Ca КАЛЬЦИЙ Ú Природный элемент представляет смесь

Ca КАЛЬЦИЙ

Ú Природный элемент представляет смесь шести стабильных изотопов: Ú 40 Ca, Ú 42 Ca, Ú 43 Ca, Ú 44 Ca, Ú 46 Ca Ú 48 Ca, из которых наиболее распространен 40 Ca (96, 97%).

История и происхождение названия Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь» , «мягкий камень» . Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути Hg. O на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.

Ú В биосфере происходит исключительно резкая дифференциация Ca, связанная главным образом с "карбонатным равновесием": при взаимодействии углекислого газа с карбонатом Са. СО 3 образуется растворимый бикарбонат Ca(HCO 3)2: Ú Ca. CO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3)2

Эта реакция обратима и является основой перераспределения Ca. При высоком содержании CO 2 в водах Ca находится в растворе, а при низком содержании CO 2 в осадок выпадает минерал кальцит Ca. CO 3, образуя мощные залежи известняка, мела, мрамора.

КАЛЬЦИЙ СОДЕРЖИТСЯ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ.

В солончаках и соленых озерах часто накапливается гипс Ca SO 4*2 H 2 O

Реки приносят в океан много кальция (0, 04%), который концентрируется в скелетах организмов.

Он присутствует во всех тканях и жидкостях живых организмов.

Залежи кальция - в соляных наплывах

Содержание кальция в организме человека достигает 2 %.

СТАЛАГМИТ

Бетон – важнейший строительный материал наших дней, одной из составных частей которого является кальций.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Ú 1. Имеет металлическую кристаллическую решётку. Ú 2. Атомный радиус - 1, 97. Ú 3. Ионный радиус Са 2+- 1, 04. Ú 4. Плотность – 1, 54 г/см 3. Ú 5. Теплопроводность – 125, 6 Вт/м * К. Ú 6. Удельная теплоёмкость – 623, 9 дж/кг * К

Химические свойства Ú Кальций в результате реакции отдает 2 электрона, т. е. окисляется: Ca 2+ – 2 е → Caо Ú электронная формула: 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2

1. Химически Ca очень активен. При обычной температуре Ca легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят в герметически закрытых сосудах или под минеральным маслом.

1. Взаимодействие с простыми веществами – неметаллами С углеродом Ca + 2 C = Ca. C 2 карбид кальция С фтором реагирует на холоду: Са+|F 2 = Ca. F 2 C хлором и бромом при температуре свыше 400°C: Са+Сl 2 =Ca. Cl 2 Са+Br 2 =Ca. Br 2 При нагревании на воздухе или в кислороде воспламеняется, давая основной оксид Ca. O 2 Са + O 2 = 2 Са. O Известны также пероксиды Ca - Ca. O 2

Трудно вступают в реакцию с азотом и фосфором: ЗСа + N 2 = Са 3 N 2 (нитрид магния) ЗСа + 2 Р = Са 3 Р 2 (фосфид кальция) Взаимодействуя с сухим водородом при 300 -400 °C, Ca образует гидрид Ca. H 2 - ионное соединение, в котором водород является анионом. Са + Н 2 = Са. Н 2 (гидрид кальция)

2. Взаимодействие со сложными веществами: с водой, с образованием водорода. Ca + H 2 O = Ca(OH)2 + H 2 с кислотами: (кроме концентрированной HNO 3) Ca + H 2 SO 4 = Ca. SO 4 + H 2

Получение и применение. Ú В промышленности кальций получают электролизом расплава Ca. Cl 2 Са Cl 2 = Са+ Cl 2 В виде чистого металла Ca применяют как восстановитель U, Th, Cr, V, Zr и некоторых редкоземельных металлов из их соединений. Его используют также для раскисления сталей и других сплавов, для удаления серы из нефтепродуктов, для обезвоживания органических жидкостей, для очистки аргона от примеси азота и в качестве поглотителя газов в электровакуумных приборах.

Кальций в организме Ca - один из биогенных элементов, необходимых для нормального протекания жизненных процессов. Он присутствует во всех тканях и жидкостях животных и растений. Лишь редкие организмы могут развиваться в среде, лишенной Ca. У некоторых организмов содержание Ca достигает 38%; у человека - 1, 4 -2%.

В пище и воде кальция достаточно, но он плохо усваивается организмом. Кальций и магний в организме уравновешивают друга - при уменьшении количества магния исчезает кальций и наоборот. Поэтому их надо принимать вместе. Их называют физиологическими антагонистами. Кальций необходим для здоровых зубов и костей, для нормального функционирования клеток, нервной системы и сокращения мускулов, для сворачивания крови, для иммунной защиты. Например, при мускульных усилиях организму нужны эти два минерала в правильной пропорции для сокращения и расслабления мышц. Магний, который гораздо легче усваивается, удерживает кальций в костях, не даёт ему уходить из организма. Приём магния может более эффективно сохранить кальций в костях, чем приём таблеток минерального кальция

Содержание Ca в крови человека и высших животных регулируется гормонами паращитовидных и щитовидной желез. Важнейшую роль в этих процессах играет витамин D. Всасывание Ca происходит в переднем отделе тонкого кишечника. Усвоение Ca ухудшается при снижении кислотности в кишечнике и зависит от соотношения Ca, P и жира в пище. Оптимальные соотношения Са / Р в коровьем молоке около 1, 3 (в картофеле 0, 15, в бобах 0, 13, в мясе 0, 016). При избытке в пище P или щавелевой кислоты всасывание Ca ухудшается. Желчные кислоты ускоряют его всасывание. Оптимальные соотношения Са / жир в пище человека 0, 04 -0, 08 г Ca на 1 г жира. Выделение Ca происходит главным образом через кишечник. Млекопитающие в период лактации теряют много Ca с молоком. При нарушениях фосфорно-кальциевого обмена у молодых животных и детей развивается рахит, у взрослых животных - изменение состава и строения скелета (остеомаляция).