale, gjendja e oksidimit të kalciumit është +2. Shumica e përbërjeve të kalciumit me jometalet dekompozohen lehtësisht nga uji, për shembull:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
Oksidi i kalciumit është zakonisht bazë. Në laborator dhe teknologji përftohet nga zbërthimi termik i karbonateve:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Oksidi teknik i kalciumit CaO quhet gëlqere e gjallë.
Ai reagon me ujin për të formuar Ca(OH) 2 dhe lëshon një sasi të madhe nxehtësie:
CaO + H2O = Ca(OH) 2.
Ca(OH)2 e përftuar në këtë mënyrë zakonisht quhet gëlqere e shuar ose qumësht gëlqereje (cm. Qumësht Gëlqere) për faktin se tretshmëria e hidroksidit të kalciumit në ujë është e ulët (0,02 mol/l në 20°C), dhe kur shtohet në ujë, formohet një suspension i bardhë.
Kur ndërvepron me oksidet acide, CaO formon kripëra, për shembull:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Joni Ca 2+ është i pangjyrë. Kur kripërat e kalciumit i shtohen flakës, flaka bëhet e kuqe tulle.
Kripërat e kalciumit si kloruri CaCl 2, bromidi CaBr 2, jodidi CaI 2 dhe nitrat Ca(NO 3) 2 janë shumë të tretshëm në ujë. Të pazgjidhshëm në ujë janë fluori CaF 2, karbonati CaCO 3, sulfati CaSO 4, ortofosfati mesatar Ca 3 (PO 4) 2, oksalati CaC 2 O 4 dhe disa të tjerë.
Është e rëndësishme që, ndryshe nga karbonati mesatar i kalciumit CaCO 3, karbonati acid i kalciumit (bikarbonat) Ca(HCO 3) 2 është i tretshëm në ujë. Në natyrë, kjo çon në proceset e mëposhtme. Kur shiu i ftohtë ose uji i lumit, i ngopur me dioksid karboni, depërton nën tokë dhe bie mbi gur gëlqeror, vërehet shpërbërja e tyre:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
Në të njëjtat vende ku uji i ngopur me bikarbonat kalciumi del në sipërfaqen e tokës dhe nxehet nga rrezet e diellit, ndodh një reagim i kundërt:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Kështu transferohen në natyrë masa të mëdha substancash. Si rezultat, vrima të mëdha mund të formohen nën tokë (shih Karst (cm. KARST (dukuri natyrore))), dhe në shpella formohen “akullnaja” e bukur prej guri - stalaktite (cm. STALACTITET (formacionet minerale)) dhe stalagmitet (cm. STALAGMITET).
Prania e bikarbonatit të kalciumit të tretur në ujë përcakton në masë të madhe fortësinë e përkohshme të ujit. (cm. FORTËSIA E UJIT). Quhet i përkohshëm sepse kur uji vlon, bikarbonati dekompozohet dhe CaCO 3 precipiton. Ky fenomen çon, për shembull, në faktin se peshore formohet në kazan me kalimin e kohës.
Aplikimi i kalciumit dhe komponimeve të tij
Metali i kalciumit përdoret për prodhimin metalotermik të uraniumit (cm. URANI (element kimik)), torium (cm. THORIUM), titan (cm. TITAN (element kimik)), zirkon (cm. ZIRKON), cezium (cm. CEZIUM) dhe rubidiumi (cm. RUBIDIUM).
Përbërjet natyrore të kalciumit përdoren gjerësisht në prodhimin e lidhësve (çimento (cm.Çimento), gips (cm. GIPS), gëlqere, etj.). Efekti lidhës i gëlqeres së shuar bazohet në faktin se me kalimin e kohës, hidroksidi i kalciumit reagon me dioksidin e karbonit në ajër. Si rezultat i reagimit të vazhdueshëm, formohen kristale në formë gjilpëre të kalcitit CaCO3, të cilat rriten në gurë, tulla dhe materiale të tjera ndërtimi pranë dhe, si të thuash, i bashkojnë ato në një tërësi të vetme. Karbonati kristalor i kalciumit - mermeri - është një material i shkëlqyer përfundimi. Shkuma përdoret për zbardhjen. Sasi të mëdha gëlqerore konsumohen në prodhimin e gizës, pasi ato bëjnë të mundur shndërrimin e papastërtive zjarrduruese të mineralit të hekurit (për shembull, kuarcit SiO 2) në skorje relativisht të ulëta të shkrirjes.
Zbardhuesi është shumë efektiv si dezinfektues. (cm. Pluhur zbardhues)- "zbardhues" Ca(OCl)Cl - klorur i përzier dhe hipoklorur kalciumi (cm. HIPOKLORITI I KALCIUMIT), me aftësi të lartë oksiduese.
Sulfati i kalciumit përdoret gjithashtu gjerësisht, duke ekzistuar si në formën e një përbërësi anhidrik ashtu edhe në formën e hidrateve kristalore - i ashtuquajturi sulfat "gjysmë ujor" - alabaster (cm. ALEVIZ FRYAZIN (Milanez)) CaSO 4 ·0.5H 2 O dhe sulfat dihidrat - gips CaSO 4 ·2H 2 O. Gipsi përdoret gjerësisht në ndërtim, në skulpturë, për prodhimin e llaçit dhe produkteve të ndryshme artistike. Suva përdoret gjithashtu në mjekësi për të rregulluar kockat gjatë frakturave.
Kloruri i kalciumit CaCl 2 përdoret së bashku me kripën e tryezës për të luftuar ngrirjen e sipërfaqeve të rrugëve. Fluori i kalciumit CaF 2 është një material i shkëlqyer optik.
Kalciumi në trup
Kalciumi është një element biogjen (cm. ELEMENTET BIOGJENIKE), vazhdimisht i pranishëm në indet e bimëve dhe kafshëve. Një komponent i rëndësishëm i metabolizmit mineral të kafshëve dhe njerëzve dhe ushqimit mineral të bimëve, kalciumi kryen funksione të ndryshme në trup. Përbëhet nga apatiti (cm. APATIT), si dhe sulfati dhe karbonati, kalciumi formon përbërësin mineral të indit kockor. Trupi i njeriut me peshë 70 kg përmban rreth 1 kg kalcium. Kalciumi merr pjesë në funksionimin e kanaleve jonike (cm. KANALET jonike) transportimi i substancave përmes membranave biologjike në transmetimin e impulseve nervore (cm. IMPULSI NERVOR), në proceset e koagulimit të gjakut (cm. mpiksja e gjakut) dhe fekondimi. Kalciferolet rregullojnë metabolizmin e kalciumit në trup (cm. KALCIFEROLE)(vitamina D). Mungesa ose teprica e kalciumit çon në sëmundje të ndryshme - rakit (cm. RAKITI), kalcinozë (cm. KALCINOZA) etj. Prandaj, ushqimi i njeriut duhet të përmbajë përbërje kalciumi në sasitë e nevojshme (800-1500 mg kalcium në ditë). Përmbajtja e kalciumit është e lartë në produktet e qumështit (të tilla si gjizë, djathë, qumësht), disa perime dhe ushqime të tjera. Përgatitjet e kalciumit përdoren gjerësisht në mjekësi.

fjalor enciklopedik. 2009 .

Sinonime:

Shihni se çfarë është "kalciumi" në fjalorë të tjerë:

- (Ca) metal i verdhë me shkëlqim dhe viskoz. Graviteti specifik 1.6. Fjalori i fjalëve të huaja të përfshira në gjuhën ruse. Pavlenkov F., 1907. KALCIUM (kalcium i ri latin, nga latinishtja calx lime). Metal me ngjyrë argjendi. Fjalori i fjalëve të huaja,... ... Fjalori i fjalëve të huaja të gjuhës ruse

KALCIUM- KALCIUM, Kalcium, kimik. element, simbol Ca, metal kristalor me shkëlqim, të bardhë argjendi. thyerje, që i përket grupit të metaleve alkaline tokësore. Ud. pesha 1.53; në. V. 40,07; pika e shkrirjes 808°. Sa është një nga shumë... Enciklopedia e Madhe Mjekësore

- (Kalcium), Ca, element kimik i grupit II të sistemit periodik, numri atomik 20, masa atomike 40,08; i referohet metaleve alkaline të tokës; pika e shkrirjes 842shC. Përmbahet në indin kockor të vertebrorëve, lëvozhgat e molusqeve dhe lëvozhgat e vezëve. Kalciumi...... Enciklopedi moderne

Metali është i bardhë argjendi, viskoz, i lakueshëm dhe oksidohet shpejt në ajër. Shkalla e shkrirjes pa 800-810°. Gjendet në natyrë në formën e kripërave të ndryshme që formojnë depozitime shkumësash, gëlqerore, mermeri, fosforitesh, apatitesh, gipsi etj. dor...... Fjalor teknik hekurudhor

- (Latinisht Kalciumi) Ca, një element kimik i grupit II të tabelës periodike, me numër atomik 20, masë atomike 40,078, i përket metaleve alkaline tokësore. Emër nga latinishtja calx, gjinore calcis lime. Metal i bardhë argjendtë,... ... Fjalori i madh enciklopedik

Kalciumi është një element i nëngrupit kryesor të grupit të dytë, periudha e katërt e sistemit periodik të elementeve kimike të D.I. Mendeleev, me numër atomik 20. Përcaktohet me simbolin Ca (lat. Kalciumi). Substanca e thjeshtë kalcium është një metal alkaline tokësor i butë, kimikisht aktiv me një ngjyrë të bardhë argjendi.

Kalciumi në mjedis

Ka shumë në natyrë: vargjet malore dhe shkëmbinjtë e argjilës formohen nga kripërat e kalciumit, gjendet në ujin e detit dhe lumenjve dhe është pjesë e organizmave bimorë dhe shtazorë. Kalciumi përbën 3.38% të masës së kores së tokës (e pesta më e bollshme pas oksigjenit, silikonit, aluminit dhe hekurit).

Izotopet e kalciumit

Kalciumi gjendet në natyrë si një përzierje e gjashtë izotopeve: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca dhe 48 Ca, ndër të cilat më i zakonshmi - 40 Ca - është 96.97%.

Nga gjashtë izotopet natyrore të kalciumit, pesë janë të qëndrueshëm. Izotopi i gjashtë 48 Ca, më i rëndëi nga gjashtë dhe shumë i rrallë (bollëku i tij izotopik është vetëm 0,187%), u zbulua kohët e fundit se i nënshtrohet zbërthimit të dyfishtë beta me një gjysmë jetë prej 5,3 x 10 19 vjet.

Përmbajtja e kalciumit në shkëmbinj dhe minerale

Pjesa më e madhe e kalciumit gjendet në silikate dhe aluminosilikate të shkëmbinjve të ndryshëm (granite, gneiss, etj.), veçanërisht në feldspat - Ca anortit.

Në formën e shkëmbinjve sedimentarë, përbërjet e kalciumit përfaqësohen nga shkumësa dhe gëlqerorët, të përbërë kryesisht nga minerali kalcit (CaCO 3). Forma kristalore e kalcitit - mermeri - është shumë më pak e zakonshme në natyrë.

Mineralet e kalciumit si kalciti CaCO 3, anhidriti CaSO 4, alabastri CaSO 4 · 0.5H 2 O dhe gipsi CaSO 4 · 2H 2 O, fluorit CaF 2, apatitet Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), dolomit MgCO 3 ·CaCO 3 . Prania e kripërave të kalciumit dhe magnezit në ujin natyror përcakton fortësinë e tij.

Kalciumi, duke migruar fuqishëm në koren e tokës dhe duke u grumbulluar në sisteme të ndryshme gjeokimike, formon 385 minerale (numri i katërt më i madh i mineraleve).

Migrimi i kalciumit në koren e tokës

Në migrimin natyror të kalciumit, një rol të rëndësishëm luan "ekuilibri karbonat", i shoqëruar me reagimin e kthyeshëm të ndërveprimit të karbonatit të kalciumit me ujin dhe dioksidin e karbonit me formimin e bikarbonatit të tretshëm:

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

(ekuilibri zhvendoset majtas ose djathtas në varësi të përqendrimit të dioksidit të karbonit).

Migrimi biogjenik luan një rol të madh.

Përmbajtja e kalciumit në biosferë

Komponimet e kalciumit gjenden pothuajse në të gjitha indet e kafshëve dhe bimëve (shih gjithashtu më poshtë). Një sasi e konsiderueshme e kalciumit gjendet në organizmat e gjallë. Kështu, hidroksiapatiti Ca 5 (PO 4) 3 OH, ose, në një hyrje tjetër, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, është baza e indit kockor të vertebrorëve, duke përfshirë njerëzit; Lëvozhgat dhe lëvozhgat e shumë jovertebrorëve, lëvozhgat e vezëve etj. janë të përbëra nga karbonati i kalciumit CaCO 3. Në indet e gjalla të njerëzve dhe kafshëve ka 1,4-2% Ca (sipas pjesës masive); në trupin e njeriut që peshon 70 kg, përmbajtja e kalciumit është rreth 1.7 kg (kryesisht në substancën ndërqelizore të indit kockor).

Marrja e kalciumit

Kalciumi u mor për herë të parë nga Davy në 1808 duke përdorur elektrolizë. Por, si metalet e tjera alkali dhe alkaline tokësore, elementi nr. 20 nuk mund të merret me elektrolizë nga tretësirat ujore. Kalciumi fitohet nga elektroliza e kripërave të tij të shkrira.

Ky është një proces kompleks dhe me energji intensive. Kloruri i kalciumit shkrihet në një elektrolizer me shtimin e kripërave të tjera (ato janë të nevojshme për të ulur pikën e shkrirjes së CaCl 2).

Katoda e çelikut prek vetëm sipërfaqen e elektrolitit; kalciumi i lëshuar ngjitet dhe ngurtësohet mbi të. Me lëshimin e kalciumit, katoda ngrihet gradualisht dhe në fund fitohet një “shufër” kalciumi 50...60 cm e gjatë, më pas nxirret jashtë, rrahet nga katoda e çelikut dhe procesi fillon nga e para. "Metoda e prekjes" prodhon kalcium të kontaminuar shumë me klorur kalciumi, hekur, alumin dhe natrium. Pastrohet duke e shkrirë në një atmosferë argon.

Nëse katoda e çelikut zëvendësohet nga një katodë e bërë nga një metal që mund të lidhet me kalcium, atëherë aliazhi përkatës do të merret gjatë elektrolizës. Në varësi të qëllimit, mund të përdoret si aliazh ose kalciumi i pastër mund të merret me distilim në vakum. Kështu fitohen lidhjet e kalciumit me zink, plumb dhe bakër.

Një metodë tjetër për prodhimin e kalciumit - metalotermik - u justifikua teorikisht në 1865 nga kimisti i famshëm rus N.N. Beketov. Kalciumi reduktohet me alumin në një presion prej vetëm 0.01 mmHg. Temperatura e procesit 1100...1200°C. Kalciumi merret në formën e avullit, i cili më pas kondensohet.

Vitet e fundit, është zhvilluar një metodë tjetër për marrjen e elementit. Ai bazohet në ndarjen termike të karbitit të kalciumit: karbidi i ngrohur në vakum deri në 1750°C dekompozohet për të formuar avull kalciumi dhe grafit të ngurtë.

Vetitë fizike të kalciumit

Metali i kalciumit ekziston në dy modifikime alotropike. Deri në 443 °C, α-Ca me një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë (parametri a = 0,558 nm) është i qëndrueshëm; β-Ca me një rrjetë kub me qendër trupin e tipit α-Fe (parametri a = 0,448 nm) është më të qëndrueshme. Entalpi standarde Δ H 0 tranzicioni α → β është 0,93 kJ/mol.

Me një rritje graduale të presionit, ai fillon të shfaqë vetitë e një gjysmëpërçuesi, por nuk bëhet gjysmëpërçues në kuptimin e plotë të fjalës (nuk është më as metal). Me një rritje të mëtejshme të presionit, ai kthehet në gjendjen metalike dhe fillon të shfaqë veti superpërcjellëse (temperatura e superpërcjellshmërisë është gjashtë herë më e lartë se ajo e merkurit dhe tejkalon shumë të gjithë elementët e tjerë në përçueshmëri). Sjellja unike e kalciumit është e ngjashme në shumë mënyra me stronciumin.

Pavarësisht nga përhapja e elementit, edhe kimistët nuk e kanë parë të gjithë kalciumin elementar. Por ky metal, si në pamje ashtu edhe në sjellje, është krejtësisht i ndryshëm nga metalet alkali, kontakti me të cilin është i mbushur me rrezikun e zjarreve dhe djegieve. Mund të ruhet në mënyrë të sigurt në ajër; nuk ndizet nga uji. Vetitë mekanike të kalciumit elementar nuk e bëjnë atë një "dele të zezë" në familjen e metaleve: kalciumi i kalon shumë prej tyre në forcë dhe fortësi; mund të kthehet në një torno, të tërhequr në tel, të falsifikuar, të shtypur.

E megjithatë, kalciumi elementar pothuajse nuk përdoret kurrë si material strukturor. Ai është shumë aktiv për këtë. Kalciumi reagon lehtësisht me oksigjenin, squfurin dhe halogjenet. Edhe me azotin dhe hidrogjenin, në kushte të caktuara, ai reagon. Mjedisi i oksideve të karbonit, inerte për shumicën e metaleve, është agresiv për kalciumin. Digjet në një atmosferë me CO dhe CO 2 .

Natyrisht, duke pasur veti të tilla kimike, kalciumi nuk mund të ekzistojë në natyrë në një gjendje të lirë. Por komponimet e kalciumit - natyrale dhe artificiale - kanë fituar një rëndësi të madhe.

Vetitë kimike të kalciumit

Kalciumi është një metal tipik i tokës alkaline. Aktiviteti kimik i kalciumit është i lartë, por më i ulët se ai i të gjitha metaleve të tjera alkaline tokësore. Ai reagon lehtësisht me oksigjenin, dioksidin e karbonit dhe lagështinë në ajër, prandaj sipërfaqja e metalit të kalciumit është zakonisht gri e zbehtë, kështu që në laborator kalciumi zakonisht ruhet, si metalet e tjera alkaline tokësore, në një kavanoz të mbyllur fort nën një shtresë. vajguri ose parafine e lëngshme.

Në serinë e potencialeve standarde, kalciumi ndodhet në të majtë të hidrogjenit. Potenciali standard i elektrodës së çiftit Ca 2+ /Ca 0 është −2,84 V, kështu që kalciumi reagon në mënyrë aktive me ujin, por pa ndezje:

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

Kalciumi reagon me jometalet aktive (oksigjen, klor, brom) në kushte normale:

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

Kur nxehet në ajër ose oksigjen, kalciumi ndizet. Kalciumi reagon me jometale më pak aktive (hidrogjen, bor, karbon, silikon, azot, fosfor dhe të tjerë) kur nxehet, për shembull:

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

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

Janë të njohura edhe 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (fosfidi i kalciumit), fosfidet e kalciumit të përbërjeve CaP dhe CaP 5;

2Ca + Si = Ca 2 Si (silicidi i kalciumit); silicidet e kalciumit të përbërjeve CaSi, Ca 3 Si 4 dhe CaSi 2 janë gjithashtu të njohura.

Shfaqja e reaksioneve të mësipërme, si rregull, shoqërohet me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie (d.m.th., këto reagime janë ekzotermike). Në të gjitha përbërjet me jometale, gjendja e oksidimit të kalciumit është +2. Shumica e përbërjeve të kalciumit me jometalet dekompozohen lehtësisht nga uji, për shembull:

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

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

Joni Ca 2+ është i pangjyrë. Kur kripërat e tretshme të kalciumit i shtohen flakës, flaka kthehet në të kuqe tulle.

Kripërat e kalciumit si kloruri CaCl 2, bromidi CaBr 2, jodidi CaI 2 dhe nitrat Ca(NO 3) 2 janë shumë të tretshëm në ujë. Të pazgjidhshëm në ujë janë fluori CaF 2, karbonati CaCO 3, sulfati CaSO 4, ortofosfati Ca 3 (PO 4) 2, oksalati CaC 2 O 4 dhe disa të tjerë.

Është e rëndësishme që, ndryshe nga karbonati i kalciumit CaCO 3, karbonati i kalciumit acid (bikarbonat) Ca(HCO 3) 2 është i tretshëm në ujë. Në natyrë, kjo çon në proceset e mëposhtme. Kur shiu i ftohtë ose uji i lumit, i ngopur me dioksid karboni, depërton nën tokë dhe bie mbi gur gëlqeror, vërehet shpërbërja e tyre:

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

Në të njëjtat vende ku uji i ngopur me bikarbonat kalciumi del në sipërfaqen e tokës dhe nxehet nga rrezet e diellit, ndodh një reagim i kundërt:

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

Kështu transferohen në natyrë masa të mëdha substancash. Si rezultat, boshllëqe të mëdha mund të formohen nën tokë, dhe "akullore" të bukura prej guri - stalaktite dhe stalagmite - formohen në shpella.

Prania e bikarbonatit të kalciumit të tretur në ujë përcakton në masë të madhe fortësinë e përkohshme të ujit. Quhet i përkohshëm sepse kur uji vlon, bikarbonati dekompozohet dhe CaCO 3 precipiton. Ky fenomen çon, për shembull, në faktin se peshore formohet në kazan me kalimin e kohës.

Aplikacion kalciumit

Deri kohët e fundit, metali i kalciumit nuk gjeti pothuajse asnjë përdorim. SHBA-ja psh para luftes se dyte boterore konsumonte vetem 10...25 ton kalcium ne vit, Gjermania 5...10 ton Por per zhvillimin e fushave te reja te teknologjise nevojiten shume metale te rralla dhe refraktare. . Doli se kalciumi është një agjent reduktues shumë i përshtatshëm dhe aktiv për shumë prej tyre, dhe elementi filloi të përdoret në prodhimin e toriumit, vanadiumit, zirkonit, beriliumit, niobit, uraniumit, tantalit dhe metaleve të tjera zjarrduruese. Kalciumi i pastër metalik përdoret gjerësisht në metalotermi për prodhimin e metaleve të rralla.

Kalciumi i pastër përdoret për lidhjen e plumbit që përdoret për prodhimin e pllakave të baterive dhe baterive fillestare me acid plumbi pa mirëmbajtje me vetëshkarkim të ulët. Gjithashtu, kalciumi metalik përdoret për prodhimin e babitëve të kalciumit me cilësi të lartë BKA.

Aplikimet e metalit të kalciumit

Përdorimi kryesor i metalit të kalciumit është si një agjent reduktues në prodhimin e metaleve, veçanërisht nikelit, bakrit dhe çelikut inox. Kalciumi dhe hidridi i tij përdoren gjithashtu për të prodhuar metale të vështira për t'u reduktuar si kromi, toriumi dhe uraniumi. Lidhjet kalcium-plumb përdoren në bateri dhe lidhje mbajtëse. Granulat e kalciumit përdoren gjithashtu për të hequr gjurmët e ajrit nga pajisjet vakum.

Shkumës natyrale në formë pluhuri përfshihet në përbërjet për lustrimin e metaleve. Por ju nuk mund t'i lani dhëmbët me pluhur natyral të shkumës, pasi përmban mbetje të guaskave dhe predhave të kafshëve të vogla, të cilat janë jashtëzakonisht të forta dhe shkatërrojnë smaltin e dhëmbëve.

Përdorimikalciumitnë shkrirjen bërthamore

Izotopi 48 Ca është materiali më efektiv dhe më i përdorur për prodhimin e elementeve tepër të rëndë dhe zbulimin e elementeve të rinj të tabelës periodike. Për shembull, në rastin e përdorimit të 48 joneve të Ca për të prodhuar elementë tepër të rëndë në përshpejtues, bërthamat e këtyre elementeve formohen qindra e mijëra herë më me efikasitet sesa kur përdoren "prodhuesit" e tjerë (jonet). Kalciumi radioaktiv përdoret gjerësisht në biologji dhe mjekësi si një tregues izotopi në studimin e proceseve të metabolizmit mineral në një organizëm të gjallë. Me ndihmën e tij, u vërtetua se në trup ka një shkëmbim të vazhdueshëm të joneve të kalciumit midis plazmës, indeve të buta dhe madje edhe indeve të eshtrave. 45Ca gjithashtu luajti një rol të madh në studimin e proceseve metabolike që ndodhin në tokë dhe në studimin e proceseve të përthithjes së kalciumit nga bimët. Duke përdorur të njëjtin izotop, ishte e mundur të zbuloheshin burimet e kontaminimit të çelikut dhe hekurit ultra të pastër me përbërje kalciumi gjatë procesit të shkrirjes.

Aftësia e kalciumit për të lidhur oksigjenin dhe azotin ka bërë të mundur përdorimin e tij për pastrimin e gazeve inerte dhe si marrës (Getter është një substancë që përdoret për të thithur gazrat dhe për të krijuar një vakum të thellë në pajisjet elektronike.) në pajisjet radio me vakum.

Aplikimi i komponimeve të kalciumit

Disa komponime të kalciumit të prodhuara artificialisht janë bërë edhe më të njohura dhe më të zakonshme se guri gëlqeror ose gipsi. Kështu, Ca(OH)2 i shuar dhe CaO i gëlqeres së gjallë u përdorën nga ndërtuesit e lashtë.

Çimentoja është gjithashtu një përbërje kalciumi e marrë artificialisht. Së pari, një përzierje balte ose rërë dhe gur gëlqeror nxirret për të prodhuar klinker, i cili më pas bluhet në një pluhur gri të imët. Mund të flisni shumë për çimento (ose më mirë, për çimento), kjo është tema e një artikulli të pavarur.

E njëjta gjë vlen edhe për xhamin, i cili gjithashtu zakonisht përmban elementin.

Hidridi i kalciumit

Nga ngrohja e kalciumit në një atmosferë hidrogjeni, fitohet CaH 2 (hidrid kalciumi), i cili përdoret në metalurgji (metalotermi) dhe në prodhimin e hidrogjenit në terren.

Materiale optike dhe lazer

Fluori i kalciumit (fluorit) përdoret në formën e kristaleve të vetme në optikë (objektiva astronomikë, lente, prizma) dhe si material lazer. Tungstati i kalciumit (scheeliti) në formën e kristaleve të vetme përdoret në teknologjinë laserike dhe gjithashtu si scintilator.

Karbidi i kalciumit

Karbidi i kalciumit është një substancë e zbuluar rastësisht gjatë testimit të një dizajni të ri furre. Deri vonë, karbidi i kalciumit CaCl 2 përdorej kryesisht për saldimin autogjen dhe prerjen e metaleve. Kur karbidi ndërvepron me ujin, formohet acetilen dhe djegia e acetilenit në një rrjedhë oksigjeni lejon që njeriu të marrë një temperaturë prej gati 3000°C. Kohët e fundit acetilen dhe së bashku me të karabit po përdoren gjithnjë e më pak për saldim dhe gjithnjë e më shumë në industrinë kimike.

Kalciumi siburimi i rrymës kimike

Kalciumi, si dhe lidhjet e tij me alumin dhe magnez, përdoren në bateritë elektrike rezervë termike si anodë (për shembull, elementi kalcium-kromat). Kromati i kalciumit përdoret në bateri të tilla si katodë. E veçanta e baterive të tilla është një jetëgjatësi jashtëzakonisht e gjatë (dekada) në një gjendje të përshtatshme, aftësia për të funksionuar në çdo kusht (hapësirë, presione të larta), energji specifike e lartë sipas peshës dhe vëllimit. Disavantazhi: jetëgjatësi e shkurtër. Bateri të tilla përdoren aty ku është e nevojshme të krijohet energji elektrike kolosale për një periudhë të shkurtër kohore (raketat balistike, disa anije kozmike, etj.).

Materialet rezistente ndaj zjarrit ngakalciumit

Oksidi i kalciumit, si në formë të lirë, ashtu edhe si pjesë e përzierjeve qeramike, përdoret në prodhimin e materialeve zjarrduruese.

Barna

Përbërjet e kalciumit përdoren gjerësisht si një antihistamine.

• Klorur kalciumi
• Glukonat kalciumi
• Glicerofosfat kalciumi

Për më tepër, komponimet e kalciumit përfshihen në ilaçet për parandalimin e osteoporozës, në komplekset e vitaminave për gratë shtatzëna dhe të moshuarit.

Kalciumi në trupin e njeriut

Kalciumi është një makronutrient i zakonshëm në trupin e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Tek njerëzit dhe vertebrorët e tjerë, pjesa më e madhe e tij përmbahet në skelet dhe dhëmbë në formën e fosfateve. Skeletet e shumicës së grupeve të jovertebrorëve (sfungjerët, polipet e koraleve, molusqet etj.) përbëhen nga forma të ndryshme të karbonatit të kalciumit (gëlqeres). Kërkesat për kalcium varen nga mosha. Për të rriturit, marrja e nevojshme ditore është nga 800 deri në 1000 miligramë (mg), dhe për fëmijët nga 600 deri në 900 mg, që është shumë e rëndësishme për fëmijët për shkak të rritjes intensive të skeletit. Pjesa më e madhe e kalciumit që hyn në trupin e njeriut me ushqim gjendet në produktet e qumështit; pjesa e mbetur e kalciumit vjen nga mishi, peshku dhe disa produkte bimore (veçanërisht bishtajore).

Aspirina, acidi oksalik dhe derivatet e estrogjenit ndërhyjnë në përthithjen e kalciumit. Kur kombinohet me acid oksalik, kalciumi prodhon komponime të patretshme në ujë që janë përbërës të gurëve në veshka.

Dozat e tepërta të kalciumit dhe vitaminës D mund të shkaktojnë hiperkalcemi, e ndjekur nga kalcifikim intensiv i kockave dhe indeve (duke prekur kryesisht sistemin urinar). Doza maksimale ditore e sigurt për një të rritur është 1500 deri në 1800 miligramë.

Kalciumi në ujë të fortë

Një grup karakteristikash, të përcaktuara me një fjalë "fortësi", i jepet ujit nga kripërat e kalciumit dhe magnezit të tretura në të. Uji i fortë është i papërshtatshëm për shumë situata jetësore. Formon një shtresë peshore në kaldaja me avull dhe instalimet e kaldajave, e bën të vështirë ngjyrosjen dhe larjen e pëlhurave, por është i përshtatshëm për prodhimin e sapunit dhe përgatitjen e emulsioneve në prodhimin e parfumeve. Prandaj, më herët, kur metodat e zbutjes së ujit ishin të papërsosura, fabrikat e tekstilit dhe parfumeve zakonisht ndodheshin pranë burimeve të ujit "të butë".

Bëhet dallimi midis ngurtësisë së përkohshme dhe të përhershme. Fortësia e përkohshme (ose karbonate) i jepet ujit nga hidrokarbonatet e tretshëm Ca(HCO 3) 2 dhe Mg (HCO 3) 2. Mund të eliminohet me zierje të thjeshtë, gjatë së cilës bikarbonatet shndërrohen në karbonate të kalciumit dhe magnezit të patretshëm në ujë.

Fortësia konstante krijohet nga sulfatet dhe kloruret e të njëjtave metale. Dhe mund të eliminohet, por është shumë më e vështirë për t'u bërë.

Shuma e të dy ngurtësisë përbën ngurtësinë totale të ujit. Në vende të ndryshme vlerësohet ndryshe. Është e zakonshme të shprehet fortësia e ujit me numrin e ekuivalentëve miligramë të kalciumit dhe magnezit në një litër ujë. Nëse ka më pak se 4 mEq në një litër ujë, atëherë uji konsiderohet i butë; ndërsa përqendrimi i tyre rritet, ai bëhet gjithnjë e më i ashpër dhe, nëse përmbajtja kalon 12 njësi, shumë i ashpër.

Fortësia e ujit zakonisht përcaktohet duke përdorur një zgjidhje sapuni. Kjo tretësirë ​​(me një përqendrim të caktuar) shtohet pika-pika në një sasi të matur uji. Për sa kohë që ka jone Ca 2+ ose Mg 2+ në ujë, ato do të ndërhyjnë në formimin e shkumës. Në bazë të konsumit të tretësirës së sapunit para se të shfaqet shkuma, llogaritet përmbajtja e joneve Ca 2+ dhe Mg 2+.

Është interesante se ngurtësia e ujit u përcaktua në mënyrë të ngjashme në Romën e lashtë. Vetëm vera e kuqe shërbeu si reagent - substancat e saj ngjyruese gjithashtu formojnë një precipitat me jonet e kalciumit dhe magnezit.

Ruajtja e kalciumit

Metali i kalciumit mund të ruhet për një kohë të gjatë në copa që peshojnë nga 0,5 deri në 60 kg. Pjesë të tilla ruhen në thasë letre të vendosura në bateri hekuri të galvanizuar me tegela të salduara dhe të lyera. Bateritë e mbyllura fort vendosen në kuti druri. Copat që peshojnë më pak se 0,5 kg nuk mund të ruhen për një kohë të gjatë - ato kthehen shpejt në oksid, hidroksid dhe karbonat kalciumi.