कैल्शियम किसके साथ परस्पर क्रिया करता है। कैल्शियम के भौतिक गुण

आवधिक प्रणाली के सभी तत्वों में, उनमें से कई को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जिसके बिना न केवल जीवित जीवों में विभिन्न रोग विकसित होते हैं, बल्कि सामान्य रूप से रहना और विकसित होना असंभव है। इन्हीं में से एक है कैल्शियम।

दिलचस्प बात यह है कि जब इस धातु की बात आती है तो एक साधारण पदार्थ के रूप में इसका मनुष्यों के लिए कोई लाभ नहीं है, यहां तक ​​कि नुकसान भी नहीं है। हालांकि, किसी को केवल Ca 2+ आयनों का उल्लेख करना है, और तुरंत उनके महत्व को दर्शाने वाले बहुत सारे बिंदु हैं।

आवर्त प्रणाली में कैल्शियम की स्थिति

कैल्शियम का लक्षण वर्णन, किसी भी अन्य तत्व की तरह, आवर्त सारणी में इसकी स्थिति के संकेत के साथ शुरू होता है। आखिरकार, किसी दिए गए परमाणु के बारे में बहुत कुछ सीखना संभव हो जाता है:

• परमाणु प्रभार;
• इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन, न्यूट्रॉन की संख्या;
• ऑक्सीकरण अवस्था, उच्चतम और निम्नतम;
• इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन और अन्य महत्वपूर्ण चीजें।

जिस तत्व पर हम विचार कर रहे हैं वह दूसरे समूह के चौथे बड़े आवर्त में स्थित है, मुख्य उपसमूह और इसकी क्रम संख्या 20 है। साथ ही, रासायनिक आवर्त सारणी कैल्शियम के परमाणु भार को दर्शाती है - 40.08, जो मौजूदा का औसत मूल्य है किसी दिए गए परमाणु के समस्थानिक।

ऑक्सीकरण अवस्था एक है, हमेशा स्थिर, +2 के बराबर। फॉर्मूला सीएओ। तत्व का लैटिन नाम कैल्शियम है, इसलिए Ca परमाणु का प्रतीक है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में कैल्शियम की विशेषता

सामान्य परिस्थितियों में, यह तत्व चांदी-सफेद धातु है। एक साधारण पदार्थ के रूप में कैल्शियम का सूत्र Ca है। इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह विभिन्न वर्गों से संबंधित कई यौगिक बनाने में सक्षम है।

एकत्रीकरण की एक ठोस अवस्था में, यह मानव शरीर में शामिल नहीं है, इसलिए, यह औद्योगिक और तकनीकी जरूरतों (मुख्य रूप से रासायनिक संश्लेषण) के लिए महत्वपूर्ण है।

यह पृथ्वी की पपड़ी में सबसे व्यापक धातुओं में से एक है, लगभग 1.5%। यह क्षारीय मिट्टी के समूह से संबंधित है, क्योंकि पानी में घुलने पर यह क्षार देता है, लेकिन प्रकृति में यह कई खनिजों और लवणों के रूप में होता है। समुद्री जल की संरचना में बहुत सारा कैल्शियम (400 mg / l) शामिल होता है।

क्रिस्टल सेल

कैल्शियम की विशेषता को क्रिस्टल जाली की संरचना द्वारा समझाया गया है, जो दो प्रकार का हो सकता है (चूंकि एक अल्फा और बीटा रूप है):

• घन चेहरा केंद्रित;
• बड़ा

अणु में बंधन का प्रकार धात्विक होता है, जाली स्थलों में, जैसा कि सभी धातुओं में होता है, परमाणु-आयन होते हैं।

प्रकृति में होना

प्रकृति में कई बुनियादी पदार्थ हैं जिनमें यह तत्व होता है।

1. समुद्र का पानी।
2. चट्टानें और खनिज।
3. जीवित जीव (गोले और गोले, हड्डी के ऊतक, और इसी तरह)।
4. पृथ्वी की पपड़ी में भूजल।

निम्नलिखित प्रकार की चट्टानों और खनिजों की पहचान की जा सकती है, जो कैल्शियम के प्राकृतिक स्रोत हैं।

1. डोलोमाइट कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट का मिश्रण है।
2. फ्लोराइट कैल्शियम फ्लोराइड है।
3. जिप्सम - CaSO 4 2H 2 O.
4. कैल्साइट - चाक, चूना पत्थर, संगमरमर - कैल्शियम कार्बोनेट।
5. अलबास्टर - सीएएसओ 4 0.5 एच 2 ओ।
6. उदासीनता।

कुल मिलाकर, लगभग 350 विभिन्न खनिज और चट्टानें अलग-थलग हैं, जिनमें कैल्शियम होता है।

प्राप्त करने के तरीके

लंबे समय तक, धातु को मुक्त रूप में अलग करना संभव नहीं था, क्योंकि इसकी रासायनिक गतिविधि अधिक है, प्रकृति में आप इसे शुद्ध रूप में नहीं पा सकते हैं। इसलिए, 19वीं शताब्दी (1808) तक, प्रश्न में तत्व आवर्त सारणी द्वारा किया गया एक और रहस्य था।

अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी कैल्शियम को धातु के रूप में संश्लेषित करने में सक्षम थे। यह वह था जिसने पहली बार विद्युत प्रवाह के साथ ठोस खनिजों और लवणों के पिघलने की विशेषताओं की खोज की थी। आज तक, इस धातु को प्राप्त करने का सबसे प्रासंगिक तरीका इसके लवणों का इलेक्ट्रोलिसिस है, जैसे:

• कैल्शियम और पोटेशियम क्लोराइड का मिश्रण;
• फ्लोराइड और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण।

एल्युमिनोथर्मी विधि का उपयोग करके इसके ऑक्साइड से कैल्शियम निकालना भी संभव है, जो धातु विज्ञान में व्यापक है।

भौतिक गुण

कैल्शियम की भौतिक विशेषताओं को कई बिंदुओं में वर्णित किया जा सकता है।

1. भौतिक अवस्था - सामान्य परिस्थितियों में ठोस।
2. गलनांक - 842 0 .
3. धातु नरम होती है और इसे चाकू से काटा जा सकता है।
4. रंग - चांदी सफेद, चमकदार।
5. अच्छा प्रवाहकीय और गर्मी-संचालन गुण रखता है।
6. लंबे समय तक गर्म करने के साथ, यह एक तरल में बदल जाता है, फिर एक वाष्पशील अवस्था में, इसके धात्विक गुणों को खो देता है। क्वथनांक 1484 0 है।

कैल्शियम के भौतिक गुणों में एक विशेषता है। जब किसी धातु पर दबाव डाला जाता है, तो वह किसी समय अपने धात्विक गुणों और बिजली के संचालन की क्षमता को खो देता है। हालांकि, प्रभाव में और वृद्धि के साथ, यह फिर से बहाल हो जाता है और खुद को सुपरकंडक्टर के रूप में प्रकट करता है, इन संकेतकों के संदर्भ में अन्य तत्वों से कई गुना अधिक होता है।

रासायनिक गुण

इस धातु की गतिविधि बहुत अधिक है। इसलिए, कैल्शियम में प्रवेश करने वाले कई इंटरैक्शन हैं। सभी अधातुओं के साथ अभिक्रियाएँ उसके लिए सामान्य हैं, क्योंकि वह अपचायक के रूप में बहुत प्रबल है।

1. सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से संबंधित बाइनरी यौगिकों के गठन के साथ प्रतिक्रिया करता है: हैलोजन, ऑक्सीजन।
2. गर्म होने पर: हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन, फास्फोरस, बोरॉन, सल्फर और अन्य।
3. खुली हवा में, यह तुरंत कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन के साथ संपर्क करता है, इसलिए यह एक भूरे रंग के खिलने के साथ कवर हो जाता है।
4. एसिड के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, कभी-कभी सूजन के साथ।

जब लवण की संरचना की बात आती है तो कैल्शियम के दिलचस्प गुण प्रकट होते हैं। तो, छत और दीवारों पर उगने वाली खूबसूरत गुफाएं, भूजल के अंदर की प्रक्रियाओं के प्रभाव में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट से समय के साथ बनने से ज्यादा कुछ नहीं है।

यह देखते हुए कि धातु अपनी सामान्य अवस्था में कितनी सक्रिय है, इसे क्षारीय जैसे प्रयोगशालाओं में संग्रहित किया जाता है। अंधेरे कांच के बने पदार्थ में, कसकर बंद ढक्कन के साथ और मिट्टी के तेल या पैराफिन की एक परत के नीचे।

कैल्शियम आयन के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया एक सुंदर, समृद्ध ईंट-लाल रंग में लौ का रंग है। इसके कुछ लवण (कैल्शियम कार्बोनेट, फ्लोराइड, सल्फेट, फॉस्फेट, सिलिकेट, सल्फाइट) की अघुलनशील वर्षा द्वारा यौगिकों की संरचना में धातु की पहचान करना भी संभव है।

धातु कनेक्शन

धातु यौगिकों की किस्में इस प्रकार हैं:

• ऑक्साइड;
• हाइड्रॉक्साइड;
• कैल्शियम लवण (मध्यम, अम्लीय, मूल, दोहरा, जटिल)।

CaO के रूप में जाना जाने वाला कैल्शियम ऑक्साइड निर्माण सामग्री (चूना) बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है। यदि आप ऑक्साइड को पानी से बुझाते हैं, तो आपको संबंधित हाइड्रॉक्साइड मिलता है, जो क्षार के गुणों को प्रदर्शित करता है।

बड़े व्यावहारिक महत्व के विभिन्न कैल्शियम लवण हैं जिनका उपयोग अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है। किस प्रकार के लवण मौजूद हैं, हम पहले ही ऊपर उल्लेख कर चुके हैं। हम इन यौगिकों के प्रकारों के उदाहरण देंगे।

1. मध्यम लवण - कार्बोनेट CaCO 3, फॉस्फेट Ca 3 (PO 4) 2 और अन्य।
2. अम्लीय - हाइड्रोसल्फेट CaHSO4.
3. मूल - बाइकार्बोनेट (CaOH) 3 पीओ 4।
4. कॉम्प्लेक्स - सीएल 2.
5. डबल - 5Ca (नं 3) 2 * NH 4 NO 3 * 10H 2 O।

यह इस वर्ग के यौगिकों के रूप में है कि कैल्शियम जैविक प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि लवण शरीर के लिए आयनों का स्रोत हैं।

जैविक भूमिका

कैल्शियम मानव शरीर के लिए क्यों जरूरी है? कई कारण हैं।

1. यह इस तत्व के आयन हैं जो अंतरकोशिकीय पदार्थ और ऊतक द्रव का हिस्सा हैं, उत्तेजना तंत्र के नियमन में भाग लेते हैं, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर का उत्पादन करते हैं।
2. कैल्शियम हड्डियों, दांतों के इनेमल में शरीर के कुल वजन के लगभग 2.5% की मात्रा में जमा होता है। यह काफी है और इन संरचनाओं को मजबूत करने, उनकी ताकत और स्थिरता बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके बिना जीव का विकास असंभव है।
3. रक्त का थक्का बनना भी आयनों पर निर्भर करता है।
4. यह हृदय की मांसपेशी का हिस्सा है, जो इसके उत्तेजना और संकुचन में भाग लेता है।
5. एक्सोसाइटोसिस और अन्य इंट्रासेल्युलर परिवर्तनों की प्रक्रियाओं में भाग लेता है।

यदि कैल्शियम की खपत की मात्रा पर्याप्त नहीं है, तो रोगों का विकास जैसे:

• रिकेट्स;
• ऑस्टियोपोरोसिस;
• रक्त रोग।

एक वयस्क के लिए दैनिक मानदंड 1000 मिलीग्राम है, और 9 वर्ष की आयु के बच्चों के लिए - 1300 मिलीग्राम। शरीर में इस तत्व की अधिकता को रोकने के लिए, आपको निर्दिष्ट खुराक से अधिक नहीं होना चाहिए। अन्यथा, आंत्र रोग विकसित हो सकता है।

अन्य सभी जीवित चीजों के लिए कैल्शियम समान रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, हालांकि कई के पास कंकाल नहीं है, उन्हें मजबूत करने के बाहरी साधन भी इस धातु की संरचनाएं हैं। उनमें से:

• शंख;
• मसल्स और सीप;
• स्पंज;
• मूंगा जंतु।

वे सभी अपनी पीठ पर पहने जाते हैं या, सिद्धांत रूप में, जीवन की प्रक्रिया में एक प्रकार का बाहरी कंकाल बनाते हैं जो उन्हें बाहरी प्रभावों और शिकारियों से बचाता है। इसका मुख्य घटक कैल्शियम लवण है।

मनुष्यों की तरह, कशेरुकाओं को सामान्य वृद्धि और विकास के लिए आयनों की आवश्यकता होती है और उन्हें भोजन के साथ प्राप्त करते हैं।

ऐसे कई विकल्प हैं जिनके साथ शरीर में किसी तत्व के लापता मानदंड को फिर से भरना संभव है। सबसे अच्छा, निश्चित रूप से, प्राकृतिक तरीके - वांछित परमाणु वाले उत्पाद। हालांकि, अगर किसी कारण से यह अपर्याप्त या असंभव है, तो चिकित्सा मार्ग भी स्वीकार्य है।

तो, कैल्शियम युक्त खाद्य पदार्थों की सूची कुछ इस प्रकार है:

• डेयरी और खट्टा दूध उत्पाद;
• एक मछली;
• साग;
• अनाज (एक प्रकार का अनाज, चावल, साबुत अनाज पके हुए माल);
• कुछ खट्टे फल (संतरा, कीनू);
• फलियां;
• सभी मेवा (विशेषकर बादाम और अखरोट)।

यदि आपको कुछ उत्पादों से एलर्जी है या आप किसी अन्य कारण से उनका उपयोग नहीं कर सकते हैं, तो कैल्शियम युक्त तैयारी शरीर में आवश्यक तत्व के स्तर को फिर से भरने में मदद करेगी।

वे सभी इस धातु के लवण हैं, जो शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित होने की क्षमता रखते हैं, जल्दी से रक्त और आंतों में अवशोषित हो जाते हैं। उनमें से, सबसे लोकप्रिय और उपयोग किए जाने वाले निम्नलिखित हैं।

1. कैल्शियम क्लोराइड - वयस्कों और बच्चों के लिए इंजेक्शन या मौखिक प्रशासन के लिए समाधान। यह संरचना में नमक की एकाग्रता में भिन्न होता है, इसका उपयोग "गर्म इंजेक्शन" के लिए किया जाता है, क्योंकि यह इंजेक्शन के दौरान ऐसी सनसनी का कारण बनता है। आसान अंतर्ग्रहण के लिए फलों के रस के रूप हैं।
2. गोलियों (0.25 या 0.5 ग्राम) और अंतःशिरा इंजेक्शन के समाधान के रूप में उपलब्ध है। इसमें अक्सर गोलियों के रूप में विभिन्न फल योजक होते हैं।
3. कैल्शियम लैक्टेट - 0.5 ग्राम गोलियों में उपलब्ध है।

होम / व्याख्यान 1 पाठ्यक्रम / सामान्य और कार्बनिक रसायन विज्ञान / प्रश्न 23. कैल्शियम / 2. भौतिक और रासायनिक गुण

भौतिक गुण। कैल्शियम एक चांदी की सफेद निंदनीय धातु है जो 850 डिग्री पर पिघलती है। सी और 1482 डिग्री पर उबलता है। C. यह क्षार धातुओं की तुलना में बहुत कठोर होता है।

रासायनिक गुण। कैल्शियम एक सक्रिय धातु है। तो, सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से वायुमंडलीय ऑक्सीजन और हैलोजन के साथ बातचीत करता है:

2 Ca + O2 = 2 CaO (कैल्शियम ऑक्साइड);

Ca + Br2 = CaBr2 (कैल्शियम ब्रोमाइड)।

गर्म होने पर कैल्शियम हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, कार्बन और अन्य गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है:

Ca + H2 = CaH2 (कैल्शियम हाइड्राइड);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (कैल्शियम नाइट्राइड);

सीए + एस = सीएएस (कैल्शियम सल्फाइड);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (कैल्शियम फॉस्फाइड);

Ca + 2 C = CaC2 (कैल्शियम कार्बाइड)।

कैल्शियम ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे और गर्म पानी के साथ बहुत सख्ती से संपर्क करता है:

सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2।

कैल्शियम कम सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड और हैलाइड से ऑक्सीजन या हैलोजन को हटा सकता है, अर्थात इसमें कम करने वाले गुण होते हैं:

5 Ca + Nb2 O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. प्रकृति में होना
• 3. प्राप्त करना
• 4. आवेदन

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कैल्शियम | निर्देशिका कीटनाशक.ru

कई लोगों के लिए, कैल्शियम का ज्ञान केवल इस तथ्य तक सीमित है कि यह तत्व स्वस्थ हड्डियों और दांतों के लिए आवश्यक है। यह और कहाँ निहित है, इसकी आवश्यकता क्यों है और यह कितना आवश्यक है, हर किसी के पास एक विचार नहीं है। फिर भी, कैल्शियम कई परिचित यौगिकों में पाया जाता है, दोनों प्राकृतिक और मानव निर्मित। चाक और चूना, गुफा स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स, प्राचीन जीवाश्म और सीमेंट, जिप्सम और एलाबस्टर, डेयरी उत्पाद और ऑस्टियोपोरोसिस विरोधी दवाएं - यह सब और बहुत कुछ उच्च कैल्शियम सामग्री की विशेषता है।

यह तत्व पहली बार 1808 में जी। डेवी द्वारा प्राप्त किया गया था, और सबसे पहले इसका उपयोग बहुत सक्रिय रूप से नहीं किया गया था। फिर भी, अब यह धातु उत्पादन के मामले में दुनिया में पांचवीं सबसे बड़ी है, और इसकी मांग साल-दर-साल बढ़ रही है। कैल्शियम का मुख्य उपयोग निर्माण सामग्री और मिश्रण का उत्पादन है। हालांकि, न केवल घर, बल्कि जीवित कोशिकाओं का भी निर्माण करना आवश्यक है। मानव शरीर में, कैल्शियम कंकाल का हिस्सा है, मांसपेशियों के संकुचन को संभव बनाता है, रक्त के थक्के को सुनिश्चित करता है, कई पाचन एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करता है और अन्य, बल्कि कई कार्य करता है। यह अन्य जीवित वस्तुओं के लिए कम महत्वपूर्ण नहीं है: जानवर, पौधे, कवक और यहां तक ​​​​कि बैक्टीरिया भी। इसी समय, कैल्शियम की आवश्यकता काफी अधिक होती है, जिससे इसे मैक्रोन्यूट्रिएंट्स की संख्या के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

कैल्शियम (कैल्शियम), सीए मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह II के मुख्य उपसमूह का एक रासायनिक तत्व है। परमाणु क्रमांक 20 है। परमाणु द्रव्यमान 40.08 है।

कैल्शियम एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। एक स्वतंत्र अवस्था में, निंदनीय, बल्कि कठोर, सफेद। घनत्व के संदर्भ में, यह हल्की धातुओं से संबंधित है।

• घनत्व - 1.54 ग्राम / सेमी 3,
• गलनांक - +842 डिग्री सेल्सियस,
• क्वथनांक +1495 ° C है।

कैल्शियम ने धात्विक गुणों का उच्चारण किया है। सभी यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।

हवा में, यह ऑक्साइड की एक परत से ढका होता है, गर्म होने पर यह लाल, चमकदार लौ से जलता है। यह ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, और जल्दी से गर्म पानी से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और हाइड्रॉक्साइड बनाता है। हाइड्रोजन के साथ परस्पर क्रिया करने पर हाइड्राइड बनाता है। कमरे के तापमान पर, यह नाइट्राइड बनाने के लिए नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह आसानी से हैलोजन और सल्फर के साथ भी जुड़ जाता है, गर्म होने पर धातु के आक्साइड को कम करता है।

कैल्शियम प्रकृति में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। पृथ्वी की पपड़ी में, इसकी सामग्री द्रव्यमान के 3% के बराबर है। यह चाक, चूना पत्थर, संगमरमर (कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 की एक प्राकृतिक किस्म) के जमाव के रूप में होता है। जिप्सम (CaSO4 x 2h3O), फॉस्फोराइट (Ca3 (PO4) 2 और विभिन्न कैल्शियम युक्त सिलिकेट्स के प्रचुर मात्रा में जमा होते हैं।

पानी

... कैल्शियम लवण लगभग हमेशा प्राकृतिक जल में मौजूद होते हैं। इनमें से केवल जिप्सम ही इसमें थोड़ा घुलनशील होता है। पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा के साथ, कैल्शियम कार्बोनेट बाइकार्बोनेट Ca (HCO3) 2 के रूप में घोल में चला जाता है।

कठोर जल

... प्राकृतिक जल जिसमें बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम लवण होते हैं, कठोर जल कहलाते हैं।

मृदु जल

... इन लवणों की कम सामग्री या उनकी अनुपस्थिति के साथ, पानी को नरम कहा जाता है।

धरती

... एक नियम के रूप में, मिट्टी में कैल्शियम की पर्याप्त आपूर्ति होती है। और, चूंकि कैल्शियम पौधों के वानस्पतिक भाग में अधिक मात्रा में निहित होता है, इसलिए फसल के साथ इसका निष्कासन महत्वहीन होता है।

मिट्टी से कैल्शियम की हानि वर्षा द्वारा लीचिंग के परिणामस्वरूप होती है। यह प्रक्रिया मिट्टी की ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना, वर्षा की मात्रा, पौधों की प्रजातियों, चूने और खनिज उर्वरकों के रूपों और खुराक पर निर्भर करती है। इन कारकों के आधार पर, कृषि योग्य परत से कैल्शियम की हानि कई दसियों से लेकर 200 - 400 किग्रा / हेक्टेयर और अधिक तक होती है।

विभिन्न प्रकार की मिट्टी में कैल्शियम की मात्रा

पोडज़ोलिक मिट्टी में 0.73% (शुष्क मिट्टी के पदार्थ) कैल्शियम होता है।

ग्रे वन - 0.90% कैल्शियम।

चेरनोज़म्स - 1.44% कैल्शियम।

सेरोज़ेम - 6.04% कैल्शियम।

पौधे में कैल्शियम फॉस्फेट, सल्फेट्स, कार्बोनेट के रूप में, पेक्टिक और ऑक्सालिक एसिड के लवण के रूप में होता है। पौधों में लगभग 65% तक कैल्शियम पानी से निकाला जा सकता है। बाकी कमजोर एसिटिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ उपचार द्वारा होता है। सभी कैल्शियम में से अधिकांश सेन्सेंट कोशिकाओं में पाया जाता है।

कैल्शियम की कमी के लक्षण इस प्रकार हैं:
संस्कृति	कमी के लक्षण
सामान्य लक्षण	शिखर गुर्दे की सफेदी; युवा पत्तियों का सफेद होना; पत्तियों की युक्तियाँ नीचे झुकी हुई हैं; पत्तियों के किनारे ऊपर की ओर मुड़े हुए होते हैं;
आलू	ऊपरी पत्ते खराब खिलते हैं; तने का विकास बिंदु मर जाता है; पत्तियों के किनारों पर एक हल्की पट्टी होती है, जो बाद में काली हो जाती है; पत्तियों के किनारों को कर्ल किया जाता है;
सफेद पत्ता गोभी और फूल गोभी	युवा पौधों की पत्तियों पर, किनारों के साथ क्लोरोटिक स्पॉटिंग (मार्बलिंग) या सफेद धारियां; पुराने पौधों में, पत्तियां मुड़ जाती हैं और उन पर जलन दिखाई देती है; विकास बिंदु मर जाता है
	पत्तियों के सिरे वाले भाग मर जाते हैं फूल गिरते हैं; शीर्ष भाग में फलों पर एक काला धब्बा दिखाई देता है, जो फल के बढ़ने पर बढ़ जाता है (टमाटर शिखर सड़न)
	शिखर कलियाँ मर जाती हैं; युवा पत्तियों के किनारों को ऊपर कर दिया जाता है, उपस्थिति फटी हुई होती है, बाद में मर जाती है; शूटिंग के ऊपरी हिस्से मर जाते हैं; जड़ों की युक्तियों को नुकसान; फल के गूदे में - भूरे धब्बे (कड़वे गड्ढे); फलों का स्वाद बिगड़ जाता है; फलों की बिक्री घटती है

कैल्शियम कार्य

पौधों पर इस तत्व का प्रभाव बहुआयामी है और, एक नियम के रूप में, सकारात्मक है। कैल्शियम:

• चयापचय को मजबूत करता है;
• कार्बोहाइड्रेट की गति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है;
• नाइट्रोजनयुक्त पदार्थों के कायांतरण को प्रभावित करता है;
• अंकुरण के दौरान बीज भंडारण प्रोटीन की खपत में तेजी लाता है;
• प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भूमिका निभाता है;
• अन्य धनायनों का एक मजबूत विरोधी, पौधों के ऊतकों में उनके अत्यधिक प्रवेश को रोकता है;
• प्रोटोप्लाज्म (चिपचिपापन, पारगम्यता, आदि) के भौतिक रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है, और इसलिए संयंत्र में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का सामान्य पाठ्यक्रम;
• पेक्टिन पदार्थों के साथ कैल्शियम यौगिक अलग-अलग कोशिकाओं की दीवारों को एक साथ चिपकाते हैं;
• एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एंजाइमों की गतिविधि पर कैल्शियम यौगिकों (चूने) का प्रभाव न केवल प्रत्यक्ष क्रिया में व्यक्त किया जाता है, बल्कि मिट्टी के भौतिक रासायनिक गुणों और इसके पोषण शासन में सुधार के कारण भी होता है। इसके अलावा, मिट्टी का सीमित होना विटामिन के जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

पौधों में कैल्शियम की कमी (कमी)

कैल्शियम की कमी मुख्य रूप से जड़ प्रणाली के विकास को प्रभावित करती है। जड़ों पर बालों का बनना बंद हो जाता है। जड़ की बाहरी कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

यह लक्षण कैल्शियम की कमी और पोषक तत्व समाधान के संतुलन के उल्लंघन के साथ ही प्रकट होता है, यानी इसमें मोनोवैलेंट सोडियम, पोटेशियम और हाइड्रोजन के उद्धरणों की प्रबलता होती है।

इसके अलावा, मिट्टी के घोल में नाइट्रेट नाइट्रोजन की उपस्थिति पौधों के ऊतकों में कैल्शियम की मात्रा को बढ़ाती है, और अमोनिया - इसे कम करती है।

कैल्शियम भुखमरी के संकेत तब अपेक्षित होते हैं जब कैल्शियम की मात्रा मिट्टी की कटियन विनिमय क्षमता के 20% से कम हो।

लक्षण नेत्रहीन, कैल्शियम की कमी निम्नलिखित लक्षणों से स्थापित होती है:

• भूरे रंग के क्षतिग्रस्त सिरे पौधों की जड़ों पर देखे जाते हैं;
• विकास बिंदु विकृत हो जाता है और मर जाता है;
• फूल, अंडाशय और कलियाँ झड़ जाती हैं;
• परिगलन से फल क्षतिग्रस्त हो जाते हैं;
• पत्तियों की क्लोरोसिटी नोट की जाती है;
• शिखर कली मर जाती है और तने की वृद्धि रुक ​​जाती है।

पत्ता गोभी, अल्फाल्फा और तिपतिया घास कैल्शियम की उपस्थिति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। यह पाया गया कि उन्हीं पौधों को मिट्टी की अम्लता के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि की विशेषता है।

खनिज कैल्शियम विषाक्तता सफेद परिगलित धब्बे के साथ अंतःस्रावी क्लोरोसिस की ओर जाता है। वे रंगीन हो सकते हैं या उनमें पानी से भरे सांद्रिक वलय हो सकते हैं। कुछ पौधे अतिरिक्त कैल्शियम के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं, लीफ रोसेट उगाते हैं, टहनियों को मरते हैं और पत्तियों को गिराते हैं। लक्षण दिखने में आयरन और मैग्नीशियम की कमी के समान होते हैं।

मिट्टी में कैल्शियम की पुनःपूर्ति का स्रोत चूना उर्वरक है। वे तीन समूहों में विभाजित हैं:

• कठोर चूना पत्थर की चट्टानें;
• नरम चने की चट्टानें;
• उच्च चूने के साथ औद्योगिक अपशिष्ट।

CaO और MgO की सामग्री के अनुसार, कठोर चूना पत्थर चट्टानों में विभाजित हैं:

• चूना पत्थर (55-56% CaO और 0.9% MgO तक);
• dolomitized चूना पत्थर (42-55% CaO और 9% MgO तक);
• डोलोमाइट्स (32–30% CaO और 18–20% MgO)।

चूना पत्थर

- मूल चूना उर्वरक। CaCO3 के संदर्भ में 75-100% Ca और Mg ऑक्साइड होते हैं।

डोलोमिटाइज्ड चूना पत्थर

... CaCO3 के संदर्भ में 79-100% सक्रिय पदार्थ (ae) होता है। आलू, फलियां, सन, जड़ फसलों के साथ-साथ अत्यधिक पॉडज़ोलिज्ड मिट्टी पर फसल रोटेशन में अनुशंसित।

चिकनी मिट्टी

... इसमें 25-15% CaCO3 और 20-40% तक रेत के साथ मिट्टी के रूप में अशुद्धियाँ होती हैं। धीरे काम करता है। हल्की मिट्टी पर उपयोग के लिए अनुशंसित।

चाक

... इसमें 90-100% CaCO3 होता है। कार्रवाई चूना पत्थर से तेज है। यह बारीक पिसे हुए रूप में एक मूल्यवान चूना उर्वरक है।

जला हुआ चूना

(सीएओ)। CaCO3 सामग्री 70% से अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से अभिनय करने वाली सीमित सामग्री के रूप में विशेषता है।

कास्टिक चूना

(सीए (ओएच) 2)। CaCO3 सामग्री - 35% और अधिक। यह एक मजबूत और तेजी से काम करने वाला चूना उर्वरक भी है।

डोलोमाइट का आटा

... CaCO3 और MgCO3 की सामग्री लगभग 100% है। क्रिया कैलकेरियस टफ्स की तुलना में धीमी है। आमतौर पर उपयोग किया जाता है जहां मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।

कैलकेरियस टफ्स

... CaCO3 सामग्री - 15-96%, अशुद्धियाँ - 25% तक मिट्टी और रेत, 0.1% P2O5। कार्रवाई चूना पत्थर से तेज है।

दोषपूर्ण गंदगी (दोष)

... CaCO3 और Ca (OH) 2 से मिलकर बनता है। CaO के लिए चूना सामग्री 40% तक है। नाइट्रोजन भी मौजूद है - 0.5% और P2O5 - 1-2%। यह है चुकंदर चीनी कारखानों की बर्बादी। यह न केवल मिट्टी की अम्लता को कम करने के लिए, बल्कि चर्नोज़म मिट्टी पर उगने वाले चुकंदर के क्षेत्रों में भी उपयोग के लिए अनुशंसित है।

चक्रवातों से राख की राख

... सूखी धूल सामग्री। सक्रिय पदार्थ की सामग्री 60-70% है। औद्योगिक कचरे को संदर्भित करता है।

भट्टों और सीमेंट संयंत्रों से निकलने वाली धूल

... CaCO3 सामग्री 60% से अधिक होनी चाहिए। व्यवहार में, इसका उपयोग सीमेंट संयंत्रों के निकट स्थित खेतों में किया जाता है।

धातुकर्म स्लैग

... उनका उपयोग यूराल और साइबेरिया के क्षेत्रों में किया जाता है। गैर-हीड्रोस्कोपिक, स्प्रे करने में आसान। उनमें कम से कम 80% CaCO3 होना चाहिए, नमी की मात्रा 2% से अधिक नहीं होनी चाहिए। ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना महत्वपूर्ण है: 70% - 0.25 मिमी से कम, 90% - 0.5 मिमी से कम।

जैविक खाद। CaCO3 के संदर्भ में Ca सामग्री 0.32–0.40% है।

फॉस्फेट चट्टान। CaCO3 के संदर्भ में कैल्शियम की मात्रा 22% है।

चूने के उर्वरकों का उपयोग न केवल मिट्टी और पौधों को कैल्शियम प्रदान करने के लिए किया जाता है। उनके उपयोग का मुख्य उद्देश्य मिट्टी को सीमित करना है। यह रासायनिक सुधार की एक विधि है। इसका उद्देश्य अतिरिक्त मिट्टी की अम्लता को बेअसर करना, इसके कृषि, कृषि-रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार करना, पौधों को मैग्नीशियम और कैल्शियम की आपूर्ति करना, मैक्रोलेमेंट्स और माइक्रोलेमेंट्स को जुटाना और स्थिर करना, खेती किए गए पौधों के जीवन के लिए इष्टतम जल-भौतिक, भौतिक, वायु स्थितियों का निर्माण करना है।

मिट्टी को सीमित करने की क्षमता

खनिज पोषण के तत्व के रूप में कैल्शियम के लिए पौधों की जरूरतों को पूरा करने के साथ-साथ सीमित करने से मिट्टी में कई सकारात्मक परिवर्तन होते हैं।

कुछ मिट्टी के गुणों पर सीमित करने का प्रभाव

कैल्शियम मिट्टी के कोलाइड्स के जमाव और उनके लीचिंग को रोकने में योगदान देता है। इससे मिट्टी का आसान प्रसंस्करण होता है, वातन में सुधार होता है।

सीमित करने के परिणामस्वरूप:

• रेतीली धरण मिट्टी उनकी जल अवशोषण क्षमता को बढ़ाती है;
• भारी मिट्टी की मिट्टी पर, मिट्टी के समुच्चय और गांठ बनते हैं, जो पानी की पारगम्यता में सुधार करते हैं।

विशेष रूप से, कार्बनिक अम्लों को निष्प्रभावी कर दिया जाता है और एच-आयनों को अवशोषित परिसर से विस्थापित कर दिया जाता है। यह विनिमय के उन्मूलन और मिट्टी की हाइड्रोलाइटिक अम्लता में कमी की ओर जाता है। इसी समय, मिट्टी को अवशोषित करने वाले परिसर की cationic संरचना में सुधार देखा जाता है, जो कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ हाइड्रोजन और एल्यूमीनियम आयनों के प्रतिस्थापन के कारण होता है। इससे मिट्टी में क्षारों की संतृप्ति बढ़ जाती है और अवशोषण क्षमता बढ़ जाती है।

पौधों को नाइट्रोजन आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने के बाद, मिट्टी के सकारात्मक कृषि-रासायनिक गुण और इसकी संरचना कई वर्षों तक बनी रह सकती है। यह पोषक तत्वों को जुटाने के लिए लाभकारी सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए अनुकूल परिस्थितियों के निर्माण में योगदान देता है। मिट्टी में स्वतंत्र रूप से रहने वाले अमोनीफायर्स, नाइट्रिफायर्स, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की गतिविधि बढ़ रही है।

लिमिंग नोड्यूल बैक्टीरिया के बढ़ते प्रजनन को बढ़ावा देता है और मेजबान संयंत्र को नाइट्रोजन की आपूर्ति में सुधार करता है। यह पाया गया कि अम्लीय मिट्टी पर जीवाणु उर्वरक अपना प्रभाव खो देते हैं।

पौधों को राख तत्वों की आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

लिमिंग पौधे को राख तत्वों की आपूर्ति में योगदान देता है, क्योंकि बैक्टीरिया की गतिविधि जो मिट्टी के कार्बनिक फास्फोरस यौगिकों को विघटित करती है और पौधों के लिए उपलब्ध फॉस्फोरिक एसिड कैल्शियम लवण में लोहे और एल्यूमीनियम फॉस्फेट के संक्रमण में योगदान करती है। अम्लीय मिट्टी को सीमित करने से सूक्ष्मजीवविज्ञानी और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में वृद्धि होती है, जो बदले में नाइट्रेट्स की मात्रा में वृद्धि करती है, साथ ही फास्फोरस और पोटेशियम के आत्मसात रूपों को भी बढ़ाती है।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स और माइक्रोन्यूट्रिएंट्स के आकार और उपलब्धता पर सीमित करने का प्रभाव

चूना कैल्शियम की मात्रा बढ़ाता है, और जब डोलोमाइट के आटे का उपयोग किया जाता है, तो मैग्नीशियम। उसी समय, मैंगनीज और एल्यूमीनियम के विषाक्त रूप अघुलनशील हो जाते हैं और अवक्षेपित रूप में बदल जाते हैं। लोहा, तांबा, जस्ता, मैंगनीज जैसे तत्वों की उपलब्धता घट रही है। नाइट्रोजन, सल्फर, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस और मोलिब्डेनम अधिक आसानी से उपलब्ध हो रहे हैं।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों के प्रभाव पर सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने से शारीरिक रूप से अम्लीय खनिज उर्वरकों, विशेष रूप से अमोनिया और पोटेशियम उर्वरकों की दक्षता बढ़ जाती है।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों का सकारात्मक प्रभाव चूने के बिना मर जाता है, और समय के साथ यह नकारात्मक में बदल सकता है। इसलिए उर्वरित भूखंडों पर पैदावार असिंचित की तुलना में कम होती है। उर्वरकों के उपयोग के साथ चूना लगाने से उनकी दक्षता 25-50% तक बढ़ जाती है।

सीमित करने के दौरान, मिट्टी में एंजाइमेटिक प्रक्रियाएं सक्रिय होती हैं, जिससे इसकी उर्वरता के बारे में अप्रत्यक्ष रूप से आंका जाता है।

द्वारा संकलित: पी.आई. ग्रिगोरोव्स्काया

पेज डाला गया: 12/05/13 00:40

अंतिम अद्यतन: 05/22/14 4:25 अपराह्न

साहित्यिक स्रोत:

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छवियां (फिर से काम की गई):

20 Ca कैल्शियम, लाइसेंस CC BY

गेहूं में कैल्शियम की कमी, CIMMYT द्वारा, CC BY-NC-SA द्वारा लाइसेंस प्राप्त है

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कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका - रसायन विज्ञान

कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका

परिचय

प्रकृति में होना

प्राप्त

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

कैल्शियम यौगिकों का अनुप्रयोग

जैविक भूमिका

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (लैटिन कैल्शियम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) चांदी के सफेद रंग के साथ एक नरम, प्रतिक्रियाशील क्षारीय पृथ्वी धातु है।

तत्व #20 की सर्वव्यापकता के बावजूद, यहां तक ​​कि सभी रसायनज्ञों ने भी तात्विक कैल्शियम नहीं देखा। लेकिन बाहरी और व्यवहार दोनों में यह धातु पूरी तरह से क्षार धातुओं के विपरीत है, जिसके साथ संचार आग और जलने के खतरे से भरा होता है। इसे हवा में सुरक्षित रूप से संग्रहित किया जा सकता है, यह पानी से ज्वलनशील नहीं है। मौलिक कैल्शियम के यांत्रिक गुण इसे धातुओं के परिवार में "काली भेड़" नहीं बनाते हैं: कैल्शियम ताकत और कठोरता में उनमें से कई से आगे निकल जाता है; इसे एक खराद पर घुमाया जा सकता है, एक तार में खींचा जा सकता है, जाली, दबाया जा सकता है।

और फिर भी, मौलिक कैल्शियम का उपयोग लगभग कभी भी संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। इसके लिए वह काफी एक्टिव हैं। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ भी, यह कुछ शर्तों के तहत प्रतिक्रिया करता है। अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय कार्बन ऑक्साइड का वातावरण कैल्शियम के लिए आक्रामक है। यह CO और CO2 वातावरण में जलता है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैल्क्स (जेनिटिव कैल्सिस) - "लाइम", "सॉफ्ट स्टोन"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा धात्विक कैल्शियम को अलग किया था। डेवी ने एक प्लैटिनम प्लेट पर मरक्यूरिक ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया जो एनोड के रूप में काम करता था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, एक कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद डेवी ने कैल्शियम नामक धातु प्राप्त की।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - चूना पत्थर भूनने का एक उत्पाद) का उपयोग निर्माण उद्योग में कई सहस्राब्दियों से किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में A. Lavoisier ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त कैल्शियम नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद 5 वां सबसे प्रचुर मात्रा में)।

समस्थानिक। कैल्शियम छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में स्वाभाविक रूप से होता है: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca और 48Ca, जिनमें से सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

कैल्शियम के छह प्राकृतिक समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा समस्थानिक 48Ca, छह में से सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187%) है, हाल ही में 5.3 × 1019 वर्षों के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में। अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार - एनोर्थाइट सीए में।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट (CaCO3) होता है। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम आम है।

कैल्साइट CaCO3, एनहाइड्राइट CaSO4, अलबास्टर CaSO4 0.5h3O और जिप्सम CaSO4 2h3O, फ्लोराइट CaF2, एपेटाइट Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), डोलोमाइट MgCO3 CaCO3 जैसे कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं। प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन कर रहा है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होकर 385 खनिज (खनिजों की संख्या में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवास। कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, घुलनशील बाइकार्बोनेट के निर्माण के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़े "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक आवश्यक भूमिका निभाई जाती है:

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

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है)।

बायोजेनिक प्रवास। जीवमंडल में, लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में कैल्शियम यौगिक पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा पाई जाती है। तो, हाइड्रॉक्सीपैटाइट Ca5 (PO4) 3OH, या, एक अन्य संकेतन में, 3Ca3 (PO4) 2 · Ca (OH) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के छिलके, आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में, कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

प्राप्त

CaCl2 (75-80%) और KCl या CaCl2 और CaF2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त धातु कैल्शियम प्राप्त किया जाता है, साथ ही 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मल कमी:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca।

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, घन चेहरा-केंद्रित जाली (पैरामीटर a = 0.558 एनएम) के साथ β-Ca स्थिर है, जबकि α-Fe प्रकार के घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ α-Ca (पैरामीटर a = 0.448 एनएम) अधिक स्थिर है। मानक एन्थैल्पी?संक्रमण का H0? >? 0.93 kJ / mol है।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की प्रतिक्रियाशीलता अधिक है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से संपर्क करता है, यही वजह है कि धात्विक कैल्शियम की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए प्रयोगशाला में, कैल्शियम आमतौर पर अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक कसकर बंद जार में संग्रहीत किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की परत।

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca2 + / Ca0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता 2.84 V है, ताकि कैल्शियम पानी के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2 ^ + क्यू।

सामान्य परिस्थितियों में कैल्शियम सक्रिय अधातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2।

हवा या ऑक्सीजन में गर्म करने पर कैल्शियम प्रज्वलित होता है। गर्म होने पर कैल्शियम कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ बातचीत करता है, उदाहरण के लिए:

सीए + एच 2 = सीएएच 2, सीए + 6 बी = सीएबी 6,

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

कैल्शियम फॉस्फाइड), सीएपी और सीएपी 5 की रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

2Ca + Si = Ca2Si

(कैल्शियम सिलिकाइड), CaSi, Ca3Si4 और CaSi2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिकाइड भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (यानी, ये प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातुओं वाले सभी यौगिकों में कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है। गैर-धातुओं वाले अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी से आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:

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

Ca3N2 + 3H2O = 3Ca (OH) 2 + 2Nh4 ^।

Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब घुलनशील कैल्शियम लवण को लौ में डाला जाता है, तो लौ ईंट-लाल हो जाती है।

कैल्शियम लवण जैसे क्लोराइड CaCl2, ब्रोमाइड CaBr2, आयोडाइड CaI2 और नाइट्रेट Ca (NO3) 2 पानी में आसानी से घुलनशील हैं। फ्लोराइड CaF2, कार्बोनेट CaCO3, सल्फेट CaSO4, ऑर्थोफॉस्फेट Ca3 (PO4) 2, ऑक्सालेट CaC2O4 और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।

बहुत महत्व का तथ्य यह है कि कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (बाइकार्बोनेट) Ca (HCO3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त नदी का पानी भूमिगत प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

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

उन्हीं स्थानों पर जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:

Ca (HCO3) 2 = CaCO3 + CO2 ^ + H2O।

इस प्रकार प्रकृति में पदार्थों का बड़ा द्रव्यमान स्थानांतरित होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत बन सकते हैं, और सुंदर पत्थर "आइकल्स" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बनते हैं।

पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि पानी उबालने पर बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।

धातु कैल्शियम का अनुप्रयोग

धातु कैल्शियम का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठोर धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। कैल्शियम लेड मिश्र धातु का उपयोग बैटरी और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है। वैक्यूम उपकरण से हवा के निशान हटाने के लिए कैल्शियम ग्रेन्युल का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलोथर्मी

शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मी में दुर्लभ धातुओं के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु मिश्र धातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले लेड अलॉयिंग के लिए, कम स्व-निर्वहन के साथ रखरखाव-मुक्त स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट्स बीकेए के उत्पादन के लिए धातु कैल्शियम का उपयोग किया जाता है।

परमाणु संलयन

48Ca समस्थानिक अतिभारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्व प्राप्त करने के लिए 48Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करने की तुलना में सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।

कैल्शियम यौगिकों का अनुप्रयोग

कैल्शियम हाइड्राइड। हाइड्रोजन वातावरण में कैल्शियम को गर्म करने से Cah3 (कैल्शियम हाइड्राइड) प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु विज्ञान (मेटालोथर्मी) और क्षेत्र में हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री। कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) का उपयोग प्रकाशिकी (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और लेजर सामग्री के रूप में किया जाता है। सिंगल क्रिस्टल के रूप में कैल्शियम टंगस्टेट (स्कीलाइट) का उपयोग लेजर तकनीक में और एक स्किन्टिलेटर के रूप में भी किया जाता है।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड CaC2 व्यापक रूप से एसिटिलीन के उत्पादन के लिए और धातुओं की कमी के लिए, साथ ही साथ कैल्शियम साइनामाइड के उत्पादन में (नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को 1200 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, साइनामाइड भट्टियों में किया जाता है) .

रासायनिक ऊर्जा स्रोत। कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग बैकअप थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। इन बैटरियों में कैथोड के रूप में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की ख़ासियत एक उपयुक्त स्थिति में एक बहुत लंबी भंडारण अवधि (दशकों) है, किसी भी स्थिति (स्थान, उच्च दबाव) में काम करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा। कम समय में नुकसान। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहां थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

आग रोक सामग्री। कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों मुक्त रूप में और सिरेमिक मिश्रण के हिस्से के रूप में, दुर्दम्य सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ। कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से एंटीहिस्टामाइन के रूप में उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम क्लोराइड

कैल्शियम ग्लूकोनेट

कैल्शियम ग्लिसरॉस्फेट

इसके अलावा, गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम के लिए तैयारी की संरचना में कैल्शियम यौगिकों को पेश किया जाता है।

जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग कंकाल और दांतों में फॉस्फेट के रूप में निहित होता है। अधिकांश अकशेरुकी समूहों (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त के थक्के जमने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को सुनिश्चित करने में भी शामिल होते हैं। कैल्शियम आयन भी सार्वभौमिक माध्यमिक दूतों में से एक के रूप में काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की एकाग्रता लगभग 10-7 mol है। अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10 ?3 mol.

कैल्शियम की जरूरत उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) है, और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाला अधिकांश कैल्शियम डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के उत्पादों (विशेषकर फलियों में बहुत अधिक होता है) में पाया जाता है। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज, असंतृप्त फैटी एसिड द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी के साथ, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम का अवशोषण बाधित होता है। जब ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलाया जाता है, तो कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिकों का उत्पादन करता है जो कि गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

इससे जुड़ी बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, और उचित पोषण के साथ, कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थिति ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज पैदा कर सकती है। गहरी कमी से लगातार मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस होता है। कॉफी और शराब का सेवन कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसमें से कुछ मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, जिसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन हो सकता है (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

उत्पाद कैल्शियम, मिलीग्राम / 100 ग्राम

तिल 783

बिछुआ 713

वन मैलो 505

प्लांटैन लार्ज 412

गैलिंसोगा 372

तेल में सार्डिन 330

आइवी बुद्रा 289

कुत्ता गुलाब 257

बादाम 252

प्लांटैन लांसोलिस्ट। 248

हेज़लनट 226

अमरनाथ बीज 214

जलकुंभी 214

सूखा सोयाबीन 201

3 साल से कम उम्र के बच्चे - 600 मिलीग्राम।

4 से 10 साल के बच्चे - 800 मिलीग्राम।

10 से 13 साल के बच्चे - 1000 मिलीग्राम।

13 से 16 साल के किशोर - 1200 मिलीग्राम।

16 वर्ष और उससे अधिक उम्र के युवा - 1000 मिलीग्राम।

25 से 50 वर्ष के वयस्क - 800 से 1200 मिलीग्राम।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। प्रकृति में इसका बहुत कुछ है: कैल्शियम लवण से चट्टानें और मिट्टी की चट्टानें बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, यह पौधे और पशु जीवों का एक हिस्सा है।

कैल्शियम लगातार शहरवासियों को घेरता है: लगभग सभी बुनियादी निर्माण सामग्री - कंक्रीट, कांच, ईंट, सीमेंट, चूना - में यह तत्व महत्वपूर्ण मात्रा में होता है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुण होने के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं हो सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि हो गए हैं।

ग्रन्थसूची

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विज्ञान की दुनिया

कैल्शियम रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की अवधि के समूह 4 के मुख्य उपसमूह II का एक धातु तत्व है। यह क्षारीय पृथ्वी धातुओं के परिवार से संबंधित है। कैल्शियम परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में 2 युग्मित s-इलेक्ट्रॉन होते हैं

जिसे वह रासायनिक अंतःक्रियाओं के दौरान सख्ती से दूर करने में सक्षम है। इस प्रकार, कैल्शियम एक कम करने वाला एजेंट है और इसके यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। प्रकृति में, कैल्शियम केवल लवण के रूप में पाया जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश - 3.6%। कैल्शियम का मुख्य प्राकृतिक खनिज कैल्साइट CaCO3 है और इसकी किस्में - चूना पत्थर, चाक, संगमरमर। जीवित जीव भी हैं (उदाहरण के लिए, मूंगा), जिनमें से रीढ़ की हड्डी में मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट होता है। कैल्शियम के महत्वपूर्ण खनिज डोलोमाइट CaCO3 MgCO3, फ्लोराइट CaF2, जिप्सम CaSO4 2h3O, एपेटाइट, फेल्डस्पार आदि हैं। कैल्शियम जीवित जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानव शरीर में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 1.4-2% है। यह दांतों, हड्डियों, अन्य ऊतकों और अंगों का एक हिस्सा है, रक्त जमावट की प्रक्रिया में भाग लेता है, और हृदय गतिविधि को उत्तेजित करता है। शरीर को पर्याप्त मात्रा में कैल्शियम प्रदान करने के लिए दूध और डेयरी उत्पाद, हरी सब्जियां, मछली का सेवन करना अनिवार्य है।साधारण पदार्थ कैल्शियम एक विशिष्ट चांदी-सफेद धातु है। यह काफी कठोर, तन्य है, इसका घनत्व 1.54 g/cm3 और गलनांक 842 है? C. रासायनिक रूप से कैल्शियम बहुत सक्रिय होता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह हवा में ऑक्सीजन और नमी के साथ आसानी से संपर्क करता है; इसलिए, इसे भली भांति बंद करके सील किए गए जहाजों में संग्रहित किया जाता है। हवा में गर्म होने पर, कैल्शियम प्रज्वलित होता है और एक ऑक्साइड बनाता है: 2Ca + O2 = 2CaO। कैल्शियम गर्म होने पर क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ और ठंड में भी फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद संबंधित हैलाइड हैं, उदाहरण के लिए: Ca + Cl2 = CaCl2। जब कैल्शियम को सल्फर के साथ गर्म किया जाता है, तो कैल्शियम सल्फाइड बनता है: Ca + S = CaS। कैल्शियम अन्य गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। पानी के साथ बातचीत खराब घुलनशील कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के निर्माण और गैसीय हाइड्रोजन की रिहाई के लिए: Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3। धातुई कैल्शियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्टील्स और मिश्र धातुओं के निर्माण में रोज़किस्निक के रूप में, कुछ अपवर्तक धातुओं के उत्पादन के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

कैल्शियम क्लोराइड पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम पहली बार 1808 में हम्फ्री डेवी द्वारा प्राप्त किया गया था।

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कैल्शियम

कैल्शियम-मैं हूँ; एम।[अक्षांश से। calx (कैल्सिस) - चूना] रासायनिक तत्व (Ca), एक चांदी-सफेद धातु जो चूना पत्थर, संगमरमर आदि का हिस्सा है।

◁ कैल्शियम, वें, वें। K-वें लवण।

कैल्शियम

(अव्य। कैल्शियम), आवर्त सारणी के समूह II का एक रासायनिक तत्व, क्षारीय पृथ्वी धातुओं को संदर्भित करता है। लैट से नाम। कैल्क्स, जनन कैल्सिस चूना है। चांदी-सफेद धातु, घनत्व 1.54 ग्राम / सेमी 3, टी pl 842ºC. यह सामान्य तापमान पर हवा में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में व्यापकता के संदर्भ में, यह 5 वें स्थान पर है (खनिज कैल्साइट, जिप्सम, फ्लोराइट, आदि)। एक सक्रिय कम करने वाले एजेंट के रूप में, इसका उपयोग यू, थ, वी, सीआर, जेडएन, बी और अन्य धातुओं को उनके यौगिकों से प्राप्त करने के लिए किया जाता है, स्टील्स, कांस्य, आदि के डीऑक्सीडेशन के लिए। यह एंटीफ्रिक्शन सामग्री का हिस्सा है। कैल्शियम यौगिकों का उपयोग निर्माण (चूना, सीमेंट) में किया जाता है, कैल्शियम की तैयारी का उपयोग दवा में किया जाता है।

कैल्शियम

कैल्शियम (लैटिन कैल्शियम), सीए ("कैल्शियम" पढ़ें), परमाणु संख्या 20 वाला एक रासायनिक तत्व, मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह IIA में चौथी अवधि में स्थित है; परमाणु द्रव्यमान 40.08। क्षारीय पृथ्वी तत्वों की संख्या को दर्शाता है (से। मी।क्षारीय पृथ्वी धातु).
प्राकृतिक कैल्शियम में न्यूक्लाइड का मिश्रण होता है (से। मी।न्यूक्लिड)द्रव्यमान संख्या 40 (वजन 96.94% से मिश्रण में), 44 (2.09%), 42 (0.667%), 48 (0.187%), 43 (0.135%) और 46 (0.03%) के साथ। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का विन्यास 4 एस 2 ... लगभग सभी यौगिकों में, कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 (वैलेंस II) होती है।
तटस्थ कैल्शियम परमाणु की त्रिज्या 0.1974 एनएम है, सीए 2+ आयन की त्रिज्या 0.114 एनएम (समन्वय संख्या 6 के लिए) से 0.148 एनएम (समन्वय संख्या 12 के लिए) है। एक तटस्थ कैल्शियम परमाणु की अनुक्रमिक आयनीकरण ऊर्जा क्रमशः 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 और 84.5 eV है। पॉलिंग पैमाने पर, कैल्शियम की इलेक्ट्रोनगेटिविटी लगभग 1.0 है। मुक्त कैल्शियम एक चांदी की सफेद धातु है।
डिस्कवरी इतिहास
कैल्शियम यौगिक प्रकृति में हर जगह पाए जाते हैं, इसलिए मानव जाति प्राचीन काल से उनसे परिचित है। निर्माण में लंबे समय से चूने का उपयोग किया जाता है (से। मी।चूना)(जल्दी और बुझा हुआ), जिसे लंबे समय तक एक साधारण पदार्थ, "पृथ्वी" माना जाता था। हालाँकि, 1808 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. डेवी ने (से। मी।देवी हम्फ्री)चूने से नई धातु निकालने में कामयाब रहे। ऐसा करने के लिए, डेवी ने पारा ऑक्साइड के साथ थोड़ा सिक्त बुझे हुए चूने के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया और पारा कैथोड पर बनने वाले अमलगम से एक नई धातु को अलग किया, जिसे उन्होंने कैल्शियम (लैटिन कैल्क्स, जीनस कैल्सिस - लाइम से) कहा। रूस में कुछ समय के लिए इस धातु को "चूना" कहा जाता था।
प्रकृति में होना
कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। यह पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद 5 वां सबसे आम)। इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त कैल्शियम नहीं पाया जाता है। अधिकांश कैल्शियम सिलिकेट में निहित है (से। मी।सिलिकेट)और एल्युमिनोसिलिकेट्स (से। मी।एलुमोसिलिकेट्स)विभिन्न चट्टानें (ग्रेनाइट्स (से। मी।ग्रेनाइट), गनीस (से। मी।गनीस)आदि।)। तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों का प्रतिनिधित्व चाक और चूना पत्थर द्वारा किया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट होता है (से। मी।कैल्साइट)(CaCO 3)। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम आम है।
चूना पत्थर जैसे कैल्शियम खनिज काफी सामान्य हैं। (से। मी।चूना पत्थर) CaCO 3, एनहाइड्राइट (से। मी।एनहाइड्राइट) CaSO 4 और जिप्सम (से। मी।जिप्सम) CaSO 4 2H 2 O, फ्लोराइट (से। मी।फ्लोराइट)सीएएफ 2, एपेटाइट (से। मी।भूख)सीए 5 (पीओ 4) 3 (एफ, सीएल, ओएच), डोलोमाइट (से। मी।डोलोमाइट)एमजीसीओ 3 · aCO3 प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है (से। मी।पानी की कठोरता)... जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा पाई जाती है। तो, हाइड्रोक्साइलापेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 (ओएच), या, एक अन्य संकेतन में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 · सीए (ओएच) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के छिलके आदि के खोल और खोल कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 से बने होते हैं।
प्राप्त
धात्विक कैल्शियम CaCl 2 (75-80%) और KCl या CaCl 2 और CaF 2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है, साथ ही साथ 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी से भी प्राप्त होता है:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca।
भौतिक और रासायनिक गुण
कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है (एलोट्रॉपी देखें) (से। मी।आवंटन)) 443 डिग्री सेल्सियस तक, क्यूबिक फेस-केंद्रित जाली के साथ a-Ca स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 nm), a-Fe प्रकार के क्यूबिक बॉडी-केंद्रित जाली के साथ b-Ca अधिक है (पैरामीटर a = 0.448 एनएम ) कैल्शियम का गलनांक 839 ° C होता है, क्वथनांक 1484 ° C होता है, घनत्व 1.55 g / cm 3 होता है।
कैल्शियम की प्रतिक्रियाशीलता अधिक है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से संपर्क करता है, जिससे धातु कैल्शियम की सतह आमतौर पर धूसर हो जाती है, इसलिए प्रयोगशाला में, कैल्शियम आमतौर पर अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहीत किया जाता है। मिटटी तेल।
मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। सीए 2+ / सीए 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 वी है, ताकि कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करे:
सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2।
सामान्य परिस्थितियों में कैल्शियम सक्रिय अधातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ प्रतिक्रिया करता है:
2Ca + O 2 = 2CaO; सीए + बीआर 2 = सीएबीआर 2।
हवा या ऑक्सीजन में गर्म करने पर कैल्शियम प्रज्वलित होता है। गर्म होने पर कैल्शियम कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ बातचीत करता है, उदाहरण के लिए:
सीए + एच 2 = सीएएच 2 (कैल्शियम हाइड्राइड),
सीए + 6 बी = सीएबी 6 (कैल्शियम बोराइड),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (कैल्शियम नाइट्राइड)
Ca + 2C = CaC 2 (कैल्शियम कार्बाइड)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (कैल्शियम फॉस्फाइड), CaP और CaP 5 की रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;
2Ca + Si = Ca 2 Si (कैल्शियम सिलसाइड), CaSi, Ca 3 Si 4 और CaSi 2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिकाइड भी ज्ञात हैं।
उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (यानी, ये प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातुओं वाले सभी यौगिकों में कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है। गैर-धातुओं वाले अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी से आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:
सीएएच 2 + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + 2 एच 2,
सीए 3 एन 2 + 3 एच 2 ओ = 3 सीए (ओएच) 2 + 2एनएच 3।
कैल्शियम ऑक्साइड आमतौर पर बुनियादी है। प्रयोगशाला और प्रौद्योगिकी में, यह कार्बोनेटों के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है:
सीएसीओ 3 = सीएओ + सीओ 2।
तकनीकी कैल्शियम ऑक्साइड CaO को क्विकलाइम कहा जाता है।
यह Ca (OH) 2 बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा छोड़ता है:
सीएओ + एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2.
इस तरह से प्राप्त Ca (OH) 2 को आमतौर पर बुझा हुआ चूना या चूने का दूध कहा जाता है। (से। मी।नीबू का दूध)इस तथ्य के कारण कि पानी में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता कम है (0.02 mol / l 20 ° C पर), और जब इसे पानी में मिलाया जाता है, तो एक सफेद निलंबन बनता है।
अम्लीय ऑक्साइड के साथ बातचीत करते समय, CaO लवण बनाता है, उदाहरण के लिए:
सीएओ + सीओ 2 = सीएसीओ 3; सीएओ + एसओ 3 = सीएएसओ 4।
Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब लौ में कैल्शियम लवण डाला जाता है, तो लौ ईंट-लाल हो जाती है।
कैल्शियम लवण जैसे क्लोराइड CaCl 2, ब्रोमाइड CaBr 2, आयोडाइड CaI 2 और नाइट्रेट Ca (NO 3) 2 पानी में आसानी से घुलनशील हैं। फ्लोराइड सीएएफ 2, कार्बोनेट सीएसीओ 3, सल्फेट सीएएसओ 4, औसत ऑर्थोफॉस्फेट सीए 3 (पीओ 4) 2, ऑक्सालेट सीएसी 2 ओ 4 और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।
बहुत महत्व का तथ्य यह है कि, औसत कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (बाइकार्बोनेट) Ca (HCO 3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त नदी का पानी भूमिगत प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
उन्हीं स्थानों पर जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:
सीए (एचसीओ 3) 2 = सीएसीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ।
इस प्रकार प्रकृति में पदार्थों का बड़ा द्रव्यमान स्थानांतरित होता है। नतीजतन, विशाल सिंकहोल भूमिगत बन सकते हैं (कार्स्ट देखें) (से। मी।कार्स्ट (प्राकृतिक घटना))), और सुंदर पत्थर "आइकल्स" - गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स बनते हैं (से। मी। STALACTITES (खनिज संरचनाएं))और स्टैलेग्माइट्स (से। मी।गतिरोध).
पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है (से। मी।पानी की कठोरता)... इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि पानी उबालने पर बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।
कैल्शियम और उसके यौगिकों का उपयोग
यूरेनियम के मेटलोथर्मल उत्पादन के लिए धात्विक कैल्शियम का उपयोग किया जाता है (से। मी।यूरेनियम (रासायनिक तत्व))थोरियम (से। मी।थोरियम), टाइटेनियम (से। मी।टाइटेनियम (रासायनिक तत्व))ज़िरकोनियम (से। मी।ज़िरकोनियम)सीज़ियम (से। मी।सीज़ियम)और रूबिडियम (से। मी।रूबिडियम).
प्राकृतिक कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से बाइंडरों (सीमेंट .) के उत्पादन में उपयोग किया जाता है (से। मी।सीमेंट), प्लास्टर (से। मी।जिप्सम), चूना, आदि)। बुझे हुए चूने का बंधन प्रभाव इस तथ्य पर आधारित है कि समय के साथ, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड हवा में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। चल रही प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, कैल्साइट CaCO 3 के एसिकुलर क्रिस्टल बनते हैं, जो पास के पत्थरों, ईंटों और अन्य निर्माण सामग्री में विकसित होते हैं और, जैसा कि वे थे, उन्हें एक पूरे में वेल्ड कर दिया। क्रिस्टलीय कैल्शियम कार्बोनेट - संगमरमर एक उत्कृष्ट परिष्करण सामग्री है। सफेदी के लिए चाक का उपयोग किया जाता है। पिग आयरन के उत्पादन में बड़ी मात्रा में चूना पत्थर की खपत होती है, क्योंकि वे लौह अयस्क की दुर्दम्य अशुद्धियों (उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज SiO 2) को अपेक्षाकृत कम पिघलने वाले स्लैग में परिवर्तित करने की अनुमति देते हैं।
ब्लीच एक कीटाणुनाशक के रूप में बहुत प्रभावी है। (से। मी।ब्लीचिंग पाउडर)- "क्लोरीन" Ca (OCl) Cl - मिश्रित क्लोराइड और कैल्शियम हाइपोक्लोराइट (से। मी।कैल्शियम हाइपोक्लोराइड)उच्च ऑक्सीकरण क्षमता के साथ।
कैल्शियम सल्फेट का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो निर्जल यौगिकों के रूप में और क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में विद्यमान है - तथाकथित "अर्ध-जलीय" सल्फेट - अलबास्टर (से। मी।एलेविज़ फ़्रायज़िन (मिलानीज़)) CaSO 4 · 0.5H 2 O और डाइहाइड्रेट सल्फेट - जिप्सम CaSO 4 · 2H 2 O. जिप्सम का व्यापक रूप से निर्माण में, मूर्तिकला में, प्लास्टर और विभिन्न कला उत्पादों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। फ्रैक्चर में हड्डियों को ठीक करने के लिए दवा में भी प्लास्टर का उपयोग किया जाता है।
एंटी-आइसिंग रोड सतहों के लिए टेबल सॉल्ट के साथ कैल्शियम क्लोराइड CaCl 2 का उपयोग किया जाता है। कैल्शियम फ्लोराइड CaF 2 एक उत्कृष्ट ऑप्टिकल सामग्री है।
शरीर में कैल्शियम
कैल्शियम एक पोषक तत्व है (से। मी।जैविक तत्व), पौधों और जानवरों के ऊतकों में लगातार मौजूद है। जानवरों और मनुष्यों के खनिज चयापचय और पौधों के खनिज पोषण का एक महत्वपूर्ण घटक, कैल्शियम शरीर में विभिन्न कार्य करता है। एपेटाइट के हिस्से के रूप में (से। मी।भूखा), साथ ही कैल्शियम सल्फेट और कार्बोनेट, हड्डी के ऊतकों का एक खनिज घटक बनाते हैं। 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में लगभग 1 किलो कैल्शियम होता है। कैल्शियम आयन चैनलों के काम में भाग लेता है (से। मी।आयन चैनल), एक तंत्रिका आवेग के संचरण में, जैविक झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों का परिवहन करना (से। मी।तंत्रिका आवेग), रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में (से। मी।रक्त का संग्रह)और निषेचन। शरीर में कैल्शियम चयापचय को विनियमित करें कैल्सीफेरोल्स (से। मी।कैलिफ़ेरोल्स)(विटामिन डी)। कैल्शियम की कमी या अधिकता से कई तरह के रोग होते हैं - रिकेट्स (से। मी।रिकेट्स)कैल्सीफिकेशन (से। मी।कैल्सीनोसिस)और अन्य। इसलिए, मानव भोजन में आवश्यक मात्रा में कैल्शियम यौगिक (प्रति दिन 800-1500 मिलीग्राम कैल्शियम) होना चाहिए। डेयरी उत्पादों (जैसे पनीर, पनीर, दूध), कुछ सब्जियों और अन्य खाद्य पदार्थों में कैल्शियम की मात्रा अधिक होती है। कैल्शियम की तैयारी व्यापक रूप से दवा में उपयोग की जाती है।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

समानार्थी शब्द:

कैल्शियम- दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (लैटिन कैल्शियम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) चांदी के सफेद रंग की एक नरम, प्रतिक्रियाशील क्षारीय पृथ्वी धातु है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैल्क्स (जेनिटिव कैल्सिस) - "लाइम", "सॉफ्ट स्टोन"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा धात्विक कैल्शियम को अलग किया था। डेवी ने एक प्लैटिनम प्लेट पर मरक्यूरिक ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया जो एनोड के रूप में काम करता था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, एक कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद डेवी ने कैल्शियम नामक धातु प्राप्त की। कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - चूना पत्थर भूनने का एक उत्पाद) का उपयोग निर्माण उद्योग में कई सहस्राब्दियों से किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में A. Lavoisier ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त कैल्शियम नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद 5 वां सबसे प्रचुर मात्रा में)।

आइसोटोप

कैल्शियम छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में स्वाभाविक रूप से होता है: 40 सीए, 42 सीए, 43 सीए, 44 सीए, 46 सीए और 48 सीए, जिनमें से सबसे आम - 40 सीए - 96.97% है।

कैल्शियम के छह प्राकृतिक समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा आइसोटोप 48 सीए, छह में से सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187%) है, हाल ही में 5.3 × 10 19 साल के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में

अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार - एनोर्थाइट सीए में।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट (CaCO 3) होता है। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम आम है।

कैल्शियम खनिज जैसे कैल्साइट CaCO 3, एनहाइड्राइट CaSO 4, अलबास्टर CaSO 4 0.5H 2 O और जिप्सम CaSO 4 2H 2 O, फ्लोराइट CaF 2, एपेटाइट Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), डोलोमाइट MgCO 3 सीएसीओ 3. प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन कर रहा है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होकर 385 खनिज (खनिजों की संख्या में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवास

कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, घुलनशील बाइकार्बोनेट के निर्माण के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़े "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक आवश्यक भूमिका निभाई जाती है:

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

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है)।

बायोजेनिक प्रवास एक बड़ी भूमिका निभाता है।

जीवमंडल में

कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा पाई जाती है। तो, हाइड्रोक्साइपेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 ओएच, या, एक अन्य संकेतन में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 · सीए (ओएच) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के खोल आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में, कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

प्राप्त

CaCl 2 (75-80%) और KCl या CaCl 2 और CaF 2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त धातु कैल्शियम प्राप्त किया जाता है, साथ ही साथ 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मल कमी:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca।

गुण

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, α-Ca एक घन चेहरा-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 एनएम), उच्चतर स्थिर है β-Ca α-Fe प्रकार के घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ (पैरामीटर a = 0.448) एनएम)। मानक थैलीपी एचα → β संक्रमण का 0 0.93 kJ / mol है।

रासायनिक गुण

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। सीए 2+ / सीए 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 वी है, ताकि कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2 + क्यू।

पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि पानी उबालने पर बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।

आवेदन

धातु कैल्शियम का अनुप्रयोग

धातु कैल्शियम का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठोर धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। कैल्शियम लेड मिश्र धातु का उपयोग बैटरी और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है। वैक्यूम उपकरण से हवा के निशान हटाने के लिए कैल्शियम ग्रेन्युल का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलोथर्मी

शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मी में दुर्लभ धातुओं के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु मिश्र धातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले लेड अलॉयिंग के लिए, कम स्व-निर्वहन के साथ रखरखाव-मुक्त स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट्स बीकेए के उत्पादन के लिए धातु कैल्शियम का उपयोग किया जाता है।

परमाणु संलयन

48 Ca समस्थानिक अतिभारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्व प्राप्त करने के लिए 48 Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।) का उपयोग रूप में किया जाता है और धातुओं की कमी के लिए, साथ ही साथ साइनामाइड कैल्शियम के उत्पादन में (1200 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को गर्म करके, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, साइनामाइड भट्टियों में की जाती है)।

कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग बैकअप थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। इन बैटरियों में कैथोड के रूप में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की ख़ासियत एक उपयुक्त स्थिति में एक बहुत लंबी शैल्फ जीवन (दशकों) है, किसी भी स्थिति (स्थान, उच्च दबाव) में काम करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा। कम समय में नुकसान। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहां थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

इसके अलावा, गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम के लिए दवाओं की संरचना में कैल्शियम यौगिकों को पेश किया जाता है।

कैल्शियम की जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग कंकाल और दांतों में फॉस्फेट के रूप में निहित होता है। अधिकांश अकशेरुकी समूहों (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त के थक्के जमने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को सुनिश्चित करने में भी शामिल होते हैं। कैल्शियम आयन सार्वभौमिक माध्यमिक मध्यस्थों में से एक के रूप में भी काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की एकाग्रता लगभग 10-7 mol है। अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10 3 मोल।

कैल्शियम की जरूरत उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) है, और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाला अधिकांश कैल्शियम डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के उत्पादों (विशेषकर फलियों में बहुत अधिक होता है) में पाया जाता है। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज, असंतृप्त फैटी एसिड द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी के साथ, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम का अवशोषण बाधित होता है। जब ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलाया जाता है, तो कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिकों का उत्पादन करता है जो कि गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

इससे जुड़ी बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, और उचित पोषण के साथ, कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थिति ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज पैदा कर सकती है। गहरी कमी से लगातार मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस होता है। कॉफी और शराब का सेवन कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसमें से कुछ मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, जिसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन हो सकता है (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।

कैल्शियम यौगिक- चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - चूना पत्थर का एक उत्पाद) प्राचीन काल में निर्माण व्यवसाय में पहले से ही उपयोग किया जाता था। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में A. Lavoisier ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं। 1808 में, डेवी ने मरकरी ऑक्साइड के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को पारा कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन करते हुए, एक कैल्शियम अमलगम तैयार किया, और उसमें से पारा को आसुत करके, उन्होंने "कैल्शियम" नामक एक धातु प्राप्त की (अक्षांश से। कालू,वंश। मामला कैल्सिस - चूना)।

ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों का प्लेसमेंट।

+ 20Са ... | 3एस 3पी 3डी | 4एस

कैल्शियम को क्षारीय पृथ्वी धातु कहा जाता है और इसे एस-तत्व कहा जाता है। बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर, कैल्शियम में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह यौगिक देता है: CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3, आदि। कैल्शियम विशिष्ट धातुओं से संबंधित है - इसमें ऑक्सीजन के लिए एक महान आत्मीयता है, लगभग सभी धातुओं को उनके ऑक्साइड से कम करता है, एक काफी मजबूत आधार Ca (OH) 2 बनाता है।

धातुओं के क्रिस्टल जाली विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं, लेकिन कैल्शियम की विशेषता एक चेहरा-केंद्रित घन जाली होती है।

धातुओं में क्रिस्टल का आकार, आकार और पारस्परिक व्यवस्था मेटलोग्राफिक विधियों द्वारा विकीर्ण होती है। इस संबंध में धातु की संरचना का सबसे पूर्ण मूल्यांकन इसके पतले खंड के सूक्ष्म विश्लेषण द्वारा प्रदान किया जाता है। परीक्षण के लिए धातु से एक नमूना काटा जाता है और इसका तल जमीन पर पॉलिश किया जाता है और एक विशेष समाधान (एच्चेंट) के साथ उकेरा जाता है। नक़्क़ाशी के परिणामस्वरूप, नमूने की संरचना जारी की जाती है, जिसकी जांच की जाती है या मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप का उपयोग करके फोटो खींचा जाता है।

कैल्शियम एक हल्की धातु (d = 1.55), चांदी की सफेदी है। यह सोडियम की तुलना में अधिक कठिन होता है और उच्च तापमान (851 डिग्री सेल्सियस) पर पिघलता है, जो आवर्त सारणी में इसके बगल में स्थित है। यह इस तथ्य के कारण है कि एक धातु में एक कैल्शियम आयन के लिए दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, आयनों और इलेक्ट्रॉन गैस के बीच रासायनिक बंधन सोडियम की तुलना में अधिक मजबूत होता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, कैल्शियम के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को अन्य तत्वों के परमाणुओं में स्थानांतरित कर दिया जाता है। इस मामले में, दोगुने चार्ज आयन बनते हैं।

कैल्शियम धातुओं, विशेष रूप से ऑक्सीजन के प्रति अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। हवा में, यह क्षार धातुओं की तुलना में अधिक धीरे-धीरे ऑक्सीकरण करता है, क्योंकि इस पर ऑक्साइड फिल्म ऑक्सीजन के लिए कम पारगम्य है। गर्म होने पर, भारी मात्रा में गर्मी के निकलने के साथ कैल्शियम जलता है:

कैल्शियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, उसमें से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और एक आधार बनाता है:

सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2

ऑक्सीजन के संबंध में इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, कैल्शियम अपने आक्साइड से दुर्लभ धातुओं के उत्पादन के लिए कुछ आवेदन पाता है। कैल्शियम चिप्स के साथ धातु ऑक्साइड को गर्म किया जाता है; प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, कैल्शियम ऑक्साइड और धातु प्राप्त होते हैं। धातुओं के तथाकथित डीऑक्सीडेशन के लिए कैल्शियम और इसके कुछ मिश्र धातुओं का उपयोग उसी संपत्ति पर आधारित है। पिघली हुई धातु में कैल्शियम मिलाया जाता है और यह घुली हुई ऑक्सीजन के निशान हटा देता है; परिणामी कैल्शियम ऑक्साइड धातु की सतह पर तैरता है। कुछ मिश्र धातुओं में कैल्शियम पाया जाता है।

कैल्शियम पिघला हुआ कैल्शियम क्लोराइड या एल्युमिनोथर्मिक विधि के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। कैल्शियम ऑक्साइड, या बुझा हुआ चूना, एक सफेद पाउडर है, यह 2570 डिग्री सेल्सियस पर पिघला देता है। यह चूना पत्थर को शांत करके प्राप्त किया जाता है:

CaCO3 = CaO + CO2 ^

कैल्शियम ऑक्साइड एक मूल ऑक्साइड है, इसलिए यह एसिड और एसिड एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। पानी के साथ, यह एक आधार देता है - कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड:

सीएओ + एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2

कैल्सियम ऑक्साइड में पानी मिलाने, जिसे चूने का बुझाना कहा जाता है, बड़ी मात्रा में ऊष्मा के निकलने के साथ होता है। ऐसे में कुछ पानी भाप में बदल जाता है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, या बुझा हुआ चूना, एक सफेद पदार्थ है, जो पानी में थोड़ा घुलनशील है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय घोल को चूने का पानी कहा जाता है। इस तरह के समाधान में मजबूत क्षारीय गुण होते हैं, क्योंकि कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड अच्छी तरह से अलग हो जाता है:

सीए (ओएच) 2 = सीए + 2OH

क्षार धातुओं के ऑक्साइड के हाइड्रेट्स की तुलना में, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड एक कमजोर आधार है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कैल्शियम आयन दोगुना चार्ज होता है और हाइड्रॉक्सिल समूहों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है।

बुझा हुआ चूना और उसका घोल, जिसे चूने का पानी कहा जाता है, कार्बन डाइऑक्साइड सहित एसिड और एसिड एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। कार्बन डाइऑक्साइड की खोज के लिए प्रयोगशालाओं में चूने के पानी का उपयोग किया जाता है, क्योंकि अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट बनने से पानी बादल बन जाता है:

सीए + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड के लंबे समय तक संचरण के साथ, समाधान फिर से स्पष्ट हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कैल्शियम कार्बोनेट घुलनशील नमक में परिवर्तित हो जाता है - कैल्शियम बाइकार्बोनेट:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

उद्योग में, कैल्शियम दो तरह से प्राप्त किया जाता है:

0.01-0.02 मिमी के निर्वात में 1200 डिग्री सेल्सियस पर सीएओ और अल पाउडर के ब्रिकेट किए गए मिश्रण को गर्म करना। आर टी. कला ।; प्रतिक्रिया द्वारा उत्सर्जित:

6СаО + 2Аl = 3CaO Al2O3 + 3Ca

कैल्शियम वाष्प ठंडी सतह पर संघनित होती है।

Cu - Ca मिश्र धातु (65% Ca) CaCl2 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा तैयार किया जाता है और KCl को तरल कॉपर-कैल्शियम कैथोड के साथ पिघलाया जाता है, जिससे कैल्शियम 0.1 - 0.001 के वैक्यूम में 950 - 1000 ° C के तापमान पर आसुत होता है। मिमी एचजी।

कैल्शियम कार्बाइड CaC2 के थर्मल पृथक्करण द्वारा कैल्शियम के उत्पादन की एक विधि भी विकसित की गई है।

कैल्शियम प्रकृति में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। इसमें पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 3% (द्रव्यमान) होता है। कैल्शियम लवण स्वाभाविक रूप से कार्बोनेट्स (चाक, संगमरमर), सल्फेट्स (जिप्सम), फॉस्फेट (फॉस्फोराइट्स) के रूप में बड़े संचय का निर्माण करते हैं। पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की क्रिया के तहत, कार्बोनेट हाइड्रोकार्बन के रूप में समाधान में गुजरते हैं और लंबी दूरी पर भूमिगत और नदी के पानी से ले जाया जाता है। जब कैल्शियम लवण धुल जाते हैं तो गुफाएँ बन सकती हैं। पानी के वाष्पीकरण या तापमान में वृद्धि के कारण नए स्थान पर कैल्शियम कार्बोनेट जमा हो सकता है। उदाहरण के लिए, गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स बनते हैं।

घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण पानी की समग्र कठोरता को निर्धारित करते हैं। यदि ये जल में अल्प मात्रा में उपस्थित हों तो जल को शीतल कहते हैं। इन लवणों की एक उच्च सामग्री के साथ (100 - 200 मिलीग्राम। कैल्शियम लवण - 1 लीटर में। आयनों के संदर्भ में), पानी को कठोर माना जाता है। ऐसे पानी में साबुन का झाग अच्छी तरह से नहीं बनता है, क्योंकि कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण इसके साथ अघुलनशील यौगिक बनाते हैं। कठोर जल में, खाद्य उत्पादों को खराब रूप से उबाला जाता है, और जब उबाला जाता है, तो यह भाप बॉयलरों की दीवारों पर स्केल देता है। स्केल अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करता है, ईंधन की खपत में वृद्धि का कारण बनता है और बॉयलर की दीवारों के पहनने में तेजी लाता है। स्केल गठन एक जटिल प्रक्रिया है। गर्म होने पर, कार्बोनिक एसिड कैल्शियम और मैग्नीशियम के अम्लीय लवण विघटित होकर अघुलनशील कार्बोनेट में बदल जाते हैं:

सीए + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

गर्म करने पर कैल्शियम सल्फेट CaSO4 की विलेयता भी कम हो जाती है, इसलिए इसे स्केल में शामिल किया जाता है।

पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होने वाली कठोरता को कार्बोनेट या अस्थायी कहा जाता है, क्योंकि इसे उबालने से समाप्त हो जाता है। कार्बोनेट कठोरता के अलावा, गैर-कार्बोनेट कठोरता भी प्रतिष्ठित है, जो पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम सल्फेट और क्लोराइड की सामग्री पर निर्भर करती है। इन लवणों को उबालने से नहीं हटाया जाता है, और इसलिए गैर-कार्बोनेट कठोरता को स्थायी कठोरता भी कहा जाता है। कार्बोनेट और गैर-कार्बोनेट कठोरता कुल कठोरता को जोड़ती है।

कठोरता को पूरी तरह से समाप्त करने के लिए, पानी को कभी-कभी आसुत किया जाता है। कार्बोनेट कठोरता को खत्म करने के लिए पानी उबाला जाता है। सामान्य कठोरता या तो रसायनों के अतिरिक्त या तथाकथित कटियन एक्सचेंजर्स की सहायता से समाप्त हो जाती है। रासायनिक विधि का उपयोग करते समय, घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण अघुलनशील कार्बोनेट में परिवर्तित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए, चूने का दूध और सोडा मिलाया जाता है:

सीए + 2HCO3 + Ca + 2OH = 2H2O + 2CaCO3v

सीए + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3v

कटियन एक्सचेंजर्स के साथ कठोरता का उन्मूलन एक अधिक सही प्रक्रिया है। Cationites जटिल पदार्थ हैं (सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के प्राकृतिक यौगिक, उच्च आणविक कार्बनिक यौगिक), जिनमें से संरचना Na2R सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है, जहां R एक जटिल अम्लीय अवशेष है। जब पानी को कटियन एक्सचेंजर की एक परत के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है, तो Ca और Mg आयनों के लिए Na आयनों (धनायनों) का आदान-प्रदान किया जाता है:

सीए + Na2R = 2Na + CaR

नतीजतन, समाधान से Ca आयन कटियन एक्सचेंजर में गुजरते हैं, और Na आयन कटियन एक्सचेंजर से समाधान में गुजरते हैं। उपयोग किए गए कटियन एक्सचेंजर को बहाल करने के लिए, इसे सोडियम क्लोराइड के घोल से धोया जाता है। इस मामले में, रिवर्स प्रक्रिया होती है: कटियन एक्सचेंजर में Ca आयनों को Na आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl

जल शोधन के लिए पुनर्जीवित कटियन एक्सचेंजर का फिर से उपयोग किया जा सकता है।

शुद्ध धातु के रूप में, Ca का उपयोग U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb और कुछ दुर्लभ पृथ्वी धातुओं और उनके यौगिकों के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग स्टील, कांस्य और अन्य मिश्र धातुओं को डीऑक्सीडाइज़ करने के लिए, पेट्रोलियम उत्पादों से सल्फर को हटाने के लिए, कार्बनिक तरल पदार्थों को निर्जलित करने के लिए, नाइट्रोजन अशुद्धियों से आर्गन को शुद्ध करने के लिए, और इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में गैस अवशोषक के रूप में किया जाता है। Pb - Na - Ca सिस्टम की एंटी-फिक्शन सामग्री, साथ ही Pb - Ca मिश्र धातु, जिसका उपयोग विद्युत केबलों के म्यान के निर्माण के लिए किया जाता है, का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है। मिश्र धातु Ca - Si - Ca (सिलिकोकैल्शियम) का उपयोग गुणवत्ता वाले स्टील्स के उत्पादन में एक डीऑक्सीडाइज़र और डिगैसर के रूप में किया जाता है।

कैल्शियम जीवन के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए आवश्यक बायोजेनिक तत्वों में से एक है। यह जानवरों और पौधों के सभी ऊतकों और तरल पदार्थों में मौजूद है। सीए मुक्त वातावरण में केवल दुर्लभ जीव ही विकसित हो सकते हैं। कुछ जीवों में, सीए सामग्री 38% तक पहुंच जाती है: मनुष्यों में - 1.4 - 2%। पौधे और पशु जीवों की कोशिकाओं को बाह्य मीडिया में सीए, ना और के आयनों के कड़ाई से परिभाषित अनुपात की आवश्यकता होती है। पौधे मिट्टी से Ca प्राप्त करते हैं। सीए से उनके संबंध के अनुसार, पौधों को कैल्सीफाइल और कैल्सफोब में विभाजित किया जाता है। पशु भोजन और पानी से Ca प्राप्त करते हैं। Ca कई कोशिकीय संरचनाओं के निर्माण, बाहरी कोशिका झिल्लियों की सामान्य पारगम्यता के रखरखाव, मछली और अन्य जानवरों से अंडों के निषेचन के लिए और कई एंजाइमों के सक्रियण के लिए आवश्यक है। सीए आयन मांसपेशी फाइबर को उत्तेजना संचारित करते हैं, जिससे यह सिकुड़ता है, हृदय संकुचन की ताकत बढ़ाता है, ल्यूकोसाइट्स के फागोसाइटिक फ़ंक्शन को बढ़ाता है, सुरक्षात्मक रक्त प्रोटीन की प्रणाली को सक्रिय करता है, और इसके जमावट में भाग लेता है। कोशिकाओं में, लगभग सभी सीए अकार्बनिक फॉस्फेट और कार्बनिक एसिड के साथ परिसरों में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोलिपिड्स के साथ यौगिकों के रूप में होते हैं। मनुष्यों और उच्च जानवरों के रक्त प्लाज्मा में, केवल 20-40% Ca प्रोटीन से जुड़ा हो सकता है। कंकाल वाले जानवरों में, सभी सीए का 97 - 99% तक निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है: अकशेरुकी में, मुख्य रूप से CaCO3 (मोलस्क, कोरल के गोले), कशेरुक में, फॉस्फेट के रूप में। कई अकशेरुकी जंतु गलने से पहले Ca को एक नया कंकाल बनाने या प्रतिकूल परिस्थितियों में महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करने के लिए संग्रहीत करते हैं। मनुष्यों और उच्च जानवरों के रक्त में सीए सामग्री पैराथाइरॉइड और थायरॉयड ग्रंथियों के हार्मोन द्वारा नियंत्रित होती है। इन प्रक्रियाओं में विटामिन डी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। Ca अवशोषण छोटी आंत के अग्र भाग में होता है। आंत में अम्लता में कमी के साथ Ca का अवशोषण बिगड़ जाता है और भोजन में Ca, फास्फोरस और वसा के अनुपात पर निर्भर करता है। गाय के दूध में इष्टतम सीए / पी अनुपात लगभग 1.3 (आलू में 0.15, सेम में 0.13, मांस में 0.016) है। भोजन में P और ऑक्सैलिक अम्ल की अधिकता से Ca का अवशोषण बिगड़ जाता है। पित्त अम्ल इसके अवशोषण को तेज करते हैं। मानव भोजन में सीए / वसा का इष्टतम अनुपात 0.04 - 0.08 ग्राम सीए प्रति 1 ग्राम है। मोटा। सीए की रिहाई मुख्य रूप से आंतों के माध्यम से होती है। स्तनपान के दौरान स्तनधारी दूध में बहुत अधिक Ca खो देते हैं। युवा जानवरों और बच्चों में फास्फोरस-कैल्शियम चयापचय के उल्लंघन के साथ, रिकेट्स विकसित होता है, वयस्क जानवरों में - कंकाल (ऑस्टियोमलेशिया) की संरचना और संरचना में परिवर्तन।

चिकित्सा में, सीए की तैयारी शरीर में सीए आयनों की कमी (टेटनी, स्पैस्मोफिलिया, रिकेट्स के साथ) से जुड़े विकारों को खत्म करती है। सीए की तैयारी एलर्जी के लिए अतिसंवेदनशीलता को कम करती है और एलर्जी रोगों (सीरम बीमारी, नींद बुखार, आदि) के इलाज के लिए उपयोग की जाती है। सीए की तैयारी बढ़ी हुई संवहनी पारगम्यता को कम करती है और एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव पड़ता है। उनका उपयोग रक्तस्रावी वास्कुलिटिस, विकिरण बीमारी, सूजन प्रक्रियाओं (निमोनिया, फुफ्फुस, आदि) और कुछ त्वचा रोगों के लिए किया जाता है। हृदय की मांसपेशियों की गतिविधि में सुधार करने और डिजिटलिस दवाओं की क्रिया को बढ़ाने के लिए, मैग्नीशियम लवण के साथ विषाक्तता के लिए एक एंटीडोट के रूप में, रक्त-रोकने वाले एजेंट के रूप में निर्धारित किया गया है। अन्य दवाओं के साथ, सीए तैयारी का उपयोग श्रम को प्रोत्साहित करने के लिए किया जाता है। Ca क्लोराइड को मुंह से और अंतःशिर्ण रूप से प्रशासित किया जाता है। ऊतक चिकित्सा के लिए Ossocalcinol (आड़ू के तेल में विशेष रूप से तैयार हड्डी पाउडर का 15% बाँझ निलंबन) प्रस्तावित है।

Ca की तैयारी में जिप्सम (CaSO4) भी शामिल है, जिसका उपयोग प्लास्टर कास्ट के लिए सर्जरी में किया जाता है, और चाक (CaCO3), जिसे गैस्ट्रिक जूस की बढ़ी हुई अम्लता और टूथ पाउडर तैयार करने के लिए मौखिक रूप से दिया जाता है।