Химични реакции на калций. Калций резюме по химия безплатно изтегляне приложение роля токсикология свойства на тялото решения метал електролиза производство елемент съединения химически електрон тъкани желязо кръв вещество начини киселина se

История на калция

Калцият е открит през 1808 г. от Хъмфри Дейви, който чрез електролиза на гасена вар и живачен оксид получава калциева амалгама, в резултат на процеса на дестилация на живак, от който остава металът, който получава името калций.на латиница варЗвучи като калкс, това име беше избрано от английския химик за отвореното вещество.

Калцият е елемент от главната подгрупа II на група IV от периода на периодичната система на химичните елементи D.I. Менделеев, има атомно число 20 и атомна маса 40,08. Приетото обозначение е Ca (от латински - калций).

Физични и химични свойства

Калцият е реактивен, мек, сребристо-бял алкален метал. Поради взаимодействието с кислорода и въглероден двуокисповърхността на метала потъмнява, така че калцият се нуждае от специален режим на съхранение - непременно плътно затворен съд, в който металът се излива на слой течен парафинили керосин.

Калцият е най-известният от необходимите за хората микроелементи, дневна нуждаварира от 700 до 1500 mg за здрав възрастен, но се увеличава по време на бременност и кърмене, това трябва да се вземе предвид и да се приема калций под формата на лекарства.

Да бъдеш сред природата

Калцият има много висока химическа активност, поради което в свободна (чиста) форма не се среща в природата. Въпреки това, той е петият най-често срещан в земната кора, под формата на съединения се намира в седиментни (варовик, креда) и скали (гранит), аноритният фелдшпат съдържа много калций.

Той е широко разпространен в живите организми, присъствието му се открива в растенията, животинските и човешките организми, където присъства главно в състава на зъбите и костната тъкан.

Усвояване на калций

пречка за нормалното усвояване на калций от хранителни продуктие консумацията на въглехидрати под формата на сладкиши и основи, които неутрализират солната киселина на стомаха, която е необходима за разтварянето на калция. Процесът на усвояване на калция е доста сложен, така че понякога не е достатъчно да го набавяте само с храната, необходим е допълнителен прием на микроелемента.

Взаимодействие с другите

За да се подобри абсорбцията на калций в червата, е необходимо, което има тенденция да улесни процеса на абсорбция на калций. Когато приемате калций (под формата на добавки) в процеса на хранене, абсорбцията се блокира, но приемането на калциеви добавки отделно от храната не засяга този процес по никакъв начин.

Почти целият калций в тялото (1 до 1,5 kg) се намира в костите и зъбите. Калцият участва в процесите на възбудимост на нервната тъкан, контрактилитета на мускулите, процесите на кръвосъсирване, влиза в състава на ядрото и мембраните на клетките, клетъчните и тъканните течности, има противоалергични и противовъзпалителни ефекти, предотвратява ацидозата, активира редица ензими и хормони. Калцият също участва в регулирането на пропускливостта на клетъчната мембрана и има обратен ефект.

Признаци на калциев дефицит

Признаците за липса на калций в организма са такива, на пръв поглед несвързани симптоми:

нервност, влошаване на настроението;
кардиопалмус;
конвулсии, изтръпване на крайниците;
забавяне на растежа и деца;
високо кръвно налягане;
разслояване и чупливост на ноктите;
болка в ставите, понижаване на "прага на болка";
обилна менструация.

Причини за калциев дефицит

Причините за недостиг на калций могат да бъдат небалансирани диети (особено гладуване), ниска поддръжкакалций в храната, тютюнопушене и пристрастяване към кафе и кофеинови напитки, дисбактериоза, бъбречни заболявания, щитовидната жлеза, бременност, кърмене и менопауза.

Излишък на калций, който може да възникне при прекомерна употребамлечни продукти или неконтролиран прием на лекарства, характеризиращ се с тежка жажда, гадене, повръщане, загуба на апетит, слабост и повишено уриниране.

Използването на калций в живота

Калцият е намерил приложение в металотермичното производство на уран, под формата на природни съединения се използва като суровина за производството на гипс и цимент, като средство за дезинфекция (всеки знае белина).

Калциеви съединения.

CaO- калциев оксид или негасена вар, получава се чрез разлагане на варовик: CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 е оксид на алкалоземен метал, така че активно взаимодейства с вода: CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 - калциев хидроксид или гасена вар, така че реакцията CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 се нарича гасене на вар. Ако разтворът се филтрира, се получава варовита вода - това е алкален разтвор, така че променя цвета на фенолфталеина на пурпурен.

Хидратната вар намира широко приложение в строителството. Неговата смес с пясък и вода е добър свързващ материал. Под действието на въглероден диоксид сместа се втвърдява Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO3 + H 2 O.

В същото време част от пясъка и сместа се превръщат в силикат Ca (OH) 2 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + H 2 O.

Уравненията Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 2 + H 2 O и CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2 играят важна роля в природата и при оформянето на облика на нашата планета . Въглеродният диоксид под формата на скулптор и архитект създава подземни дворци в слоевете на карбонатни скали. Той е в състояние да премести стотици и хиляди тонове варовик под земята. През пукнатини в скали водата, съдържаща разтворен в нея въглероден диоксид, навлиза в дебелината на варовика, образувайки кухини - пещери Кастра. Калциевият бикарбонат съществува само в разтвор. Подземните води се движат в земната кора, изпарявайки водата при подходящи условия: Ca (HCO3) 2 \u003d CaCO3 + H 2 O + CO 2 , така се образуват сталактити и сталагмити, чиято схема на образуване е предложена от известния геохимик A.E. Ферсман. В Крим има много пещери Кастра. Науката ги изучава спелеология.

Използва се в строителството калциев карбонат CaCO3- това е креда, варовик, мрамор. Всички вие сте виждали нашата гара: тя е завършена с бял мрамор, донесен от чужбина.

опит:духнете през тръба в разтвор на варовита вода, тя става мътна .

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + З 2 О

Добавя оцетна киселина към образуваната утайка, наблюдава се ефервесценция. отделя се въглероден диоксид.

CaCO 3 +2CH 3 COOH \u003d Ca (CH 3 SOO) 2 +H 2 O + CO 2

ПРИКАЗКАТА ЗА КАРБОНАТНИТЕ БРАТЯ.

Трима братя живеят на земята
От семейство Карбонатни.
По-големият брат е красив МРАМОР,
Славен в името на Карара,
Отличен архитект. Той
Той построи Рим и Партенона.
Всеки знае ВАРОВИК,
Затова е и кръстен така.
Известен с работата си
Изграждане на къща зад къщата.
И можещи, и можещи
По-малкият мек брат MEL.
Как да рисувате, вижте
Този CaCO 3!
Братята обичат да се забавляват
Запичат се в силно загрята фурна
След това се образуват CaO и CO 2 .
Това е въглероден диоксид
Всеки от вас го познава,
Издишваме го.
Е, това е Сао -
Гореща негасена вар.
Добавете вода към него
Старателно смесване
За да избегнете неприятности
Защитаваме ръцете си
Охладен смесен ЛАЙМ, но ГАСЕН!
мляко от вар
Стените се варосат лесно.
Светлата къща се развесели
Превръщане на вар в тебешир.
Фокус покус за хората:
Човек трябва само да духне през водата,
Колко е лесно
Превърнал се в мляко!
Сега е доста умно.
Получавам сода
Мляко плюс оцет. ай!
Пяна се излива над ръба!
Целият в грижи, целият в работа
От зори до зори -
Тези братя карбонатите,
Тези CaCO 3!

повторение: CaO– калциев оксид, негасена вар;
Ca(OH) 2 - калциев хидроксид (гасена вар, варна вода, варно мляко в зависимост от концентрацията на разтвора).
Генерала е същият химична формула Ca(OH)2. Разлика: варовата вода е прозрачен наситен разтвор на Ca (OH) 2, а варното мляко е бяла суспензия на Ca (OH) 2 във вода.
CaCl 2 - калциев хлорид, калциев хлорид;
CaCO 3 - калциев карбонат, креда, мрамор от ракушени скали, варовик.
L/R: колекции.След това демонстрираме колекцията от минерали, налични в училищната лаборатория: варовик, креда, мрамор, ракушена скала.
CaS0 4 ∙ 2H 2 0 - хидратиран калциев сулфат, гипс;
CaCO 3 - калцитът, калциевият карбонат е част от много минерали, които покриват 30 милиона km 2 на земята.

Най-важният от тези минерали е варовик. Раковини, варовици от органичен произход. Отива за производството на цимент, калциев карбид, сода, всички видове вар, в металургията. Варовикът е гръбнакът на строителната индустрия и много строителни материали се правят от него.

Тебеширне е само прах за зъби и тебешир за училище. Също така е ценна добавка при производството на хартия (с покритие - най-високо качество) и каучук; в строителството и ремонта на сгради - като вар.

Мраморът е плътна кристална скала. Има цвят - бял, но най-често различни примеси го оцветяват в различни цветове. Чистият бял мрамор е рядък и се използва главно от скулптори (статуи на Микеланджело, Роден. В строителството цветният мрамор се използва като облицовъчен материал (Московското метро) или дори като основен строителен материал на дворци (Тадж Махал).

В света на интересния "МАВЗОЛЕЙ" Тадж Махал ""

Шах Джахан от династията на Моголите държал в страх и подчинение почти цяла Азия. През 1629 г. Мумзат Махал, любимата съпруга на Шах Джахан, умира на 39-годишна възраст по време на раждане по време на кампания (това е тяхното 14-то дете, всичките са момчета). Тя беше необичайно красива, ярка, интелигентна, императорът й се подчиняваше във всичко. Преди смъртта си тя помоли съпруга си да построи гробница, да се грижи за децата и да не се жени. Натъженият крал изпрати своите пратеници до всички големи градове, столиците на съседните държави - до Бухара, Самарканд, Багдад, Дамаск, за да намерите и поканите най-добрите занаятчии- в памет на съпругата си кралят решил да построи най-хубавата сграда в света. В същото време пратеници изпратиха в Агра (Индия) планове за всички най-добри сгради в Азия и най-добрите строителни материали. Те дори донесоха малахит от Русия и Урал. Главните масони идват от Делхи и Кандахар; архитекти – от Истанбул, Самарканд; декоратори - от Бухара; градинари от Бенгал; художници – от Дамаск и Багдад, и водеше всичко известен майсторУстад-Иса.

Заедно, в продължение на 25 години, е построена меломаморна структура, заобиколена от зелени градини, сини фонтани и джамия от червен пясъчник. 20 000 роби са издигнали това чудо от 75 м (с 25-етажна сграда). Наблизо той искаше да построи втори мавзолей от черен мрамор за себе си, но нямаше време. Той беше свален от трона от собствения си син (2-ри, а също така уби всичките си братя).

Владетелят и владетелят на Агра прекара последните години от живота си, гледайки през тесния прозорец на подземието си. 7 години, така че бащата се възхищаваше на своето творение. Когато баща му ослепява, синът му прави система от огледала, за да може баща му да се любува на мавзолея. Той е погребан в Тадж Махал, до неговия Мумтаз.

Влизащите в мавзолея виждат кенотафи - фалшиви гробници. Местата за вечен покой на великия хан и съпругата му са долу, в мазето. Всичко там е инкрустирано със скъпоценни камъни, които светят като живи, а клоните на приказни дървета, преплетени с цветя, украсяват стените на гробницата със сложни шарки. Тюркоазено-син лапис лазули, зелено-черни нефрити и червени аметисти, обработени от най-добрите резбари, възпяват любовта на Шах Джахал и Мумзат Махал.

Всеки ден туристите се втурват към Агра, които искат да видят истината чудото на света - мавзолея на Тадж Махал, сякаш витае над земята.

CaCO 3 - това е строителни материаливъншният скелет на мекотели, корали, черупки и др., яйчени черупки. (илюстрации или Животни от кораловата биоценоза” и показване на колекция от морски корали, гъби, миди).

Калцият е един от най-разпространените елементи на земята. В природата има много от него: планински вериги и глинести скали се образуват от калциеви соли, има го в морето и речна вода, открити в растителни и животински организми.

Калцият постоянно заобикаля жителите на града: почти всички основни строителни материали - бетон, стъкло, тухли, цимент, вар - съдържат този елемент в значителни количества.

Дори летейки със самолет на много километри височина, ние не се отърваваме от постоянната близост до елемент № 20. Ако например в самолета има 100 души, то този самолет носи около 150 кг калций на борда – в тялото на всеки възрастен има поне килограм елемент No20. Възможно е по време на полет количеството калций в близост до нас да е много по-голямо: известно е, че сплавите на калций с магнезий се използват в самолетостроенето и следователно е възможно самолетът да съдържа не само „органични“, но и „ собствен” калций. С една дума, от калций - никъде, и без калций също.

Калций - елементарен

Въпреки повсеместното разпространение на елемент #20, дори химиците не са виждали елементарен калций. Но този метал, както външно, така и по поведение, е напълно различен от алкалните метали, контактът с които е изпълнен с опасност от пожари и изгаряния. Може безопасно да се съхранява на въздух, не се запалва от вода. Механичните свойства на елементарния калций не го правят "черна овца" в семейството на металите: калцият превъзхожда много от тях по сила и твърдост; може да се стругова на струг, да се изтегля на тел, да се кове, да се пресова.

И все пак елементарният калций почти никога не се използва като структурен материал. Той е твърде активен за това. Калцият лесно реагира с кислород, сяра, халогени. Дори с азот и водород определени условияреагира той. Средата от въглеродни оксиди, инертна за повечето метали, е агресивна за калция. Гори в атмосфера на CO и CO 2 .

Естествено, имайки такива химични свойства, калцият не може да се намери в природата в свободно състояние. Но калциевите съединения - както естествени, така и изкуствени - придобиха първостепенно значение. Струва си да поговорим за тях (поне за най-важните) по-подробно.

Калциев карбонат

Калциевият карбонат CaCO 3 е едно от най-често срещаните съединения на Земята. Минералите на основата на CaCO 3 покриват около 40 милиона km 2 от земната повърхност. Креда, мрамор, варовик, раковина - всичко това е CaCO 3 с малки примеси, а калцитът е чист CaCO 3.

Най-важният от тези минерали е варовикът. (По-правилно е да се говори не за варовик, а за варовици: варовиците от различни находища се различават по плътност, състав и количество примеси) Варовиците се срещат почти навсякъде. В европейската част на СССР варовиците се намират в отлагания от почти всички геоложки епохи. Раковините скали - варовици от органичен произход - са особено разпространени по северното крайбрежие на Черно море. Известните Одески катакомби са бивши кариери, където са добивани черупкови камъни. Западните склонове на Урал са съставени главно от варовици.

AT чиста формаваровиците са бели или светложълти на цвят, но примесите им придават по-тъмен цвят.

Най-чистият CaCO3 образува прозрачни кристали от варовиков или исландски шпат, който се използва широко в оптиката. А обикновените варовици се използват много широко - в почти всички сектори на националната икономика.

По-голямата част от варовика отива за нуждите на химическата промишленост. Незаменим е при производството на цимент, калциев карбид, сода, всички видове вар (гасена, негасена, хлорна), избелващи разтвори, калциев цианамид, варова вода и много други полезни вещества.

Металургията също консумира значително количество варовик - като флюсове.

Нито една сграда не е завършена без варовик. Първо, те строят от него, и второ, много строителни материали са направени от варовик.

Варовикът (натрошен камък) укрепва пътищата, варовикът (на прах) намалява киселинността на почвата. В захарната промишленост варовикът се използва за рафиниране на сок от захарно цвекло.

Друг вид калциев карбонат е креда. Кредата не е само прах за зъби и училищни пастели. Използва се в хартиената и каучуковата промишленост - като пълнител, в строителството и ремонта на сгради - за варосване.

Третата разновидност на калциевия карбонат, мраморът, е по-рядко срещана. Смята се, че мраморът се е образувал от варовик в древни геоложки епохи. Когато земната кора беше изместена, отделни отлагания от варовик се оказаха погребани под слоеве от други скали. Под влиянието високо наляганеи температура, там протича процесът на рекристализация и варовикът се превръща в по-плътна кристална скала - мрамор.

Естественият цвят на мрамора е бял, но най-често различни примеси го оцветяват в най-различни цветове. Чисто белият мрамор не е често срещан и отива главно в работилниците на скулпторите. По-малко ценните сортове бял мрамор се използват за направата на разпределителни табла и табла в електротехниката. В строителството мраморът (от всички цветове и нюанси) се използва не толкова като конструктивен материал, колкото като облицовъчен материал.

И за финал с калциевия карбонат, няколко думи за доломита – важен огнеупорен материал и суровина за производството на цимент.

Това е двойна магнезиево-калциева сол на въглеродна киселина, нейният състав е CaCO 3 · MgCO 3 .

Калциев сулфат

Калциевият сулфат CaSO 4 също е широко разпространен в природата. Добре познатият минерал гипс е кристален хидрат CaSO 4 2H 2 O. Гипсът се използва като стягащо средство в продължение на много векове, почти от времето на египетските пирамиди. Но естественият гипс (гипсов камък) не се характеризира със способността да се втвърдява във въздуха и в същото време да държи камъните заедно.

Гипсът придобива това свойство по време на изпичане.

Ако естественият гипс се калцинира при температура не по-висока от 180°C, той губи три четвърти от свързаната с него вода. Получава се кристален хидрат със състав CaSO 4 0.5H 2 O. Това е алабастър или изгорен гипс, който се използва в строителството. В допълнение към стягащите свойства, гореният гипс има още нещо. полезно свойство. Втвърдявайки се, леко увеличава обема си. Това ви позволява да получите добри отливки от гипс. По време на втвърдяването на изгорял гипс, смесен с вода (гипсово тесто), се добавят една и половина водни молекули, загубени при изпичането, и отново се получава гипсовият камък CaSO 4 2H 2 O.

Ако изпичането на гипсов камък се извършва при температура над 500 ° C, се получава безводен калциев сулфат - "мъртъв гипс". Не може да се използва като стягащо средство.

Можете да "съживите" мъртъв гипс. За да направите това, трябва да го запалите на още повече високи температури-900...1200°C. Образува се така наречения хидравличен гипс, който при смесване с вода отново дава втвърдяваща се маса, много издръжлива и устойчива на външни влияния.

Калций - фосфат

Калциевата сол на фосфорната киселина е основният компонент на фосфоритите и апатитите. Тези минерали (също доста често срещани) са суровини за производството на фосфорни торове и някои други химически продукти. Тъй като най-полезната частфосфорити и апатити - не калций, а фосфор, няма да говорим за тях подробно, препращайки читателя към статията за елемент № 15. Нека споменем само, че калциевите соли на фосфорните киселини, предимно Ca 3 (PO 4) 2 трикалциев фосфат, винаги присъстват в човешките и животинските организми. Ca 3 (PO 4) 2 е основният "структурен материал" на нашите кости.

Калциев хлорид

Тази калциева сол е много по-рядка в природата от калциевия карбонат, сулфат или фосфат. Получава се като страничен продукт при производството на сода по амонячен метод. Естественият калциев хлорид обикновено е кристален хидрат CaCl 2 6H 2 O, който при нагряване първо губи четири водни молекули, а след това останалите.

Безводният калциев хлорид е силно хигроскопичен и се използва за изсушаване на течности и газове.

Калциевият хлорид е силно разтворим във вода. Ако излеете такъв разтвор върху черен или чакълест път, той ще остане мокър много по-дълго, отколкото след поливане. Това е така, защото налягането на парите над разтвора на калциев хлорид е много ниско; такова решение абсорбира влагата от въздуха и следователно не изсъхва дълго време.

Друго приложение на тази сол е свързано с ниските точки на замръзване на разтворите на калциев хлорид. Тези решения се използват в хладилни системи. А смеси от тази сол със сняг или фино натрошен лед се топят при температури доста под нулата. Точката на топене на хладилната смес от 58,8% CaCl2 · 6H2O и 41,2% сняг е минус 55°C.

Калциевият хлорид се използва широко в медицината. По-специално, интравенозните инжекции на разтвори на CaCl2 облекчават спазмите на сърдечно-съдовата система, подобряват съсирването на кръвта, помагат в борбата с подуване, възпаление, алергии. Лекарите предписват разтвори на калциев хлорид не само интравенозно, но и просто като вътрешно лекарство. Калциевият хлорид също се превърна в един от компонентите на витамин B 15 .

Калций - флуорид

За разлика от CaCl2 и други калциеви халиди, тази сол е практически неразтворима във вода. Калциевият флуорид е част от апатита, където е безполезен примес. Но чистият кристален калциев дифлуорид е много полезно вещество. Това е един от основните металургични потоци - вещества, които помагат за отделянето на металите от пустата. В това си качество калциевият флуорид се използва от много дълго време и неслучайно едно от имената на този минерал е флуорипат. Fluvikovy - от "топи".

Понякога в природата има големи, с тегло до 20 кг, абсолютно прозрачни кристали от тази сол. Те имат друго минералогично име - флуорит. Такива кристали са изключително ценни за оптиката, защото пропускат ултравиолетовите и инфрачервените лъчи много по-добре от стъклото, кварца или водата. Търсенето на флуоритни кристали далеч надхвърля запасите на проучените находища и неслучайно флуоритът започва да се произвежда изкуствено в индустриален мащаб.

С изкуствени средства...

Естествените калциеви съединения не винаги и не във всичко удовлетворяват човека. Поради това много от тях се превръщат в други вещества. Някои изкуствени калциеви съединения са станали дори по-известни и познати от варовика или гипса. И така, гасената Ca (OH) 2 и негасената вар CaO са използвани от строителите на древността.

Циментът също е калциево съединение, получено по изкуствен път. Първо се изпича смес от глина или пясък с варовик и се получава клинкер, който след това се смила на фин сив прах. Можете да говорите много за цимента (или по-скоро за цимента), това е темата на независима статия.

Същото важи и за стъклото, което също обикновено съдържа елемент номер 20.

А калциевият карбид е вещество, открито случайно при тестване на нов дизайн на пещ! Съвсем наскоро калциевият карбид CaCl 2 се използва главно за заваряване и рязане на метали с кислородно гориво. При взаимодействие на карбид с вода се образува ацетилен, а изгарянето на ацетилен в кислородна струя позволява да се постигне температура от почти 3000 ° C. AT последно времеацетиленът, а с него и карбидът, се използва все по-малко за заваряване и все повече в химическата промишленост.

Както калциевият хидрид, най-силният редуциращ агент, така и активните окислители, калциевият хлорид Ca (ClO) Cl и калциевият хипохлорит Ca (ClO) 2, са получени изкуствено.

Броят на примерите, потвърждаващи първостепенната важност на елемент № 20 и неговите съединения – естествени и изкуствени – може да бъде допълнително увеличен. Но това едва ли е необходимо.

Изотопи на калций

Естественият калций се състои от шест изотопа с масови числа 40, 42, 43, 44, 46 и 48. Основният изотоп е 40 Ca; съдържанието му в метала е около 97%. Изкуствено произведените изотопи с масови числа 39, 41, 45, 47 и 49 са радиоактивни. Един от тях, 45 Ca, може да бъде получен чрез облъчване на метален калций или неговите съединения с неутрони в уранов реактор. Нашата индустрия произвежда следните лекарствас изотопа 45 Ca: калциев метал, CaCO 3, CaO, CaCl, Ca (NO 3) 2, CaSO 4, CaC 2 O 4.

Радиоактивният калций се използва широко в биологията и медицината като изотопен индикатор при изследване на процеси минерален метаболизъмв жив организъм. С негова помощ е установено, че в тялото има непрекъснат обмен на калциеви йони между плазмата, меки тъкании дори кост. 45 Ca също играе важна роля в изследването метаболитни процесисрещащи се в почвите, и при изследване на процесите на усвояване на калций от растенията. Използвайки същия изотоп, беше възможно да се открият източници на замърсяване на стомана и свръхчисто желязо с калциеви съединения по време на процеса на топене.

Различни тебешири почистват зъбите и металите

Естествената креда под формата на прах е включена в съставите за полиране на метали. Но е невъзможно да миете зъбите си с прах от естествена креда, тъй като съдържа останки от черупки и черупки на най-малките животни, които имат повишена твърдост и разрушават зъбния емайл. Следователно прахът за зъби се приготвя само от химически утаена креда.

твърда вода

Комплексът от свойства, определени с една дума "твърдост", се придава на водата от разтворените в нея калциеви и магнезиеви соли. Твърдата вода е неподходяща в много случаи на живот. Образува слой котлен камък в парни котли и котелни инсталации, затруднява боядисването и прането на тъкани, но е подходящ за производство на сапун и емулгиране в парфюмерията. Следователно, по-рано, когато методите за омекотяване на водата бяха несъвършени, текстилните и парфюмерийните предприятия обикновено бяха разположени в близост до източници на "мека" вода.

Правете разлика между временна и постоянна твърдост. Временна (или карбонатна) твърдост се придава на водата от разтворими бикарбонати Ca (HCO 3) 2 и Mg (HCO 3) 2. Може да се елиминира чрез обикновено кипене, при което бикарбонатите се превръщат във водонеразтворими калциеви и магнезиеви карбонати.

Постоянната твърдост се създава от сулфати и хлориди на същите метали. И може да се елиминира, но е много по-трудно да се направи.

Сумата от двете твърдости е общата твърдост на водата. В различните страни се оценява по различен начин. В СССР е обичайно твърдостта на водата да се изразява като брой милиграм еквиваленти калций и магнезий в един литър вода. Ако в литър вода има по-малко от 4 mEq, тогава водата се счита за мека; тъй като тяхната концентрация се увеличава, все по-твърди и, ако съдържанието надвишава 12 единици, много твърди.

Твърдостта на водата обикновено се определя с помощта на сапунен разтвор. Такъв разтвор (с определена концентрация) се добавя на капки към измерено количество вода. Докато във водата има Ca 2+ или Mg 2+ йони, те ще пречат на образуването на пяна. Според разходите за сапунен разтвор преди появата на пяна се изчислява съдържанието на Ca 2+ и Mg 2+ йони.

Интересното е, че твърдостта на водата е определена по подобен начин през г Древен Рим. Като реактив служи само червеното вино - неговите оцветители също образуват утайка с калциеви и магнезиеви йони.

"Кипелка" и "пух"

Още през 1 век AD Диоскорид – лекар в римската армия – в съчинението „На лекарства"въвежда името" негасена вар "за калциев оксид, което е оцеляло и до днес. Строителите го наричат "котел" - защото по време на охлаждането се отделя много топлина и водата кипи. Получената пара разхлабва варовика, той се разпада с образуването на пухкав прах.Оттук и строителното наименование на гасената вар - "пух".В зависимост от количеството вода, добавено към варта, при гасене се получава пух,варно тесто,варно мляко или варна вода.Всички те са необходими за приготвяне на свързващи разтвори.

Бетонът е на две хиляди години

Бетонът е най-важният строителен материал на нашето време. Но това вещество (по-точно една от неговите разновидности - смес от натрошен камък, пясък и вар) се използва дълго време. Плиний Стари (1 век сл. Хр.) описва изграждането на бетонни цистерни по следния начин: „За изграждането на цистерни те вземат пет части чист пясък от чакъл, две части от най-добрата гасена вар и парчета силикс (твърда лава. - Ед. ) с тегло не повече от един килограм всяка, след смесване уплътнете дъното и странични повърхностиудари на железен таран“.

Защо калцият е калций

На латински думата "calx" означава вар и относително меки, лесно обработваеми камъни, предимно креда и мрамор. От тази дума идва името на елемент № 20.

Какво е "арболит"?

Това е името на материала, който включва дървесни отпадъци, цимент, калциев хлорид и вода. След смесване на компонентите и вибрационно уплътняване се получава строителен материал с изключително ценни свойства: не гори, не гние, лесно се реже с трион, обработва се на металорежеща машина. Цената на такъв материал е ниска. Дървените бетонни плочи се използват при изграждането на нискоетажни сгради.

Как се съхранява калцият?

Металният калций може да се съхранява дълго време на парчета с тегло от 0,5 до 60 kg. Такива парчета се съхраняват в хартиени торби, затворени в галванизирани железни варели със запоени и боядисани шевове. Плътно затворените варели се поставят в дървени кутии. Парчетата с тегло под 0,5 кг не могат да се съхраняват дълго време - те бързо се превръщат в оксид, хидроксид и калциев карбонат.

Как се получава калций

Калцият е получен за първи път от Дейви през 1808 г. чрез електролиза. Но, подобно на други алкални и алкалоземни метали, елемент № 20 не може да бъде получен чрез електролиза от водни разтвори. Калцият се получава чрез електролиза на неговите разтопени соли.

Това е сложен и енергоемък процес. Калциевият хлорид се стопява в електролизера с добавяне на други соли (те са необходими, за да се понижи точката на топене на CaCl2).

Стоманеният катод докосва само повърхността на електролита; освободеният калций полепва и замръзва върху него. Тъй като калцият се освобождава, катодът постепенно се повдига и в крайна сметка се получава калциева "пръчка" с дължина 50 ... 60 см. След това се отстранява, отбива се от стоманения катод и процесът започва отначало. „Методът на допир“ произвежда калций, силно замърсен с калциев хлорид, желязо, алуминий и натрий. Пречиства се чрез претопяване в аргонова атмосфера.

Ако стоманеният катод се замени с метален катод, способен да легира с калций, тогава по време на електролиза ще се получи съответната сплав. В зависимост от предназначението може да се използва като сплав или да се получи чист калций чрез дестилация във вакуум. Така се получават калциеви сплави с цинк, олово и мед.

Не само електролиза.

Друг метод за получаване на калций - металотермичен - е теоретично обоснован още през 1865 г. от известния руски химик Н.Н. Бекетов. Калцият се редуцира с алуминий при налягане от само 0,01 mmHg. Температура на процеса 1100...1200°C. Така калцият се получава под формата на пара, която след това се кондензира.

AT последните годиние разработен друг метод за получаване на елемент No20. Основава се на термичната дисоциация на калциевия карбид: нагрят във вакуум до 1750°C, карбидът се разлага с образуването на калциеви пари и твърд графит.

Приложение на калций

Доскоро металният калций почти не се използваше. Съединените щати, например, преди Втората световна война консумират само 10 ... 25 тона калций годишно, Германия - 5 ... 10 тона.Но за развитието на нови области на технологията, много редки и огнеупорни метали са необходими. Оказа се, че калцият е много удобен и активен редуциращ агент за много от тях и елемент № 20 започва да се използва в производството на торий, ванадий, цирконий, берилий, ниобий, уран, тантал и други огнеупорни метали.

Способността на калция да свързва кислород и азот направи възможно използването му за почистване на инертни газове и като геттер (геттер е вещество, което служи за абсорбиране на газове и създаване на дълбок вакуум в електронни устройства) във вакуумно радио оборудване.

Калцият се използва и в металургията на мед, никел, специални стомани и бронз; те са свързани с вредни примеси от сяра, фосфор, излишен въглерод. За същите цели се използват калциеви сплави със силиций, литий, натрий, бор и алуминий.

Периодичната таблица описва различните елементи. Всеки елемент има много свойства, които се използват в производството, медицината и Ежедневието. Сред другите елементи е калцият, който играе огромна роля в живота ни. Не всеки обаче разбира какво е калций.

Нека разгледаме всички тези въпроси по-подробно.

Химичен елемент калций

В периодичната таблица калцият се обозначава с иконата "Ca" и е в основната подгрупа на втората група от четвъртия период на таблицата. Калцият е мек, сребристо-бял метал, който е реактивен.

Името калций идва от латински език. Името на латински означава "вар, мек камък". Калцият става известен през 1808 г., когато английският химик Хъмфри Дейви изолира веществото.

Къде се намира калций

Калцият не се намира в свободна формав природата поради своята химическа активност. В природата могат да се намерят само съединения, съдържащи калций:

Под формата на изотопи, от които в природата има само шест парчета. Шестият калциев изотоп е по-малко стабилен и много рядък.
в минерали и скали. Най-често калцият се намира в състава на минерала калцит (вар, креда) или кристален калцит, който се нарича мрамор.
Във вода. Калцият и магнезият във водата определят твърдостта на водата.
В земната кора. Поради своята реактивност, калцият мигрира и се натрупва в различни места. Калцият образува 385 минерала, като се нарежда на четвърто място сред елементите по отношение на броя на образуваните минерали.
в биосферата. Достатъчно голям бройКалцият винаги присъства в организмите на живите същества и играе важна роля в регулирането на жизнената дейност. Калцият присъства в костите, черупките, яйчените черупки, черупките и др.

Както можете да видите, калцият е важни елементив живота ни. Нека разгледаме по-отблизо неговите свойства.

свойства на калция

В индустрията се използва често Химични свойствакалций:

Калцият лесно се свързва и взаимодейства с кислород, въглероден диоксид и влажен въздух. Ето защо калцият в лабораторията се съхранява в затворена кутия под слой керосин или парафин, за да се избегне взаимодействие с околен святи повреда на материала.
Калцият активно взаимодейства с вода, с активни неметали.
С по-малко активни елементи от неметален произход калцият взаимодейства само при нагряване. Освен това, ако такова съединение се постави във вода, то се разлага. Затова под земната кора често се образуват гигантски празни кухини.
Ако във водата има калциев бикарбонат, тогава при кипене водата се разлага и се появява утайка, която наричаме котлен камък.

Къде се използва калций?

Въз основа на тези свойства калцият се използва:

В промишлеността за получаване на чисти метали поради реакцията на редукция. Калцият се използва и за производството на трудни за възстановяване метали като хром, уран и торий.
В електрониката, където се използва сплав на калций с олово в батерии.
Калцият е отличен за получаване на нови елементи от периодичната таблица поради тежкия си изотоп, който е много стабилен.
Калцият се намира в скелета и зъбите, следователно без него тези биологични структури стават крехки и се срутват. Поради това калцият се използва в медицината и хранително-вкусовата промишленост при създаването специални таблеткисъдържащи малки дози калций, който може да се усвои от организма. В допълнение, калцият регулира много други функции на тялото и играе огромна роля в живота.

Но всичко това би било невъзможно, ако калцият не можеше да се получи в чист вид.

КАЛЦИЙ(лат. калций), Ca, химичен елемент от група II на периодичната система, атомен номер 20, атомна маса 40,078; принадлежи към алкалоземните метали.

Свойства: сребристо-бял метал, плътност 1,54 g/cm3, T pl 842 °С. При нормални температури лесно се окислява във въздуха.

Химични свойства:
Когато калцият се нагрява, той се запалва и изгаря с образуването на бял дим, оцветяващ пламъка в тухленочервено. Димът се състои от малки твърди частици калциев оксид:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO + Q
Калцият реагира с водата, превръщайки се в калциев хидроксид и измествайки водорода от водата:
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 + Q
Фенолфталеинът в получения разтвор става пурпурен. Това доказва сходството на калция с алкалните метали: подобно на алкалните метали, калцият взаимодейства с студена водас отделянето на водород. Реакцията на калций с вода обаче протича много по-бавно, отколкото напр.
натрий или калий, това се дължи на факта, че има два сдвоени s-електрона върху външния електронен слой на калциевия атом. Калциевият хидроксид е разтворим във вода, тоест е алкален. Разтворимостта на калциевия хидроксид е много по-висока от магнезиевия хидроксид, но по-ниска от тази на хидроксидите на алкални метали - натрий или калий.
Калцият се съхранява под слой керосин, тъй като този метал реагира с водните пари, съдържащи се във въздуха.
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
Със студена вода, за да се образува калциев хидроксид (с топла водареакцията протича по-интензивно
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2
При нагряване той реагира с много неметали - водород, азот, сяра, фосфор, въглерод и др.
Ca + H 2 \u003d CaH 2 (калциев хидрид)
3Са + N 2 \u003d Ca 3 N 2 (калциев нитрид)
Ca + S = CaS (калциев сулфид)
Редуцира по-слабо реактивните метали от техните оксиди и халогениди
2Са + ТiO 2 = 2СаО + Тi
Име: име от латинското "calx", род. "calcis" (вар).

Намиране в природата:Калциевите съединения се намират в почвата и природните води, в животинските и растителни организми.
Съдържанието на калций в земната кора - 4,1%, в океана - 4,1 10 ~ 2%, в човешкото тяло: в мускулна тъкан- 0,14%, в костната тъкан - 17%, в кръвта - 60,5 mg / l. Средна дневна нуждана човек в калций е около 1 г. Около 99% от общото количество калций в тялото се пада на костната и зъбната тъкан. Съдържанието на калциеви йони в кръвта играе важна роля за възбуждането и регулирането на работата на сърцето, а също така играе защитна роля в тялото на животните: кръвта, лишена от калциеви йони, не се коагулира във въздуха.
Растенията консумират много калций, а кореновата система на растенията страда от липсата му.
Калцият е част от седиментни скали, различни минерали, най-често срещаните от които са: варовик, мрамор, креда CaCO 3, гипс CaSO 4 2H 2 O, фосфорити и апатити Ca 3 (PO 4) 2 доломит CaCO 3 MgCO 3

Приложение: като активен редуциращ агент се използва за получаване на уран (U), > торий (Th), ванадий (V), хром (Cr), цинк (Zn), берилий (Be) и други метали от техните съединения; за обезкисляване на стомани, бронз и др. Влиза в състава на антифрикционните материали. Калциевите съединения се използват в строителството (вар, цимент); калциеви препарати - в медицината.