Kimyəvi xassələri təqribən. Kalsium elementi

Kalsium birləşmələri qədim dövrlərdən bəri məlumdur, lakin 17-ci əsrə qədər deyil. təbiətləri haqqında heç nə bilmirdilər. Giza piramidalarında istifadə edilən Misir havanları qismən qurudulmuş gipsə, CaSO 4 ·2H 2 O-ya əsaslanırdı. Tutankhamonun məqbərəsindəki bütün suvaqların da əsasını bu təşkil edir. Romalılar qum və əhəngdən (əhəngdaşı CaCO 3 ilə qızdırılmaqla hazırlanmış) məhluldan istifadə edirdilər: o, İtaliyanın rütubətli iqlimində daha sabit idi.

Elementin adı latın calx, calcis - əhəngdən (“yumşaq daş”) gəlir. Onu 1808-ci ildə elektrolitik üsulla kalsium metalını təcrid edən Q. Davy təklif etmişdir. Davy anod rolunu oynayan platin boşqabda civə oksidi HgO ilə yaş kalsium "yer"i (kalsium oksidi CaO) qarışdırdı. Katod maye civəyə batırılmış platin məftil idi. Elektroliz nəticəsində əldə edilə bilən bir metal amalgam əldə edildi təmiz forma, civənin buxarlanması.

Kalsium ən bol olan beşinci yerdədir yer qabığı element və ən çox yayılmış üçüncü metal (alüminium və dəmirdən sonra). Kalsium təxminən 1,5% təşkil edir ümumi sayı yer qabığının atomları. Yer səthinin bir çox hissəsində qədim dəniz orqanizmlərinin qalıqlarından əmələ gələn kalsium karbonatın əhəmiyyətli çöküntü yataqları var. Onlarda bu birləşmə əsasən iki növ mineral şəklində olur. Rombedral kalsit daha çox isti dənizlərdə əmələ gəlir. Birinci növ mineralların nümayəndələri kalsitin özü, həmçinin dolomit, mərmər, təbaşir və İslandiya şpatıdır. Araqonit şəklində olan nəhəng kalsium karbonat təbəqələri Baham adalarını, Florida Keys və Qırmızı dəniz hövzəsini təşkil edir. Digər mühüm minerallar gips CaSO 4 ·2H 2 O, anhidrit CaSO 4, flüorit CaF 2 və apatit Ca 5 (PO 4) 3 (Cl,OH,F)-dir. Təbii sularda əhəmiyyətli miqdarda kalsium bikarbonat şəklində olur ( sm. HİDROSFER KİMYASI). Kalsium bir çox heyvanın orqanizmində də olur. Hidroxoapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH) onurğalıların sümük toxumasının əsasını təşkil edir. Kalsium karbonat əsasən mərcan, mollyuska qabıqları, mirvari, yumurta qabığı.

Kalsium metalı Solvay prosesinin əlavə məhsulu olan və ya xlorid turşusu ilə kalsium karbonat arasında reaksiya nəticəsində əmələ gələn ərinmiş kalsium xloridin elektrolizi yolu ilə istehsal olunur.

Nisbətən yumşaq, parlaq metal solğun sarı rəngə malikdir. Digər qələvi torpaq metallarına nisbətən kimyəvi cəhətdən daha az aktivdir, çünki havada qoruyucu oksid-nitrid filmi ilə örtülmüşdür. Hətta emal edilə bilər torna.

Kalsium qeyri-metallarla aktiv şəkildə reaksiya verir. Oksigen və havada qızdırıldıqda alovlanır. Kalsium su ilə reaksiyaya girərək hidrogeni buraxır və kalsium hidroksid əmələ gətirir. Tünd mavi məhlullar əmələ gətirmək üçün maye ammonyakda həll olunur, buxarlandıqda parlaq mis rəngli ammonyak Ca(NH 3) 6 əldə edilə bilər.

Kalsium metalı əsasən alaşımlı bir əlavə kimi istifadə olunur. Beləliklə, kalsiumun tətbiqi alüminium rulmanların gücünü artırır. Kalsium çuqundakı karbon tərkibini tənzimləmək və vismutu qurğuşundan çıxarmaq üçün istifadə olunur. Poladın oksigen, kükürd və fosfordan təmizlənməsi üçün istifadə olunur. O, həmçinin oksigen və azotu udmaq üçün, xüsusən də texniki arqondan azot çirklərini çıxarmaq üçün istifadə olunur. Xrom, sirkonium, torium və uran kimi digər metalların istehsalında azaldıcı agent kimi xidmət edir. Məsələn, sirkonium metalı onun dioksidindən əldə etmək olar: ZrO 2 + 2Ca = Zr + 2CaO. Kalsium həmçinin hidrogenin rahat mənbəyi olan kalsium hidrid CaH2 əmələ gətirmək üçün hidrogenlə birbaşa reaksiya verir.

Ən vacib kalsium halidi CaF 2 flüordur, çünki mineral formada (flüorit) flüorun yeganə sənaye əhəmiyyətli mənbəyidir. Ağ, odadavamlı kalsium ftorid kəmiyyət analizində istifadə olunan suda bir qədər həll olunur.

Kalsium xlorid CaCl 2 də var böyük dəyər. Üçün duzlu suların tərkib hissəsidir soyuducu qurğular və traktorların və digər nəqliyyat vasitələrinin təkərlərini doldurmaq üçün. Kalsium xlorid yollarda və səkilərdə qar və buzları təmizləmək üçün istifadə olunur. Evtektik qarışıq CaCl 2 –H 2 O, tərkibində 30 wt. % CaCl 2, –55°C-də əriyir. Bu temperatur minimum ərimə nöqtəsi –18°C olan natrium xlorid ilə su qarışığından əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır. Kalsium xlorid, həmçinin kömürün qorunması üçün istifadə olunur və filizin daşınması və saxlanması zamanı donmasından. -də istifadə olunur beton qarışıqları bərkitmə başlanğıcını sürətləndirmək, betonun ilkin və son gücünü artırmaq. Kalsium xlorid bir çox kimyəvi texnoloji proseslərin, xüsusən də geniş miqyaslı soda istehsalının tullantı məhsuludur. Bununla belə, kalsium xlorid istehlakı onun istehsalından xeyli aşağıdır, buna görə də soda zavodlarının yaxınlığında CaCl 2 şoran ilə dolu bütün göllər əmələ gəlib. Belə saxlama gölməçələrini, məsələn, Donbassda görmək olar.

Ən çox istifadə edilən kalsium birləşmələri karbonat, oksid və hidroksiddir. Kalsium karbonatın ən çox yayılmış forması əhəngdaşıdır. Qarışıq kalsium və maqnezium karbonat dolomit adlanır. Əhəngdaşı və dolomit kimi istifadə olunur tikinti materialları, yol səthləri, torpağın turşuluğunu azaldan reagentlər. Onlar bütün dünyada böyük miqdarda minalanırlar. Kalsium karbonat CaCO 3 həm də kalsium oksidi (sönmüş əhəng) CaO və kalsium hidroksid (sönmüş əhəng) Ca(OH) 2 istehsalı üçün zəruri olan ən vacib sənaye reagentidir.

Kalsium oksidi və hidroksid kimya, metallurgiya və maşınqayırma sənayesinin bir çox sahələrində əsas maddələrdir. Əhəng CaO bir çox ölkədə böyük miqdarda istehsal olunur və ilk onluğa daxildir kimyəvi maddələr maksimum istehsal həcmi ilə.

Böyük miqdarda əhəng polad istehsalında istehlak edilir, burada fosfor, kükürd, silisium və manqan çıxarmaq üçün istifadə olunur. Oksigen çevirici prosesində bir ton polad üçün 75 kq əhəng tələb olunur. Yanğına davamlı örtükün ömrünü əhəmiyyətli dərəcədə uzadır. Əhəng çəkmədə sürtkü kimi də istifadə olunur polad məftil və tərkibində sulfat turşusu olan tullantı turşusu mayelərinin zərərsizləşdirilməsi. Metallurgiyada başqa bir tətbiq maqnezium istehsalıdır.

Əhəng içməli və sənaye məqsədləri üçün su mənbələrini təmizləmək üçün istifadə edilən ən çox yayılmış kimyəvi maddədir. Alum və ya dəmir duzları ilə birlikdə süspansiyonları koaqulyasiya etmək və bulanıqlığı aradan qaldırmaq, həmçinin müvəqqəti (bikarbonat) sərtliyini çıxararaq suyu yumşaltmaq üçün istifadə olunur. sm. SU TƏMİZLƏMƏSİ)

Əhəng tətbiqinin başqa bir sahəsi turşu məhlullarının və sənaye tullantılarının zərərsizləşdirilməsidir. Onun köməyi ilə onlar quraşdırırlar optimal dəyər biokimyəvi oksidləşmə üçün pH tullantı su. Əhəng, həmçinin kükürd dioksidi və hidrogen sulfidini qalıq yanacaq elektrik stansiyalarının və metal əritmə sobalarının tullantı qazlarından təmizləmək üçün qaz təmizləyicilərində istifadə olunur.

IN kimya sənayesiəhəng kalsium karbid (sonrakı asetilen istehsalı üçün), kalsium siyanamid və bir çox başqa maddələrin istehsalında istifadə olunur. Şüşə sənayesi də mühüm istehlakçıdır. Ən çox yayılmış eynəklərdə təxminən 12% kalsium oksidi var. Arsen turşusunu əhənglə zərərsizləşdirməklə əldə edilən insektisid kalsium arsenat pambıq yabanı, codling güvəsi, tütün qurdu və Kolorado kartof böcəyi ilə mübarizədə geniş istifadə olunur. Əhəmiyyətli funqisidlər mis sulfat və kalsium hidroksiddən hazırlanan əhəng sulfat spreyləri və Bordo qarışıqlarıdır.

Pulpa və kağız sənayesi üçün böyük miqdarda kalsium hidroksid tələb olunur. Kağız fabriklərində tullantı natrium karbonat məhlulu əhənglə müalicə olunur ki, bu da kostik soda (natrium hidroksid NaOH) bərpa olunur. texnoloji proses. Yaranan kalsium karbonat məhlulunun təxminən 95%-i qurudulur və kalsium oksidini bərpa etmək üçün fırlanan sobalarda yenidən yandırılır. Tərkibində kalsium hipoxlorit olan kağız kütləsi ağardıcı mayelər əhənglə xlorla reaksiyaya girərək hazırlanır.

Yüksək keyfiyyətli kağız istehsalı xüsusi çökdürülmüş kalsium karbonatın istifadəsini tələb edir. Bunun üçün əvvəlcə əhəng daşı yandırılır və karbon qazı və kalsium oksidi ayrı-ayrılıqda yığılır. Sonuncu daha sonra su ilə müalicə olunur və yenidən karbonata çevrilir. Yaranan kristalların növü, həmçinin onların ölçüsü və forması temperaturdan, pH-dan, qarışdırma sürətindən, konsentrasiyalardan və əlavələrin mövcudluğundan asılıdır. Kiçik kristallar (45 mikrondan az) tez-tez yağ turşuları, qatranlar və ya nəmləndirici maddələrlə örtülür. Kalsium karbonat kağıza parlaqlığını, qeyri-şəffaflığını, mürəkkəbi qəbul etmə qabiliyyətini və hamarlığını verir. Daha yüksək konsentrasiyalarda o, kaolin qatqılarının yaratdığı yüksək parıltını neytrallaşdırır və tutqun bir bitiş verir. Belə kağızda 5-50% (çəki ilə) çökmüş kalsium karbonat ola bilər. CaCO 3 həmçinin rezinlərdə, latekslərdə, boyalarda və emallarda, eləcə də plastiklərdə (çəki ilə təxminən 10%) onların istiliyə davamlılığını, sərtliyini, sərtliyini və işləmə qabiliyyətini artırmaq üçün doldurucu kimi istifadə olunur.

Gündəlik həyatda və tibbdə çökdürülmüş kalsium karbonat turşu neytrallaşdırıcı, diş pastalarında yumşaq aşındırıcı, pəhrizlərdə əlavə kalsium mənbəyi kimi istifadə olunur. komponent kosmetikada saqqız və doldurucu.

Əhəng süd sənayesində də istifadə olunur. Əhəng suyu (kalsium hidroksidinin doymuş məhlulu) pasterizə və yağa çevrilməmişdən əvvəl turşuluğunu azaltmaq üçün tam süddən ayrıldıqda kremə tez-tez əlavə edilir. Yağsız süd daha sonra kazeini ayırmaq üçün turşulaşdırılır, kazein yapışqanını hazırlamaq üçün əhənglə qarışdırılır. Qalan yağsız südün (zərdab) mayalanmasından sonra əhəng əlavə olunur ki, kalsium laktat ayrılsın, ondan tibbdə və ya sonradan süd turşusunun istehsalı üçün xammal kimi istifadə olunur. Şəkər istehsalı həmçinin əhəng istifadəsini nəzərdə tutur. Daha sonra fosfat və üzvi çirkləndiricilərdən təmizlənən kalsium saxaroza çökdürülməsi üçün xam şəkər siropu əhənglə reaksiyaya salınır. Karbon dioksidin sonrakı təsiri həll olunmayan kalsium karbonat və təmizlənmiş həll olunan saxaroza əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Dövr bir neçə dəfə təkrarlanır. Qamış şəkəri üçün adətən bir ton üçün təxminən 3-5 kq əhəng, çuğundur şəkəri isə yüz dəfə çox, yəni hər ton şəkər üçün təxminən 1/2 ton əhəng tələb edir.

Sədəf şəklində kalsium karbonatın xüsusi bir tətbiq sahəsini də qeyd etmək olar. Bu, araqonit şəklində kalsium karbonatın nazik təbəqələrindən əmələ gələn, bir protein yapışqan ilə bir yerdə tutulan bir materialdır. Cilalandıqdan sonra göy qurşağının bütün rəngləri ilə parıldayır və 95% kalsium karbonatdan ibarət olsa da, dekorativ, çox davamlı olur.

Kalsium sulfat adətən dihidrat (gips) şəklində mövcuddur, baxmayaraq ki, susuz kalsium sulfat (anhidrit) də çıxarılır. Alabaster də məlumdur - mərməri xatırladan CaSO 4 · 2H 2 O-nun yığcam, kütləvi, incə dənəli forması. Gips 150-165 °C-də kalsine edilərsə, kristallaşma suyunun təxminən 2/3-ni itirir və CaSO 4 0.5H 2 O hemihidrat əmələ gətirir, bu da tikinti alebastrı və ya "Paris gipsi" kimi tanınır (əvvəlcə əldə edildiyi üçün). gipsdən, Montmartredə hasil edilmişdir). Daha yüksək temperaturda isitmə müxtəlif susuz formaların əmələ gəlməsi ilə nəticələnir.

Gips əhəngdaşı ilə eyni miqdarda hasil edilməsə də, sənaye olaraq qalır mühüm material. Demək olar ki, bütün kalsine edilmiş gips (95%) yarımfabrikatların istehsalı üçün istifadə olunur - əsasən divar panelləri, qalanları isə sənaye və tikinti plasterlərində. Suyu udmaqla, hemihidrat bir qədər genişlənir (0,2-0,3%) və bu, stükko və gips üçün istifadə edərkən əsas şeydir. Əlavələrdən istifadə edərək, onun genişlənmə dərəcəsini 0,03-1,2% arasında dəyişə bilərsiniz.

Kalsiumun əmələ gəlməsi çox yaygın deyil kompleks birləşmələr. Oksigen tərkibli komplekslər, məsələn, EDTA və ya polifosfatlarla, analitik kimyada və sərt sudan kalsium ionlarının çıxarılması üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Kalsium makroelementlərdən biridir. Yetkin bir insanın bədənində onun miqdarı (65 kq çəki əsasında) 1,3 kq təşkil edir. Sümüklərin və dişlərin əmələ gəlməsi, ürək ritminin və qanın laxtalanmasının qorunması üçün lazımdır. Bədəndəki kalsiumun əsas mənbəyi süd və süd məhsullarıdır. Gündəlik tələbat gündə 0,8 q-dır. Kalsium kationlarının udulmasını laktik və limon turşuları asanlaşdırır, fosfat ionu, oksalat ionu və fitik turşusu isə komplekslərin və zəif həll olunan duzların əmələ gəlməsi səbəbindən kalsiumun udulmasına mane olur. Bədəndə var mürəkkəb sistem kalsiumun saxlanması və sərbəst buraxılması.

Kalsiumun sümüklər və dişlər üçün tikinti materialı kimi istifadə edilməsi hüceyrədə kalsium ionlarının istifadə edilməməsi ilə əlaqədardır. Kalsiumun konsentrasiyası xüsusi hormonlar tərəfindən idarə olunur, onların birləşmiş təsiri sümük quruluşunu qoruyur və saxlayır.

Güman edilir ki, kalsium ionları sinir membranına bağlanaraq onun digər kationlara keçiriciliyinə təsir göstərir. Göründüyü kimi, maqnezium ionlarını əvəz edir və bununla da bəzi fermentləri aktivləşdirir. Kalsium ionlarının tədarükü fosfatın daxil olması ilə əlaqələndirilə bilər, buna görə də kalsium daşıyıcısı adlanır.

İçindəki kalsium ionlarının tənzimləyicisi olduğu müəyyən edilmişdir müxtəlif növlərəzələ sarkoplazmatik retikulumdur (SR). Kalsium ionları kalsium bağlayan zülallarda, məsələn, kalsekestrində toplanır. Sonuncu bir mol proteinə təxminən 43 Ca 2+ ionunu bağlayır. Əzələ daralması SR-dən kalsium ionlarının sərbəst buraxılması və əzələ liflərinin aktiv mərkəzlərinə bağlanması ilə əlaqələndirilir. Sarkoplazmada kalsium ionlarının konsentrasiyası bir neçə millisaniyə ərzində 100 dəfə artır. SR-dən Ca 2+ ionlarının məcburi axını çox tez baş verir. Kalsium ionlarının sərbəst buraxılmasından dərhal sonra SR onları geri pompalamağa başlayır. Əzələ daralması əzələ lifində bitən motor sinirində sinir impulsunun görünməsi nəticəsində baş verir ki, bu da onun anbarlarından kalsium ionlarının sərbəst buraxılmasına səbəb olur.

Qanın laxtalanma mexanizmi kaskadlı bir prosesdir, onun bir çox mərhələsi müvafiq fermentləri aktivləşdirən kalsium ionlarının mövcudluğundan asılıdır.

Kalsium yığılmasıdır xarakterik xüsusiyyət dişlərin sümüklərinin, qabıqlarının və digər oxşar strukturların böyüməsi. Digər tərəfdən, atipik bölgələrdə artan kalsium səviyyəsi daş əmələ gəlməsinə, osteoartritə, kataraktaya və arterial xəstəliklərə səbəb olur.

Elena Savinkina

Ana səhifə / Mühazirələr 1-ci kurs / Ümumi və üzvi kimya/ Sual 23. Kalsium / 2. Fiziki və kimyəvi xassələri

Fiziki xassələri. Kalsium 850 dərəcə temperaturda əriyən gümüşü-ağ rəngli bir metaldır. C və 1482 dərəcədə qaynayır. C. Qələvi metallardan əhəmiyyətli dərəcədə daha sərtdir.

Kimyəvi xassələri. Kalsium aktiv metaldır. Beləliklə, nə vaxt normal şərait atmosfer oksigeni və halogenlərlə asanlıqla qarşılıqlı əlaqədə olur:

2 Ca + O2 = 2 CaO (kalsium oksidi);

Ca + Br2 = CaBr2 (kalsium bromid).

Kalsium qızdırıldıqda hidrogen, azot, kükürd, fosfor, karbon və digər qeyri-metallarla reaksiya verir:

Ca + H2 = CaH2 (kalsium hidrid);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (kalsium nitridi);

Ca + S = CaS (kalsium sulfid);

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

Ca + 2 C = CaC2 (kalsium karbid).

İLƏ soyuq su Kalsium yavaş reaksiya verir, lakin isti su ilə çox güclü reaksiya verir:

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

Kalsium oksigeni və ya halogenləri daha az aktiv metalların oksidləri və halidlərindən çıxara bilər, yəni azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

  • 1. Təbiətdə olmaq
  • 3. Qəbz
  • 4. Ərizə

www.medkurs.ru

Kalsium | kataloqu Pesticides.ru

Bir çox insanlar üçün kalsium haqqında bilik yalnız bu elementin sağlam sümüklər və dişlər üçün zəruri olması ilə məhdudlaşır. Başqa harada var, nə üçün lazımdır və nə qədər lazımdır, hər kəsin bir fikri yoxdur. Bununla belə, kalsium həm təbii, həm də süni bir çox tanış birləşmələrdə olur. Təbaşir və əhəng, mağaraların stalaktitləri və stalaqmitləri, qədim fosillər və sement, gips və alebastr, süd məhsulları və osteoporoza qarşı dərmanlar - bütün bunlar və daha çoxu kalsiumda yüksəkdir.

Bu element ilk dəfə 1808-ci ildə G. Davy tərəfindən əldə edilmiş və ilk vaxtlar xüsusilə aktiv şəkildə istifadə edilməmişdir. Halbuki bu metal hazırda dünyada istehsal olunan beşinci yerdədir və ona olan tələbat ildən-ilə artır. Kalsiumun əsas istifadə sahəsi tikinti materialları və qarışıqların istehsalıdır. Bununla belə, təkcə evlər deyil, həm də canlı hüceyrələr tikmək lazımdır. İnsan bədənində kalsium skeletin bir hissəsidir, əzələlərin daralmasını mümkün edir, qanın laxtalanmasını təmin edir, bir sıra həzm fermentlərinin fəaliyyətini tənzimləyir və digər kifayət qədər çox funksiyaları yerinə yetirir. Digər canlı obyektlər üçün daha az əhəmiyyət kəsb etmir: heyvanlar, bitkilər, göbələklər və hətta bakteriyalar. Eyni zamanda, kalsiuma ehtiyac kifayət qədər yüksəkdir, bu da onu makronutrient kimi təsnif etməyə imkan verir.

Kalsium, Ca Mendeleyev dövri sisteminin II qrupunun əsas alt qrupunun kimyəvi elementidir. Atom nömrəsi - 20. Atom kütləsi – 40,08.

Kalsium qələvi torpaq metalıdır. Sərbəst, elastik, kifayət qədər sərt, ağ olduqda. Sıxlığına görə yüngül metallara aiddir.

  • Sıxlıq - 1,54 q/sm3,
  • Ərimə nöqtəsi - +842 °C,
  • Qaynama nöqtəsi - +1495 °C.

Kalsium açıq metal xüsusiyyətlərə malikdir. Bütün birləşmələrdə oksidləşmə vəziyyəti +2-dir.

Havada oksid təbəqəsi ilə örtülür və qızdırıldıqda qırmızımtıl, parlaq alovla yanır. Soyuq su ilə yavaş-yavaş reaksiya verir, lakin hidrogeni isti sudan tez sıxışdıraraq hidroksid əmələ gətirir. Hidrogenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda hidridlər əmələ gətirir. Otaq temperaturunda azotla reaksiya verir, nitridlər əmələ gətirir. O, həmçinin halogenlər və kükürdlə asanlıqla birləşir və qızdırıldıqda metal oksidlərini azaldır.

Kalsium təbiətdə ən çox yayılmış elementlərdən biridir. Yer qabığında onun tərkibi kütlənin 3%-ni təşkil edir. Təbaşir, əhəngdaşı və mərmər (təbii kalsium karbonat CaCO3 növü) yataqları şəklində baş verir. Böyük miqdarda gips (CaSO4 x 2h3O), fosforit (Ca3(PO4)2 və ​​müxtəlif kalsium tərkibli silikatlar yataqları mövcuddur.

Su
. Kalsium duzları demək olar ki, həmişə təbii suda olur. Bunlardan yalnız gips onda az həll olur. Suda karbon qazı olduqda, kalsium karbonat bikarbonat Ca(HCO3)2 şəklində məhlula keçir.
Sərt su
. Çox miqdarda kalsium və ya maqnezium duzları olan təbii suya sərt su deyilir.
Yumşaq su
. Bu duzların tərkibi az olduqda və ya olmadıqda suya yumşaq deyilir.
Torpaqlar
. Bir qayda olaraq, torpaqlar kalsiumla kifayət qədər təmin olunur. Və kalsium bitkilərin vegetativ hissəsində daha çox kütlədə olduğundan, onun məhsulla çıxarılması əhəmiyyətsizdir.

Torpaqdan kalsium itkisi onun yağıntılarla yuyulması nəticəsində baş verir. Bu proses torpağın qranulometrik tərkibindən, yağıntının miqdarından, bitkilərin növündən, əhəng formaları və dozalarından və mineral gübrələr. Bu amillərdən asılı olaraq əkin təbəqəsindən kalsium itkiləri bir neçə onlarla ilə 200-400 kq/ha və ya daha çox olur.

Müxtəlif növ torpaqlarda kalsiumun miqdarı

Podzolik torpaqlarda 0,73% (torpağın quru maddəsi) kalsium var.

Boz meşə - 0,90% kalsium.

Çernozemlər - 1,44% kalsium.

Serozemlər - 6,04% kalsium.

Bitkidə kalsium fosfatlar, sulfatlar, karbonatlar şəklində, pektik və oksalat turşularının duzları şəklində olur. Bitkilərdəki kalsiumun demək olar ki, 65%-ə qədəri su ilə çıxarıla bilər. Qalanları zəif sirkə və hidroklor turşuları ilə müalicə olunur. Ən çox kalsium qocalmış hüceyrələrdə olur.

Kalsium çatışmazlığının əlamətlərinə görə:

Mədəniyyət

Çatışmazlığın simptomları

Ümumi simptomlar

Apikal qönçənin ağardılması;

gənc yarpaqların ağardılması;

Yarpaqların ucları aşağı əyilmişdir;

Yarpaqların kənarları yuxarıya doğru bükülür;

Kartof

Onlar zəif çiçəklənirlər yuxarı yarpaqlar;

Sapın böyümə nöqtəsi ölür;

Yarpaqların kənarlarında daha sonra qaralmış yüngül bir zolaq var;

Yarpaqların kənarları yuxarıya doğru bükülür;

Ağ və gül kələmi

Gənc bitkilərin yarpaqlarında xlorotik ləkə (ebru) və ya kənarları boyunca ağ zolaqlar var;

Köhnə bitkilərdə yarpaqlar qıvrılır və üzərində yanıqlar görünür;

Artan nöqtə ölür

Yarpaqların terminal lobları ölür

Çiçəklər düşür;

Apikal hissədə meyvələrdə görünür qaranlıq ləkə, meyvə böyüdükcə artır (pomidor çiçəyinin son çürüməsi)

Apikal qönçələr ölür;

Gənc yarpaqların kənarları bükülür, cırıq bir görünüşə malikdir və sonradan ölür;

Sürgünlərin yuxarı hissələri ölür;

Kök uclarının zədələnməsi;

Meyvə pulpasında qəhvəyi ləkələr var (acı çuxur);

Meyvənin dadı pisləşir;

Meyvələrin satış qabiliyyəti aşağı düşür

Kalsiumun funksiyaları

Fəaliyyət bu elementdən bitkilərdə çoxşaxəli və bir qayda olaraq müsbətdir. Kalsium:

  • Maddələr mübadiləsini gücləndirir;
  • Oynamaq mühüm rol karbohidratların hərəkətində;
  • Azotlu maddələrin metamorfozuna təsir edir;
  • Cücərmə zamanı toxumların ehtiyat zülallarının istehlakını sürətləndirir;
  • Fotosintez prosesində rol oynayır;
  • digər kationların güclü antaqonisti, onların bitki toxumalarına artıq daxil olmasına mane olur;
  • Protoplazmanın fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinə (özlülük, keçiricilik və s.) və buna görə də bitkidə biokimyəvi proseslərin normal gedişinə təsir göstərir;
  • Pektin maddələri ilə kalsium birləşmələri ayrı-ayrı hüceyrələrin divarlarını bir-birinə yapışdırır;
  • Fermentlərin fəaliyyətinə təsir göstərir.

Qeyd etmək lazımdır ki, kalsium birləşmələrinin (əhəng) ferment aktivliyinə təsiri təkcə birbaşa təsirlə deyil, həm də yaxşılaşması ilə ifadə edilir. fiziki və kimyəvi xassələri torpaq və onun qidalanma rejimi. Bundan əlavə, torpağın əhənglənməsi vitamin biosintezi proseslərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.

Bitkilərdə kalsiumun olmaması (əskikliyi).

Kalsiumun olmaması ilk növbədə kök sisteminin inkişafına təsir göstərir. Köklərdə kök tüklərinin əmələ gəlməsi dayanır. Xarici kök hüceyrələri məhv edilir.

Bu simptom həm kalsium çatışmazlığı, həm də qida məhlulunda balanssızlıq, yəni tərkibində natrium, kalium və hidrogenin monovalent kationlarının üstünlük təşkil etməsi ilə özünü göstərir.

Bundan əlavə, torpaq məhlulunda nitrat azotunun olması bitki toxumalarının kalsiumla təchizatını artırır, ammonyakın tədarükünü azaldır.

Kalsiumun miqdarı torpağın kation mübadiləsi qabiliyyətinin 20%-dən az olduqda kalsium aclığının əlamətləri gözlənilir.

Simptomlar Vizual olaraq kalsium çatışmazlığı aşağıdakı əlamətlərlə müəyyən edilir:

  • Bitkilərin kökləri qəhvəyi rəngli zədələnmiş uclara malikdir;
  • Artan nöqtə deformasiyaya uğrayır və ölür;
  • Çiçəklər, yumurtalıqlar və qönçələr düşür;
  • Meyvələr nekrozla zədələnir;
  • Yarpaqları xlorotikdir;
  • Apikal qönçə ölür və kök böyüməsi dayanır.

Kələm, yonca və yonca kalsiumun varlığına çox həssasdır. Müəyyən edilmişdir ki, bu eyni bitkilər ilə xarakterizə olunur həddindən artıq həssaslıq torpağın turşuluğuna.

Mineral kalsium zəhərlənməsi ağımtıl nekrotik ləkələrlə intervenal xlorozla nəticələnir. Onlar rəngli ola bilər və ya su ilə doldurulmuş konsentrik halqalara sahib ola bilər. Bəzi bitkilər artıq kalsiuma cavab olaraq yarpaq rozetlərini böyüdür, tumurcuqları qurur və yarpaqları düşürür. Semptomlar görünüşcə dəmir və maqnezium çatışmazlığına bənzəyir.

Torpaqda kalsiumun doldurulmasının mənbəyi əhəng gübrələridir. Onlar üç qrupa bölünür:

  • Sərt kalkerli qayalar;
  • Yumşaq kalkerli süxurlar;
  • Tərkibində yüksək əhəng olan sənaye tullantıları.

CaO və MgO-nun tərkibinə əsasən, sərt kalkerli süxurlar aşağıdakılara bölünür:

  • əhəngdaşları (55-56% CaO və 0,9% -ə qədər MgO);
  • dolomitləşmiş əhəngdaşları (42-55% CaO və 9% -ə qədər MgO);
  • dolomitlər (32-30% CaO və 18-20% MgO).
Əhəngdaşları
– əsas əhəng gübrələri. Tərkibində CaCO3 olaraq hesablanan 75-100% Ca və Mg oksidləri var.
Dolomitli əhəngdaşı
. CaCO3 olaraq hesablanan 79-100% aktiv maddə (a.i.) ehtiva edir. Kartof, paxlalılar, kətan, kök bitkiləri ilə əkin dövriyyələrində, eləcə də yüksək podzollaşmış torpaqlarda tövsiyə olunur.
Marl
. 25-15%-ə qədər CaCO3 və 20-40%-ə qədər gil və qum şəklində olan çirkləri ehtiva edir. Yavaş hərəkət edir. Yüngül torpaqlarda istifadə üçün tövsiyə olunur.
Təbaşir
. 90-100% CaCO3 ehtiva edir. Hərəkət əhəng daşından daha sürətlidir. İncə üyüdülmüş formada qiymətli əhəng gübrəsidir.
Yanmış əhəng
(CaO). CaCO3 tərkibi 70%-dən çoxdur. Güclü və sürətli təsir göstərən əhəngləndirici material kimi xarakterizə olunur.
Sönmüş əhəng
(Ca(OH)2). CaCO3 tərkibi - 35% və ya daha çox. Həm də güclü və sürətli təsir göstərən əhəng gübrəsidir.
Dolomit unu
. CaCO3 və MgCO3 tərkibi təxminən 100% təşkil edir. Onun hərəkəti kalkerli tuflardan daha yavaşdır. Adətən maqneziumun tələb olunduğu yerlərdə istifadə olunur.
Əhəngli tuflar
. CaCO3 - 15-96%, çirklər - 25% -ə qədər gil və qum, 0,1% P2O5. Hərəkət əhəng daşından daha sürətlidir.
Nəcis kirləri (defekasiya)
. CaCO3 və Ca(OH)2-dən ibarətdir. CaO-nun əhəng tərkibi 40%-ə qədərdir. Azot da mövcuddur - 0,5% və P2O5 - 1-2%. Bu çuğundur şəkər zavodlarının tullantılarıdır. Yalnız torpağın turşuluğunu azaltmaq üçün deyil, həm də çuğundur əkin ərazilərində istifadə etmək tövsiyə olunur çernozem torpaqları.
Şist kül siklonları
. Quru tozlu material. Aktiv maddənin tərkibi 60-70% təşkil edir. Sənaye tullantılarına aiddir.
Sobalardan və sement zavodlarından çıxan toz
. CaCO3 miqdarı 60%-dən çox olmalıdır. Təcrübədə sement zavodlarının yaxınlığında yerləşən təsərrüfatlarda istifadə olunur.
Metallurgiya şlakları
. Urals və Sibir bölgələrində istifadə olunur. Qeyri-hiqroskopik, asanlıqla püskürtülür. Tərkibində ən azı 80% CaCO3 və 2% -dən çox olmayan nəm olmalıdır. Qranulometrik tərkib vacibdir: 70% - 0,25 mm-dən az, 90% - 0,5 mm-dən az.

Üzvi gübrələr. CaCO3 baxımından Ca tərkibi 0,32-0,40% təşkil edir.

Fosforit unu. Kalsiumun tərkibi - 22% CaCO3.

Əhəng gübrələri yalnız torpağı və bitkiləri kalsiumla təmin etmək üçün istifadə edilmir. Onların istifadəsinin əsas məqsədi torpağın əhənglənməsidir. Bu kimyəvi rekultivasiya üsuludur. Torpağın artıq turşuluğunu neytrallaşdırmaq, onun aqrofiziki, aqrokimyəvi və bioloji xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq, bitkiləri maqnezium və kalsiumla təmin etmək, makro və mikroelementləri səfərbər etmək və hərəkətsizləşdirmək, optimal su-fiziki, fiziki, hava şəraiti həyat mədəni bitkilər.

Torpağın əhənglənməsinin səmərəliliyi

Mineral qidalanma elementi kimi bitkilərin kalsiuma olan tələbatının ödənilməsi ilə eyni vaxtda əhəngləmə torpaqlarda çoxsaylı müsbət dəyişikliklərə səbəb olur.

Əhənglənmənin bəzi torpaqların xüsusiyyətlərinə təsiri

Kalsium torpaq kolloidlərinin laxtalanmasına kömək edir və onların yuyulmasının qarşısını alır. Bu, torpağın işlənməsini asanlaşdırır və havalandırmanı yaxşılaşdırır.

Əhəngləmə nəticəsində:

  • qumlu humuslu torpaqlar su udma qabiliyyətini artırır;
  • ağır üzərində gilli torpaqlar torpaq aqreqatları və topaklar əmələ gəlir, su keçiriciliyini artırır.

Xüsusilə, üzvi turşular zərərsizləşdirilir və H-ionları udma kompleksindən çıxarılır. Bu, metabolik turşuluğun aradan qaldırılmasına və torpağın hidrolitik turşuluğunun azalmasına səbəb olur. Eyni zamanda, hidrogen və alüminium ionlarının kalsium və maqnezium kationları ilə əvəz edilməsi hesabına baş verən torpaq udma kompleksinin kationik tərkibində yaxşılaşma müşahidə olunur. Bu, torpağın əsaslarla doyma dərəcəsini artırır və udma qabiliyyətini artırır.

Əhəngləmənin bitkilərin azotla təmin edilməsinə təsiri

Əhəngləndikdən sonra torpağın və onun strukturunun müsbət aqrokimyəvi xassələri bir neçə il saxlanıla bilər. Bu yaratmağa kömək edir əlverişli şərait qida maddələrini səfərbər etmək üçün faydalı mikrobioloji prosesləri gücləndirmək. Torpaqda sərbəst yaşayan ammonifikatorların, nitrifikatorların və azot bağlayan bakteriyaların aktivliyi artır.

Liming düyün bakteriyalarının çoxalmasını artırmağa və ev sahibi bitkinin azotla təchizatını yaxşılaşdırmağa kömək edir. Müəyyən edilmişdir ki turşu torpaqlar Ah, bakterial gübrələr öz təsirini itirir.

Əhənglənmənin bitkilərin kül elementlərinin tədarükünə təsiri

Əhəng bitkini kül elementləri ilə təmin etməyə kömək edir, çünki o, torpaqda üzvi fosfor birləşmələrini parçalayan bakteriyaların fəaliyyətini artırır və dəmir və alüminium fosfatların bitkilər üçün mövcud olan kalsium fosfat duzlarına keçidini təşviq edir. Turşu torpaqların əhənglənməsi mikrobioloji və biokimyəvi prosesləri gücləndirir ki, bu da öz növbəsində nitratların miqdarını, həmçinin fosfor və kaliumun həzm olunan formalarını artırır.

Əhənglənmənin makro və mikroelementlərin formalarına və mövcudluğuna təsiri

Liming kalsium miqdarını artırır və istifadə edildikdə dolomit unu- maqnezium. Eyni zamanda manqan və alüminiumun zəhərli formaları həll olunmur və çökmə formasına keçir. Dəmir, mis, sink, manqan kimi elementlərin mövcudluğu azalır. Azot, kükürd, kalium, kalsium, maqnezium, fosfor və molibden daha çox olur.

Əhənglənmənin fizioloji turşulu gübrələrin təsirinə təsiri

Əhəng fizioloji turşulu mineral gübrələrin, xüsusilə ammonyak və kaliumun effektivliyini artırır.

Əhəng əlavə edilmədən fizioloji turşulu gübrələrin müsbət təsiri azalır və zamanla mənfi təsir göstərə bilər. Deməli, gübrələnmiş ərazilərdə məhsuldarlıq mayalanmamış ərazilərdən də az olur. Əhəngləmənin gübrələrin istifadəsi ilə birləşməsi onların effektivliyini 25-50% artırır.

Əhəngləmə zamanı torpaqda fermentativ proseslər aktivləşir ki, bu da onun məhsuldarlığını dolayı yolla mühakimə edir.

Tərtib edən: Qriqorovskaya P.I.

Səhifə əlavə edilib: 12.05.13 00:40

Son yeniləmə: 22.05.14 16:25

Ədəbi mənbələr:

Glinka N.L. Ümumi kimya. Universitetlər üçün dərslik. Nəşriyyat: Leninqrad: Kimya, 1985, s.731

Mineev V.G. Aqrokimya: Dərslik – 2-ci nəşr, yenidən işlənmiş və genişləndirilmiş – M.: Moskva Dövlət Universitetinin nəşriyyatı, KolosS nəşriyyatı, 2004. – 720 s., l. xəstə: xəstə. – (Klassik universitet dərsliyi).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Mineral qidalanma bitkilər. Tələbələr və bağbanlar üçün istinad bələdçisi. Ekaterinburq, 1998. 79 s.

Uşaqlar üçün ensiklopediya. Cild 17. Kimya. / Baş. red. V.A. Volodin. – M.: Avanta +, 2000. – 640 s., xəstə.

Yaqodin B.A., Jukov Yu.P., Kobzarenko V.İ. Aqrokimya / Redaktə edən B.A. Yaqodina. – M.: Kolos, 2002. – 584 s.: illus (Dərsliklər və tədris vəsaitləri ali təhsil müəssisələrinin tələbələri üçün).

Şəkillər (yenidən işlənmiş):

CC BY altında lisenziyalı 20 Ca Kalsium

Buğdada kalsium çatışmazlığı, CIMMYT tərəfindən, CC BY-NC-SA altında lisenziyalı

www.pesticidy.ru

Kalsium və onun insanlıq üçün rolu - Kimya

Kalsium və onun insanlıq üçün rolu

Giriş

Təbiətdə olmaq

Qəbz

Fiziki xassələri

Kimyəvi xassələri

Kalsium birləşmələrinin tətbiqi

Bioloji rol

Nəticə

İstinadlar

Giriş

Kalsium ikinci qrupun əsas alt qrupunun elementi, dövri sistemin dördüncü dövrüdür kimyəvi elementlər D.I.Mendeleyev, atom nömrəsi 20. Ca (lat. Kalsium) simvolu ilə işarələnir. Sadə maddə kalsium (CAS nömrəsi: 7440-70-2) gümüşü-ağ rəngli yumşaq, reaktiv qələvi torpaq metalıdır.

20 nömrəli elementin hər yerdə olmasına baxmayaraq, hətta kimyaçılar belə elementar kalsiumu görməmişlər. Ancaq bu metal həm görünüşü, həm də davranışı ilə təması yanğın və yanma təhlükəsi ilə dolu olan qələvi metallardan tamamilə fərqlidir. Havada etibarlı şəkildə saxlanıla bilər; sudan alovlanmır. Elementar kalsiumun mexaniki xüsusiyyətləri onu metallar ailəsində "qara qoyun" etmir: kalsium möhkəmlik və sərtlik baxımından onların bir çoxunu üstələyir; onu tornada çevirmək, məftil çəkmək, döymək, presləmək olar.

Bununla belə, elementar kalsium demək olar ki, heç vaxt struktur material kimi istifadə edilmir. Bunun üçün çox aktivdir. Kalsium oksigen, kükürd və halogenlərlə asanlıqla reaksiya verir. Azot və hidrogenlə belə müəyyən şərtlər altında reaksiya verir. Əksər metallar üçün təsirsiz olan karbon oksidlərinin mühiti kalsium üçün aqressivdir. CO və CO2 atmosferində yanır.

Adın tarixi və mənşəyi

Elementin adı lat hərfindən gəlir. calx (in genitativ hal calcis) - "əhəng", "yumşaq daş". 1808-ci ildə elektrolitik üsulla kalsium metalını təcrid edən ingilis kimyaçısı Humphry Davy tərəfindən təklif edilmişdir. Davy anod rolunu oynayan platin boşqabda yaş söndürülmüş əhəng və civə oksidi HgO qarışığını elektroliz etdi. Katod maye civəyə batırılmış platin məftil idi. Elektroliz nəticəsində kalsium amalgam əldə edilmişdir. Ondan civə distillə edərək Davy kalsium adlı bir metal əldə etdi.

Kalsium birləşmələri - əhəngdaşı, mərmər, gips (eləcə də əhəng - əhəngdaşı yandırma məhsulu) bir neçə min il əvvəl tikintidə istifadə edilmişdir. 18-ci əsrin sonlarına qədər kimyaçılar əhəngi sadə bərk maddə hesab edirdilər. 1789-cu ildə A.Lavoisier əhəng, maqnezium, barit, alüminium oksidi və silisiumun mürəkkəb maddələr olduğunu irəli sürdü.

Təbiətdə olmaq

Yüksək kimyəvi aktivliyə görə kalsium təbiətdə sərbəst formada olmur.

Kalsium yer qabığının kütləsinin 3,38%-ni təşkil edir (oksigen, silisium, alüminium və dəmirdən sonra 5-ci yerdədir).

İzotoplar. Kalsium təbiətdə altı izotopun qarışığı şəklində olur: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca və 48Ca, bunlardan ən çox yayılmışı - 40Ca - 96,97% təşkil edir.

Kalsiumun altı təbii izotopundan beşi sabitdir. Altıncı izotop, 48Ca, altının ən ağırı və çox nadir (onun izotopik bolluğu cəmi 0,187%), bu yaxınlarda 5,3 x 1019 il yarımparçalanma dövrü ilə ikiqat beta parçalanmasına məruz qaldığı aşkar edilmişdir.

Daşlarda və minerallarda. Kalsiumun çox hissəsi müxtəlif süxurların (qranitlər, qneyslər və s.) silikatlarında və alüminosilikatlarında, xüsusən də feldispatda - Ca anortitində olur.

Çöküntü süxurları şəklində kalsium birləşmələri əsasən mineral kalsitdən (CaCO3) ibarət olan təbaşir və əhəngdaşları ilə təmsil olunur. Kalsitin kristal forması - mərmər - təbiətdə daha az yayılmışdır.

Kalsit CaCO3, anhidrit CaSO4, alebastr CaSO4 0,5h3O və gips CaSO4 2h3O, flüorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3 kimi kalsium mineralları kifayət qədər geniş yayılmışdır. Təbii suda kalsium və maqnezium duzlarının olması onun sərtliyini müəyyən edir.

Yer qabığında güclü şəkildə miqrasiya edən və müxtəlif geokimyəvi sistemlərdə toplanan kalsium 385 mineral (mineralların sayına görə dördüncü yeri) əmələ gətirir.

Yer qabığında miqrasiya. Kalsiumun təbii miqrasiyasında, həll olunan bikarbonatın meydana gəlməsi ilə kalsium karbonatın su və karbon dioksid ilə qarşılıqlı təsirinin geri dönən reaksiyası ilə əlaqəli "karbonat tarazlığı" mühüm rol oynayır:

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

(karbon qazının konsentrasiyasından asılı olaraq tarazlıq sola və ya sağa sürüşür).

Biogen miqrasiya. Biosferdə kalsium birləşmələri demək olar ki, bütün heyvanlarda və bitki toxumaları(həmçinin aşağıya baxın). Əhəmiyyətli miqdarda kalsium canlı orqanizmlərdə olur. Beləliklə, hidroksiapatit Ca5(PO4)3OH və ya başqa bir qeyddə 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 onurğalıların, o cümlədən insanların sümük toxumasının əsasını təşkil edir; Bir çox onurğasızların, yumurta qabığının və s.-nin qabıqları və qabıqları kalsium karbonat CaCO3-dən ibarətdir. 70 kq ağırlığında bir insan bədənində kalsiumun miqdarı təxminən 1,7 kq təşkil edir (əsasən sümük toxumasının hüceyrələrarası maddəsində).

Qəbz

Sərbəst metal kalsium CaCl2 (75-80%) və KCl və ya CaCl2 və CaF2-dən ibarət ərimənin elektrolizi, həmçinin CaO-nun 1170-1200 °C-də alüminotermik reduksiyası yolu ilə əldə edilir:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Fiziki xassələri

Kalsium metalı iki allotropik modifikasiyada mövcuddur. 443 °C-ə qədər, ?-Ca kub üz mərkəzli qəfəslə (parametr a = 0,558 nm) sabitdir; nm). Standart entalpiya?H0 keçidi? > ? 0,93 kJ/mol təşkil edir.

Kimyəvi xassələri

Kalsium tipik bir qələvi torpaq metalıdır. Kalsiumun kimyəvi aktivliyi yüksəkdir, lakin bütün digər qələvi torpaq metallarından daha aşağıdır. O, havadakı oksigen, karbon qazı və rütubətlə asanlıqla reaksiya verir, buna görə də kalsium metalının səthi adətən tutqun boz olur, ona görə də laboratoriyada kalsium adətən digər qələvi torpaq metalları kimi sıx bağlanmış bankada bir təbəqənin altında saxlanılır. kerosin və ya maye parafin.

Standart potensiallar silsiləsində kalsium hidrogenin solunda yerləşir. Ca2+/Ca0 cütünün standart elektrod potensialı 2,84 V-dir, belə ki, kalsium su ilə aktiv şəkildə reaksiya verir, lakin alovlanmadan:

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

Kalsium normal şəraitdə aktiv qeyri-metallarla (oksigen, xlor, brom) reaksiya verir:

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

Havada və ya oksigendə qızdırıldıqda kalsium alovlanır. Kalsium qızdırıldıqda daha az aktiv qeyri-metallarla (hidrogen, bor, karbon, silisium, azot, fosfor və s.) reaksiya verir, məsələn:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

kalsium fosfidi), CaP və CaP5 kompozisiyalarının kalsium fosfidləri də məlumdur;

2Ca + Si = Ca2Si

(kalsium silisid), CaSi, Ca3Si4 və CaSi2 tərkiblərinin kalsium silisidləri də məlumdur.

Yuxarıda göstərilən reaksiyaların baş verməsi adətən sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur böyük miqdar istilik (yəni bu reaksiyalar ekzotermikdir). Qeyri-metallarla bütün birləşmələrdə kalsiumun oksidləşmə vəziyyəti +2-dir. Qeyri-metallarla kalsium birləşmələrinin əksəriyyəti su ilə asanlıqla parçalanır, məsələn:

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

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

Ca2+ ionu rəngsizdir. Alova həll olunan kalsium duzları əlavə edildikdə, alov kərpic qırmızısına çevrilir.

CaCl2 xlorid, CaBr2 bromid, CaI2 yodid və Ca(NO3)2 nitrat kimi kalsium duzları suda yaxşı həll olunur. Suda həll olunmayanlar ftorid CaF2, karbonat CaCO3, sulfat CaSO4, ortofosfat Ca3(PO4)2, oksalat CaC2O4 və digərləridir.

Kalsium karbonat CaCO3-dən fərqli olaraq, turşu kalsium karbonat (bikarbonat) Ca(HCO3)2-nin suda həll olması vacibdir. Təbiətdə buna gətirib çıxarır aşağıdakı proseslər. Karbon qazı ilə doymuş soyuq yağış və ya çay suyu yeraltına nüfuz etdikdə və əhəng daşına düşdükdə onların əriməsi müşahidə olunur:

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

Kalsium bikarbonatla doymuş suyun yerin səthinə çıxdığı və qızdırıldığı eyni yerlərdə günəş şüaları, əks reaksiya baş verir:

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

Təbiətdə böyük miqdarda maddələrin köçürülməsi belədir. Nəticədə, yerin altında nəhəng boşluqlar yarana bilər və mağaralarda gözəl daş "buzlaqlar" - stalaktitlər və stalaqmitlər əmələ gəlir.

Suda həll olunmuş kalsium bikarbonatın olması suyun müvəqqəti sərtliyini böyük ölçüdə müəyyən edir. Bu müvəqqəti adlanır, çünki su qaynayanda bikarbonat parçalanır və CaCO3 çökür. Bu fenomen, məsələn, zamanla çaydanda miqyas meydana gəlməsinə səbəb olur.

Kalsium metalının tətbiqi

Kalsium metalının əsas istifadəsi metalların, xüsusən nikel, mis və paslanmayan polad istehsalında azaldıcı maddə kimi istifadə olunur. Kalsium və onun hidridindən xrom, torium və uran kimi çətin reduksiya olunan metalların istehsalı üçün də istifadə olunur. Kalsium-qurğuşun ərintiləri batareyalarda və daşıyıcı ərintilərdə istifadə olunur. Kalsium qranulları vakuum cihazlarından hava izlərini çıxarmaq üçün də istifadə olunur.

Metallotermiya

Saf metal kalsium nadir metalların istehsalı üçün metallotermiyada geniş istifadə olunur.

Ərintilərin ərintiləri

Təmiz kalsium, akkumulyator lövhələrinin istehsalı üçün istifadə edilən qurğuşun ərintiləri üçün istifadə olunur və təmirsiz başlanğıc qurğuşun-turşu akkumulyatorları aşağı öz-özünə axıdılır. Həmçinin, metal kalsium yüksək keyfiyyətli kalsium babbitləri BKA istehsalı üçün istifadə olunur.

Nüvə sintezi

48Ca izotopu superağır elementlərin istehsalı və dövri cədvəldə yeni elementlərin kəşfi üçün ən effektiv və ən çox istifadə olunan materialdır. Məsələn, sürətləndiricilərdə həddindən artıq ağır elementlər istehsal etmək üçün 48Ca ionlarından istifadə edildikdə, bu elementlərin nüvələri digər "mərmilərdən" (ionlardan) istifadə edildikdən yüzlərlə və minlərlə dəfə daha səmərəli şəkildə formalaşır.

Kalsium birləşmələrinin tətbiqi

Kalsium hidrid. Kalsiumu hidrogen atmosferində qızdırmaqla metallurgiyada (metallotermiya) və tarlada hidrogen istehsalında istifadə olunan Cah3 (kalsium hidrid) alınır.

Optik və lazer materialları kalsium flüorid (flüorit) optikada monokristal şəklində (astronomik obyektivlər, linzalar, prizmalar) və kimi istifadə olunur. lazer materialı. Tək kristallar şəklində kalsium volfram (şeelit) lazer texnologiyasında, həmçinin sintilator kimi istifadə olunur.

Kalsium karbid. Kalsium karbid CaC2 asetilen istehsalı və metalların reduksiyasında, həmçinin kalsium siyanamidin istehsalında geniş istifadə olunur (kalsium karbidi azotda 1200 °C-də qızdırmaqla reaksiya ekzotermikdir, siyanamid sobalarında aparılır) .

Kimyəvi cərəyan mənbələri. Kalsium, eləcə də onun alüminium və maqnezium ilə ərintiləri ehtiyat termal elektrik batareyalarında anod kimi istifadə olunur (məsələn, kalsium-xromat elementi). Kalsium xromat belə batareyalarda katod kimi istifadə olunur. Belə akkumulyatorların özəlliyi uyğun vəziyyətdə son dərəcə uzun (onilliklər) saxlama müddəti, istənilən şəraitdə (kosmosda, yüksək təzyiqdə) işləmək qabiliyyəti, yüksək xüsusi enerjiçəki və həcmlə. Dezavantaj: qısa ömür. Bu cür batareyalar lazım olan yerlərdə istifadə olunur qısa müddətli böyük elektrik enerjisi yaratmaq (balistik raketlər, bəziləri kosmik gəmi və s.).

Yanğına davamlı materiallar. Kalsium oksidi həm sərbəst formada, həm də keramika qarışıqlarının bir hissəsi kimi odadavamlı materialların istehsalında istifadə olunur.

Dərmanlar. Kalsium birləşmələri antihistamin kimi geniş istifadə olunur.

Kalsium xlorid

Kalsium qlükonat

Kalsium qliserofosfat

Bundan əlavə, kalsium birləşmələri osteoporozun qarşısının alınması üçün dərmanlara daxildir vitamin kompleksləri hamilə qadınlar və yaşlılar üçün.

Bioloji rol

Kalsium bitkilərin, heyvanların və insanların bədənində ümumi bir makronutrientdir. İnsanlarda və digər onurğalılarda onun çox hissəsi skelet və dişlərdə fosfatlar şəklində olur. From müxtəlif formalar Kalsium karbonat (əhəng) onurğasızların əksər qruplarının (süngərlər, mərcan polipləri, mollyuskalar və s.) skeletlərindən ibarətdir. Kalsium ionları qanın laxtalanma proseslərində, həmçinin qanın sabit osmotik təzyiqinin təmin edilməsində iştirak edir. Kalsium ionları həm də universal ikinci xəbərçilərdən biri kimi xidmət edir və müxtəlif hüceyrədaxili prosesləri - əzələlərin daralmasını, ekzositozu, o cümlədən hormonların və neyrotransmitterlərin ifrazını və s. tənzimləyir. İnsan hüceyrələrinin sitoplazmasında kalsiumun konsentrasiyası təxminən 10?7 mol, hüceyrələrarası mayelərdə təxminən 10 ?3 mol.

Kalsiuma ehtiyac yaşdan asılıdır. Yetkinlər üçün tələb olunan gündəlik qəbul 800 ilə 1000 milliqram (mq), uşaqlar üçün isə 600 ilə 900 mq arasındadır ki, bu da skeletin intensiv böyüməsi səbəbindən uşaqlar üçün çox vacibdir. İnsan orqanizminə qida ilə daxil olan kalsiumun böyük hissəsi süd məhsullarında olur; Absorbsiya həm yoğun, həm də nazik bağırsaqlarda baş verir və asidik mühit, vitamin D və C vitamini, laktoza və doymamış yağ turşuları ilə asanlaşdırılır. Maqneziumun kalsium mübadiləsində rolu onun çatışmazlığı ilə vacibdir, kalsium sümüklərdən "yuyulur" və böyrəklərdə (böyrək daşları) və əzələlərdə yığılır.

Aspirin, oksalat turşusu və estrogen törəmələri kalsiumun udulmasına mane olur. Oksalik turşu ilə birləşdirildikdə, kalsium böyrək daşlarının tərkib hissəsi olan suda həll olunmayan birləşmələr əmələ gətirir.

Bununla əlaqəli çox sayda proseslər sayəsində qanda kalsiumun tərkibi dəqiq tənzimlənir və düzgün bəslənmə ilə çatışmazlıq yaranmır. Pəhrizdən uzun müddət qalmamaq kramplara, oynaq ağrılarına, yuxululuğa, böyümə qüsurlarına və qəbizliyə səbəb ola bilər. Daha dərin çatışmazlıq daimi əzələ kramplarına və osteoporoza səbəb olur. Qəhvə və spirtdən sui-istifadə kalsium çatışmazlığına səbəb ola bilər, çünki onun bir hissəsi sidikdə ifraz olunur.

Kalsium və D vitamininin həddindən artıq dozası hiperkalsemiyaya səbəb ola bilər, ardınca sümüklərin və toxumaların intensiv kalsifikasiyası (əsasən sidik sistemini təsir edir). Uzun müddət artıqlığı əzələ və sinir toxumalarının fəaliyyətini pozur, qanın laxtalanmasını artırır və sinkin sümük hüceyrələri tərəfindən udulmasını azaldır. Yetkinlər üçün maksimum gündəlik təhlükəsiz doza 1500-1800 milliqramdır.

Məhsullar Kalsium, mq/100 q

Susam 783

Gicitkən 713

Meşə mallow 505

Böyük bağayarpağı 412

Qalinsoqa 372

Yağda sardina 330

Budra sarmaşıq 289

Köpək gülü 257

Badam 252

Bağayarpağı lanceolist. 248

Fındıq 226

Amaranth toxumu 214

Su teresi 214

Quru soya 201

3 yaşa qədər uşaqlar - 600 mq.

4 yaşdan 10 yaşa qədər uşaqlar - 800 mq.

10 yaşdan 13 yaşa qədər uşaqlar - 1000 mq.

13 yaşdan 16 yaşa qədər yeniyetmələr - 1200 mq.

16 yaşdan yuxarı gənclər - 1000 mq.

25 yaşdan 50 yaşa qədər böyüklər - 800 ilə 1200 mq.

Hamilə və laktasiya edən qadınlar - 1500-2000 mq.

Nəticə

Kalsium yer üzündə ən bol elementlərdən biridir. Təbiətdə bunun çoxu var: dağ silsilələri və gil süxurlar kalsium duzlarından əmələ gəlir, dəniz və çay sularında olur, bitki və heyvan orqanizmlərinin bir hissəsidir.

Kalsium daim şəhər sakinlərini əhatə edir: demək olar ki, bütün əsas tikinti materialları - beton, şüşə, kərpic, sement, əhəng - bu elementi əhəmiyyətli miqdarda ehtiva edir.

Təbii ki, belə olması kimyəvi xassələri, kalsium təbiətdə sərbəst vəziyyətdə ola bilməz. Lakin kalsium birləşmələri - həm təbii, həm də süni - böyük əhəmiyyət kəsb etmişdir.

İstinadlar

1. Redaksiya heyəti: Knunyants I. L. (baş redaktor) Kimya ensiklopediyası: 5 cilddə - Moskva: Sovet Ensiklopediyası, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 s.

2. Doronin. N.A.Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 s. illüstrasiyalarla.

3. Dotsenko VA. - Müalicəvi və profilaktik qidalanma. - Sual. qidalanma, 2001 - N1-s.21-25

4. Bilezikian J. P. Kalsium və sümük metabolizması // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

Elm Dünyası

Kalsium kimyəvi elementlərin dövri cədvəlinin 4-cü qrupunun II əsas alt qrupunun metal elementidir. Qələvi torpaq metal ailəsinə aiddir. Xaricdə enerji səviyyəsi kalsium atomunda 2 qoşalaşmış s-elektron var

Hansı ki, o, kimyəvi qarşılıqlı təsirlər zamanı enerjili şəkildə verə bilir. Belə ki, kalsium reduksiyaedicidir və onun birləşmələrində +2 oksidləşmə vəziyyəti var, kalsium yalnız duzlar şəklində olur. Yer qabığında kalsiumun kütlə payı 3,6% təşkil edir. Əsas təbii kalsium mineralı kalsit CaCO3 və onun növləri - əhəngdaşı, təbaşir, mərmərdir. Canlı orqanizmlər də var (məsələn, mərcanlar), onların onurğası əsasən kalsium karbonatdan ibarətdir. Həmçinin mühüm kalsium mineralları dolomit CaCO3 MgCO3, flüorit CaF2, gips CaSO4 2h3O, apatit, feldispat və s. Kalsium canlı orqanizmlərin həyatında mühüm rol oynayır. İnsan orqanizmində kalsiumun kütlə payı 1,4-2% təşkil edir. Dişlərin, sümüklərin, digər toxumaların və orqanların bir hissəsidir, qanın laxtalanması prosesində iştirak edir və ürək fəaliyyətini stimullaşdırır. Bədəni kifayət qədər kalsiumla təmin etmək üçün mütləq süd və süd məhsulları, yaşıl tərəvəzlər və balıq istehlak etməlisiniz. Olduqca sərt, plastikdir, sıxlığı 1,54 q/sm3 və ərimə nöqtəsi 842? C. Kimyəvi cəhətdən kalsium çox aktivdir. Normal şəraitdə havadakı oksigen və nəmlə asanlıqla qarşılıqlı əlaqədə olur, buna görə də hermetik şəkildə bağlanmış qablarda saxlanılır. Havada qızdırıldıqda kalsium alovlanır və oksid əmələ gətirir: 2Ca + O2 = 2CaO kalsium qızdırıldığında xlor və bromla, hətta soyuqda da flüorla reaksiya verir. Bu reaksiyaların məhsulları müvafiq halidlərdir, məsələn: Ca + Cl2 = CaCl2, kalsium kükürdlə qızdırıldığında, kalsium sulfid əmələ gəlir: Ca + S = CaS su ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilər az həll olunan kalsium hidroksidinin əmələ gəlməsinə və hidrogen qazının ayrılmasına səbəb olur: Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 Kalsium metalı geniş istifadə olunur. Polad və ərintilərin istehsalında rozet kimi, bəzi odadavamlı metalların istehsalı üçün azaldıcı maddə kimi istifadə olunur.

Kalsium ərinmiş kalsium xloridinin elektrolizi ilə əldə edilir. Beləliklə, kalsium ilk dəfə 1808-ci ildə Humphry Davy tərəfindən əldə edilmişdir.

worldofscience.ru

kalsium- Dövri Cədvəlin 4-cü dövrün elementi və PA qrupu, seriya nömrəsi 20. Elektron düstur atom [ 18 Ar]4s 2 , oksidləşmə vəziyyəti +2 və 0. Qələvi torpaq metallarına aiddir. Aşağı elektronmənfiliyə (1.04) malikdir və metal (əsas) xassələri nümayiş etdirir. Çoxlu duzlar və ikili birləşmələr əmələ gətirir (kation kimi). Bir çox kalsium duzları suda az həll olunur. Təbiətdə - altıncı Kimyəvi bolluq baxımından element (metallar arasında üçüncü) bağlı formada olur. Həyati mühüm element bütün orqanizmlər üçün torpaqda kalsium çatışmazlığı əhəng gübrələrinin (CaC0 3, CaO, kalsium siyanamid CaCN 2 və s.) tətbiqi ilə kompensasiya edilir. Kalsium, kalsium kationu və onun birləşmələri qaz ocağının alovunu tünd narıncı rəngə boyanır ( keyfiyyət aşkarlanması).

Kalsium Ca

Gümüş-ağ metal, yumşaq, çevik. Rütubətli havada o, solur və CaO və Ca(OH) təbəqəsi ilə örtülür 2. Çox reaktivdir; havada qızdırıldıqda alovlanır, hidrogen, xlor, kükürd və qrafitlə reaksiya verir:

Digər metalları oksidlərindən azaldır (sənaye baxımından əhəmiyyətli bir üsul - kalsiumtermiya):

Qəbz içində kalsium sənaye:

Kalsium qeyri-metal çirkləri çıxarmaq üçün istifadə olunur metal ərintiləri, yüngül və antifriksion ərintilərin tərkib hissəsi kimi, nadir metalları oksidlərindən təcrid etmək üçün.

Kalsium oksidi CaO

Əsas oksid. Texniki ad sönməmiş əhəng. Ağ, çox hiqroskopik. Ca 2+ O 2- ion quruluşuna malikdir. Odadavamlı, termal cəhətdən sabit, alışdıqda uçucu. Havadan nəm və karbon qazını udur. Su ilə güclü reaksiya verir (yüksək ekzo- təsiri), güclü qələvi məhlul əmələ gətirir (hidroksid çöküntüsü mümkündür), bu proses əhəng söndürmə adlanır. Turşular, metal və qeyri-metal oksidləri ilə reaksiya verir. Digər kalsium birləşmələrinin sintezində, Ca(OH) 2, CaC 2 və mineral gübrələrin istehsalında, metallurgiyada flux, üzvi sintezdə katalizator və tikintidə bağlayıcı materialların tərkib hissəsi kimi istifadə olunur.

Ən vacib reaksiyaların tənlikləri:

Qəbz Sao sənayedə— əhəng daşının yandırılması (900-1200 °C):

CaCO3 = CaO + CO2

Kalsium hidroksid Ca(OH) 2

Əsas hidroksid. Texniki adı söndürülmüş əhəngdir. Ağ, hiqroskopik. İon quruluşuna malikdir: Ca 2+ (OH -) 2. Orta dərəcədə qızdırıldıqda parçalanır. Havadan nəm və karbon qazını udur. Soyuq suda bir az həll olunur (qələvi məhlul əmələ gəlir), qaynar suda isə daha az həll olunur. Şəffaf bir məhlul (əhəng suyu) hidroksid çöküntüsü səbəbindən tez buludlu olur (süspansiyon əhəng südü adlanır). Ca 2+ ionuna keyfiyyətli reaksiya, karbon qazının CaCO 3 çöküntüsünün görünüşü ilə əhəng suyundan keçməsi və məhlula keçməsidir. Turşular və turşu oksidləri ilə reaksiya verir, ion mübadiləsi reaksiyalarına girir. Şüşə, ağardıcı əhəng, əhəng mineral gübrələrinin istehsalında, sodanın kaustikləşdirilməsi və şirin suyun yumşaldılmasında, həmçinin əhəng hazırlanmasında istifadə olunur. minaatanlar- daş və daş üçün bağlayıcı material kimi xidmət edən xəmir kimi qarışıqlar (qum + sönmüş əhəng + su) kərpic işləri, divarların bitirilməsi (suvaqlanması) və digər tikinti məqsədləri. Bu cür məhlulların sərtləşməsi (“sabitləşməsi”) havadan karbon qazının udulması ilə əlaqədardır.

Elektromənfilik 1.00 (Paulinq şkalası) Elektrod potensialı −2,76 Oksidləşmə halları 2 İonlaşma enerjisi
(ilk elektron) 589,4 (6,11) kJ/mol (eV) Sadə maddənin termodinamik xassələri Sıxlıq (normal şəraitdə) 1,55 q/sm³ Ərimə nöqtəsi 1112 K; 838.85 °C Qaynama nöqtəsi 1757 K; 1483.85 °C Ud. birləşmə istiliyi 9,20 kJ/mol Ud. buxarlanma istiliyi 153,6 kJ/mol Molar istilik tutumu 25,9 J/(K mol) Molar həcm 29,9 sm³/mol Sadə bir maddənin kristal qəfəsi Şəbəkə quruluşu kub üz mərkəzli Şəbəkə parametrləri 5,580 Debye temperaturu 230 Digər xüsusiyyətlər İstilik keçiriciliyi (300 K) (201) Vt/(m K) CAS nömrəsi 7440-70-2 Emissiya spektri

Adın tarixi və mənşəyi

Elementin adı lat hərfindən gəlir. calx (genitiv vəziyyətdə calcis) - "əhəng", "yumşaq daş". 1808-ci ildə elektrolitik üsulla kalsium metalını təcrid edən ingilis kimyaçısı Humphry Davy tərəfindən təklif edilmişdir. Davy anod kimi xidmət edən platin boşqabda yaş sönmüş əhəng qarışığını elektrolizə məruz qoydu. Katod mayeyə batırılmış platin məftil idi. Elektroliz nəticəsində kalsium amalgam əldə edilmişdir. Ondan civə distillə edərək Davy kalsium adlı bir metal əldə etdi.

İzotoplar

Kalsium təbiətdə altı izotopun qarışığı şəklində olur: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca və 48 Ca, bunlardan ən çox yayılmışı - 40 Ca - 96,97% təşkil edir. Kalsium nüvələrində sehrli sayda proton var: Z= 20. İzotoplar 40
20 Ca20
48
20 Ca28
təbiətdə mövcud olan beş ikiqat sehrli nüvədən ikisidir.

Kalsiumun altı təbii izotopundan beşi sabitdir. Altıncı izotop 48 Ca, altının ən ağırı və çox nadirdir (onun izotopik bolluğu cəmi 0,187%), yarımparçalanma müddəti (4,39 ± 0,58)⋅10 19 il olan ikiqat beta parçalanmasına məruz qalır.

Daşlarda və minerallarda

Yer qabığında güclü şəkildə miqrasiya edən və müxtəlif geokimyəvi sistemlərdə toplanan kalsium 385 mineral (mineralların sayına görə dördüncü yeri) əmələ gətirir.

Kalsiumun çox hissəsi müxtəlif süxurların (qranitlər, qneyslər və s.) silikatlarında və alüminosilikatlarında, xüsusən də feldispatda - anortit Ca-da olur.

Kalsit CaCO 3 , anhidrit CaSO 4 , alebastr CaSO 4 ·0,5H 2 O və gips CaSO 4 ·2H 2 O, flüorit CaF 2 , apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), dolomit kimi kalsium mineralları MgCO 3 · CaCO 3 . Təbii suda kalsium və maqnezium duzlarının olması onun sərtliyini müəyyən edir.

Əsasən kriptokristal kalsitdən ibarət çöküntü süxuru əhəngdaşıdır (onun növlərindən biri təbaşirdir). Regional metamorfizm əhəng daşını mərmərə çevirir.

Yer qabığında miqrasiya

Kalsiumun təbii miqrasiyasında, həll olunan bikarbonatın meydana gəlməsi ilə kalsium karbonatın su və karbon dioksid ilə qarşılıqlı təsirinin geri dönən reaksiyası ilə əlaqəli "karbonat tarazlığı" mühüm rol oynayır:

C a C O 3 + H 2 O + C O 2 ⇄ C a (H C O 3) 2 ⇄ C a 2 + + 2 H C O 3 − (\displaystyle (\mathsf (CaCO_(3)+H_(2)O+CO_(2) )\sağa doğru Ca(HCO_(3))_(2)\sağsol Ca^(2+)+2HCO_(3)^(-))))

(karbon qazının konsentrasiyasından asılı olaraq tarazlıq sola və ya sağa sürüşür).

Biogen miqrasiya böyük rol oynayır.

Biosferdə

Kalsium birləşmələri demək olar ki, bütün heyvan və bitki toxumalarında olur (aşağıya bax). Əhəmiyyətli miqdarda kalsium canlı orqanizmlərdə olur. Beləliklə, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH və ya başqa bir qeyddə 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca(OH) 2 onurğalıların, o cümlədən insanların sümük toxumasının əsasını təşkil edir; Bir çox onurğasızların, yumurta qabığının və s. qabıqları və qabıqları kalsium karbonat CaCO 3-dən ibarətdir. İnsan və heyvanların canlı toxumalarında 1,4-2% Ca (kütləvi payla) olur; 70 kq ağırlığında bir insan bədənində kalsiumun miqdarı təxminən 1,7 kq təşkil edir (əsasən sümük toxumasının hüceyrələrarası maddəsində).

Qəbz

Sərbəst metal kalsium CaCl 2 (75-80%) və KCl və ya CaCl 2 və CaF 2-dən ibarət ərimənin elektrolizi, eləcə də CaO-nun 1170-1200 ° C-də alüminotermik reduksiyası yolu ilə əldə edilir. 4 C a O + 2 A l → C a A l 2 O 4 + 3 C a (\displaystyle (\mathsf (4CaO+2Al\sağ arrow CaAl_(2)O_(4)+3Ca))

Fiziki xassələri

Kalsium metalı iki allotropik modifikasiyada mövcuddur. 443 °C-ə qədər sabitdir α-Ca kub üz mərkəzli qəfəs ilə (parametr A= 0,558 nm), daha sabitdir β-Ca kub bədən mərkəzli qəfəs növü ilə α-Fe(parametr a= 0,448 nm). Standart entalpiya Δ H 0 (\displaystyle \Delta H^(0)) keçid α → β 0,93 kJ/mol təşkil edir.

Təzyiqin tədricən artması ilə o, yarımkeçiricinin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməyə başlayır, lakin sözün tam mənasında yarımkeçiriciyə çevrilmir (o da artıq metal deyil). Təzyiqin daha da artması ilə o, metal vəziyyətinə qayıdır və super keçiricilik xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməyə başlayır (süperkeçiriciliyin temperaturu civənin temperaturundan altı dəfə yüksəkdir və keçiricilikdə bütün digər elementləri xeyli üstələyir). Kalsiumun unikal davranışı bir çox cəhətdən stronsiuma bənzəyir (yəni dövri cədvəldə paralellər qorunub saxlanılır).

Kimyəvi xassələri

Standart potensiallar silsiləsində kalsium hidrogenin solunda yerləşir. Ca 2+ /Ca 0 cütünün standart elektrod potensialı −2,84 V-dir, belə ki, kalsium su ilə aktiv şəkildə reaksiya verir, lakin alovlanmadan:

C a + 2 H 2 O → C a (OH) 2 + H 2.

(\displaystyle (\mathsf (Ca+2H_(2)O\sağ ox Ca(OH)_(2)+H_(2)\yuxarı ox.)))

Suda həll olunmuş kalsium bikarbonatın olması suyun müvəqqəti sərtliyini böyük ölçüdə müəyyən edir. Bu müvəqqəti adlanır, çünki su qaynayanda bikarbonat parçalanır və CaCO 3 çökür. Bu fenomen, məsələn, zamanla çaydanda miqyas meydana gəlməsinə səbəb olur.

Kalsium metalının əsas istifadəsi metalların, xüsusən nikel, mis və paslanmayan polad istehsalında azaldıcı maddə kimi istifadə olunur. Kalsium və onun hidridindən xrom, torium və uran kimi çətin reduksiya olunan metalların istehsalı üçün də istifadə olunur. Kalsium və qurğuşun ərintiləri bəzi növ batareyalarda və podşipniklərin istehsalında istifadə olunur. Kalsium qranulları vakuum cihazlarından hava izlərini çıxarmaq üçün də istifadə olunur. Saf metal kalsium nadir torpaq elementlərinin istehsalı üçün metallotermiyada geniş istifadə olunur.

Kalsium metallurgiyada alüminiumla birlikdə və ya onunla birlikdə poladın deoksidləşməsi üçün geniş istifadə olunur. Kalsium tərkibli naqillərlə sobadankənar emal, kalsiumun əridin fiziki-kimyəvi vəziyyətinə, metalın makro və mikro strukturuna, metal məmulatlarının keyfiyyətinə və xassələrinə multifaktorial təsiri səbəbindən aparıcı mövqe tutur və ayrılmaz bir elementdir. polad istehsalı texnologiyasının bir hissəsidir. Müasir metallurgiyada kalsiumu əriməyə daxil etmək üçün inyeksiya məftilindən istifadə olunur ki, bu da kalsium (bəzən silikokalsium və ya alüminokalsium) polad qabığında toz və ya preslənmiş metal şəklindədir. Deoksidləşmə (poladda həll olunan oksigenin çıxarılması) ilə yanaşı, kalsiumun istifadəsi təbiəti, tərkibi və forması baxımından əlverişli olan və sonrakı texnoloji əməliyyatlar zamanı məhv edilməyən qeyri-metal daxilolmaları əldə etməyə imkan verir.

48 Ca izotopu superağır elementlərin istehsalı və dövri sistemin yeni elementlərinin kəşfi üçün effektiv və ən çox istifadə olunan materiallardan biridir. Çünki kalsium-48 ikiqat sehrli nüvədir, ona görə də onun sabitliyi onun yüngül nüvə üçün kifayət qədər neytronla zəngin olmasına imkan verir; super ağır nüvələrin sintezi üçün artıq neytron tələb olunur.

Bioloji rol

Qanda kalsiumun konsentrasiyası çox sayda həyati proseslər üçün əhəmiyyətinə görə dəqiq tənzimlənir və düzgün bəslənmə və az yağlı süd məhsulları və D vitamininin adekvat istehlakı ilə çatışmazlıq yaranmır. Qidada kalsium və/və ya D vitamininin uzun müddət çatışmazlığı osteoporoz riskini artırır, körpəlikdə isə raxit xəstəliyinə səbəb olur.

Qeydlər

  1. Brinell sərtliyi 200-300 MPa
  2. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Qlenda O'Konnor, Tomas Uolçik, Şiqe Yoneda, Xiang-Kun Çju. Elementlərin atom çəkiləri 2011 (IUPAC Texniki Hesabatı) // Saf və Tətbiqi Kimya. - 2013. - Cild. 85, yox. 5. - S. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  3. Redaksiya heyəti: Knunyants I. L. (baş redaktor). Kimya ensiklopediyası: 5 cilddə - Moskva: Sovet Ensiklopediyası, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 s. - 100.000 nüsxə.
  4. Riley J.P. və Skirrow G. Kimyəvi Okeanoqrafiya V. 1, 1965.
  5. Pritychenko B.İkiqat beta çürüməsinin qiymətləndirilmiş yarım ömrünün sistematikası // Nüvə məlumat vərəqləri. - 2014. - İyun (cild 120). - səh. 102-105. - ISSN 0090-3752. - DOI:10.1016/j.nds.2014.07.018.[düzəltmək]
  6. Pritychenko B. Qəbul edilmiş İkiqat Beta (ββ) Tənəzzül Dəyərlərinin Siyahısı (müəyyən edilməmiş) . Milli Nüvə Məlumat Mərkəzi, Brookhaven Milli Laboratoriyası. 6 dekabr 2015-ci ildə alınıb.
  7. Kimyaçının kitabçası / Redaksiya şurası: Nikolsky B. P. et al. - 2-ci nəşr, yenidən işlənmiş. - M.-L.: Kimya, 1966. - T. 1. - 1072 s.
  8. Qəzet. RU: Təzyiq elementləri
  9. Kalsium // Böyük Sovet Ensiklopediyası: [30 cilddə] / ç. red. A. M. Proxorov. - 3-cü nəşr. - M.: Sovet Ensiklopediyası, 1969-1978.
  10. Dyudkin D.A., Kisilenko V.V. Mürəkkəb doldurucu SK40 (Rus) ilə özlü teldən kalsiumun udulmasına müxtəlif amillərin təsiri // Elektrometallurgiya: jurnal. - 2009. - May (No5). - S. 2-6.
  11. Mixaylov G. G., Chernova L. A. Poladın kalsium və alüminium ilə deoksidləşmə proseslərinin termodinamik təhlili (rus) // Elektrometallurgiya: jurnal. - 2008. - Mart (No3). - S. 6-8.
  12. Nüvənin qabıq modeli
  13. Tibb İnstitutu (ABŞ) Vitamin D və Kalsium üçün Qida İstinad Qəbullarını Nəzərdən keçirən Komitəsi; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, redaktorlar (2011).

Kalsium kimyəvi elementlərin dövri cədvəlinin dördüncü dövrünün ikinci qrupun əsas yarımqrupunun elementidir, atom nömrəsi 20. Ca (lat. Kalsium) simvolu ilə işarələnir. Sadə maddə kalsium (CAS nömrəsi: 7440-70-2) gümüşü-ağ rəngli yumşaq, reaktiv qələvi torpaq metalıdır.

Adın tarixi və mənşəyi

Elementin adı lat hərfindən gəlir. calx (genitiv halda calcis) - "əhəng", "yumşaq daş". 1808-ci ildə elektrolitik üsulla kalsium metalını təcrid edən ingilis kimyaçısı Humphry Davy tərəfindən təklif edilmişdir. Davy anod rolunu oynayan platin boşqabda yaş söndürülmüş əhəng və civə oksidi HgO qarışığını elektroliz etdi. Katod maye civəyə batırılmış platin məftil idi. Elektroliz nəticəsində kalsium amalgam əldə edilmişdir. Ondan civə distillə edərək Davy kalsium adlı bir metal əldə etdi.
Kalsium birləşmələri - əhəngdaşı, mərmər, gips (eləcə də əhəng - əhəngdaşı yandırma məhsulu) bir neçə min il əvvəl tikintidə istifadə edilmişdir. 18-ci əsrin sonlarına qədər kimyaçılar əhəngi sadə bərk maddə hesab edirdilər. 1789-cu ildə A.Lavoisier əhəng, maqnezium, barit, alüminium oksidi və silisiumun mürəkkəb maddələr olduğunu irəli sürdü.

Qəbz

Sərbəst metal kalsium, CaCl 2 (75-80%) və KCl və ya CaCl 2 və CaF 2-dən ibarət ərimənin elektrolizi, həmçinin CaO-nun 1170-1200 ° C-də alüminotermik reduksiyası ilə əldə edilir:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Fiziki xassələri

Kalsium metalı iki allotropik modifikasiyada mövcuddur. 443 °C-ə qədər, kub üz mərkəzli qəfəsli α-Ca (parametr a = 0,558 nm) α-Fe tipli kub bədən mərkəzli qəfəs ilə β-Ca sabitdir (parametr a = 0,448 nm) daha stabil. α → β keçidinin standart entalpiyası ΔH 0 0,93 kJ/mol təşkil edir.
Təzyiqin tədricən artması ilə o, yarımkeçiricinin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməyə başlayır, lakin sözün tam mənasında yarımkeçiriciyə çevrilmir (o da artıq metal deyil). Təzyiqin daha da artması ilə o, metal vəziyyətinə qayıdır və super keçiricilik xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməyə başlayır (süperkeçiriciliyin temperaturu civənin temperaturundan altı dəfə yüksəkdir və keçiricilikdə bütün digər elementləri xeyli üstələyir). Kalsiumun unikal davranışı bir çox cəhətdən stronsiuma bənzəyir (yəni, dövri cədvəldə paralellər qalır).

Kimyəvi xassələri

Kalsium tipik bir qələvi torpaq metalıdır. Kalsiumun kimyəvi aktivliyi yüksəkdir, lakin bütün digər qələvi torpaq metallarından daha aşağıdır. O, havadakı oksigen, karbon qazı və rütubətlə asanlıqla reaksiya verir, buna görə də kalsium metalının səthi adətən tutqun boz olur, ona görə də laboratoriyada kalsium adətən digər qələvi torpaq metalları kimi sıx bağlanmış bankada bir təbəqənin altında saxlanılır. kerosin və ya maye parafin.