Apa yang berinteraksi dengan kalsium? Sifat fisik kalsium

Di antara semua elemen sistem periodik, beberapa dapat dibedakan, yang tanpanya tidak hanya mungkin mengembangkan berbagai penyakit pada organisme hidup, tetapi umumnya tidak mungkin untuk hidup dan tumbuh secara normal. Salah satunya adalah kalsium.

Menariknya, jika berbicara tentang logam ini, sebagai zat sederhana, tidak memiliki manfaat apa pun bagi seseorang, bahkan membahayakan. Namun, kita hanya perlu menyebutkan ion Ca 2+, karena segera ada massa poin yang mencirikan pentingnya mereka.

Posisi kalsium dalam tabel periodik

Karakterisasi kalsium, seperti elemen lainnya, dimulai dengan indikasi posisinya dalam sistem periodik. Bagaimanapun, ini memungkinkan untuk belajar banyak tentang atom ini:

muatan nuklir;
jumlah elektron dan proton, neutron;
keadaan oksidasi, lebih tinggi dan lebih rendah;
konfigurasi elektronik dan hal-hal penting lainnya.

Unsur yang kita pertimbangkan terletak di periode besar keempat dari kelompok kedua, subkelompok utama dan memiliki nomor seri 20. Juga, tabel periodik kimia menunjukkan berat atom kalsium - 40,08, yang merupakan nilai rata-rata yang ada isotop atom ini.

Bilangan oksidasi adalah satu, selalu konstan, sama dengan +2. rumus CaO. Nama latin unsur tersebut adalah kalsium, maka lambang atom Ca.

Karakterisasi kalsium sebagai zat sederhana

Dalam kondisi normal, elemen ini adalah logam, berwarna putih keperakan. Rumus kalsium sebagai zat sederhana adalah Ca. Karena aktivitas kimianya yang tinggi, ia mampu membentuk banyak senyawa yang termasuk dalam kelas yang berbeda.

Dalam keadaan agregasi padat, itu bukan bagian dari tubuh manusia, oleh karena itu penting untuk kebutuhan industri dan teknis (terutama sintesis kimia).

Ini adalah salah satu logam yang paling umum dalam hal bagiannya di kerak bumi, sekitar 1,5%. Itu milik kelompok alkali tanah, karena ketika dilarutkan dalam air memberikan alkali, tetapi di alam itu terjadi dalam bentuk beberapa mineral dan garam. Banyak kalsium (400 mg/l) termasuk dalam air laut.

sel kristal

Karakteristik kalsium dijelaskan oleh struktur kisi kristal, yang dapat terdiri dari dua jenis (karena ada bentuk alfa dan beta):

kubik wajah-sentris;
volume-sentris.

Jenis ikatan dalam molekul adalah logam, di lokasi kisi, seperti semua logam, ada ion atom.

Berada di alam

Ada beberapa zat dasar di alam yang mengandung unsur ini.

Air laut.
Batuan dan mineral.
Organisme hidup (cangkang dan cangkang, jaringan tulang, dan sebagainya).
Air tanah di kerak bumi.

Berikut jenis batuan dan mineral yang dapat diidentifikasi, yang merupakan sumber kalsium alami.

Dolomit adalah campuran kalsium dan magnesium karbonat.
Fluorit adalah kalsium fluorida.
Gipsum - CaSO 4 2H 2 O.
Kalsit - kapur, batu kapur, marmer - kalsium karbonat.
Alabaster - CaSO 4 0.5H 2 O.
apatis.

Secara total, sekitar 350 mineral dan batuan berbeda yang mengandung kalsium diisolasi.

Bagaimana untuk mendapatkan

Untuk waktu yang lama, tidak mungkin untuk mengisolasi logam dalam bentuk bebas, karena aktivitas kimianya tinggi, Anda tidak akan menemukannya di alam dalam bentuk murni. Oleh karena itu, hingga abad ke-19 (1808), unsur yang dimaksud adalah misteri lain yang dibawa tabel periodik.

Kalsium sebagai logam mampu mensintesis ahli kimia Inggris Humphrey Davy. Dialah yang pertama kali menemukan fitur interaksi lelehan mineral padat dan garam dengan arus listrik. Sampai saat ini, masih cara yang paling relevan untuk mendapatkan logam ini adalah elektrolisis garamnya, seperti:

campuran kalsium dan kalium klorida;
campuran fluorida dan kalsium klorida.

Dimungkinkan juga untuk mengekstrak kalsium dari oksidanya menggunakan metode aluminotermik yang umum dalam metalurgi.

Properti fisik

Karakterisasi kalsium ditinjau dari parameter fisik dapat dijelaskan dalam beberapa poin.

Keadaan agregat - dalam kondisi normal, padat.
Titik lebur - 842 0 .
Logamnya lunak dan dapat dipotong dengan pisau.
Warna - putih keperakan, cemerlang.
Ini memiliki sifat konduktif dan konduktor panas yang baik.
Dengan pemanasan yang lama, ia berubah menjadi cairan, kemudian menjadi uap, kehilangan sifat logamnya. Titik didih 1484 0 .

Sifat fisik kalsium memiliki satu ciri. Ketika tekanan diterapkan pada logam, pada suatu saat ia kehilangan sifat logam dan kemampuannya untuk menghantarkan listrik. Namun, dengan peningkatan eksposur lebih lanjut, ia dipulihkan lagi dan memanifestasikan dirinya sebagai superkonduktor, beberapa kali lebih tinggi daripada elemen lainnya dalam hal indikator ini.

Sifat kimia

Aktivitas logam ini sangat tinggi. Oleh karena itu, ada banyak interaksi di mana kalsium masuk. Reaksi dengan semua non-logam biasa terjadi padanya, karena sebagai zat pereduksi ia sangat kuat.

Dalam kondisi normal, mudah bereaksi dengan pembentukan senyawa biner yang sesuai dengan: halogen, oksigen.
Saat dipanaskan: hidrogen, nitrogen, karbon, silikon, fosfor, boron, belerang dan lain-lain.
Di udara terbuka, ia segera berinteraksi dengan karbon dioksida dan oksigen, oleh karena itu ditutupi dengan lapisan abu-abu.
Bereaksi hebat dengan asam, terkadang dengan pengapian.

Sifat menarik kalsium dimanifestasikan dalam komposisi garam. Jadi, gua-gua indah yang tumbuh di langit-langit dan dinding tidak lebih dari terbentuk dari waktu ke waktu dari air, karbon dioksida, dan bikarbonat di bawah pengaruh proses di dalam air tanah.

Mempertimbangkan seberapa aktif logam dalam keadaan normal, ia disimpan di laboratorium, seperti yang bersifat basa. Dalam wadah kaca gelap, dengan tutup tertutup rapat dan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin.

Reaksi kualitatif terhadap ion kalsium adalah warna nyala api dalam warna merah bata yang indah dan jenuh. Dimungkinkan juga untuk mengidentifikasi logam dalam komposisi senyawa dengan endapan yang tidak larut dari beberapa garamnya (kalsium karbonat, fluorida, sulfat, fosfat, silikat, sulfit).

sambungan logam

Jenis-jenis senyawa logam adalah sebagai berikut:

oksida;
hidroksida;
garam kalsium (sedang, asam, basa, ganda, kompleks).

Kalsium oksida yang dikenal sebagai CaO digunakan untuk membuat bahan bangunan (kapur). Jika Anda memadamkan oksida dengan air, Anda mendapatkan hidroksida yang sesuai, yang menunjukkan sifat-sifat alkali.

Ini adalah berbagai garam kalsium yang digunakan di berbagai sektor ekonomi yang sangat penting secara praktis. Jenis garam apa yang ada, telah kami sebutkan di atas. Mari kita berikan contoh jenis senyawa ini.

Garam sedang - CaCO 3 karbonat, Ca 3 fosfat (PO 4) 2 dan lainnya.
Asam - hidrosulfat CaHSO4.
Yang utama adalah bikarbonat (CaOH) 3 PO 4.
Kompleks - Cl 2.
Ganda - 5Ca (NO 3) 2 * NH 4 NO 3 * 10H 2 O.

Dalam bentuk senyawa dari kelas inilah kalsium penting untuk sistem biologis, karena garam adalah sumber ion bagi tubuh.

Peran biologis

Mengapa kalsium penting bagi tubuh manusia? Ada beberapa alasan.

Ion elemen inilah yang merupakan bagian dari zat antar sel dan cairan jaringan, berpartisipasi dalam pengaturan mekanisme eksitasi, produksi hormon dan neurotransmiter.
Kalsium terakumulasi di tulang, email gigi dalam jumlah sekitar 2,5% dari total berat badan. Ini cukup banyak dan memainkan peran penting dalam memperkuat struktur ini, menjaga kekuatan dan stabilitasnya. Pertumbuhan tubuh tanpa itu tidak mungkin.
Pembekuan darah juga tergantung pada ion yang bersangkutan.
Ini adalah bagian dari otot jantung, berpartisipasi dalam eksitasi dan kontraksinya.
Ini adalah peserta dalam proses eksositosis dan perubahan intraseluler lainnya.

Jika jumlah kalsium yang dikonsumsi tidak cukup, maka berkembangnya penyakit seperti:

rakhitis;
osteoporosis;
penyakit darah.

Norma harian untuk orang dewasa adalah 1000 mg, dan untuk anak-anak dari 9 tahun 1300 mg. Untuk mencegah kelebihan elemen ini dalam tubuh, dosis yang ditunjukkan tidak boleh dilampaui. Jika tidak, penyakit usus dapat berkembang.

Bagi semua makhluk hidup lainnya, kalsium tidak kalah pentingnya. Misalnya, meskipun banyak yang tidak memiliki kerangka, sarana eksternal untuk memperkuatnya juga merupakan formasi logam ini. Diantara mereka:

kerang;
kerang dan tiram;
spons;
polip karang.

Semuanya membawa punggung mereka atau, pada prinsipnya, membentuk dalam proses kehidupan semacam kerangka eksternal yang melindungi mereka dari pengaruh eksternal dan pemangsa. Konstituen utamanya adalah garam kalsium.

Hewan vertebrata, seperti manusia, membutuhkan ion ini untuk pertumbuhan dan perkembangan normal dan menerimanya dengan makanan.

Ada banyak opsi yang dapat digunakan untuk menebus norma elemen yang hilang dalam tubuh. Yang terbaik dari semuanya, tentu saja, metode alami - produk yang mengandung atom yang diinginkan. Namun, jika karena alasan tertentu ini tidak mencukupi atau tidak mungkin, jalur medis juga dapat diterima.

Jadi, daftar makanan yang mengandung kalsium kurang lebih seperti ini:

produk susu dan susu asam;
seekor ikan;
tanaman hijau;
sereal (gandum, beras, kue-kue tepung gandum utuh);
beberapa buah jeruk (jeruk, jeruk keprok);
kacang-kacangan;
semua kacang (terutama almond dan kenari).

Jika Anda alergi terhadap beberapa produk atau Anda tidak dapat menggunakannya karena alasan lain, maka persiapan yang mengandung kalsium akan membantu mengisi kembali tingkat elemen yang diinginkan dalam tubuh.

Semuanya adalah garam dari logam ini, yang memiliki kemampuan untuk dengan mudah diserap oleh tubuh, cepat diserap ke dalam darah dan usus. Di antara mereka, yang paling populer dan digunakan adalah sebagai berikut.

Kalsium klorida - larutan untuk injeksi atau untuk pemberian oral kepada orang dewasa dan anak-anak. Ini berbeda dalam konsentrasi garam dalam komposisi, digunakan untuk "suntikan panas", karena menyebabkan sensasi seperti itu ketika disuntikkan. Ada bentuk dengan jus buah untuk memudahkan konsumsi.
Tersedia dalam bentuk tablet (0,25 atau 0,5 g) dan larutan untuk injeksi intravena. Seringkali dalam bentuk tablet mengandung berbagai aditif buah.
Kalsium laktat - tersedia dalam tablet 0,5 g.

Home / Kuliah Tahun 1 / Kimia Umum dan Organik / Soal 23. Kalsium / 2. Sifat Fisika dan Kimia

properti fisik. Kalsium adalah logam lunak berwarna putih keperakan yang meleleh pada 850 °C. C dan mendidih pada 1482 derajat. C. Jauh lebih keras daripada logam alkali.

Sifat kimia. Kalsium adalah logam aktif. Jadi dalam kondisi normal, ia mudah berinteraksi dengan oksigen dan halogen atmosfer:

2 Ca + O2 \u003d 2 CaO (kalsium oksida);

Ca + Br2 = CaBr2 (kalsium bromida).

Dengan hidrogen, nitrogen, belerang, fosfor, karbon, dan non-logam lainnya, kalsium bereaksi ketika dipanaskan:

Ca + H2 = CaH2 (kalsium hidrida);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (kalsium nitrida);

Ca + S = CaS (kalsium sulfida);

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

Ca + 2 C \u003d CaC2 (kalsium karbida).

Kalsium berinteraksi perlahan dengan air dingin, dan sangat kuat dengan air panas:

Ca + 2 H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2.

Kalsium dapat mengambil oksigen atau halogen dari oksida dan halida dari logam yang kurang aktif, yaitu memiliki sifat pereduksi:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

1. Berada di alam
3. Tanda Terima
4. Aplikasi

www.medkurs.ru

Kalsium | panduan Pestisida.ru

Bagi banyak orang, pengetahuan tentang kalsium terbatas pada fakta bahwa unsur ini diperlukan untuk kesehatan tulang dan gigi. Di mana lagi itu terkandung, mengapa dibutuhkan dan bagaimana perlu, tidak semua orang punya ide. Namun, kalsium ditemukan dalam banyak senyawa yang sudah tidak asing lagi bagi kita, baik yang alami maupun buatan. Kapur dan kapur, stalaktit dan stalagmit gua, fosil kuno dan semen, gipsum dan pualam, produk susu dan obat anti-osteoporosis - semua ini dan lebih banyak lagi mengandung kalsium tinggi.

Unsur ini pertama kali diperoleh oleh G. Davy pada tahun 1808, dan pada awalnya tidak digunakan secara aktif. Namun demikian, sekarang logam ini menempati urutan kelima di dunia dalam hal produksi, dan kebutuhannya meningkat dari tahun ke tahun. Area utama penggunaan kalsium adalah produksi bahan bangunan dan campuran. Namun, perlu untuk membangun tidak hanya rumah, tetapi juga sel hidup. Dalam tubuh manusia, kalsium adalah bagian dari kerangka, memungkinkan kontraksi otot, memastikan pembekuan darah, mengatur aktivitas sejumlah enzim pencernaan, dan melakukan banyak fungsi lainnya. Tidak kalah pentingnya untuk benda hidup lainnya: hewan, tumbuhan, jamur, dan bahkan bakteri. Pada saat yang sama, kebutuhan kalsium cukup tinggi, yang memungkinkan untuk mengklasifikasikannya sebagai makronutrien.

Kalsium (Kalsium), Ca adalah unsur kimia dari subkelompok utama kelompok II dari sistem periodik Mendeleev. Nomor atom - 20. Massa atom - 40,08.

Kalsium adalah logam alkali tanah. Dalam keadaan bebas lunak, agak keras, berwarna putih. Kepadatan mengacu pada logam ringan.

Kepadatan - 1,54 g / cm3,
Titik lebur - +842 ° C,
Titik didih - +1495 ° C.

Kalsium memiliki sifat logam yang menonjol. Dalam semua senyawa, keadaan oksidasi adalah +2.

Di udara, ia ditutupi dengan lapisan oksida; ketika dipanaskan, ia terbakar dengan nyala kemerahan yang cerah. Bereaksi lambat dengan air dingin, dan dengan cepat menggantikan hidrogen dari air panas dan membentuk hidroksida. Ketika bereaksi dengan hidrogen, ia membentuk hidrida. Pada suhu kamar, ia bereaksi dengan nitrogen untuk membentuk nitrida. Ini juga mudah bergabung dengan halogen dan belerang, mengembalikan oksida logam saat dipanaskan.

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling melimpah di alam. Di kerak bumi, isinya adalah 3% berat. Itu terjadi dalam bentuk endapan kapur, batu kapur, marmer (varietas alami kalsium karbonat CaCO3). Dalam jumlah besar terdapat endapan gipsum (CaSO4 x 2h3O), fosfor (Ca3 (PO4) 2 dan berbagai silikat yang mengandung kalsium.

Air

. Garam kalsium hampir selalu ada di air alami. Dari jumlah tersebut, hanya gipsum yang sedikit larut di dalamnya. Dengan kandungan karbon dioksida dalam air, kalsium karbonat masuk ke dalam larutan dalam bentuk bikarbonat Ca(HCO3)2.

air keras

. Air alami dengan sejumlah besar garam kalsium atau magnesium disebut keras.

air lembut

. Dengan kandungan garam-garam ini yang rendah atau ketidakhadirannya, air disebut lunak.

tanah

. Sebagai aturan, tanah cukup disediakan dengan kalsium. Dan, karena kalsium terkandung dalam massa yang lebih besar di bagian vegetatif tanaman, pemindahannya dengan tanaman dapat diabaikan.

Kehilangan kalsium dari tanah terjadi sebagai akibat pencuciannya oleh presipitasi. Proses ini tergantung pada komposisi granulometrik tanah, curah hujan, jenis tanaman, bentuk dan dosis kapur dan pupuk mineral. Tergantung pada faktor-faktor ini, kehilangan kalsium dari lapisan yang subur berkisar dari beberapa puluh hingga 200–400 kg/ha atau lebih.

Kandungan kalsium di berbagai jenis tanah

Tanah podsolik mengandung 0,73% (dari bahan kering tanah) kalsium.

Hutan abu-abu - 0,90% kalsium.

Chernozem - 1,44% kalsium.

Serozem - 6,04% kalsium.

Di dalam tumbuhan, kalsium dalam bentuk fosfat, sulfat, karbonat, dalam bentuk garam pektin dan asam oksalat. Hampir 65% kalsium dalam tanaman dapat diekstraksi dengan air. Sisanya diperlakukan dengan asam asetat dan asam klorida lemah. Sebagian besar kalsium ditemukan pada sel-sel yang menua.

Gejala kekurangan kalsium menurut:
budaya	gejala defisiensi
Gejala umum	Pemutihan tunas apikal; Pemutihan daun muda; Ujung daun ditekuk ke bawah; Tepi daun menggulung;
kentang	Daun bagian atas mekar dengan buruk; Titik tumbuh batang mati; Ada garis terang di tepi daun, kemudian menjadi gelap; Tepi daun dipelintir;
Kubis putih dan kembang kol	Pada daun tanaman muda, bercak klorosis (marbling) atau garis-garis putih di sepanjang tepinya; Pada tanaman yang lebih tua, daunnya menggulung dan muncul luka bakar; Titik pertumbuhan mati
	Lobus terminal daun mati Bunga jatuh; Bintik hitam muncul pada buah di puncak, yang meningkat saat buah tumbuh (busuk pucuk tomat)
	Tunas apikal mati; Ujung daun muda terbungkus, sobek, lalu mati; Bagian atas pucuk mati; Kerusakan pada ujung akar; Dalam bubur buah - bintik-bintik coklat (pahit pitting); Rasa buahnya memburuk; Menurunnya daya jual buah-buahan

Fungsi kalsium

Efek elemen ini pada tanaman bersifat multilateral dan, sebagai suatu peraturan, positif. Kalsium:

Meningkatkan metabolisme;
Memainkan peran penting dalam pergerakan karbohidrat;
Mempengaruhi metamorfosis zat nitrogen;
Mempercepat konsumsi protein cadangan benih selama perkecambahan;
Berperan dalam proses fotosintesis;
antagonis kuat kation lain, mencegah masuknya kation secara berlebihan ke dalam jaringan tanaman;
Ini mempengaruhi sifat fisikokimia protoplasma (viskositas, permeabilitas, dll.), Dan karenanya proses normal biokimia di pabrik;
Senyawa kalsium dengan pektin merekatkan dinding sel individu bersama-sama;
Mempengaruhi aktivitas enzim.

Perlu dicatat bahwa efek senyawa kalsium (kapur) pada aktivitas enzim dinyatakan tidak hanya dalam tindakan langsung, tetapi juga karena peningkatan sifat fisikokimia tanah dan rezim nutrisinya. Selain itu, pengapuran tanah secara signifikan mempengaruhi proses biosintesis vitamin.

Kekurangan (kekurangan) kalsium pada tumbuhan

Kekurangan kalsium terutama mempengaruhi perkembangan sistem akar. Pembentukan rambut akar berhenti di akar. Sel-sel luar akar dihancurkan.

Gejala ini memanifestasikan dirinya baik dengan kekurangan kalsium dan dengan ketidakseimbangan dalam larutan nutrisi, yaitu dominasi kation natrium, kalium, dan hidrogen monovalen di dalamnya.

Selain itu, keberadaan nitrogen nitrat dalam larutan tanah meningkatkan aliran kalsium ke dalam jaringan tanaman, sementara amonia menurunkannya.

Tanda-tanda kelaparan kalsium diharapkan ketika kandungan kalsium kurang dari 20% dari kapasitas tukar kation tanah.

Gejala. Secara visual, defisiensi kalsium ditandai dengan tanda-tanda berikut:

Di akar tanaman, ujung coklat yang rusak diamati;
Titik pertumbuhan berubah bentuk dan mati;
Bunga, ovarium, dan kuncup rontok;
Buah rusak karena nekrosis;
Daunnya klorosis;
Tunas apikal mati, dan pertumbuhan batang berhenti.

Kubis, alfalfa, semanggi sangat sensitif terhadap keberadaan kalsium. Telah ditetapkan bahwa tanaman yang sama ini juga dicirikan oleh peningkatan kepekaan terhadap keasaman tanah.

Keracunan kalsium mineral menyebabkan klorosis interveinal dengan bercak nekrotik keputihan. Mereka dapat diwarnai atau memiliki cincin konsentris yang diisi dengan air. Beberapa tanaman merespon kelebihan kalsium dengan menumbuhkan roset daun, mematikan pucuk dan daun jatuh. Gejalanya mirip dengan kekurangan zat besi dan magnesium.

Sumber pengisian kalsium dalam tanah adalah pupuk kapur. Mereka dibagi menjadi tiga kelompok:

Batuan berkapur keras;
Batuan berkapur lunak;
Limbah industri dengan kandungan kapur tinggi.

Batuan berkapur keras menurut kandungan CaO dan MgO dibedakan menjadi :

batugamping (55–56% CaO dan hingga 0,9% MgO);
batugamping dolomit (42–55% CaO dan hingga 9% MgO);
dolomit (32-30% CaO dan 18-20% MgO).

batu kapur

- pupuk kapur dasar. Mengandung 75-100% Ca dan Mg oksida dalam bentuk CaCO3.

Batu kapur dolomit

. Mengandung 79-100% bahan aktif (a.i.) dalam hal CaCO3. Direkomendasikan dalam rotasi tanaman dengan kentang, kacang-kacangan, rami, tanaman umbi-umbian, serta pada tanah yang banyak mengandung podzol.

Marl

. Mengandung CaCO3 hingga 25-15% dan pengotor berupa lempung dengan pasir hingga 20-40%. Bertindak perlahan. Direkomendasikan untuk digunakan pada tanah ringan.

kapur

. Mengandung 90-100% CaCO3. Tindakannya lebih cepat daripada batu kapur. Ini adalah pupuk kapur yang berharga dalam bentuk tanah halus.

kapur bakar

(CaO). Kandungan CaCO3 lebih dari 70%. Ini dicirikan sebagai bahan pengapuran yang kuat dan bertindak cepat.

Kapur mati

(Ca(OH)2). Kandungan CaCO3 adalah 35% atau lebih. Ini juga merupakan pupuk kapur kerja yang kuat dan cepat.

tepung dolomit

. Kandungan CaCO3 dan MgCO3 sekitar 100%. Lebih lambat beraksi daripada tufa berkapur. Biasanya digunakan di mana magnesium diperlukan.

tuf berkapur

. Kandungan CaCO3 adalah 15–96%, pengotor hingga 25% tanah liat dan pasir, 0,1% P2O5. Tindakannya lebih cepat daripada batu kapur.

Lumpur buang air besar (BAB)

. Terdiri dari CaCO3 dan Ca(OH)2. Kandungan kapur pada CaO hingga 40%. Nitrogen juga ada - 0,5% dan P2O5 - 1-2%. Ini adalah limbah dari pabrik gula bit. Direkomendasikan untuk digunakan tidak hanya untuk mengurangi keasaman tanah, tetapi juga di area penanaman bit di tanah chernozem.

Siklon abu serpih

. Bahan bubuk kering. Kandungan zat aktifnya adalah 60-70%. Mengacu pada limbah industri.

Debu dari kiln dan pabrik semen

. Kandungan CaCO3 harus melebihi 60%. Dalam praktiknya, ini digunakan di peternakan yang terletak di sekitar pabrik semen.

Terak metalurgi

. Digunakan di wilayah Ural dan Siberia. Non-higroskopis, mudah disemprotkan. Harus mengandung minimal 80% CaCO3, memiliki kadar air tidak lebih dari 2%. Komposisi granulometrik penting: 70% - kurang dari 0,25 mm, 90% - kurang dari 0,5 mm.

pupuk organik. Kandungan Ca dalam hal CaCO3 adalah 0,32-0,40%.

tepung fosfat. Kandungan kalsiumnya adalah 22% CaCO3.

Pupuk kapur digunakan tidak hanya untuk menyediakan tanah dan tanaman dengan kalsium. Tujuan utama penggunaannya adalah pengapuran tanah. Ini adalah metode reklamasi kimia. Hal ini bertujuan untuk menetralkan keasaman tanah yang berlebihan, meningkatkan sifat agrofisika, agrokimia dan biologinya, memasok tanaman dengan magnesium dan kalsium, memobilisasi dan melumpuhkan unsur makro dan unsur mikro, menciptakan kondisi fisik air, fisik, dan udara yang optimal untuk kehidupan tanaman budidaya.

Efisiensi pengapuran tanah

Bersamaan dengan pemenuhan kebutuhan tanaman akan kalsium sebagai unsur nutrisi mineral, pengapuran menyebabkan berbagai perubahan positif pada tanah.

Pengaruh pengapuran pada sifat-sifat beberapa tanah

Kalsium meningkatkan koagulasi koloid tanah dan mencegah pencuciannya. Ini mengarah pada penanaman tanah yang lebih mudah dan peningkatan aerasi.

Akibat pengapuran:

tanah humus berpasir meningkatkan kapasitas penyerapan airnya;
pada tanah liat berat, agregat tanah dan gumpalan terbentuk yang meningkatkan permeabilitas air.

Secara khusus, asam organik dinetralkan dan ion H dipindahkan dari kompleks penyerap. Ini mengarah pada penghapusan pertukaran dan pengurangan keasaman hidrolitik tanah. Pada saat yang sama, terjadi peningkatan komposisi kationik kompleks penyerap tanah, yang terjadi karena perubahan ion hidrogen dan aluminium menjadi kation kalsium dan magnesium. Hal ini meningkatkan derajat kejenuhan tanah dengan basa dan meningkatkan kapasitas serapan.

Pengaruh pengapuran pada pasokan tanaman dengan nitrogen

Setelah pengapuran, sifat agrokimia positif tanah dan strukturnya dapat dipertahankan selama beberapa tahun. Ini berkontribusi pada penciptaan kondisi yang menguntungkan untuk meningkatkan proses mikrobiologis yang bermanfaat untuk memobilisasi nutrisi. Aktivitas amonifiers, nitrifiers, bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas di tanah ditingkatkan.

Pengapuran membantu meningkatkan reproduksi bakteri bintil dan meningkatkan pasokan nitrogen ke tanaman inang. Telah ditetapkan bahwa pupuk bakteri kehilangan efektivitasnya pada tanah asam.

Pengaruh pengapuran pada pasokan tanaman dengan elemen abu

Pengapuran berkontribusi pada pasokan elemen abu ke tanaman, karena aktivitas bakteri yang menguraikan senyawa fosfor organik di tanah dan mempromosikan transisi besi dan aluminium fosfat menjadi garam kalsium fosfat yang tersedia untuk tanaman ditingkatkan. Pengapuran tanah asam meningkatkan proses mikrobiologis dan biokimia, yang, pada gilirannya, meningkatkan jumlah nitrat, serta bentuk fosfor dan kalium yang dapat diasimilasi.

Pengaruh pengapuran pada bentuk dan ketersediaan makronutrien dan elemen jejak

Pengapuran meningkatkan jumlah kalsium, dan saat menggunakan tepung dolomit - magnesium. Bersamaan dengan itu, bentuk toksik mangan dan aluminium menjadi tidak larut dan masuk ke dalam bentuk endapan. Ketersediaan unsur-unsur seperti besi, tembaga, seng, mangan semakin menurun. Nitrogen, belerang, kalium, kalsium, magnesium, fosfor dan molibdenum menjadi lebih tersedia.

Pengaruh pengapuran pada aksi pupuk fisiologis asam

Pengapuran meningkatkan efektivitas pupuk mineral fisiologis asam, terutama amonia dan kalium.

Efek positif dari pupuk fisiologis asam memudar tanpa kapur, dan seiring waktu dapat berubah menjadi negatif. Jadi di tempat yang dibuahi, hasilnya bahkan lebih sedikit daripada di tempat yang tidak dibuahi. Kombinasi pengapuran dengan penggunaan pupuk meningkatkan efektivitasnya sebesar 25-50%.

Pengapuran mengaktifkan proses enzimatik di dalam tanah, yang secara tidak langsung menilai kesuburannya.

Disusun oleh: Grigorovskaya P.I.

Halaman ditambahkan: 05.12.13 00:40

Pembaruan terakhir: 22/05/14 16:25

Sumber sastra:

Glinka N.L. kimia umum. Buku teks untuk universitas. Penerbit: L: Chemistry, 1985, hlm. 731

Mineev V.G. Agrokimia: Buku Teks - Edisi ke-2, direvisi dan ditambah - M .: MGU Publishing House, KolosS Publishing House, 2004. - 720 p., L. sakit.: sakit. – (Buku teks universitas klasik).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Nutrisi mineral tanaman. Referensi manual untuk siswa dan tukang kebun. Yekaterinburg, 1998. 79 hal.

Ensiklopedia untuk anak-anak. Jilid 17. Kimia. / Kepala. ed. V.A. Volodin. - M.: Avanta +, 2000. - 640 hal., sakit.

Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrokimia / Diedit oleh B.A. Yagodina.- M.: Kolos, 2002. - 584 hlm.: lanau (Buku pelajaran dan alat bantu mengajar untuk siswa perguruan tinggi).

Gambar (remaster):

20 Ca Kalsium, di bawah lisensi CC BY

Kekurangan kalsium dalam gandum, oleh CIMMYT, dilisensikan di bawah CC BY-NC-SA

www.pesticidy.ru

Kalsium dan perannya bagi kemanusiaan - Kimia

Kalsium dan perannya bagi umat manusia

pengantar

Berada di alam

Resi

Properti fisik

Sifat kimia

Penggunaan senyawa kalsium

Peran biologis

Kesimpulan

Bibliografi

pengantar

Kalsium adalah elemen dari subkelompok utama dari kelompok kedua, periode keempat dari sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nomor atom 20. Dilambangkan dengan simbol Ca (lat. Kalsium). Zat sederhana kalsium (nomor CAS: 7440-70-2) adalah logam alkali tanah putih keperakan yang lembut, reaktif.

Meskipun unsur # 20 ada di mana-mana, bahkan ahli kimia belum melihat unsur kalsium. Tetapi logam ini, baik secara eksternal maupun dalam perilaku, sama sekali berbeda dari logam alkali, yang kontaknya penuh dengan bahaya kebakaran dan luka bakar. Itu dapat disimpan dengan aman di udara, tidak menyala dari air. Sifat mekanik unsur kalsium tidak membuatnya menjadi "kambing hitam" dalam keluarga logam: kalsium melampaui banyak dari mereka dalam kekuatan dan kekerasan; itu dapat dihidupkan pada mesin bubut, ditarik menjadi kawat, ditempa, ditekan.

Namun, unsur kalsium hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan struktural. Dia terlalu aktif untuk itu. Kalsium mudah bereaksi dengan oksigen, belerang, halogen. Bahkan dengan nitrogen dan hidrogen, dalam kondisi tertentu, ia bereaksi. Lingkungan karbon oksida, lembam untuk sebagian besar logam, bersifat agresif untuk kalsium. Itu terbakar di atmosfer CO dan CO2.

Sejarah dan asal usul nama

Nama elemen berasal dari lat. calx (dalam kasus genitif calcis) -- "kapur", "batu lunak". Ini diusulkan oleh ahli kimia Inggris Humphrey Davy, yang pada tahun 1808 mengisolasi logam kalsium dengan metode elektrolitik. Davy mengelektrolisis campuran kapur basah basah dengan merkuri oksida HgO pada pelat platina, yang merupakan anoda. Kawat platina yang direndam dalam air raksa berfungsi sebagai katoda. Sebagai hasil dari elektrolisis, kalsium amalgam diperoleh. Setelah mengusir merkuri darinya, Davy menerima logam yang disebut kalsium.

Senyawa kalsium - batu kapur, marmer, gipsum (serta kapur - produk pembakaran batu kapur) telah digunakan dalam konstruksi selama beberapa milenium yang lalu. Sampai akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai benda sederhana. Pada tahun 1789, A. Lavoisier mengemukakan bahwa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah zat yang kompleks.

Berada di alam

Karena aktivitas kimia yang tinggi kalsium dalam bentuk bebas di alam tidak ditemukan.

Kalsium menyumbang 3,38% dari massa kerak bumi (tempat ke-5 dalam kelimpahan setelah oksigen, silikon, aluminium dan besi).

Isotop. Kalsium terjadi di alam dalam bentuk campuran enam isotop: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca dan 48Ca, di antaranya yang paling umum - 40Ca - adalah 96,97%.

Dari enam isotop kalsium alami, lima stabil. Isotop 48Ca keenam, yang terberat dari enam dan sangat langka (kelimpahan isotopnya hanya 0,187%), baru-baru ini ditemukan mengalami peluruhan beta ganda dengan waktu paruh 5,3×1019 tahun.

dalam batuan dan mineral. Sebagian besar kalsium terkandung dalam komposisi silikat dan aluminosilikat dari berbagai batuan (granit, gneisses, dll.), terutama di feldspar - anorthite Ca.

Dalam bentuk batuan sedimen, senyawa kalsium diwakili oleh kapur dan batugamping, terutama terdiri dari mineral kalsit (CaCO3). Bentuk kristal kalsit, marmer, jauh lebih jarang ditemukan di alam.

Mineral kalsium seperti kalsit CaCO3, anhidrit CaSO4, alabaster CaSO4 0.5h3O dan gipsum CaSO4 2h3O, fluorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3 cukup tersebar luas. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air alami menentukan kekerasannya.

Kalsium, yang bermigrasi dengan kuat di kerak bumi dan terakumulasi dalam berbagai sistem geokimia, membentuk 385 mineral (keempat dalam hal jumlah mineral).

Migrasi di kerak bumi. Dalam migrasi alami kalsium, peran penting dimainkan oleh "keseimbangan karbonat", yang terkait dengan reaksi reversibel dari interaksi kalsium karbonat dengan air dan karbon dioksida dengan pembentukan bikarbonat terlarut:

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

(keseimbangan bergeser ke kiri atau kanan tergantung pada konsentrasi karbon dioksida).

migrasi biogenik. Di biosfer, senyawa kalsium ditemukan di hampir semua jaringan hewan dan tumbuhan (lihat juga di bawah). Sejumlah besar kalsium adalah bagian dari organisme hidup. Jadi, hidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH, atau, dengan cara lain, 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 adalah dasar dari jaringan tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkang dan cangkang banyak invertebrata, cangkang telur, dll terdiri dari kalsium karbonat CaCO3. Dalam jaringan hidup manusia dan hewan, 1,4-2% Ca (berdasarkan fraksi massa); dalam tubuh manusia dengan berat 70 kg, kandungan kalsiumnya sekitar 1,7 kg (terutama dalam komposisi zat antar sel jaringan tulang).

Resi

Kalsium logam bebas diperoleh dengan elektrolisis lelehan yang terdiri dari CaCl2 (75-80%) dan KCl atau dari CaCl2 dan CaF2, serta dengan reduksi aluminotermik CaO pada 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Properti fisik

Logam kalsium ada dalam dua modifikasi alotropik. Hingga 443 °C, stabil?-Ca dengan kisi berpusat muka kubik (parameter a = 0,558 nm), di atas stabil?-Ca dengan kisi berpusat badan kubik jenis?-Fe (parameter a = 0,448 nm) . Entalpi standar?transisi H0? > ? adalah 0,93 kJ/mol.

Sifat kimia

Kalsium adalah logam alkali tanah yang khas. Aktivitas kimia kalsium tinggi, tetapi lebih rendah dari semua logam alkali tanah lainnya. Mudah bereaksi dengan oksigen, karbon dioksida dan uap air di udara, itulah sebabnya permukaan logam kalsium biasanya berwarna abu-abu kusam, sehingga kalsium biasanya disimpan di laboratorium, seperti logam alkali tanah lainnya, dalam toples tertutup rapat di bawah lapisan. minyak tanah atau parafin cair.

Dalam rangkaian potensial standar, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensial elektroda standar dari pasangan Ca2+/Ca0 adalah ?2,84 V, sehingga kalsium aktif bereaksi dengan air, tetapi tanpa penyalaan:

Ca + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2 ^ + Q.

Dengan non-logam aktif (oksigen, klorin, bromin), kalsium bereaksi dalam kondisi normal:

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

Ketika dipanaskan di udara atau oksigen, kalsium menyala. Dengan non-logam yang kurang aktif (hidrogen, boron, karbon, silikon, nitrogen, fosfor, dan lainnya), kalsium berinteraksi ketika dipanaskan, misalnya:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

kalsium fosfida), kalsium fosfida dari komposisi CaP dan CaP5 juga diketahui;

2Ca + Si = Ca2Si

(kalsium silisida), kalsium silisida dengan komposisi CaSi, Ca3Si4 dan CaSi2 juga dikenal.

Jalannya reaksi di atas, sebagai suatu peraturan, disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas (yaitu, reaksi-reaksi ini eksotermik). Dalam semua senyawa dengan non-logam, keadaan oksidasi kalsium adalah +2. Sebagian besar senyawa kalsium dengan non-logam mudah terurai oleh air, misalnya:

CaH2 + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + 2H2 ^,

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

Ion Ca2+ tidak berwarna. Ketika garam kalsium larut ditambahkan ke nyala api, nyala api berubah menjadi merah bata.

Garam kalsium seperti CaCl2 klorida, CaBr2 bromida, CaI2 iodida dan Ca(NO3)2 nitrat sangat mudah larut dalam air. CaF2 fluorida, CaCO3 karbonat, CaSO4 sulfat, Ca3(PO4)2 ortofosfat, CaC2O4 oksalat dan beberapa lainnya tidak larut dalam air.

Yang sangat penting adalah kenyataan bahwa, tidak seperti kalsium karbonat CaCO3, kalsium karbonat asam (hidrokarbonat) Ca(HCO3)2 larut dalam air. Di alam, ini mengarah pada proses berikut. Ketika hujan dingin atau air sungai, jenuh dengan karbon dioksida, menembus bawah tanah dan jatuh di atas batugamping, pembubarannya diamati:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2.

Di tempat yang sama di mana air yang jenuh dengan kalsium bikarbonat muncul ke permukaan bumi dan dipanaskan oleh sinar matahari, reaksi sebaliknya terjadi:

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

Jadi di alam ada transfer massa zat yang besar. Akibatnya, celah besar dapat terbentuk di bawah tanah, dan "es" batu yang indah - stalaktit dan stalagmit - terbentuk di dalam gua.

Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sangat menentukan kesadahan sementara air. Disebut sementara karena ketika air direbus, bikarbonat terurai, dan CaCO3 mengendap. Fenomena ini, misalnya, mengarah pada fakta bahwa kerak terbentuk di dalam ketel dari waktu ke waktu.

Aplikasi kalsium logam

Kegunaan utama logam kalsium adalah sebagai reduktor dalam produksi logam, terutama nikel, tembaga, dan baja tahan karat. Kalsium dan hidridanya juga digunakan untuk mendapatkan logam yang sulit dipulihkan seperti kromium, torium, dan uranium. Paduan kalsium dengan timbal digunakan dalam baterai dan paduan bantalan. Butiran kalsium juga digunakan untuk menghilangkan jejak udara dari perangkat electrovacuum.

metaltermi

Kalsium logam murni banyak digunakan dalam metalothermy untuk mendapatkan logam langka.

Paduan

Kalsium murni digunakan untuk paduan timbal, yang digunakan untuk pembuatan pelat baterai, baterai asam timbal starter bebas perawatan dengan self-discharge rendah. Juga, kalsium metalik digunakan untuk produksi babbit kalsium BKA berkualitas tinggi.

Fusi nuklir

Isotop 48Ca adalah bahan yang paling efektif dan banyak digunakan untuk produksi unsur superberat dan penemuan unsur baru dalam tabel periodik. Misalnya, dalam kasus penggunaan ion 48Ca untuk menghasilkan elemen superberat dalam akselerator, inti elemen ini terbentuk ratusan dan ribuan kali lebih efisien daripada saat menggunakan "proyektil" (ion) lainnya.

Penggunaan senyawa kalsium

kalsium hidrida. Dengan memanaskan kalsium dalam atmosfer hidrogen, Cah3 (kalsium hidrida) diperoleh, yang digunakan dalam metalurgi (metallothermy) dan dalam produksi hidrogen di lapangan.

Bahan optik dan laser Kalsium fluorida (fluorit) digunakan dalam bentuk kristal tunggal dalam optik (tujuan astronomi, lensa, prisma) dan sebagai bahan laser. Kalsium tungstat (scheelite) dalam bentuk kristal tunggal digunakan dalam teknologi laser, dan juga sebagai sintilator.

kalsium karbida. Kalsium karbida CaC2 banyak digunakan untuk memperoleh asetilena dan untuk mereduksi logam, serta dalam produksi kalsium sianamida (dengan memanaskan kalsium karbida dalam nitrogen pada 1200 ° C, reaksinya eksotermik, dilakukan dalam tungku sianamida).

Sumber arus kimia. Kalsium, serta paduannya dengan aluminium dan magnesium, digunakan dalam baterai listrik termal cadangan sebagai anoda (misalnya, elemen kalsium-kromat). Kalsium kromat digunakan dalam baterai seperti katoda. Fitur baterai tersebut adalah umur simpan yang sangat lama (dekade) dalam kondisi yang dapat digunakan, kemampuan untuk beroperasi dalam kondisi apa pun (ruang, tekanan tinggi), energi spesifik yang tinggi berdasarkan berat dan volume. Kekurangannya adalah durasinya yang singkat. Baterai semacam itu digunakan di mana diperlukan untuk menciptakan tenaga listrik kolosal untuk waktu yang singkat (rudal balistik, beberapa pesawat ruang angkasa, dll.).

Bahan tahan api. Kalsium oksida, baik dalam bentuk bebas maupun sebagai bagian dari campuran keramik, digunakan dalam produksi bahan tahan api.

Obat. Senyawa kalsium banyak digunakan sebagai antihistamin.

Kalsium klorida

Kalsium glukonat

kalsium gliserofosfat

Selain itu, senyawa kalsium dimasukkan ke dalam persiapan untuk pencegahan osteoporosis, menjadi vitamin kompleks untuk wanita hamil dan orang tua.

Peran biologis

Kalsium adalah makronutrien umum pada tumbuhan, hewan dan manusia. Pada manusia dan vertebrata lainnya, sebagian besar ditemukan di kerangka dan gigi dalam bentuk fosfat. Kerangka sebagian besar kelompok invertebrata (spons, polip karang, moluska, dll.) tersusun dari berbagai bentuk kalsium karbonat (kapur). Ion kalsium terlibat dalam proses pembekuan darah, serta dalam menjaga tekanan osmotik darah yang konstan. Ion kalsium juga berfungsi sebagai salah satu pembawa pesan kedua universal dan mengatur berbagai proses intraseluler - kontraksi otot, eksositosis, termasuk sekresi hormon dan neurotransmiter, dll. Konsentrasi kalsium dalam sitoplasma sel manusia adalah sekitar 10–7 mol, dalam cairan antar sel sekitar 10 3 mol.

Kebutuhan kalsium tergantung pada usia. Untuk orang dewasa, tunjangan harian yang diperlukan adalah 800 hingga 1000 miligram (mg), dan untuk anak-anak dari 600 hingga 900 mg, yang sangat penting bagi anak-anak karena pertumbuhan kerangka yang intensif. Sebagian besar kalsium yang masuk ke tubuh manusia dengan makanan ditemukan dalam produk susu, sisa kalsium ditemukan dalam daging, ikan, dan beberapa makanan nabati (terutama kacang-kacangan). Penyerapan terjadi baik di usus besar dan kecil dan difasilitasi oleh lingkungan asam, vitamin D dan vitamin C, laktosa, dan asam lemak tak jenuh. Peran magnesium dalam metabolisme kalsium juga penting, dengan kekurangannya, kalsium "dicuci" dari tulang dan disimpan di ginjal (batu ginjal) dan otot.

Asimilasi kalsium dicegah oleh aspirin, asam oksalat, turunan estrogen. Menggabungkan dengan asam oksalat, kalsium memberikan senyawa yang tidak larut dalam air yang merupakan komponen batu ginjal.

Karena banyaknya proses yang terkait dengan kalsium, kandungan kalsium dalam darah diatur dengan tepat, dan dengan nutrisi yang tepat, kekurangan tidak terjadi. Absen berkepanjangan dari diet dapat menyebabkan kram, nyeri sendi, kantuk, cacat pertumbuhan, dan sembelit. Kekurangan yang lebih dalam menyebabkan kram otot permanen dan osteoporosis. Penyalahgunaan kopi dan alkohol dapat menjadi penyebab kekurangan kalsium, karena sebagian diekskresikan dalam urin.

Dosis kalsium dan vitamin D yang berlebihan dapat menyebabkan hiperkalsemia, diikuti oleh pengapuran tulang dan jaringan yang intens (terutama mempengaruhi sistem saluran kemih). Kelebihan yang berkepanjangan mengganggu fungsi jaringan otot dan saraf, meningkatkan pembekuan darah dan mengurangi penyerapan seng oleh sel-sel tulang. Dosis aman harian maksimum untuk orang dewasa adalah 1500 hingga 1800 miligram.

Produk Kalsium, mg/100 g

wijen 783

jelatang 713

Hutan Mallow 505

Pisang raja besar 412

Galinsoga 372

Sarden dalam minyak 330

Budra ivy 289

Anjing rosehip 257

almond 252

Pisang raja lanset. 248

Kemiri 226

Benih bayam 214

Selada air 214

Kacang kedelai kering 201

Anak di bawah 3 tahun - 600 mg.

Anak-anak berusia 4 hingga 10 tahun - 800 mg.

Anak-anak berusia 10 hingga 13 tahun - 1000 mg.

Remaja 13 hingga 16 tahun - 1200 mg.

Pemuda 16 dan lebih tua - 1000 mg.

Dewasa 25 hingga 50 tahun - 800 hingga 1200 mg.

Wanita hamil dan menyusui - 1500 hingga 2000 mg.

Kesimpulan

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling melimpah di bumi. Ada banyak di alam: pegunungan dan batuan lempung terbentuk dari garam kalsium, ditemukan di laut dan air sungai, dan merupakan bagian dari organisme tumbuhan dan hewan.

Kalsium terus mengelilingi penduduk kota: hampir semua bahan bangunan utama - beton, kaca, batu bata, semen, kapur - mengandung elemen ini dalam jumlah yang signifikan.

Secara alami, memiliki sifat kimia seperti itu, kalsium tidak dapat ditemukan di alam dalam keadaan bebas. Tetapi senyawa kalsium - baik alami maupun buatan - telah menjadi sangat penting.

Bibliografi

1. Dewan Redaksi: Knunyants I. L. (pemimpin redaksi) Ensiklopedia Kimia: dalam 5 volume - Moskow: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 hal.

2. Doronin. N. A. Kaltsy, Goshimizdat, 1962. 191 halaman dengan ilustrasi.

3. Dotsenko VA. - Nutrisi terapeutik dan preventif. - Q. nutrisi, 2001 - N1-hal.21-25

4. Bilezikian J. P. Kalsium dan metabolisme tulang // Dalam: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

dunia ilmu pengetahuan

Kalsium adalah unsur logam dari subkelompok utama II golongan 4 periode sistem periodik unsur kimia. Itu milik keluarga logam alkali tanah. Tingkat energi terluar atom kalsium mengandung 2 pasangan elektron s

Yang dia mampu berikan dengan penuh semangat selama interaksi kimia. Jadi, Kalsium adalah zat pereduksi dan dalam senyawanya memiliki bilangan oksidasi +2. Di alam, kalsium hanya terdapat dalam bentuk garam. Fraksi massa kalsium di kerak bumi adalah 3,6%. Mineral kalsium alami utama adalah kalsit CaCO3 dan varietasnya - batu kapur, kapur, marmer. Ada juga organisme hidup (misalnya, karang), yang tulang punggungnya sebagian besar terdiri dari kalsium karbonat. Mineral kalsium yang juga penting adalah dolomit CaCO3 MgCO3, fluorit CaF2, gipsum CaSO4 2h3O, apatit, feldspar, dll. Kalsium berperan penting dalam kehidupan organisme hidup. Fraksi massa kalsium dalam tubuh manusia adalah 1,4-2%. Ini adalah bagian dari gigi, tulang, jaringan dan organ lain, berpartisipasi dalam proses pembekuan darah, merangsang aktivitas jantung. Untuk menyediakan tubuh dengan jumlah kalsium yang cukup, sangat penting untuk mengkonsumsi susu dan produk susu, sayuran hijau, ikan.Zat sederhana kalsium adalah logam putih perak yang khas. Cukup keras, plastik, memiliki massa jenis 1,54 g/cm3 dan titik leleh 842? C. Secara kimiawi, kalsium sangat aktif. Dalam kondisi normal, ia mudah berinteraksi dengan oksigen dan uap air di udara, sehingga disimpan dalam wadah yang tertutup rapat. Ketika dipanaskan di udara, kalsium menyatu dan membentuk oksida: 2Ca + O2 = 2CaO Kalsium bereaksi dengan klorin dan bromin saat dipanaskan, dan dengan fluor bahkan dalam cuaca dingin. Produk dari reaksi ini adalah halida yang sesuai, misalnya: Ca + Cl2 = CaCl2 Ketika kalsium dipanaskan dengan belerang, kalsium sulfida terbentuk: Ca + S = CaS Kalsium juga dapat bereaksi dengan non-logam lain Interaksi dengan air mengarah pada pembentukan kalsium hidroksida yang sukar larut dan evolusi gas hidrogen : Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 Logam kalsium banyak digunakan. Ini digunakan sebagai rozkisnik dalam pembuatan baja dan paduan, sebagai zat pereduksi untuk produksi beberapa logam tahan api.

Kalsium diperoleh dengan elektrolisis lelehan kalsium klorida. Dengan demikian, kalsium pertama kali diperoleh pada tahun 1808 oleh Humphry Davy.

worldofscience.ru

Kalsium

KALSIUM-Saya; M.[dari lat. calx (calcis) - kapur] Unsur kimia (Ca), logam putih-perak yang merupakan bagian dari batu kapur, marmer, dll.

◁ Kalsium, th, th. garam K.

kalsium

(lat. Kalsium), unsur kimia golongan II dari sistem periodik, termasuk dalam logam alkali tanah. Nama dari lat. calx, calcis genitif - kapur. Logam perak-putih, massa jenis 1,54 g / cm 3, T pl 842ºC. Pada suhu normal, mudah teroksidasi di udara. Dalam hal prevalensi di kerak bumi, menempati urutan ke-5 (mineral kalsit, gipsum, fluorit, dll.). Sebagai zat pereduksi aktif, digunakan untuk mendapatkan U, Th, V, Cr, Zn, Be dan logam lain dari senyawanya, untuk mendeoksidasi baja, perunggu, dll. Ini termasuk dalam komposisi bahan anti gesekan. Senyawa kalsium digunakan dalam konstruksi (kapur, semen), sediaan kalsium - dalam pengobatan.

KALSIUM

KALSIUM (lat. Kalsium), Ca (baca "kalsium"), suatu unsur kimia dengan nomor atom 20, terletak di periode keempat dalam golongan IIA dari sistem periodik unsur Mendeleev; massa atom 40,08. Termasuk dalam jumlah unsur alkali tanah (cm. LOGAM BUMI ALKALINE).
Kalsium alami terdiri dari campuran nuklida (cm. NUKLIDE) dengan nomor massa 40 (dalam campuran dengan massa 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) dan 46 (0,003%). Konfigurasi lapisan elektron terluar 4 S 2 . Di hampir semua senyawa, bilangan oksidasi kalsium adalah +2 (valensi II).
Jari-jari atom kalsium netral adalah 0,1974 nm, jari-jari ion Ca2+ adalah dari 0,114 nm (untuk bilangan koordinasi 6) hingga 0,148 nm (untuk bilangan koordinasi 12). Energi ionisasi berurutan dari atom kalsium netral masing-masing adalah 6,133, 11,872, 50,91, 67,27, dan 84,5 eV. Pada skala Pauling, keelektronegatifan kalsium adalah sekitar 1,0. Dalam bentuk bebasnya, kalsium adalah logam putih keperakan.
Sejarah penemuan
Senyawa kalsium ditemukan di mana-mana di alam, sehingga manusia telah mengenalnya sejak zaman kuno. Kapur telah digunakan dalam industri konstruksi untuk waktu yang lama. (cm. JERUK NIPIS)(kapur dan slaked), yang untuk waktu yang lama dianggap sebagai zat sederhana, "bumi". Namun, pada tahun 1808 ilmuwan Inggris G. Davy (cm. DEVI Humphrey) berhasil mendapatkan logam baru dari kapur. Untuk melakukan ini, Davy melakukan elektrolisis campuran kapur yang sedikit dibasahi dengan merkuri oksida dan mengisolasi logam baru dari amalgam yang terbentuk pada katoda merkuri, yang ia sebut kalsium (dari bahasa Latin calx, genus case calcis - kapur). Di Rusia, untuk beberapa waktu logam ini disebut "batu kapur".
Berada di alam
Kalsium adalah salah satu unsur yang paling melimpah di Bumi. Ini menyumbang 3,38% dari massa kerak bumi (tempat ke-5 dalam kelimpahan setelah oksigen, silikon, aluminium dan besi). Karena aktivitas kimia yang tinggi kalsium dalam bentuk bebas di alam tidak ditemukan. Sebagian besar kalsium ditemukan dalam silikat. (cm. SILIKAT) dan aluminosilikat (cm. ALUMOSILIKAT) berbagai batuan (granit (cm. GRANIT), gneiss (cm. GNEISS) dll.). Dalam bentuk batuan sedimen, senyawa kalsium diwakili oleh kapur dan batugamping, terutama terdiri dari mineral kalsit. (cm. CALCITE)(CaCO3). Bentuk kristal kalsit - marmer - ditemukan di alam jauh lebih jarang.
Mineral kalsium seperti batugamping cukup tersebar luas. (cm. BATU KAPUR) aCO3, anhidrit (cm. ANHIDRIT) CaSO4 dan gipsum (cm. GIPS) CaSO 4 2H 2 O, fluorit (cm. fluorit) CaF2, apatit (cm. apatite) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (cm. DOLOMIT) MgCO3 CaCO3. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air alami menentukan kekerasannya. (cm. KEKERASAN AIR). Sejumlah besar kalsium adalah bagian dari organisme hidup. Jadi, hidroksilapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH), atau, dalam entri lain, 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - dasar jaringan tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkang dan cangkang banyak invertebrata, cangkang telur, dll. terbuat dari kalsium karbonat CaCO 3.
Resi
Logam kalsium diperoleh dengan elektrolisis lelehan yang terdiri dari CaCl 2 (75-80%) dan KCl atau dari CaCl 2 dan CaF 2, serta reduksi aluminotermik CaO pada 1170-1200 ° C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Sifat fisik dan kimia
Logam kalsium ada dalam dua modifikasi allotropic (lihat Allotropy (cm. ALLOTROPI)). Hingga 443 °C, a-Ca dengan kisi berpusat muka kubik stabil (parameter a = 0,558 nm), lebih tinggi b-Ca stabil dengan kisi berpusat badan kubik jenis a-Fe (parameter a = 0,448 nm). Titik lebur kalsium adalah 839 ° C, titik didih 1484 ° C, densitas 1,55 g / cm 3.
Aktivitas kimia kalsium tinggi, tetapi lebih rendah dari semua logam alkali tanah lainnya. Ini mudah bereaksi dengan oksigen, karbon dioksida dan uap air di udara, itulah sebabnya permukaan logam kalsium biasanya abu-abu kusam, jadi di laboratorium kalsium biasanya disimpan, seperti logam alkali tanah lainnya, dalam toples tertutup rapat di bawah lapisan. dari minyak tanah.
Dalam rangkaian potensial standar, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensial elektroda standar dari pasangan Ca 2+ /Ca 0 adalah -2,84 V, sehingga kalsium aktif bereaksi dengan air:
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2.
Dengan non-logam aktif (oksigen, klorin, bromin), kalsium bereaksi dalam kondisi normal:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO; Ca + Br 2 \u003d CaBr 2.
Ketika dipanaskan di udara atau oksigen, kalsium menyala. Dengan non-logam yang kurang aktif (hidrogen, boron, karbon, silikon, nitrogen, fosfor, dan lainnya), kalsium berinteraksi ketika dipanaskan, misalnya:
Ca + H 2 \u003d CaH 2 (kalsium hidrida),
Ca + 6B = CaB 6 (kalsium borida),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kalsium nitrida)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (kalsium karbida)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (kalsium fosfida), kalsium fosfida dari komposisi CaP dan CaP 5 juga diketahui;
2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (kalsium silisida), kalsium silisida dari komposisi CaSi, Ca 3 Si 4 dan CaSi 2 juga dikenal.
Jalannya reaksi di atas, sebagai suatu peraturan, disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas (yaitu, reaksi-reaksi ini eksotermik). Dalam semua senyawa dengan non-logam, keadaan oksidasi kalsium adalah +2. Sebagian besar senyawa kalsium dengan non-logam mudah terurai oleh air, misalnya:
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O \u003d 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Kalsium oksida biasanya bersifat basa. Di laboratorium dan teknologi, diperoleh dengan dekomposisi termal karbonat:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Teknis kalsium oksida CaO disebut kapur tohor.
Bereaksi dengan air untuk membentuk Ca (OH) 2 dan melepaskan sejumlah besar panas:
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
Ca(OH)2 yang diperoleh dengan cara ini biasa disebut dengan kapur sirih atau susu kapur (cm. susu jeruk nipis) karena fakta bahwa kelarutan kalsium hidroksida dalam air rendah (0,02 mol / l pada 20 ° C), dan ketika ditambahkan ke air, suspensi putih terbentuk.
Ketika berinteraksi dengan oksida asam, CaO membentuk garam, misalnya:
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3; CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.
Ion Ca2+ tidak berwarna. Ketika garam kalsium ditambahkan ke nyala api, nyala api berubah menjadi merah bata.
Garam kalsium seperti CaCl 2 klorida, CaBr 2 bromida, CaI 2 iodida dan Ca(NO 3) 2 nitrat sangat mudah larut dalam air. CaF 2 fluoride, CaCO 3 karbonat, CaSO 4 sulfat, Ca 3 (PO 4) 2 rata-rata ortofosfat, CaC 2 O 4 oksalat dan beberapa lainnya tidak larut dalam air.
Penting adalah fakta bahwa, tidak seperti rata-rata kalsium karbonat CaCO 3, kalsium karbonat asam (hidrokarbonat) Ca (HCO 3) 2 larut dalam air. Di alam, ini mengarah pada proses berikut. Ketika hujan dingin atau air sungai, jenuh dengan karbon dioksida, menembus bawah tanah dan jatuh di atas batugamping, pembubarannya diamati:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
Di tempat yang sama di mana air yang jenuh dengan kalsium bikarbonat muncul ke permukaan bumi dan dipanaskan oleh sinar matahari, reaksi sebaliknya terjadi:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Jadi di alam ada transfer massa zat yang besar. Akibatnya, kemiringan besar dapat terbentuk di bawah tanah (lihat Karst (cm. Karst (fenomena alam))), dan "es" batu yang indah - stalaktit terbentuk di gua (cm. STALAPTIT (formasi mineral)) dan stalagmit (cm. stalagmit).
Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sangat menentukan kesadahan sementara air. (cm. KEKERASAN AIR). Disebut sementara karena ketika air direbus, bikarbonat terurai, dan CaCO 3 mengendap. Fenomena ini, misalnya, mengarah pada fakta bahwa kerak terbentuk di dalam ketel dari waktu ke waktu.
Penggunaan kalsium dan senyawanya
Kalsium logam digunakan untuk produksi metalotermik uranium (cm. Uranium (unsur kimia)), thorium (cm. TORIUM), titanium (cm. TITANIUM (unsur kimia)), zirkonium (cm. ZIRKONIUM), sesium (cm. CESIUM) dan rubidium (cm. RUBIDIUM).
Senyawa kalsium alami banyak digunakan dalam produksi bahan pengikat (semen, (cm. SEMEN), gipsum (cm. GIPS), kapur, dll). Efek pengikatan kapur mati didasarkan pada fakta bahwa seiring waktu, kalsium hidroksida bereaksi dengan karbon dioksida di udara. Sebagai hasil dari reaksi yang sedang berlangsung, kristal seperti jarum dari kalsit CaCO3 terbentuk, yang tumbuh menjadi batu, batu bata, dan bahan bangunan lainnya di dekatnya dan, seolah-olah, mengelasnya menjadi satu kesatuan. Kristal kalsium karbonat - marmer - bahan finishing halus. Kapur digunakan untuk mengapur. Sejumlah besar batu kapur dikonsumsi dalam produksi pig iron, karena memungkinkan transfer pengotor refraktori bijih besi (misalnya, kuarsa SiO 2) ke dalam terak dengan titik leleh yang relatif rendah.
Pemutih sangat efektif sebagai desinfektan. (cm. BUBUK PEMUTIH)- "klorin" Ca(OCl)Cl - campuran klorida dan kalsium hipoklorit (cm. KALSIUM HIPOKLORIT) dengan daya oksidasi yang tinggi.
Kalsium sulfat juga banyak digunakan, ada baik dalam bentuk senyawa anhidrat maupun dalam bentuk hidrat kristalin - yang disebut sulfat "semi-air" - alabaster (cm. ALEVIZ FRYAZIN (Milan)) CaSO 4 0.5H 2 O dan sulfat dua air - gipsum CaSO 4 2H 2 O. Gipsum banyak digunakan dalam konstruksi, patung, untuk pembuatan plesteran dan berbagai produk seni. Gypsum juga digunakan dalam pengobatan untuk memperbaiki tulang jika terjadi patah tulang.
Kalsium klorida CaCl 2 digunakan bersama dengan garam meja untuk memerangi lapisan es pada permukaan jalan. Kalsium fluorida CaF 2 adalah bahan optik yang sangat baik.
kalsium dalam tubuh
Kalsium adalah elemen biogenik (cm. UNSUR BIOGENIK), terus-menerus hadir dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Sebuah komponen penting dari metabolisme mineral hewan dan manusia dan nutrisi mineral tanaman, kalsium melakukan berbagai fungsi dalam tubuh. Mengandung apatit (cm. apatite), serta kalsium sulfat dan karbonat membentuk komponen mineral jaringan tulang. Tubuh manusia dengan berat 70 kg mengandung sekitar 1 kg kalsium. Kalsium terlibat dalam kerja saluran ion (cm. SALURAN ION), melakukan pengangkutan zat melalui membran biologis, dalam transmisi impuls saraf (cm. IMPULS SYARAF), dalam proses pembekuan darah (cm. KOAGULASI DARAH) dan fertilisasi. Kalsiferol mengatur metabolisme kalsium dalam tubuh (cm. CALCIFEROLS)(vitamin D). Kekurangan atau kelebihan kalsium menyebabkan berbagai penyakit - rakhitis (cm. RAKHITIS), kalsifikasi (cm. kalsinosis) dll. Oleh karena itu, makanan manusia harus mengandung senyawa kalsium dalam jumlah yang tepat (800-1500 mg kalsium per hari). Kandungan kalsium tinggi dalam produk susu (seperti keju cottage, keju, susu), beberapa sayuran dan makanan lainnya. Sediaan kalsium banyak digunakan dalam pengobatan.

kamus ensiklopedis. 2009 .

Sinonim:

Kalsium- elemen dari subkelompok utama dari kelompok kedua, periode keempat dari sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nomor atom 20. Dilambangkan dengan simbol Ca (lat. Kalsium). Zat sederhana kalsium (nomor CAS: 7440-70-2) adalah logam alkali tanah putih-perak yang lembut, reaktif.

Sejarah dan asal usul nama

Nama elemen berasal dari lat. calx (dalam kasus genitif calcis) - "kapur", "batu lunak". Ini diusulkan oleh ahli kimia Inggris Humphrey Davy, yang pada tahun 1808 mengisolasi logam kalsium dengan metode elektrolitik. Davy mengelektrolisis campuran kapur basah basah dengan merkuri oksida HgO pada pelat platina, yang merupakan anoda. Kawat platina yang direndam dalam air raksa berfungsi sebagai katoda. Sebagai hasil dari elektrolisis, kalsium amalgam diperoleh. Setelah mengusir merkuri darinya, Davy menerima logam yang disebut kalsium. Senyawa kalsium - batu kapur, marmer, gipsum (serta kapur - produk pembakaran batu kapur) telah digunakan dalam konstruksi selama beberapa milenium yang lalu. Sampai akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai benda sederhana. Pada tahun 1789, A. Lavoisier mengemukakan bahwa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah zat yang kompleks.

Berada di alam

Karena aktivitas kimia yang tinggi kalsium dalam bentuk bebas di alam tidak ditemukan.

Kalsium menyumbang 3,38% dari massa kerak bumi (ke-5 paling melimpah setelah oksigen, silikon, aluminium dan besi).

isotop

Kalsium terjadi di alam dalam bentuk campuran enam isotop: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca dan 48Ca, di antaranya yang paling umum - 40Ca - adalah 96,97%.

Dalam batuan dan mineral

Sebagian besar kalsium terkandung dalam komposisi silikat dan aluminosilikat dari berbagai batuan (granit, gneisses, dll.), terutama di feldspar - anorthite Ca.

Dalam bentuk batuan sedimen, senyawa kalsium diwakili oleh kapur dan batugamping, terutama terdiri dari mineral kalsit (CaCO 3). Bentuk kristal kalsit, marmer, jauh lebih jarang ditemukan di alam.

Mineral kalsium seperti kalsit CaCO 3 , anhidrit CaSO 4 , alabaster CaSO 4 0.5H 2 O dan gipsum CaSO 4 2H 2 O, fluorit CaF 2 , apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit MgCO 3 CaCO3. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air alami menentukan kekerasannya.

Kalsium, yang bermigrasi dengan kuat di kerak bumi dan terakumulasi dalam berbagai sistem geokimia, membentuk 385 mineral (keempat dalam hal jumlah mineral).

Migrasi di kerak bumi

Dalam migrasi alami kalsium, peran penting dimainkan oleh "keseimbangan karbonat", yang terkait dengan reaksi reversibel dari interaksi kalsium karbonat dengan air dan karbon dioksida dengan pembentukan bikarbonat terlarut:

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

(keseimbangan bergeser ke kiri atau kanan tergantung pada konsentrasi karbon dioksida).

Migrasi biogenik memainkan peran penting.

Di biosfer

Senyawa kalsium ditemukan di hampir semua jaringan hewan dan tumbuhan (lihat juga di bawah). Sejumlah besar kalsium adalah bagian dari organisme hidup. Jadi, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH, atau, dalam entri lain, 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - dasar jaringan tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkang dan cangkang banyak invertebrata, cangkang telur, dll. terbuat dari kalsium karbonat CaCO 3. Dalam jaringan hidup manusia dan hewan, 1,4-2% Ca (berdasarkan fraksi massa); dalam tubuh manusia dengan berat 70 kg, kandungan kalsiumnya sekitar 1,7 kg (terutama dalam komposisi zat antar sel jaringan tulang).

Resi

Kalsium logam bebas diperoleh dengan elektrolisis lelehan yang terdiri dari CaCl 2 (75-80%) dan KCl atau dari CaCl 2 dan CaF 2, serta reduksi aluminotermik CaO pada 1170-1200 ° C:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Properti

Properti fisik

Logam kalsium ada dalam dua modifikasi alotropik. Hingga 443 °C, -Ca dengan kisi berpusat muka kubik stabil (parameter a = 0,558 nm), di atas -Ca stabil dengan kisi berpusat badan kubik jenis -Fe (parameter a = 0,448 nm). Entalpi standar H 0 transisi → adalah 0,93 kJ/mol.

Sifat kimia

Dalam rangkaian potensial standar, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensial elektroda standar dari pasangan Ca 2+ / Ca 0 adalah 2,84 V, sehingga kalsium aktif bereaksi dengan air, tetapi tanpa penyalaan:

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 + Q.

Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sangat menentukan kesadahan sementara air. Disebut sementara karena ketika air mendidih, bikarbonat terurai, dan CaCO 3 mengendap. Fenomena ini, misalnya, mengarah pada fakta bahwa kerak terbentuk di dalam ketel dari waktu ke waktu.

Aplikasi

Aplikasi kalsium logam

Kegunaan utama logam kalsium adalah sebagai reduktor dalam produksi logam, terutama nikel, tembaga, dan baja tahan karat. Kalsium dan hidridanya juga digunakan untuk memproduksi logam yang sulit dipulihkan seperti kromium, torium, dan uranium. Paduan kalsium dengan timbal digunakan dalam baterai dan paduan bantalan. Butiran kalsium juga digunakan untuk menghilangkan jejak udara dari perangkat electrovacuum.

metaltermi

Kalsium logam murni banyak digunakan dalam metalothermy untuk mendapatkan logam langka.

Paduan

Fusi nuklir

Isotop 48 Ca adalah bahan yang paling efektif dan umum digunakan untuk produksi unsur superberat dan penemuan unsur baru dalam tabel periodik. Misalnya, dalam kasus penggunaan ion 48 Ca untuk menghasilkan elemen superberat dalam akselerator, inti elemen ini terbentuk ratusan dan ribuan kali lebih efisien daripada saat menggunakan "proyektil" (ion) lainnya.) Digunakan dalam bentuk dan untuk reduksi logam, serta dalam produksi kalsium sianamida (dengan memanaskan kalsium karbida dalam nitrogen pada 1200 ° C, reaksinya eksotermik, dilakukan dalam tungku sianamida).

Kalsium, serta paduannya dengan aluminium dan magnesium, digunakan dalam baterai listrik termal cadangan sebagai anoda (misalnya, elemen kalsium-kromat). Kalsium kromat digunakan dalam baterai seperti katoda. Fitur baterai tersebut adalah umur simpan yang sangat lama (dekade) dalam kondisi yang dapat digunakan, kemampuan untuk beroperasi dalam kondisi apa pun (ruang, tekanan tinggi), dan energi spesifik yang tinggi berdasarkan berat dan volume. Kekurangannya adalah durasinya yang singkat. Baterai semacam itu digunakan di mana diperlukan untuk menciptakan tenaga listrik kolosal untuk waktu yang singkat (rudal balistik, beberapa pesawat ruang angkasa, dll.).

Selain itu, senyawa kalsium dimasukkan ke dalam persiapan untuk pencegahan osteoporosis, menjadi vitamin kompleks untuk wanita hamil dan orang tua.-

Peran biologis kalsium

Asimilasi kalsium dicegah oleh aspirin, asam oksalat, turunan estrogen. Menggabungkan dengan asam oksalat, kalsium memberikan senyawa yang tidak larut dalam air yang merupakan komponen batu ginjal.

Wanita hamil dan menyusui - 1500 hingga 2000 mg.

senyawa kalsium- batu kapur, marmer, gipsum (serta kapur - produk batu kapur) telah digunakan dalam konstruksi sejak zaman kuno. Sampai akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai zat sederhana. Pada tahun 1789, A. Lavoisier mengemukakan bahwa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah zat yang kompleks. Pada tahun 1808, Davy, membuat campuran kapur basah basah dengan merkuri oksida untuk elektrolisis dengan katoda merkuri, menyiapkan amalgam kalsium, dan setelah mengeluarkan merkuri darinya, ia memperoleh logam yang disebut "kalsium" (dari lat. Abu, marga. kasus calcis - kapur).

Susunan elektron dalam orbit.

+20Ca… |3s 3p 3d | 4s

Kalsium disebut logam alkali tanah, itu diklasifikasikan sebagai elemen S. Pada tingkat elektronik eksternal, kalsium memiliki dua elektron, sehingga menghasilkan senyawa: CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3, dll. Kalsium milik logam khas - ia memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen, mereduksi hampir semua logam dari oksidanya, dan membentuk basa Ca (OH) 2 yang cukup kuat.

Kisi kristal logam dapat dari berbagai jenis, namun kalsium dicirikan oleh kisi kubik berpusat muka.

Ukuran, bentuk dan susunan kristal dalam logam dipancarkan dengan metode metalografi. Penilaian paling lengkap dari struktur logam dalam hal ini diberikan oleh analisis mikroskopis dari bagian tipisnya. Sampel dipotong dari logam yang diuji, dan bidangnya digiling, dipoles, dan digores dengan larutan khusus (pengetsa). Sebagai hasil etsa, struktur sampel disorot, yang diperiksa atau difoto menggunakan mikroskop metalografi.

Kalsium adalah logam ringan (d = 1,55), berwarna perak-putih. Lebih keras dan meleleh pada suhu yang lebih tinggi (851°C) daripada natrium, yang berada di sebelahnya dalam tabel periodik. Ini karena ada dua elektron per ion kalsium dalam logam. Oleh karena itu, ikatan kimia antara ion dan gas elektron lebih kuat daripada natrium. Dalam reaksi kimia, elektron valensi kalsium ditransfer ke atom unsur lain. Dalam hal ini, ion bermuatan ganda terbentuk.

Kalsium sangat reaktif dengan logam, terutama dengan oksigen. Di udara, ia teroksidasi lebih lambat daripada logam alkali, karena film oksida di atasnya kurang permeabel terhadap oksigen. Saat dipanaskan, kalsium terbakar dengan pelepasan panas dalam jumlah besar:

Kalsium bereaksi dengan air, menggantikan hidrogen darinya dan membentuk basa:

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

Karena reaktivitasnya yang besar dengan oksigen, kalsium menemukan beberapa kegunaan dalam memperoleh logam langka dari oksidanya. Oksida logam dipanaskan bersama dengan serpihan kalsium; sebagai hasil dari reaksi, kalsium oksida dan logam diperoleh. Penggunaan kalsium dan beberapa paduannya untuk apa yang disebut deoksidasi logam didasarkan pada sifat yang sama. Kalsium ditambahkan ke logam cair dan menghilangkan jejak oksigen terlarut; kalsium oksida yang dihasilkan mengapung ke permukaan logam. Kalsium adalah bagian dari beberapa paduan.

Kalsium diperoleh dengan elektrolisis kalsium klorida cair atau dengan metode aluminotermik. Kalsium oksida, atau kapur mati, adalah bubuk putih yang meleleh pada 2570 °C. Itu diperoleh dengan mengkalsinasi batu kapur:

CaCO3 \u003d CaO + CO2 ^

Kalsium oksida adalah oksida basa, sehingga bereaksi dengan asam dan asam anhidrida. Dengan air, ia memberikan basa - kalsium hidroksida:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Penambahan air ke kalsium oksida, yang disebut slaking kapur, berlangsung dengan pelepasan sejumlah besar panas. Sebagian air diubah menjadi uap. Kalsium hidroksida, atau kapur mati, adalah zat putih, sedikit larut dalam air. Larutan kalsium hidroksida dalam air disebut air kapur. Solusi semacam itu memiliki sifat basa yang agak kuat, karena kalsium hidroksida terdisosiasi dengan baik:

Ca (OH) 2 \u003d Ca + 2OH

Dibandingkan dengan hidrat oksida logam alkali, kalsium hidroksida adalah basa yang lebih lemah. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ion kalsium bermuatan ganda dan lebih kuat menarik gugus hidroksil.

Kapur terhidrasi dan larutannya, yang disebut air kapur, bereaksi dengan asam dan asam anhidrida, termasuk karbon dioksida. Air kapur digunakan di laboratorium untuk menemukan karbon dioksida, karena kalsium karbonat tidak larut yang dihasilkan menyebabkan air menjadi keruh:

Ca + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

Namun, ketika karbon dioksida dilewatkan untuk waktu yang lama, larutan menjadi transparan lagi. Ini disebabkan oleh fakta bahwa kalsium karbonat diubah menjadi garam larut - kalsium bikarbonat:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Dalam industri, kalsium diperoleh dengan dua cara:

Dengan memanaskan campuran serbuk CaO dan Al yang telah dibriket pada suhu 1200 ° C dalam ruang hampa 0,01 - 0,02 mm. rt. Seni.; dilepaskan oleh reaksi:

6CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Uap kalsium mengembun pada permukaan yang dingin.

Dengan elektrolisis lelehan CaCl2 dan KCl dengan katoda tembaga-kalsium cair, paduan Cu - Ca (65% Ca) disiapkan, dari mana kalsium didistilasi pada suhu 950 - 1000 ° C dalam ruang hampa udara 0,1 - 0,001 mm Hg.

Sebuah metode juga telah dikembangkan untuk memperoleh kalsium dengan disosiasi termal kalsium karbida CaC2.

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling melimpah di alam. Ini mengandung sekitar 3% (massa) di kerak bumi. Garam kalsium terbentuk di alam akumulasi besar dalam bentuk karbonat (kapur, marmer), sulfat (gipsum), fosfat (fosfat). Di bawah pengaruh air dan karbon dioksida, karbonat masuk ke dalam larutan dalam bentuk hidrokarbon dan diangkut oleh air bawah tanah dan sungai dalam jarak jauh. Ketika garam kalsium tersapu, gua bisa terbentuk. Karena penguapan air atau peningkatan suhu, endapan kalsium karbonat dapat terbentuk di tempat baru. Jadi, misalnya, stalaktit dan stalagmit terbentuk di gua.

Garam kalsium dan magnesium yang larut menentukan kesadahan air secara keseluruhan. Jika mereka hadir dalam air dalam jumlah kecil, maka air itu disebut lunak. Dengan kandungan garam yang tinggi (100 - 200 mg garam kalsium - dalam 1 liter dalam bentuk ion), air dianggap keras. Dalam air seperti itu, sabun berbusa dengan buruk, karena garam kalsium dan magnesium membentuk senyawa yang tidak larut dengannya. Dalam air sadah, produk makanan direbus dengan buruk, dan ketika direbus, itu memberi kerak pada dinding ketel uap. Kerak tidak menghantarkan panas dengan baik, menyebabkan peningkatan konsumsi bahan bakar dan mempercepat keausan dinding boiler. Pembentukan skala adalah proses yang kompleks. Ketika dipanaskan, garam asam kalsium dan magnesium asam karbonat terurai dan berubah menjadi karbonat yang tidak larut:

Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

Kelarutan kalsium sulfat CaSO4 juga menurun ketika dipanaskan, sehingga merupakan bagian dari skala.

Kesadahan yang disebabkan oleh adanya kalsium dan magnesium bikarbonat dalam air disebut karbonat atau sementara, karena dihilangkan dengan perebusan. Selain kesadahan karbonat, kesadahan non-karbonat juga dibedakan, yang tergantung pada kandungan sulfat dan klorida kalsium dan magnesium di dalam air. Garam-garam ini tidak dihilangkan dengan perebusan, dan karena itu kesadahan non-karbonat juga disebut kesadahan konstan. Kekerasan karbonat dan non-karbonat menambah kesadahan total.

Untuk menghilangkan kesadahan sepenuhnya, air terkadang disuling. Rebus air untuk menghilangkan kesadahan karbonat. Kesadahan umum dihilangkan baik dengan menambahkan bahan kimia atau dengan menggunakan apa yang disebut penukar kation. Saat menggunakan metode kimia, garam kalsium dan magnesium yang larut diubah menjadi karbonat yang tidak larut, misalnya, susu kapur dan soda ditambahkan:

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

Ca + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3v

Menghilangkan kekakuan dengan penukar kation adalah proses yang lebih maju. Penukar kation adalah zat kompleks (senyawa alami silikon dan aluminium, senyawa organik dengan berat molekul tinggi), yang komposisinya dapat dinyatakan dengan rumus Na2R, di mana R adalah residu asam kompleks. Ketika air disaring melalui lapisan penukar kation, ion Na (kation) ditukar dengan ion Ca dan Mg:

Ca + Na2R = 2Na + CaR

Akibatnya, ion Ca dari larutan masuk ke penukar kation, dan ion Na melewati penukar kation ke dalam larutan. Untuk mengembalikan penukar kation bekas, dicuci dengan larutan garam biasa. Dalam hal ini, proses sebaliknya terjadi: ion Ca dalam penukar kation digantikan oleh ion Na:

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

Penukar kation yang diregenerasi dapat digunakan kembali untuk pemurnian air.

Dalam bentuk logam murni, Ca digunakan sebagai reduktor untuk U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb dan beberapa logam tanah jarang dan senyawanya. Hal ini juga digunakan untuk deoksidasi baja, perunggu dan paduan lainnya, untuk menghilangkan belerang dari produk minyak bumi, untuk dehidrasi cairan organik, untuk pemurnian argon dari kotoran nitrogen, dan sebagai penyerap gas dalam perangkat vakum listrik. Bahan antifiksi dari sistem Pb - Na - Ca, serta paduan Pb - Ca, yang digunakan untuk membuat selubung kabel listrik, telah menerima aplikasi besar dalam teknologi. Paduan Ca - Si - Ca (silicocalcium) digunakan sebagai deoxidizer dan degasser dalam produksi baja berkualitas.

Kalsium adalah salah satu elemen biogenik yang diperlukan untuk proses kehidupan normal. Ini hadir di semua jaringan dan cairan hewan dan tumbuhan. Hanya organisme langka yang dapat berkembang di lingkungan tanpa Ca. Pada beberapa organisme, kandungan Ca mencapai 38%: pada manusia - 1,4 - 2%. Sel organisme tumbuhan dan hewan membutuhkan rasio ion Ca, Na dan K yang ditentukan secara ketat dalam media ekstraseluler. Tanaman mendapatkan Ca dari tanah. Menurut hubungannya dengan Ca, tumbuhan dibagi menjadi calcephiles dan calcephobes. Hewan mendapatkan Ca dari makanan dan air. Ca diperlukan untuk pembentukan sejumlah struktur seluler, mempertahankan permeabilitas normal membran sel luar, untuk membuahi telur ikan dan hewan lain, dan mengaktifkan sejumlah enzim. Ion Ca mentransmisikan eksitasi ke serat otot, menyebabkan kontraksinya, meningkatkan kekuatan kontraksi jantung, meningkatkan fungsi fagositosis leukosit, mengaktifkan sistem protein pelindung darah, dan berpartisipasi dalam koagulasinya. Di dalam sel, hampir semua Ca dalam bentuk senyawa dengan protein, asam nukleat, fosfolipid, dalam kompleks dengan fosfat anorganik dan asam organik. Dalam plasma darah manusia dan hewan tingkat tinggi, hanya 20 - 40% Ca yang dapat diasosiasikan dengan protein. Pada hewan dengan kerangka, hingga 97 - 99% dari semua Ca digunakan sebagai bahan bangunan: pada invertebrata, terutama dalam bentuk CaCO3 (cangkang moluska, karang), pada vertebrata, dalam bentuk fosfat. Banyak invertebrata menyimpan Ca sebelum molting untuk membangun kerangka baru atau untuk menyediakan fungsi vital dalam kondisi buruk. Kandungan Ca dalam darah manusia dan hewan tingkat tinggi diatur oleh hormon paratiroid dan kelenjar tiroid. Vitamin D memainkan peran paling penting dalam proses ini, penyerapan Ca terjadi di bagian anterior usus kecil. Asimilasi Ca memburuk dengan penurunan keasaman di usus dan tergantung pada rasio Ca, fosfor dan lemak dalam makanan. Rasio Ca/P optimal dalam susu sapi adalah sekitar 1,3 (pada kentang 0,15, pada kacang 0,13, pada daging 0,016). Dengan kelebihan P dan asam oksalat dalam makanan, penyerapan Ca memburuk. Asam empedu mempercepat penyerapannya. Rasio optimal Ca/lemak dalam makanan manusia adalah 0,04 - 0,08 g Ca per 1 g. gemuk. Ekskresi Ca terutama terjadi melalui usus. Mamalia selama menyusui kehilangan banyak Ca dengan susu. Dengan pelanggaran metabolisme fosfor-kalsium pada hewan muda dan anak-anak, rakhitis berkembang, pada hewan dewasa - perubahan komposisi dan struktur kerangka (osteomalacia).

Dalam pengobatan, obat Ca menghilangkan gangguan yang berhubungan dengan kekurangan ion Ca dalam tubuh (dengan tetani, spasmofilia, rakhitis). Persiapan Ca mengurangi hipersensitivitas terhadap alergen dan digunakan untuk mengobati penyakit alergi (penyakit serum, demam tidur, dll.). Persiapan Ca mengurangi peningkatan permeabilitas pembuluh darah dan memiliki efek anti-inflamasi. Mereka digunakan untuk vaskulitis hemoragik, penyakit radiasi, proses inflamasi (pneumonia, radang selaput dada, dll) dan beberapa penyakit kulit. Ini diresepkan sebagai agen hemostatik, untuk meningkatkan aktivitas otot jantung dan meningkatkan efek persiapan digitalis, sebagai penangkal keracunan dengan garam magnesium. Bersama dengan obat lain, preparat Ca digunakan untuk merangsang persalinan. Ca klorida diberikan melalui mulut dan intravena. Ossocalcinol (suspensi steril 15% dari bubuk tulang yang disiapkan secara khusus dalam minyak buah persik) telah diusulkan untuk terapi jaringan.

Preparat Ca juga termasuk gipsum (CaSO4), digunakan dalam pembedahan untuk gips, dan kapur (CaCO3), diberikan secara oral dengan peningkatan keasaman jus lambung dan untuk preparasi bubuk gigi.