რასთან ურთიერთქმედებს კალციუმი. კალციუმის ფიზიკური თვისებები

პერიოდული სისტემის ყველა ელემენტს შორის შეიძლება განვასხვავოთ რამდენიმე მათგანი, რომელთა გარეშე არა მხოლოდ სხვადასხვა დაავადებები ვითარდება ცოცხალ ორგანიზმებში, არამედ საერთოდ შეუძლებელია ნორმალურად ცხოვრება და ზრდა. ერთ-ერთი მათგანია კალციუმი.

საინტერესოა, რომ რაც შეეხება ამ ლითონს, როგორც უბრალო ნივთიერებას, მას არავითარი სარგებელი არ მოაქვს ადამიანისთვის და არც ზიანი. თუმცა, მხოლოდ Ca 2+ იონების აღნიშვნაა საჭირო და მათ მნიშვნელობის დამახასიათებელი უამრავი პუნქტია.

კალციუმის პოზიცია პერიოდულ სისტემაში

კალციუმის დახასიათება, ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა ელემენტი, იწყება პერიოდულ სისტემაში მისი პოზიციის მითითებით. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს შესაძლებელს ხდის ბევრი რამის სწავლა მოცემული ატომის შესახებ:

  • ბირთვული მუხტი;
  • ელექტრონებისა და პროტონების რაოდენობა, ნეიტრონები;
  • ჟანგვის მდგომარეობა, უმაღლესი და ყველაზე დაბალი;
  • ელექტრონული კონფიგურაცია და სხვა მნიშვნელოვანი რამ.

ელემენტი, რომელსაც განვიხილავთ, განლაგებულია მეორე ჯგუფის, მთავარი ქვეჯგუფის მეოთხე დიდ პერიოდში და აქვს სერიული ნომერი 20. ასევე, ქიმიურ პერიოდულ სისტემაში ნაჩვენებია კალციუმის ატომური წონა - 40,08, რაც არსებულის საშუალო მნიშვნელობაა. მოცემული ატომის იზოტოპები.

ჟანგვის მდგომარეობა არის ერთი, ყოველთვის მუდმივი, +2-ის ტოლი. ფორმულა CaO. ელემენტის ლათინური სახელწოდებაა კალციუმი, აქედან გამომდინარე Ca ატომის სიმბოლო.

კალციუმის, როგორც მარტივი ნივთიერების დახასიათება

ნორმალურ პირობებში ეს ელემენტი არის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი. კალციუმის, როგორც მარტივი ნივთიერების ფორმულა არის Ca. მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო, მას შეუძლია შექმნას მრავალი ნაერთი, რომლებიც მიეკუთვნება სხვადასხვა კლასს.

აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაში ის არ შედის ადამიანის ორგანიზმში, შესაბამისად, მნიშვნელოვანია სამრეწველო და ტექნიკური საჭიროებებისთვის (ძირითადად ქიმიური სინთეზებისთვის).

ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ლითონი დედამიწის ქერქში, დაახლოებით 1,5%. იგი მიეკუთვნება ტუტე დედამიწის ჯგუფს, ვინაიდან წყალში გახსნისას იძლევა ტუტეს, მაგრამ ბუნებაში გვხვდება მრავალი მინერალისა და მარილის სახით. ბევრი კალციუმი (400 მგ/ლ) შედის ზღვის წყლის შემადგენლობაში.

კრისტალური უჯრედი

კალციუმის მახასიათებელი აიხსნება კრისტალური მედის სტრუქტურით, რომელიც შეიძლება იყოს ორი ტიპის (რადგან არსებობს ალფა და ბეტა ფორმა):

  • კუბური სახეზე ორიენტირებული;
  • მოცულობითი.

ბმის ტიპი მოლეკულაში არის მეტალიკი, გისოსების უბნებში, როგორც ყველა ლითონში, არის ატომ-იონები.

ბუნებაში ყოფნა

ბუნებაში არსებობს რამდენიმე ძირითადი ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ამ ელემენტს.

  1. Ზღვის წყალი.
  2. ქანები და მინერალები.
  3. ცოცხალი ორგანიზმები (ჭურვები და ჭურვები, ძვლოვანი ქსოვილი და ა.შ.).
  4. მიწისქვეშა წყლები დედამიწის ქერქში.

შეიძლება განვასხვავოთ შემდეგი ტიპის ქანები და მინერალები, რომლებიც კალციუმის ბუნებრივი წყაროა.

  1. დოლომიტი არის კალციუმის და მაგნიუმის კარბონატის ნარევი.
  2. ფლუორიტი არის კალციუმის ფტორიდი.
  3. თაბაშირი - CaSO 4 2H 2 O.
  4. კალციტი - ცარცი, კირქვა, მარმარილო - კალციუმის კარბონატი.
  5. ალაბასტერი - CaSO 4 0.5H 2 O.
  6. აპატიურობა.

საერთო ჯამში, იზოლირებულია 350-მდე სხვადასხვა მინერალი და კლდე, რომლებიც შეიცავს კალციუმს.

მოპოვების მეთოდები

დიდი ხნის განმავლობაში შეუძლებელი იყო ლითონის იზოლირება თავისუფალ ფორმაში, რადგან მისი ქიმიური აქტივობა მაღალია, ბუნებაში ვერ იპოვით მას სუფთა სახით. მაშასადამე, მე-19 საუკუნემდე (1808 წ.) განსახილველი ელემენტი იყო კიდევ ერთი საიდუმლო, რომელსაც პერიოდული სისტემა ატარებდა.

ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევიმ შეძლო კალციუმის ლითონად სინთეზირება. სწორედ მან აღმოაჩინა მყარი მინერალებისა და მარილების დნობის ელექტრულ დენთან ურთიერთქმედების თავისებურებები. დღემდე, ამ ლითონის მისაღებად ყველაზე აქტუალური გზაა მისი მარილების ელექტროლიზი, როგორიცაა:

  • კალციუმის და კალიუმის ქლორიდების ნარევი;
  • ფტორის და კალციუმის ქლორიდის ნარევი.

ასევე შესაძლებელია კალციუმის ამოღება მისი ოქსიდიდან მეტალურგიაში ფართოდ გავრცელებული ალუმოთერმიის მეთოდით.

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის ფიზიკური მახასიათებლები შეიძლება აღწერილი იყოს რამდენიმე პუნქტში.

  1. ფიზიკური მდგომარეობა - მყარი ნორმალურ პირობებში.
  2. დნობის წერტილი - 842 0 С.
  3. ლითონი რბილია და შეიძლება დანით დაიჭრა.
  4. ფერი - ვერცხლისფერი თეთრი, მბზინავი.
  5. აქვს კარგი გამტარი და თბოგამტარი თვისებები.
  6. გახანგრძლივებული გაცხელებით, ის იქცევა თხევად, შემდეგ ორთქლ მდგომარეობაში, კარგავს მეტალის თვისებებს. დუღილის წერტილი არის 1484 0 С.

კალციუმის ფიზიკურ თვისებებს ერთი თავისებურება აქვს. როდესაც მეტალზე ზეწოლა ხდება, ის დროის გარკვეულ მომენტში კარგავს თავის მეტალურ თვისებებს და ელექტროენერგიის გატარების უნარს. თუმცა ზემოქმედების შემდგომი მატებასთან ერთად ის კვლავ აღდგება და თავს იჩენს ზეგამტარის სახით, რამდენჯერმე აღემატება სხვა ელემენტებს ამ მაჩვენებლების მიხედვით.

ქიმიური თვისებები

ამ ლითონის აქტივობა ძალიან მაღალია. აქედან გამომდინარე, არსებობს მრავალი ურთიერთქმედება, რომელშიც შედის კალციუმი. რეაქცია ყველა არამეტალთან მისთვის ჩვეულებრივია, რადგან ის ძალზე ძლიერია როგორც შემცირების აგენტი.

  1. ნორმალურ პირობებში ის ადვილად რეაგირებს შესაბამისი ორობითი ნაერთების წარმოქმნით: ჰალოგენებთან, ჟანგბადთან.
  2. გაცხელებისას: წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი, სილიციუმი, ფოსფორი, ბორი, გოგირდი და სხვა.
  3. ღია ცის ქვეშ, ის დაუყოვნებლივ ურთიერთქმედებს ნახშირორჟანგთან და ჟანგბადთან, ამიტომ იგი დაფარულია ნაცრისფერი ყვავილით.
  4. მძაფრად რეაგირებს მჟავებთან, ზოგჯერ ანთებით.

კალციუმის საინტერესო თვისებები გამოიხატება, როდესაც საქმე ეხება მას მარილების შემადგენლობაში. ასე რომ, ლამაზი გამოქვაბულები, რომლებიც იზრდება ჭერზე და კედლებზე, ის სხვა არაფერია, თუ არა დროთა განმავლობაში ჩამოყალიბებული წყლის, ნახშირორჟანგისა და ბიკარბონატისგან მიწისქვეშა წყლების შიგნით მიმდინარე პროცესების გავლენის ქვეშ.

იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად აქტიურია ლითონი ნორმალურ მდგომარეობაში, ის ინახება ლაბორატორიებში, როგორიცაა ტუტე. მუქი მინის ჭურჭელში, მჭიდროდ დახურული სახურავით და ნავთის ან პარაფინის ფენის ქვეშ.

თვისებრივი რეაქცია კალციუმის იონზე არის ალის ფერი ლამაზი, მდიდარი აგურის-წითელი ფერით. ასევე შესაძლებელია ნაერთების შემადგენლობაში შემავალი ლითონის იდენტიფიცირება მისი ზოგიერთი მარილის (კალციუმის კარბონატი, ფტორი, სულფატი, ფოსფატი, სილიკატი, სულფიტი) უხსნადი ნალექით.

ლითონის კავშირები

ლითონის ნაერთების ჯიშები შემდეგია:

  • ოქსიდი;
  • ჰიდროქსიდი;
  • კალციუმის მარილები (საშუალო, მჟავე, ძირითადი, ორმაგი, რთული).

კალციუმის ოქსიდი, რომელიც ცნობილია როგორც CaO, გამოიყენება სამშენებლო მასალის (ცაცხვი) შესაქმნელად. თუ ოქსიდს წყლით ჩაქრებთ, მიიღებთ შესაბამის ჰიდროქსიდს, რომელიც ავლენს ტუტეს თვისებებს.

დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს კალციუმის სხვადასხვა მარილებს, რომლებიც გამოიყენება ეკონომიკის სხვადასხვა სექტორში. რა სახის მარილები არსებობს, ზემოთ უკვე აღვნიშნეთ. ჩვენ მოვიყვანთ ამ ნაერთების ტიპების მაგალითებს.

  1. საშუალო მარილები - კარბონატი CaCO 3, ფოსფატი Ca 3 (PO 4) 2 და სხვა.
  2. მჟავე - ჰიდროსულფატი CaHSO 4.
  3. ძირითადი - ბიკარბონატი (CaOH) 3 PO 4.
  4. კომპლექსი - Cl 2.
  5. ორმაგი - 5Ca (NO 3) 2 * NH 4 NO 3 * 10H 2 O.

სწორედ ამ კლასის ნაერთების სახითაა კალციუმი მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური სისტემებისთვის, ვინაიდან მარილები ორგანიზმისთვის იონების წყაროა.

ბიოლოგიური როლი

რატომ არის კალციუმი მნიშვნელოვანი ადამიანის ორგანიზმისთვის? რამდენიმე მიზეზი არსებობს.

  1. სწორედ ამ ელემენტის იონებია უჯრედშორისი ნივთიერებისა და ქსოვილების სითხის ნაწილი, რომლებიც მონაწილეობენ აგზნების მექანიზმების რეგულირებაში, ჰორმონების და ნეიროტრანსმიტერების გამომუშავებაში.
  2. კალციუმი გროვდება ძვლებში, კბილის მინანქარში სხეულის მთლიანი წონის დაახლოებით 2,5%-ის ოდენობით. ეს საკმაოდ ბევრია და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ამ სტრუქტურების გაძლიერებაში, მათი სიძლიერისა და სტაბილურობის შენარჩუნებაში. ამის გარეშე ორგანიზმის ზრდა შეუძლებელია.
  3. სისხლის შედედება ასევე დამოკიდებულია კონკრეტულ იონებზე.
  4. ეს არის გულის კუნთის ნაწილი, მონაწილეობს მის აგზნებასა და შეკუმშვაში.
  5. მონაწილეობს ეგზოციტოზის და სხვა უჯრედშიდა ცვლილებების პროცესებში.

თუ მოხმარებული კალციუმის რაოდენობა არ არის საკმარისი, მაშინ ვითარდება ისეთი დაავადებები, როგორიცაა:

  • რაქიტი;
  • ოსტეოპოროზი;
  • სისხლის დაავადებები.

ზრდასრული ადამიანის დღიური ნორმაა 1000 მგ, ხოლო 9 წლიდან ბავშვებისთვის 1300 მგ. ორგანიზმში ამ ელემენტის გადაჭარბების თავიდან ასაცილებლად, არ უნდა გადააჭარბოთ მითითებულ დოზას. წინააღმდეგ შემთხვევაში შეიძლება განვითარდეს ნაწლავის დაავადება.

ყველა სხვა ცოცხალი არსებისთვის კალციუმი თანაბრად მნიშვნელოვანია. მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ ბევრს არ აქვს ჩონჩხი, მათი გამაგრების გარეგანი საშუალებები ასევე ამ ლითონის წარმონაქმნებია. Მათ შორის:

  • მოლუსკები;
  • მიდიები და ხამანწკები;
  • ღრუბლები;
  • მარჯნის პოლიპები.

ყველა მათგანს ატარებენ ზურგზე ან, პრინციპში, ცხოვრების პროცესში ქმნიან ერთგვარ გარე ჩონჩხს, რომელიც იცავს მათ გარეგანი გავლენისა და მტაცებლებისგან. მისი ძირითადი კომპონენტია კალციუმის მარილები.

ხერხემლიანებს, ისევე როგორც ადამიანებს, ესაჭიროებათ აღნიშნული იონები ნორმალური ზრდისა და განვითარებისთვის და იღებენ მათ საკვებთან ერთად.

არსებობს მრავალი ვარიანტი, რომლითაც შესაძლებელია ორგანიზმში ელემენტის დაკარგული ნორმის შევსება. საუკეთესო, რა თქმა უნდა, ბუნებრივი მეთოდები - პროდუქტები, რომლებიც შეიცავს სასურველ ატომს. თუმცა, თუ რაიმე მიზეზით ეს არასაკმარისი ან შეუძლებელია, სამედიცინო მარშრუტიც მისაღებია.

ასე რომ, კალციუმის შემცველი საკვების სია ასეთია:

  • რძის და მჟავე რძის პროდუქტები;
  • თევზი;
  • გამწვანება;
  • მარცვლეული (წიწიბურა, ბრინჯი, მთელი მარცვლეულის ცომეული);
  • ზოგიერთი ციტრუსის ხილი (ფორთოხალი, მანდარინი);
  • პარკოსნები;
  • ყველა თხილი (განსაკუთრებით ნუში და ნიგოზი).

თუ ალერგიული ხართ ზოგიერთ პროდუქტზე ან სხვა მიზეზის გამო ვერ იყენებთ მათ, მაშინ კალციუმის შემცველი პრეპარატები დაგეხმარებათ ორგანიზმში საჭირო ელემენტის დონის შევსებაში.

ყველა მათგანი ამ ლითონის მარილებია, რომლებსაც აქვთ ორგანიზმის მიერ ადვილად შეწოვის უნარი, სწრაფად შეიწოვება სისხლში და ნაწლავებში. მათ შორის ყველაზე პოპულარული და გამოყენებული შემდეგია.

  1. კალციუმის ქლორიდი - საინექციო ან პერორალური ხსნარი მოზრდილებისა და ბავშვებისთვის. იგი განსხვავდება შემადგენლობით მარილის კონცენტრაციით, გამოიყენება „ცხელი ინექციებისთვის“, რადგან სწორედ ასეთ შეგრძნებას იწვევს შეყვანისას. არსებობს ხილის წვენთან ერთად ფორმები უფრო ადვილად მიღებისთვის.
  2. ხელმისაწვდომია ტაბლეტების (0,25 ან 0,5 გ) და ინტრავენური ინექციების ხსნარის სახით. ხშირად შეიცავს სხვადასხვა ხილის დანამატებს ტაბლეტების სახით.
  3. კალციუმის ლაქტატი - ხელმისაწვდომია 0,5 გ ტაბლეტებში.

მთავარი / ლექციები 1 კურსი / ზოგადი და ორგანული ქიმია / კითხვა 23. კალციუმი / 2. ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

ფიზიკური თვისებები. კალციუმი არის ვერცხლისფერი თეთრი ელასტიური ლითონი, რომელიც დნება 850 გრადუსზე. C და ადუღდება 1482 გრადუსზე. გ. ის გაცილებით რთულია ვიდრე ტუტე ლითონები.

ქიმიური თვისებები. კალციუმი აქტიური ლითონია. ასე რომ, ნორმალურ პირობებში, ის ადვილად ურთიერთქმედებს ატმოსფერულ ჟანგბადთან და ჰალოგენებთან:

2 Ca + O2 = 2 CaO (კალციუმის ოქსიდი);

Ca + Br2 = CaBr2 (კალციუმის ბრომიდი).

გაცხელებისას კალციუმი რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან, გოგირდთან, ფოსფორთან, ნახშირბადთან და სხვა არალითონებთან:

Ca + H2 = CaH2 (კალციუმის ჰიდრიდი);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (კალციუმის ნიტრიდი);

Ca + S = CaS (კალციუმის სულფიდი);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (კალციუმის ფოსფიდი);

Ca + 2 C = CaC2 (კალციუმის კარბიდი).

კალციუმი ნელა ურთიერთქმედებს ცივ წყალთან და ძალიან ენერგიულად ცხელ წყალთან:

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

კალციუმს შეუძლია ამოიღოს ჟანგბადი ან ჰალოგენები ნაკლებად აქტიური ლითონების ოქსიდებიდან და ჰალოგენებიდან, ანუ მას აქვს შემცირების თვისებები:

5 Ca + Nb2 O5 = CaO + 2 Nb;

  • 1. ბუნებაში ყოფნა
  • 3. მიღება
  • 4. განაცხადი

www.medkurs.ru

კალციუმი | დირექტორია Pesticides.ru

ბევრი ადამიანისთვის კალციუმის ცოდნა შემოიფარგლება მხოლოდ იმით, რომ ეს ელემენტი აუცილებელია ჯანსაღი ძვლებისა და კბილებისთვის. სხვაგან სად არის ის, რატომ არის საჭირო და რამდენად საჭიროა, ყველას არ აქვს იდეა. მიუხედავად ამისა, კალციუმი გვხვდება ბევრ ნაცნობ ნაერთში, როგორც ბუნებრივ, ისე ადამიანის მიერ შექმნილ ნაერთებში. ცარცი და ცაცხვი, გამოქვაბულის სტალაქტიტები და სტალაგმიტები, უძველესი ნამარხი და ცემენტი, თაბაშირი და ალაბასტრი, რძის პროდუქტები და ოსტეოპოროზის საწინააღმდეგო საშუალებები - ეს ყველაფერი და მრავალი სხვა ხასიათდება კალციუმის მაღალი შემცველობით.

ეს ელემენტი პირველად 1808 წელს მოიპოვა G. Davy-მ და თავიდან ის არც თუ ისე აქტიურად გამოიყენებოდა. მიუხედავად ამისა, ახლა ეს ლითონი წარმოების მხრივ მეხუთეა მსოფლიოში და მასზე მოთხოვნა წლიდან წლამდე იზრდება. კალციუმის ძირითადი გამოყენება სამშენებლო მასალების და ნარევების წარმოებაა. თუმცა, საჭიროა არა მხოლოდ სახლების, არამედ ცოცხალი უჯრედების აშენება. ადამიანის ორგანიზმში კალციუმი ჩონჩხის ნაწილია, შესაძლებელს ხდის კუნთების შეკუმშვას, უზრუნველყოფს სისხლის შედედებას, არეგულირებს მთელი რიგი საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების აქტივობას და ასრულებს სხვა, საკმაოდ მრავალრიცხოვან ფუნქციებს. არანაკლებ მნიშვნელოვანია სხვა ცოცხალი ობიექტებისთვის: ცხოველები, მცენარეები, სოკოები და ბაქტერიებიც კი. ამავდროულად, კალციუმის მოთხოვნილება საკმაოდ მაღალია, რაც შესაძლებელს ხდის მის მიკუთვნებას მაკროელემენტების რაოდენობას.

კალციუმი (კალციუმი), Ca არის მენდელეევის პერიოდული სისტემის II ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი. ატომური რიცხვია 20. ატომური მასა 40,08.

კალციუმი არის ტუტე დედამიწის ლითონი. თავისუფალ მდგომარეობაში, მოქნილი, საკმაოდ მყარი, თეთრი. სიმკვრივის მიხედვით მსუბუქ ლითონებს მიეკუთვნება.

  • სიმკვრივე - 1,54 გ/სმ3,
  • დნობის წერტილი - +842 ° C,
  • დუღილის წერტილი არის +1495 ° C.

კალციუმს აქვს გამოხატული მეტალის თვისებები. ყველა ნაერთში ჟანგვის მდგომარეობაა +2.

ჰაერში იგი დაფარულია ოქსიდის ფენით, გაცხელებისას იწვის მოწითალო, კაშკაშა ცეცხლით. იგი ნელა რეაგირებს ცივ წყალთან და სწრაფად აშორებს წყალბადს ცხელი წყლისგან და ქმნის ჰიდროქსიდს. წყალბადთან ურთიერთობისას წარმოქმნის ჰიდრიდებს. ოთახის ტემპერატურაზე, ის რეაგირებს აზოტთან და წარმოქმნის ნიტრიდებს. ის ასევე ადვილად ერწყმის ჰალოგენებსა და გოგირდს, ამცირებს ლითონის ოქსიდებს გაცხელებისას.

კალციუმი ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. დედამიწის ქერქში მისი შემცველობა უდრის მასის 3%-ს. გვხვდება ცარცის, კირქვის, მარმარილოს (კალციუმის კარბონატის CaCO3 ბუნებრივი ჯიშის) საბადოების სახით. უხვად არის თაბაშირის (CaSO4 x 2h3O), ფოსფორიტის (Ca3 (PO4) 2 და სხვადასხვა კალციუმის შემცველი სილიკატები.

წყალი
... კალციუმის მარილები თითქმის ყოველთვის გვხვდება ბუნებრივ წყალში. მათგან მხოლოდ თაბაშირია მასში ოდნავ ხსნადი. წყალში ნახშირორჟანგის შემცველობით, კალციუმის კარბონატი გადადის ხსნარში ბიკარბონატის Ca (HCO3) 2 სახით.
მყარი წყალი
... ბუნებრივ წყალს დიდი რაოდენობით კალციუმის ან მაგნიუმის მარილებით ჰქვია მყარი წყალი.
რბილი წყალი
... ამ მარილების დაბალი შემცველობით ან მათი არარსებობით წყალს რბილს უწოდებენ.
ნიადაგი
... როგორც წესი, ნიადაგი საკმარისად მარაგდება კალციუმით. ხოლო, ვინაიდან კალციუმი უფრო დიდი მასით შეიცავს მცენარეთა ვეგეტატიურ ნაწილში, მოსავალთან ერთად მისი მოცილება უმნიშვნელოა.

ნიადაგიდან კალციუმის დაკარგვა ხდება ნალექებით მისი გამორეცხვის შედეგად. ეს პროცესი დამოკიდებულია ნიადაგების გრანულომეტრულ შემადგენლობაზე, ნალექების რაოდენობაზე, მცენარეთა სახეობებზე, კირისა და მინერალური სასუქების ფორმებსა და დოზებზე. ამ ფაქტორებიდან გამომდინარე, სახნავი ფენიდან კალციუმის დანაკარგები მერყეობს რამდენიმე ათეულიდან 200-400 კგ/ჰა-მდე და მეტს.

კალციუმის შემცველობა სხვადასხვა ტიპის ნიადაგებში

პოდზოლური ნიადაგები შეიცავს 0,73% (მშრალი ნიადაგის ნივთიერების) კალციუმს.

რუხი ტყე - 0,90% კალციუმი.

ჩერნოზემები - 1,44% კალციუმი.

სეროზემი - 6,04% კალციუმი.

მცენარეში კალციუმი არის ფოსფატების, სულფატების, კარბონატების სახით, პექტინის და ოქსილის მჟავების მარილების სახით. მცენარეებში კალციუმის თითქმის 65%-მდე ამოღება შესაძლებელია წყლით. დანარჩენი ხდება სუსტი ძმარმჟავებით და მარილმჟავებით დამუშავებით. ყველაზე მეტად კალციუმი გვხვდება დაბერებულ უჯრედებში.

კალციუმის დეფიციტის სიმპტომები შემდეგია:

Კულტურა

დეფიციტის სიმპტომები

საერთო სიმპტომები

აპიკალური თირკმლის გათეთრება;

ახალგაზრდა ფოთლების გათეთრება;

ფოთლების წვერები ქვევით მოხრილია;

ფოთლების კიდეები იხვევა ზემოთ;

კარტოფილი

ზედა ფოთლები ცუდად ყვავის;

ღეროს ზრდის წერტილი კვდება;

ფოთლების კიდეებზე ღია ზოლია, მოგვიანებით ბნელდება;

ფოთლების კიდეები დახვეულია;

თეთრი კომბოსტო და ყვავილოვანი კომბოსტო

ახალგაზრდა მცენარეების ფოთლებზე ქლოროზული ლაქები (მარმარილოთი) ან თეთრი ზოლები კიდეების გასწვრივ;

ძველ მცენარეებში ფოთლები იხვევა და მათზე დამწვრობა ჩნდება;

ზრდის წერტილი კვდება

ფოთლების ბოლო ლობები კვდება

ყვავილები ცვივა;

ნაყოფზე ჩნდება მუქი ლაქა მწვერვალზე, რომელიც იზრდება ნაყოფის ზრდასთან ერთად (პომიდვრის მწვერვალების ლპობა)

აპიკალური კვირტები იღუპება;

ახალგაზრდა ფოთლების კიდეები ამობრუნებულია, გარეგნული სახე იშლება, შემდგომში იღუპება;

ყლორტების ზედა ნაწილები იღუპება;

ფესვების წვერების დაზიანება;

ნაყოფის რბილობში - ყავისფერი ლაქები (მწარე ორმოები);

ხილის გემო უარესდება;

მცირდება ხილის გაყიდვა

კალციუმის ფუნქციები

ამ ელემენტის გავლენა მცენარეებზე მრავალმხრივია და, როგორც წესი, დადებითი. კალციუმი:

  • აძლიერებს ნივთიერებათა ცვლას;
  • მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნახშირწყლების მოძრაობაში;
  • გავლენას ახდენს აზოტოვანი ნივთიერებების მეტამორფოზაზე;
  • აჩქარებს თესლის შესანახი ცილების მოხმარებას გამწვანების დროს;
  • მონაწილეობს ფოტოსინთეზის პროცესში;
  • სხვა კათიონების ძლიერი ანტაგონისტი, ხელს უშლის მათ გადაჭარბებულ შეღწევას მცენარეულ ქსოვილებში;
  • გავლენას ახდენს პროტოპლაზმის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებზე (სიბლანტე, გამტარიანობა და ა.შ.) და შესაბამისად მცენარეში ბიოქიმიური პროცესების ნორმალურ მიმდინარეობაზე;
  • კალციუმის ნაერთები პექტინის ნივთიერებებით აწებებენ ცალკეული უჯრედების კედლებს;
  • გავლენას ახდენს ფერმენტების აქტივობაზე.

უნდა აღინიშნოს, რომ კალციუმის ნაერთების (ცაცხვის) მოქმედება ფერმენტების აქტივობაზე გამოხატულია არა მხოლოდ პირდაპირი მოქმედებით, არამედ ნიადაგის ფიზიკოქიმიური თვისებების გაუმჯობესებით და მისი კვებითი რეჟიმით. გარდა ამისა, ნიადაგის კირქვა მნიშვნელოვნად მოქმედებს ვიტამინების ბიოსინთეზის პროცესებზე.

კალციუმის ნაკლებობა (დეფიციტი) მცენარეებში

კალციუმის ნაკლებობა პირველ რიგში გავლენას ახდენს ფესვთა სისტემის განვითარებაზე. ფესვებზე თმების წარმოქმნა ჩერდება ფესვებზე. ფესვის გარე უჯრედები განადგურებულია.

ეს სიმპტომი ვლინდება როგორც კალციუმის ნაკლებობით, ასევე მკვებავი ხსნარის წონასწორობის დარღვევით, ანუ მასში მონოვალენტური ნატრიუმის, კალიუმის და წყალბადის კათიონების ჭარბობს.

გარდა ამისა, ნიტრატის აზოტის არსებობა ნიადაგის ხსნარში აძლიერებს კალციუმის შეყვანას მცენარეულ ქსოვილებში, ხოლო ამიაკი - ამცირებს მას.

კალციუმის შიმშილის ნიშნები მოსალოდნელია, როდესაც კალციუმის შემცველობა ნიადაგის კათიონური გაცვლის შესაძლებლობის 20%-ზე ნაკლებია.

სიმპტომები ვიზუალურად, კალციუმის დეფიციტი დგინდება შემდეგი ნიშნებით:

  • მცენარის ფესვებთან შეიმჩნევა ყავისფერი ფერის დაზიანებული წვერები;
  • ზრდის წერტილი დეფორმირებულია და კვდება;
  • ცვივა ყვავილები, საკვერცხეები და კვირტები;
  • ნაყოფი ზიანდება ნეკროზით;
  • აღინიშნება ფოთლების ქლოროტიულობა;
  • მწვერვალის კვირტი კვდება და ღეროს ზრდა ჩერდება.

კომბოსტო, იონჯა და სამყურა ძალიან მგრძნობიარეა კალციუმის არსებობის მიმართ. აღმოჩნდა, რომ იგივე მცენარეები ნიადაგის მჟავიანობის მიმართ მომატებული მგრძნობელობითაც ხასიათდებიან.

მინერალური კალციუმით მოწამვლა იწვევს ინტერვენურ ქლოროზს მოთეთრო ნეკროზული ლაქებით. ისინი შეიძლება იყოს ფერადი ან ჰქონდეს კონცენტრული რგოლები წყლით სავსე. ზოგიერთი მცენარე პასუხობს ჭარბ კალციუმს ფოთლის როზეტების გაზრდით, ყლორტების კვდებით და ფოთლების ცვენით. სიმპტომები გარეგნულად ჰგავს რკინისა და მაგნიუმის ნაკლებობას.

ნიადაგში კალციუმის შევსების წყარო კირის სასუქებია. ისინი იყოფა სამ ჯგუფად:

  • მყარი კირქვის ქანები;
  • რბილი კირქოვანი ქანები;
  • სამრეწველო ნარჩენები კირის მაღალი შემცველობით.

CaO-სა და MgO-ს შემცველობის მიხედვით მძიმე კირქვის ქანები იყოფა:

  • კირქვები (55-56% CaO და 0,9% MgO-მდე);
  • დოლომიტიზებული კირქვები (42–55% CaO და 9% MgO–მდე);
  • დოლომიტები (32-30% CaO და 18-20% MgO).
კირქვა
- ძირითადი კირის სასუქები. შეიცავს 75-100% Ca და Mg ოქსიდებს CaCO3-ით.
დოლომიტირებული კირქვა
... შეიცავს აქტიური ნივთიერების (ae) 79-100%-ს CaCO3-ით. რეკომენდირებულია თესლბრუნვაში კარტოფილით, პარკოსნებით, სელით, ძირეული კულტურებით, ასევე ძლიერ პოდზოლიზებულ ნიადაგებზე.
მარლი
... შეიცავს 25-15%-მდე CaCO3-ს და მინარევებს თიხის სახით ქვიშით 20-40%-მდე. მოქმედებს ნელა. რეკომენდებულია მსუბუქ ნიადაგებზე გამოსაყენებლად.
ცარცი
... შეიცავს 90-100% CaCO3. მოქმედება უფრო სწრაფია ვიდრე კირქვა. ეს არის ღირებული კირის სასუქი წვრილად დაფქული სახით.
დამწვარი ცაცხვი
(CaO). CaCO3-ის შემცველობა 70%-ზე მეტია. იგი ხასიათდება როგორც ძლიერი და სწრაფად მოქმედების კირის მასალა.
ჩამქრალი ცაცხვი
(Ca (OH) 2). CaCO3 შემცველობა - 35% და მეტი. ის ასევე არის ძლიერი და სწრაფი მოქმედების კირის სასუქი.
დოლომიტის ფქვილი
... CaCO3-ისა და MgCO3-ის შემცველობა დაახლოებით 100%-ია. მოქმედება უფრო ნელია, ვიდრე კირქვოვანი ტუფები. ჩვეულებრივ გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მაგნიუმი.
კირქოვანი ტუფები
... CaCO3-ის შემცველობა - 15–96%, მინარევები - 25%-მდე თიხა და ქვიშა, 0,1% P2O5. მოქმედება უფრო სწრაფია ვიდრე კირქვა.
დეფექტური ჭუჭყიანი (დეფექტი)
... შედგება CaCO3 და Ca (OH) 2-ისგან. CaO-სთვის კირის შემცველობა 40%-მდეა. ასევე არის აზოტი - 0,5% და P2O5 - 1–2%. ეს არის ჭარხლის შაქრის ქარხნების ნარჩენები. მისი გამოყენება რეკომენდებულია არა მხოლოდ ნიადაგის მჟავიანობის შესამცირებლად, არამედ ჩერნოზემის ნიადაგებზე მოყვანილ ჭარხლის ადგილებში.
ფიქლის ფერფლი ციკლონებიდან
... მშრალი მტვრიანი მასალა. აქტიური ნივთიერების შემცველობაა 60-70%. ეხება სამრეწველო ნარჩენებს.
მტვერი ღუმელებიდან და ცემენტის ქარხნებიდან
... CaCO3-ის შემცველობა უნდა აღემატებოდეს 60%-ს. პრაქტიკაში მას იყენებენ ცემენტის ქარხნების უშუალო სიახლოვეს მდებარე ფერმებში.
მეტალურგიული წიდები
... ისინი გამოიყენება ურალისა და ციმბირის რეგიონებში. არაჰიგროსკოპიული, ადვილად შესხურება. ისინი უნდა შეიცავდეს მინიმუმ 80% CaCO3, ჰქონდეს ტენიანობა არაუმეტეს 2%. მნიშვნელოვანია გრანულომეტრიული შემადგენლობა: 70% - 0,25 მმ-ზე ნაკლები, 90% - 0,5 მმ-ზე ნაკლები.

ორგანული სასუქები. Ca-ის შემცველობა CaCO3-ში არის 0,32–0,40%.

ფოსფატის ქანი. კალციუმის შემცველობა არის 22% CaCO3-ის მიხედვით.

ცაცხვის სასუქები გამოიყენება არა მხოლოდ ნიადაგისა და მცენარეების კალციუმით უზრუნველყოფისთვის. მათი გამოყენების ძირითადი მიზანია ნიადაგის კირქვა. ეს არის ქიმიური მელიორაციის მეთოდი. იგი მიზნად ისახავს ნიადაგის ჭარბი მჟავიანობის განეიტრალებას, მისი აგროფიზიკური, აგროქიმიური და ბიოლოგიური თვისებების გაუმჯობესებას, მცენარეთა მაგნიუმითა და კალციუმით მომარაგებას, მაკროელემენტებისა და მიკროელემენტების მობილიზებას და იმობილიზაციას, კულტივირებული მცენარეების სიცოცხლისთვის ოპტიმალური წყალ-ფიზიკური, ფიზიკური, ჰაეროვანი პირობების შექმნას.

ნიადაგების კირქვის ეფექტურობა

კალციუმზე, როგორც მინერალური კვების ელემენტის, მცენარეების მოთხოვნილებების დაკმაყოფილების პარალელურად, კირქვა იწვევს ნიადაგში მრავალჯერადი დადებით ცვლილებებს.

კირის გავლენა ზოგიერთი ნიადაგის თვისებებზე

კალციუმი ხელს უწყობს ნიადაგის კოლოიდების კოაგულაციას და მათი გაჟონვის პრევენციას. ეს იწვევს ნიადაგის უფრო მარტივ დამუშავებას, გაუმჯობესებულ აერაციას.

ლიმინგის შედეგად:

  • ქვიშიანი ნეშომპალა ნიადაგები ზრდის მათ წყლის შთანთქმის შესაძლებლობებს;
  • მძიმე თიხნარ ნიადაგებზე წარმოიქმნება ნიადაგის აგრეგატები და სიმსივნეები, რომლებიც აუმჯობესებენ წყლის გამტარიანობას.

კერძოდ, ორგანული მჟავები განეიტრალება და H- იონები გადაადგილდებიან შთამნთქმელი კომპლექსიდან. ეს იწვევს გაცვლის აღმოფხვრას და ნიადაგის ჰიდროლიზური მჟავიანობის შემცირებას. ამავდროულად, შეინიშნება ნიადაგის შემწოვი კომპლექსის კათიონური შემადგენლობის გაუმჯობესება, რაც ხდება წყალბადის და ალუმინის იონების კალციუმის და მაგნიუმის კათიონებით ჩანაცვლების გამო. ეს ზრდის ნიადაგის გაჯერებას ბაზებით და ზრდის შთანთქმის უნარს.

კირის ეფექტი მცენარეებისთვის აზოტის მიწოდებაზე

კირქვის შემდეგ, ნიადაგის დადებითი აგროქიმიური თვისებები და მისი სტრუქტურა შეიძლება შენარჩუნდეს რამდენიმე წლის განმავლობაში. ეს ხელს უწყობს ხელსაყრელი პირობების შექმნას სასარგებლო მიკრობიოლოგიური პროცესების გასაძლიერებლად საკვები ნივთიერებების მობილიზაციისთვის. ნიადაგში თავისუფლად მცხოვრები ამონიფიკატორების, ნიტრიფიკატორების, აზოტოფიქსირებელი ბაქტერიების აქტივობა იზრდება.

კირქვა ხელს უწყობს კვანძოვანი ბაქტერიების გამრავლებას და მასპინძელი მცენარისთვის აზოტის მიწოდების გაუმჯობესებას. აღმოჩნდა, რომ ბაქტერიული სასუქები კარგავენ ეფექტურობას მჟავე ნიადაგებზე.

კირის გავლენა მცენარეებისთვის ნაცარი ელემენტების მიწოდებაზე

კირქვა ხელს უწყობს მცენარისთვის ნაცარი ელემენტების მიწოდებას, რადგან იზრდება ბაქტერიების აქტივობა, რომლებიც ანადგურებენ ნიადაგის ორგანულ ფოსფორის ნაერთებს და ხელს უწყობენ რკინისა და ალუმინის ფოსფატების გადასვლას მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომ ფოსფორმჟავას კალციუმის მარილებზე. მჟავე ნიადაგების კირქვა აძლიერებს მიკრობიოლოგიურ და ბიოქიმიურ პროცესებს, რაც, თავის მხრივ, ზრდის ნიტრატების რაოდენობას, აგრეთვე ფოსფორისა და კალიუმის ათვისებად ფორმებს.

ცაცხვის გავლენა მაკრონუტრიენტებისა და მიკროელემენტების ფორმასა და ხელმისაწვდომობაზე

ლიმინგი ზრდის კალციუმის რაოდენობას, ხოლო დოლომიტის ფქვილის გამოყენებისას - მაგნიუმი. ამავდროულად, მანგანუმის და ალუმინის ტოქსიკური ფორმები ხდება უხსნადი და გარდაიქმნება ნალექის ფორმაში. მცირდება ისეთი ელემენტების ხელმისაწვდომობა, როგორიცაა რკინა, სპილენძი, თუთია, მანგანუმი. აზოტი, გოგირდი, კალიუმი, კალციუმი, მაგნიუმი, ფოსფორი და მოლიბდენი სულ უფრო ხელმისაწვდომი ხდება.

კირის მოქმედება ფიზიოლოგიურად მჟავე სასუქების ზემოქმედებაზე

კირქვა ზრდის ფიზიოლოგიურად მჟავე მინერალური სასუქების, განსაკუთრებით ამიაკის და კალიუმიანი სასუქების ეფექტურობას.

ფიზიოლოგიურად მჟავე სასუქების დადებითი ეფექტი კვდება კირის დამატების გარეშე და დროთა განმავლობაში შეიძლება უარყოფითად გადაიზარდოს. ასე რომ, განაყოფიერებულ ნაკვეთებზე მოსავლიანობა კიდევ უფრო ნაკლებია, ვიდრე გაუნაყოფიერებელზე. კირის კომბინაცია სასუქების გამოყენებასთან ზრდის მათ ეფექტურობას 25-50%-ით.

კირის დროს ნიადაგში აქტიურდება ფერმენტული პროცესები, რომლითაც ირიბად ფასდება მისი ნაყოფიერების შესახებ.

შემდგენელი: P.I.გრიგოროვსკაია

ჩასმული გვერდი: 12/05/13 00:40

ბოლო განახლება: 05/22/14 16:25

ლიტერატურული წყაროები:

გლინკა ნ.ლ. ზოგადი ქიმია. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის. გამომცემლობა: L: Chemistry, 1985, გვ.731

მინეევი ვ.გ. აგროქიმია: სახელმძღვანელო - მე-2 გამოცემა, შესწორებული და დამატებული - მოსკოვი: მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის გამომცემლობა, გამომცემლობა KolosS, 2004.– 720 გვ., პ. ავად .: ავად. - (კლასიკური საუნივერსიტეტო სახელმძღვანელო).

პეტროვი ბ.ა., სელივერსტოვი ნ.ფ. მცენარეების მინერალური კვება. საცნობარო წიგნი სტუდენტებისა და მებოსტნეებისთვის. ეკატერინბურგი, 1998 წ.79 გვ.

ენციკლოპედია ბავშვებისთვის. ტომი 17. ქიმია. / თავ. რედ. ვ.ა. ვოლოდინი. - M .: Avanta +, 2000 .-- 640 გვ., ილ.

იაგოდინ ბ.ა., ჟუკოვი იუ.პ., კობზარენკო ვ.ი. აგროქიმია / რედაქტირებულია ბ.ა. Yagodina.– M .: Kolos, 2002.– 584 p .: silt (სახელმძღვანელოები და სასწავლო საშუალებები უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულებების სტუდენტებისთვის).

სურათები (გადამუშავებული):

20 Ca კალციუმი, ლიცენზირებული CC BY

კალციუმის დეფიციტი ხორბალში, CIMMYT-ის მიერ, ლიცენზირებული CC BY-NC-SA-ს მიერ

www.pesticidy.ru

კალციუმი და მისი როლი კაცობრიობისთვის - ქიმია

კალციუმი და მისი როლი კაცობრიობისთვის

შესავალი

ბუნებაში ყოფნა

მიღება

ფიზიკური თვისებები

ქიმიური თვისებები

კალციუმის ნაერთების გამოყენება

ბიოლოგიური როლი

დასკვნა

ბიბლიოგრაფია

შესავალი

კალციუმი არის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 20. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ca (ლათინური კალციუმი). მარტივი ნივთიერება კალციუმი (CAS ნომერი: 7440-70-2) არის რბილი, რეაქტიული ტუტე მიწის ლითონი ვერცხლისფერი თეთრი შეფერილობით.

მე-20 ელემენტის საყოველთაო სივრცის მიუხედავად, ქიმიკოსებმაც კი ვერ დაინახეს ელემენტარული კალციუმი. მაგრამ ეს ლითონი, როგორც გარეგნულად, ასევე ქცევით, სრულიად განსხვავდება ტუტე ლითონებისგან, რომლებთან კომუნიკაცია სავსეა ხანძრისა და დამწვრობის საშიშროებით. მისი უსაფრთხოდ შენახვა შესაძლებელია ჰაერში, არ არის აალებადი წყლისგან. ელემენტარული კალციუმის მექანიკური თვისებები არ აქცევს მას "შავ ცხვარს" ლითონების ოჯახში: კალციუმი ბევრ მათგანს აჭარბებს სიძლიერითა და სიმტკიცეთ; ის შეიძლება გადატრიალდეს ხორხზე, მავთულში ჩასხმა, გაყალბება, დაჭერა.

და მაინც, ელემენტარული კალციუმი თითქმის არასოდეს გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალა. ის ზედმეტად აქტიურია ამისთვის. კალციუმი ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, გოგირდთან, ჰალოგენებთან. აზოტთან და წყალბადთანაც კი ის გარკვეულ პირობებში რეაგირებს. ნახშირბადის ოქსიდების გარემო, ინერტული მეტალების უმეტესობისთვის, აგრესიულია კალციუმისთვის. ის იწვის CO და CO2 ატმოსფეროში.

სახელის ისტორია და წარმოშობა

ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ლათ. calx (გენიტალური calcis) - "ცაცხვი", "რბილი ქვა". იგი შემოგვთავაზა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევისმა, რომელმაც 1808 წელს გამოყო ლითონის კალციუმი ელექტროლიტური მეთოდით. დევიმ ელექტროლიზა სველი ჩამქრალი კირის ნარევი ვერცხლისწყლის ოქსიდთან HgO პლატინის ფირფიტაზე, რომელიც ანოდის ფუნქციას ასრულებდა. კათოდის ფუნქციას ასრულებდა პლატინის მავთული, რომელიც ჩაეფლო თხევად ვერცხლისწყალში. ელექტროლიზის შედეგად მიიღეს კალციუმის ამალგამი. მისგან ვერცხლისწყლის განდევნის შემდეგ დევიმ მიიღო ლითონი, რომელსაც კალციუმი ჰქვია.

კალციუმის ნაერთები - კირქვა, მარმარილო, თაბაშირი (აგრეთვე ცაცხვი - კირქვის გამოწვის პროდუქტი) რამდენიმე ათასწლეულია სამშენებლო ინდუსტრიაში გამოიყენება. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები კირს უბრალო სხეულად თვლიდნენ. 1789 წელს A. Lavoisier ვარაუდობს, რომ ცაცხვი, მაგნეზია, ბარიტი, ალუმინი და სილიციუმი რთული ნივთიერებებია.

ბუნებაში ყოფნა

მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო თავისუფალი კალციუმი ბუნებაში არ არის.

კალციუმი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38%-ს (მეხუთე ყველაზე უხვი ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ).

იზოტოპები. კალციუმი ბუნებრივად გვხვდება ექვსი იზოტოპის ნარევის სახით: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca და 48Ca, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებული - 40Ca - არის 96,97%.

კალციუმის ექვსი ბუნებრივი იზოტოპიდან ხუთი სტაბილურია. მეექვსე იზოტოპი 48Ca, ექვსიდან ყველაზე მძიმე და ძალიან იშვიათი (მისი იზოტოპური სიმრავლე მხოლოდ 0,187%), ახლახან აღმოაჩინეს, რომ განიცდის ორმაგ ბეტა დაშლას, ნახევარგამოყოფის პერიოდით 5,3 × 1019 წელი.

ქანებსა და მინერალებში. კალციუმის უმეტეს ნაწილს შეიცავს სხვადასხვა ქანების (გრანიტები, გნეისები და სხვ.) სილიკატები და ალუმინოსილიკატები, განსაკუთრებით ფელდსპარში - ანორტიტი Ca.

დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვით, რომელიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისაგან (CaCO3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.

საკმაოდ გავრცელებულია კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კალციტი CaCO3, ანჰიდრიტი CaSO4, ალაბასტრი CaSO4 0.5h3O და თაბაშირი CaSO4 2h3O, ფლუორიტი CaF2, აპატიტი Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), დოლომიტი MgCO3 CaCO3. კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს.

კალციუმი, რომელიც ენერგიულად მიგრირებს დედამიწის ქერქში და გროვდება სხვადასხვა გეოქიმიურ სისტემაში, ქმნის 385 მინერალს (მეოთხე მინერალების რაოდენობით).

მიგრაცია დედამიწის ქერქში. კალციუმის ბუნებრივ მიგრაციაში არსებით როლს ასრულებს "კარბონატული წონასწორობა", რომელიც დაკავშირებულია კალციუმის კარბონატის წყალთან და ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედების შექცევად რეაქციასთან ხსნადი ბიკარბონატის წარმოქმნით:

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

(ბალანსი გადადის მარცხნივ ან მარჯვნივ, რაც დამოკიდებულია ნახშირორჟანგის კონცენტრაციაზე).

ბიოგენური მიგრაცია. ბიოსფეროში კალციუმის ნაერთები გვხვდება თითქმის ყველა ცხოველურ და მცენარეულ ქსოვილში (იხ. ასევე ქვემოთ). კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ასე რომ, ჰიდროქსიაპატიტი Ca5 (PO4) 3OH, ან, სხვა აღნიშვნით, 3Ca3 (PO4) 2 · Ca (OH) 2 - ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველი; მრავალი უხერხემლო ცხოველის ნაჭუჭი და ნაჭუჭი, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ. შედგება კალციუმის კარბონატის CaCO3-ისგან, ადამიანისა და ცხოველის ცოცხალ ქსოვილებში 1,4-2% Ca (მასობრივი წილის მიხედვით); ადამიანის სხეულში, რომლის წონაა 70 კგ, კალციუმის შემცველობა არის დაახლოებით 1,7 კგ (ძირითადად ძვლოვანი ქსოვილის უჯრედშორისი ნივთიერების შემადგენლობაში).

მიღება

თავისუფალი მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl2 (75-80%) და KCl ან CaCl2 და CaF2-ისგან, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 ° C ტემპერატურაზე:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის ლითონი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციის სახით. 443 ° C-მდე, β-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით (პარამეტრი a = 0,558 ნმ) სტაბილურია, ხოლო α-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით α-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ) უფრო სტაბილურია. სტანდარტული ენთალპია?H0 გარდამავალი? >? არის 0,93 კჯ/მოლი.

ქიმიური თვისებები

კალციუმი ტიპიური ტუტე დედამიწის ლითონია. კალციუმის რეაქტიულობა მაღალია, მაგრამ დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე მიწის ლითონები. ის ადვილად ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც მეტალის კალციუმის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში. ნავთის ან თხევადი პარაფინის ფენა.

სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca2 + / Ca0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის 2.84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან, მაგრამ ანთების გარეშე:

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

კალციუმი რეაგირებს აქტიურ არალითონებთან (ჟანგბადი, ქლორი, ბრომი) ნორმალურ პირობებში:

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

ჰაერში ან ჟანგბადში გაცხელებისას კალციუმი აალდება. კალციუმი ურთიერთქმედებს ნაკლებად აქტიურ არალითონებთან (წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი და სხვა) გაცხელებისას, მაგალითად:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

ასევე ცნობილია კალციუმის ფოსფიდი), CaP და CaP5 კომპოზიციების კალციუმის ფოსფიდები;

2Ca + Si = Ca2Si

(კალციუმის სილიციდი), ასევე ცნობილია CaSi, Ca3Si4 და CaSi2 კომპოზიციების კალციუმის სილიციდები.

ზემოაღნიშნული რეაქციების მიმდინარეობას, როგორც წესი, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა (ანუ ეს რეაქციები ეგზოთერმულია). არალითონებთან ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2. კალციუმის ნაერთების უმეტესობა არალითონებთან ერთად ადვილად იშლება წყლით, მაგალითად:

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

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

Ca2 + იონი უფეროა. როდესაც კალციუმის ხსნადი მარილები შეჰყავთ ცეცხლში, ალი ხდება აგურისფერი.

კალციუმის მარილები, როგორიცაა ქლორიდი CaCl2, ბრომიდი CaBr2, იოდიდი CaI2 და ნიტრატი Ca (NO3) 2, ადვილად იხსნება წყალში. ფტორი CaF2, კარბონატი CaCO3, სულფატი CaSO4, ორთოფოსფატი Ca3 (PO4) 2, ოქსალატი CaC2O4 და ზოგიერთი სხვა წყალში უხსნადია.

დიდი მნიშვნელობა აქვს იმ ფაქტს, რომ კალციუმის კარბონატის CaCO3-ისგან განსხვავებით, მჟავე კალციუმის კარბონატი (ბიკარბონატი) Ca (HCO3) 2 წყალში ხსნადია. ბუნებაში, ეს იწვევს შემდეგ პროცესებს. როდესაც ცივი წვიმა ან ნახშირორჟანგით გაჯერებული მდინარის წყალი შეაღწევს მიწისქვეშ და ეცემა კირქვებს, შეინიშნება მათი დაშლა:

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

იმავე ადგილებში, სადაც კალციუმის ბიკარბონატით გაჯერებული წყალი გამოდის დედამიწის ზედაპირზე და თბება მზის სხივებით, ხდება საპირისპირო რეაქცია:

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

ასე გადადის ბუნებაში ნივთიერებების დიდი მასები. შედეგად, მიწისქვეშა შეიძლება წარმოიქმნას უზარმაზარი ხარვეზები, გამოქვაბულებში კი ულამაზესი ქვის „ყინულები“ ​​– სტალაქტიტები და სტალაგმიტები.

წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. მას დროებითს უწოდებენ, რადგან წყლის ადუღებისას ბიკარბონატი იშლება და CaCO3 გროვდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერცლი გროვდება.

მეტალის კალციუმის გამოყენება

მეტალის კალციუმის ძირითადი გამოყენება არის როგორც შემცირების აგენტი ლითონების, განსაკუთრებით ნიკელის, სპილენძის და უჟანგავი ფოლადის წარმოებაში. კალციუმი და მისი ჰიდრიდი ასევე გამოიყენება რთულად შესამცირებელი ლითონების მისაღებად, როგორიცაა ქრომი, თორიუმი და ურანი. კალციუმის ტყვიის შენადნობები გამოიყენება ბატარეებსა და ტარების შენადნობებში. კალციუმის გრანულები ასევე გამოიყენება ვაკუუმური მოწყობილობებიდან ჰაერის კვალის მოსაშორებლად.

მეტალოთერმია

სუფთა მეტალის კალციუმი ფართოდ გამოიყენება მეტალოთერმიაში იშვიათი ლითონების წარმოებისთვის.

შენადნობის შენადნობი

სუფთა კალციუმი გამოიყენება ტყვიის შენადნობისთვის, რომელიც გამოიყენება ბატარეის ფირფიტების წარმოებაში, ტექნიკური საჭიროების გარეშე დამწყებ ტყვიის მჟავა ბატარეებისთვის, დაბალი თვითგამონადენით. ასევე, მეტალის კალციუმი გამოიყენება მაღალი ხარისხის კალციუმის ბაბიტის BKA წარმოებისთვის.

Ბირთვული fusion

48Ca იზოტოპი არის ყველაზე ეფექტური და ხშირად გამოყენებული მასალა სუპერმძიმე ელემენტების წარმოებისთვის და პერიოდულ სისტემაში ახალი ელემენტების აღმოჩენისთვის. მაგალითად, ამაჩქარებლებში ზემძიმე ელემენტების მისაღებად 48Ca იონების გამოყენების შემთხვევაში, ამ ელემენტების ბირთვები წარმოიქმნება ასობით და ათასობით ჯერ უფრო ეფექტურად, ვიდრე სხვა „ჭურვების“ (იონების) გამოყენებისას.

კალციუმის ნაერთების გამოყენება

კალციუმის ჰიდრიდი. წყალბადის ატმოსფეროში კალციუმის გაცხელებით მიიღება Cah3 (კალციუმის ჰიდრიდი), რომელიც გამოიყენება მეტალურგიაში (მეტალოთერმიაში) და წყალბადის წარმოებაში მინდორში.

ოპტიკური და ლაზერული მასალები კალციუმის ფტორიდი (ფტორიტი) გამოიყენება ერთკრისტალების სახით ოპტიკაში (ასტრონომიული ობიექტები, ლინზები, პრიზმები) და როგორც ლაზერული მასალა. კალციუმის ვოლფრამი (შეელიტი) ერთკრისტალების სახით გამოიყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში და ასევე როგორც სცინტილატორი.

კალციუმის კარბიდი. კალციუმის კარბიდი CaC2 ფართოდ გამოიყენება აცეტილენის წარმოებისთვის და ლითონების შემცირებისთვის, ასევე კალციუმის ციანამიდის წარმოებისთვის (კალციუმის კარბიდის აზოტში გაცხელებით 1200 ° C ტემპერატურაზე, რეაქცია ეგზოთერმულია, ტარდება ციანამიდის ღუმელებში). .

ქიმიური ენერგიის წყაროები. კალციუმი, ისევე როგორც მისი შენადნობები ალუმინთან და მაგნიუმთან ერთად, გამოიყენება სარეზერვო თერმული ელექტრო ბატარეებში, როგორც ანოდი (მაგალითად, კალციუმის ქრომატის ელემენტი). კალციუმის ქრომატი გამოიყენება როგორც კათოდი ამ ბატარეებში. ასეთი ბატარეების თავისებურებაა შესაფერის პირობებში შენახვის უკიდურესად ხანგრძლივი პერიოდი (ათწლეულები), ნებისმიერ პირობებში მუშაობის შესაძლებლობა (სივრცე, მაღალი წნევა), მაღალი სპეციფიკური ენერგია წონით და მოცულობით. მინუსი მოკლე ხანგრძლივობით. ასეთი ბატარეები გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მოკლე დროში კოლოსალური ელექტროენერგიის შექმნა (ბალისტიკური რაკეტები, ზოგიერთი კოსმოსური ხომალდი და ა.შ.).

ცეცხლგამძლე მასალები. კალციუმის ოქსიდი, როგორც თავისუფალი სახით, ასევე კერამიკული ნარევების შემადგენლობაში, გამოიყენება ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებაში.

Წამლები. კალციუმის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება ანტიჰისტამინებად.

Კალციუმის ქლორიდი

კალციუმის გლუკონატი

კალციუმის გლიცეროფოსფატი

გარდა ამისა, კალციუმის ნაერთები შეყვანილია ოსტეოპოროზის პროფილაქტიკისთვის განკუთვნილი პრეპარატების შემადგენლობაში, ორსულთა და ხანდაზმულთა ვიტამინის კომპლექსებში.

ბიოლოგიური როლი

კალციუმი ჩვეულებრივი მაკროელემენტია მცენარეებში, ცხოველებსა და ადამიანებში. ადამიანებში და სხვა ხერხემლიანებში მისი უმეტესი ნაწილი ფოსფატების სახით შეიცავს ჩონჩხსა და კბილებს. უხერხემლო ცხოველთა უმეტესობის ჩონჩხები (სპონგები, მარჯნის პოლიპები, მოლუსკები და ა.შ.) შედგება კალციუმის კარბონატის (ცაცხვი) სხვადასხვა ფორმისგან. კალციუმის იონები მონაწილეობენ სისხლის შედედების პროცესებში, ასევე სისხლის მუდმივი ოსმოსური წნევის უზრუნველყოფაში. კალციუმის იონები ასევე ემსახურება როგორც ერთ-ერთ უნივერსალურ მეორად მესინჯერს და არეგულირებს მრავალფეროვან უჯრედშიდა პროცესებს - კუნთების შეკუმშვას, ეგზოციტოზს, მათ შორის ჰორმონების და ნეიროტრანსმიტერების სეკრეციას და ა.შ. კალციუმის კონცენტრაცია ადამიანის უჯრედების ციტოპლაზმაში არის დაახლოებით 10-7 მოლი. უჯრედშორის სითხეებში დაახლოებით 10 ? 3 მოლი.

კალციუმის საჭიროება დამოკიდებულია ასაკზე. მოზრდილებისთვის საჭირო დღიური ნორმაა 800-დან 1000 მილიგრამამდე (მგ), ხოლო ბავშვებისთვის 600-დან 900 მგ-მდე, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ბავშვებისთვის ჩონჩხის ინტენსიური ზრდის გამო. კალციუმის უმეტესი ნაწილი, რომელიც ადამიანის ორგანიზმში შედის საკვებთან ერთად, გვხვდება რძის პროდუქტებში, დარჩენილი კალციუმი გვხვდება ხორცში, თევზში და ზოგიერთ მცენარეულ პროდუქტში (განსაკუთრებით პარკოსნები შეიცავს ბევრს). აბსორბციას ხდება როგორც მსხვილ, ისე წვრილ ნაწლავებში და ხელს უწყობს მჟავე გარემო, D ვიტამინი და C ვიტამინი, ლაქტოზა, უჯერი ცხიმოვანი მჟავები. ასევე მნიშვნელოვანია მაგნიუმის როლი კალციუმის მეტაბოლიზმში, მისი ნაკლებობით კალციუმი „გამოირეცხება“ ძვლებიდან და დეპონირდება თირკმელებში (თირკმლის კენჭებში) და კუნთებში.

კალციუმის შეწოვას აფერხებს ასპირინი, ოქსილის მჟავა, ესტროგენის წარმოებულები. ოქსილის მჟავასთან შერწყმისას კალციუმი წარმოქმნის წყალში უხსნად ნაერთებს, რომლებიც თირკმლის კენჭების შემადგენელი კომპონენტებია.

მასთან დაკავშირებული პროცესების დიდი რაოდენობის გამო, სისხლში კალციუმის შემცველობა ზუსტად რეგულირდება და სათანადო კვებით, დეფიციტი არ ხდება. დიეტადან ხანგრძლივმა ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს კრუნჩხვები, სახსრების ტკივილი, ძილიანობა, ზრდის დეფექტები და ყაბზობა. ღრმა დეფიციტი იწვევს კუნთების მუდმივ კრუნჩხვას და ოსტეოპოროზს. ყავის და ალკოჰოლის ბოროტად გამოყენება შეიძლება იყოს კალციუმის დეფიციტის მიზეზი, რადგან მისი ნაწილი გამოიყოფა შარდით.

კალციუმის და D ვიტამინის გადაჭარბებულმა დოზებმა შეიძლება გამოიწვიოს ჰიპერკალციემია, რასაც მოჰყვება ძვლებისა და ქსოვილების ინტენსიური კალციფიკაცია (ძირითადად საშარდე სისტემაზე). ხანგრძლივი ჭარბი არღვევს კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილების ფუნქციონირებას, ზრდის სისხლის შედედებას და ამცირებს თუთიის შეწოვას ძვლის უჯრედების მიერ. მაქსიმალური დღიური უსაფრთხო დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 1500-დან 1800 მილიგრამამდე.

პროდუქტები კალციუმი, მგ/100გრ

სეზამი 783

ჭინჭარი 713

ტყის mallow 505

პლანეტა დიდი 412

გალინსოგა 372

სარდინი ზეთში 330

აივი ბუდრა 289

ძაღლის ვარდი 257

ნუში 252

პლანეტის ლანცეოლისტი. 248

თხილი 226

ამარანტის თესლი 214

წყალმცენარე 214

მშრალი სოიო 201

3 წლამდე ბავშვები - 600 მგ.

4-დან 10 წლამდე ბავშვები - 800 მგ.

ბავშვები 10-დან 13 წლამდე - 1000 მგ.

13-დან 16 წლამდე მოზარდები - 1200 მგ.

16 წელზე უფროსი ასაკის ახალგაზრდები - 1000 მგ.

მოზრდილები 25-დან 50 წლამდე - 800-დან 1200 მგ-მდე.

ორსული და მეძუძური ქალები - 1500-დან 2000 მგ-მდე.

დასკვნა

კალციუმი დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. ბუნებაში ბევრია: ქანები და თიხის ქანები წარმოიქმნება კალციუმის მარილებისგან, გვხვდება ზღვისა და მდინარის წყალში, მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების ნაწილია.

კალციუმი მუდმივად აკრავს ქალაქგარეთ: თითქმის ყველა ძირითადი სამშენებლო მასალა - ბეტონი, მინა, აგური, ცემენტი, ცაცხვი - შეიცავს ამ ელემენტს მნიშვნელოვანი რაოდენობით.

ბუნებრივია, ასეთი ქიმიური თვისებების მქონე კალციუმი ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში ვერ იქნება. მაგრამ კალციუმის ნაერთები - როგორც ბუნებრივი, ისე ხელოვნური - გადამწყვეტი მნიშვნელობის გახდა.

ბიბლიოგრაფია

1. სარედაქციო კოლეგია .: Knunyants I.L. (მთავარი რედაქტორი) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად - მოსკოვი: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671გვ.

2. დორონინი. N.A.Kaltsiy, Goskhimizdat, 1962.191 გვ. ავად.

3. დოცენკო ვ.ა. - სამკურნალო-პროფილაქტიკური კვება. - Კითხვა. საკვები, 2001 - N1-გვ.21-25

4. Bilezikian J. P. კალციუმი და ძვლის მეტაბოლიზმი // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

მეცნიერების სამყარო

კალციუმი ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის პერიოდის მე-4 ჯგუფის II ძირითადი ქვეჯგუფის ლითონის ელემენტია. მიეკუთვნება მიწის ტუტე ლითონების ოჯახს. კალციუმის ატომის გარე ენერგიის დონე შეიცავს 2 დაწყვილებულ s-ელექტრონს

რაც მას შეუძლია ენერგიულად გასცეს ქიმიური ურთიერთქმედების დროს. ამრიგად, კალციუმი არის შემამცირებელი საშუალება და მის ნაერთებში აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +2. ბუნებაში კალციუმი გვხვდება მხოლოდ მარილების სახით. კალციუმის მასური წილი დედამიწის ქერქში - 3,6%. კალციუმის მთავარი ბუნებრივი მინერალია კალციტი CaCO3 და მისი ჯიშები - კირქვა, ცარცი, მარმარილო. ასევე არსებობს ცოცხალი ორგანიზმები (მაგალითად, მარჯნები), რომელთა ხერხემალი ძირითადად კალციუმის კარბონატისგან შედგება. ასევე მნიშვნელოვანი კალციუმის მინერალებია დოლომიტი CaCO3 MgCO3, ფლუორიტი CaF2, თაბაშირი CaSO4 2h3O, აპატიტი, ფელდსპარი და ა.შ. კალციუმი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცოცხალი ორგანიზმების სიცოცხლეში. კალციუმის მასობრივი წილი ადამიანის ორგანიზმში შეადგენს 1,4-2%. ის კბილების, ძვლების, სხვა ქსოვილებისა და ორგანოების ნაწილია, მონაწილეობს სისხლის კოაგულაციის პროცესში და ასტიმულირებს გულის აქტივობას. ორგანიზმის საკმარისი რაოდენობით კალციუმით უზრუნველყოფის მიზნით აუცილებელია რძისა და რძის პროდუქტების, მწვანე ბოსტნეულის, თევზის მოხმარება.მარტივი ნივთიერება კალციუმი ტიპიური ვერცხლისფერ-თეთრი ლითონია. ის საკმაოდ მყარია, დრეკადი, აქვს სიმკვრივე 1,54 გ/სმ3 და დნობის წერტილი 842? C. ქიმიურად, კალციუმი ძალიან აქტიურია. ნორმალურ პირობებში ის ადვილად ურთიერთქმედებს ჰაერში არსებულ ჟანგბადთან და ტენიანობასთან, ამიტომ ინახება ჰერმეტულად დალუქულ ჭურჭელში. ჰაერში გაცხელებისას კალციუმი აალდება და წარმოქმნის ოქსიდს: 2Ca + O2 = 2CaO გაცხელებისას კალციუმი რეაგირებს ქლორთან და ბრომთან, სიცივეში კი ფტორთან. ამ რეაქციების პროდუქტებია შესაბამისი ჰალოიდები, მაგალითად: Ca + Cl2 = CaCl2 კალციუმის გაცხელებისას გოგირდთან ერთად წარმოიქმნება კალციუმის სულფიდი: Ca + S = CaS. კალციუმს შეუძლია რეაგირება სხვა არამეტალებთან. ურთიერთქმედება წყალთან იწვევს ცუდად ხსნადი კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნამდე და აირისებრი წყალბადის გამოყოფამდე: Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3. მეტალის კალციუმი ფართოდ გამოიყენება. იგი გამოიყენება როგორც როზკისნიკი ფოლადების და შენადნობების წარმოებაში, როგორც შემცირების საშუალება ზოგიერთი ცეცხლგამძლე ლითონის წარმოებისთვის.

კალციუმი მიიღება კალციუმის ქლორიდის დნობის ელექტროლიზით. ამრიგად, კალციუმი პირველად 1808 წელს მიიღო ჰემფრი დევის მიერ.

worldofscience.ru

კალციუმი

კალციუმი-Მე ვარ; მ.[ლათ. calx (calcis) – ცაცხვი] ქიმიური ელემენტი (Ca), ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, რომელიც კირქვის, მარმარილოს და სხვ.

კალციუმი, th, th. K-ე მარილები.

კალციუმი

(ლათ. კალციუმი), პერიოდული სისტემის II ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ეხება დედამიწის ტუტე ლითონებს. სახელი ლათ. calx, გენიტიური calcis არის ცაცხვი. ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, სიმკვრივე 1.54 გ/სმ 3, pl 842ºC. ის ადვილად იჟანგება ჰაერში ნორმალურ ტემპერატურაზე. დედამიწის ქერქში გავრცელების მხრივ მე-5 ადგილს იკავებს (მინერალები კალციტი, თაბაშირი, ფლუორიტი და სხვ.). როგორც აქტიური შემცირების საშუალება, გამოიყენება მათი ნაერთებიდან U, Th, V, Cr, Zn, Be და სხვა ლითონების მისაღებად, ფოლადების, ბრინჯაოს და ა.შ. კალციუმის ნაერთები გამოიყენება მშენებლობაში (ცაცხვი, ცემენტი), კალციუმის პრეპარატები გამოიყენება მედიცინაში.

კალციუმი

კალციუმი (ლათინური Calcium), Ca (წაიკითხეთ „კალციუმი“), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 20, მდებარეობს მენდელეევის პერიოდული სისტემის ელემენტთა სისტემის IIA ჯგუფში მეოთხე პერიოდში; ატომური მასა 40,08. ეხება ტუტე დედამიწის ელემენტების რაოდენობას (სმ.ტუტე დედამიწის ლითონები).
ბუნებრივი კალციუმი შედგება ნუკლიდების ნარევისგან (სმ. NUCLID)მასობრივი ნომრებით 40 (ნარევში წონით 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) და 46 (0,003%). გარე ელექტრონული ფენის კონფიგურაცია 4 2 ... თითქმის ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2 (ვალენტობა II).
ნეიტრალური კალციუმის ატომის რადიუსი არის 0,1974 ნმ, Ca 2+ იონის რადიუსი არის 0,114 ნმ (კოორდინაციის ნომერი 6) 0,148 ნმ (კოორდინაციის ნომრისთვის 12). ნეიტრალური კალციუმის ატომის თანმიმდევრული იონიზაციის ენერგიები არის შესაბამისად 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 და 84.5 eV. პაულინგის მასშტაბით, კალციუმის ელექტრონეგატიურობა არის დაახლოებით 1.0. თავისუფალი კალციუმი არის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი.
აღმოჩენის ისტორია
კალციუმის ნაერთები ბუნებაში ყველგან გვხვდება, ამიტომ კაცობრიობა მათ უძველესი დროიდან იცნობს. ცაცხვი დიდი ხანია გამოიყენება მშენებლობაში (სმ.ცაცხვი)(სწრაფი და ჩამქრალი), რომელიც დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა მარტივ ნივთიერებად, „დედამიწად“. თუმცა 1808 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა გ.დეივიმ (სმ.დევი ჰამფრი)მოახერხა კირისგან ახალი ლითონის გამოღება. ამისათვის დევიმ ელექტროლიზა ოდნავ დატენიანებული კირის ნარევი ვერცხლისწყლის ოქსიდით და გამოყო ახალი მეტალი ვერცხლისწყლის კათოდზე წარმოქმნილი ამალგამიდან, რომელსაც მან უწოდა კალციუმი (ლათინურიდან calx, გვარი calcis - ცაცხვი). რუსეთში გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ამ ლითონს "ცაცხვი" უწოდეს.
ბუნებაში ყოფნა
კალციუმი დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. მას შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38% (მე-5 ყველაზე გავრცელებული ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ). მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო თავისუფალი კალციუმი ბუნებაში არ არის. კალციუმის უმეტესობას შეიცავს სილიკატები (სმ.სილიკატები)და ალუმინოსილიკატები (სმ.ალუმოსილიკატები)სხვადასხვა ქანები (გრანიტები (სმ.გრანიტი), გნაისები (სმ. GNEISS)და ა.შ.). დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვით, რომელიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისაგან. (სმ.კალციტი)(CaCO 3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.
კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კირქვა, საკმაოდ გავრცელებულია. (სმ.კირქვა) CaCO 3, ანჰიდრიტი (სმ.ანჰიდრიტი) CaSO 4 და თაბაშირი (სმ.თაბაშირი) CaSO 4 2H 2 O, ფლუორიტი (სმ.ფლუორიტი) CaF 2, აპატიტი (სმ.აპატიტები) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), დოლომიტი (სმ.დოლომიტი) MgCO 3 · СaCO 3. კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს (სმ.წყლის სიმტკიცე)... კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ასე რომ, ჰიდროქსილაპატიტი Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ან, სხვა აღნიშვნით, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველი; მრავალი უხერხემლო ცხოველის ნაჭუჭი და ნაჭუჭი, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ. შედგება კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან.
მიღება
მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl 2 (75-80%) და KCl ან CaCl 2 და CaF 2-ისგან, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 ° C ტემპერატურაზე:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
კალციუმის ლითონი არსებობს ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციაში (იხ. ალოტროპია (სმ.ალოტროპია)). 443 ° C-მდე, a-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით სტაბილურია (პარამეტრი a = 0,558 ნმ), უფრო მაღალია b-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით a-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ. ). კალციუმის დნობის წერტილი არის 839 ° C, დუღილის წერტილი არის 1484 ° C, სიმკვრივე არის 1,55 გ / სმ 3.
კალციუმის რეაქტიულობა მაღალია, მაგრამ დაბალია, ვიდრე ყველა სხვა ტუტე მიწის ლითონები. ის ადვილად ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, ნახშირორჟანგთან და ჰაერის ტენიანობასთან, რის გამოც მეტალის კალციუმის ზედაპირი ჩვეულებრივ ნაცრისფერია, ამიტომ ლაბორატორიაში კალციუმი ჩვეულებრივ ინახება, ისევე როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონები, მჭიდროდ დახურულ ქილაში. ნავთის ფენა.
სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca 2+ / Ca 0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის –2,84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან:
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2.
კალციუმი რეაგირებს აქტიურ არალითონებთან (ჟანგბადი, ქლორი, ბრომი) ნორმალურ პირობებში:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
ჰაერში ან ჟანგბადში გაცხელებისას კალციუმი აალდება. კალციუმი ურთიერთქმედებს ნაკლებად აქტიურ არალითონებთან (წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, აზოტი, ფოსფორი და სხვა) გაცხელებისას, მაგალითად:
Ca + H 2 = CaH 2 (კალციუმის ჰიდრიდი),
Ca + 6B = CaB 6 (კალციუმის ბორიდი),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (კალციუმის ნიტრიდი)
Ca + 2C = CaC 2 (კალციუმის კარბიდი)
ასევე ცნობილია 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (კალციუმის ფოსფიდი), CaP და CaP 5 კომპოზიციების კალციუმის ფოსფიდები;
ასევე ცნობილია 2Ca + Si = Ca 2 Si (კალციუმის სილიციდი), CaSi, Ca 3 Si 4 და CaSi 2 კომპოზიციების კალციუმის სილიციდები.
ზემოაღნიშნული რეაქციების მიმდინარეობას, როგორც წესი, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა (ანუ ეს რეაქციები ეგზოთერმულია). არალითონებთან ყველა ნაერთში კალციუმის ჟანგვის მდგომარეობაა +2. კალციუმის ნაერთების უმეტესობა არალითონებთან ერთად ადვილად იშლება წყლით, მაგალითად:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
კალციუმის ოქსიდი, როგორც წესი, ძირითადია. ლაბორატორიასა და ტექნოლოგიაში მიიღება კარბონატების თერმული დაშლით:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
ტექნიკური კალციუმის ოქსიდს CaO ეწოდება ცაცხვი.
იგი რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის Ca (OH) 2-ს და გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
ამ გზით მიღებულ Ca (OH) 2-ს ჩვეულებრივ უწოდებენ ჩამქრალ კირს ან ცაცხვის რძეს. (სმ.ლაიმის რძე)იმის გამო, რომ წყალში კალციუმის ჰიდროქსიდის ხსნადობა დაბალია (0,02 მოლ/ლ 20 ° C ტემპერატურაზე), ხოლო წყალში დამატებისას წარმოიქმნება თეთრი სუსპენზია.
მჟავე ოქსიდებთან ურთიერთობისას CaO წარმოქმნის მარილებს, მაგალითად:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ca 2+ იონი უფეროა. როდესაც ცეცხლს კალციუმის მარილები ემატება, ალი აგურისფერი ხდება.
კალციუმის მარილები, როგორიცაა ქლორიდი CaCl 2, ბრომიდი CaBr 2, იოდიდი CaI 2 და ნიტრატი Ca (NO 3) 2, ადვილად იხსნება წყალში. წყალში უხსნადი ფტორი CaF 2, კარბონატი CaCO 3, სულფატი CaSO 4, საშუალო ორთოფოსფატი Ca 3 (PO 4) 2, ოქსალატი CaC 2 O 4 და სხვა.
დიდი მნიშვნელობა აქვს იმ ფაქტს, რომ საშუალო კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან განსხვავებით, მჟავე კალციუმის კარბონატი (ბიკარბონატი) Ca (HCO 3) 2 წყალში ხსნადია. ბუნებაში, ეს იწვევს შემდეგ პროცესებს. როდესაც ცივი წვიმა ან ნახშირორჟანგით გაჯერებული მდინარის წყალი შეაღწევს მიწისქვეშ და ეცემა კირქვებს, შეინიშნება მათი დაშლა:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
იმავე ადგილებში, სადაც კალციუმის ბიკარბონატით გაჯერებული წყალი გამოდის დედამიწის ზედაპირზე და თბება მზის სხივებით, ხდება საპირისპირო რეაქცია:
Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
ასე გადადის ბუნებაში ნივთიერებების დიდი მასები. შედეგად, უზარმაზარი ნიჟარები შეიძლება ჩამოყალიბდეს მიწისქვეშეთში (იხ. კარსტ (სმ.კარსტი (ბუნებრივი ფენომენი))), ხოლო გამოქვაბულებში წარმოიქმნება ულამაზესი ქვის „ყინულები“ ​​- სტალაქტიტები (სმ.სტალაქტიტები (მინერალური წარმონაქმნები))და სტალაგმიტები (სმ.სტალაგმიტები).
წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. (სმ.წყლის სიმტკიცე)... მას დროებითს უწოდებენ, რადგან წყლის ადუღებისას ბიკარბონატი იშლება და CaCO 3 გროვდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერცლი გროვდება.
კალციუმის და მისი ნაერთების გამოყენება
მეტალის კალციუმი გამოიყენება ურანის მეტალოთერმული წარმოებისთვის (სმ.ურანი (ქიმიური ელემენტი)), თორიუმი (სმ.თორიუმი), ტიტანის (სმ.ტიტანი (ქიმიური ელემენტი)), ცირკონიუმი (სმ.ცირკონიუმი)ცეზიუმი (სმ.ცეზიუმი)და რუბიდიუმი (სმ.რუბიდიუმი).
ბუნებრივი კალციუმის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება ბაინდერების წარმოებაში (ცემენტი (სმ.ცემენტი), თაბაშირი (სმ.თაბაშირი), ცაცხვი და ა.შ.). ჩამქრალი კირის დამაკავშირებელი ეფექტი ემყარება იმ ფაქტს, რომ დროთა განმავლობაში კალციუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ჰაერში ნახშირორჟანგთან. მიმდინარე რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება კალციტის CaCO 3-ის ბუსუსური კრისტალები, რომლებიც იზრდებიან ახლომდებარე ქვებში, აგურებში და სხვა სამშენებლო მასალებში და, როგორც იქნა, ადუღებენ მათ ერთ მთლიანობაში. კრისტალური კალციუმის კარბონატი - მარმარილო შესანიშნავი დასრულების მასალაა. ცარცი გამოიყენება გათეთრებისთვის. დიდი რაოდენობით კირქვა იხარჯება ღორის რკინის წარმოებაში, რადგან ისინი საშუალებას იძლევა რკინის მადნის ცეცხლგამძლე მინარევები (მაგალითად, კვარცი SiO 2) გარდაიქმნას შედარებით დაბალი დნობის წიდად.
მათეთრებელი ძალიან ეფექტურია როგორც სადეზინფექციო საშუალება. (სმ.მათეთრებელი ფხვნილი)- "ქლორი" Ca (OCl) Cl - შერეული ქლორიდი და კალციუმის ჰიპოქლორიტი (სმ.კალციუმის ჰიპოქლორიტი)მაღალი ჟანგვის უნარით.
ასევე ფართოდ გამოიყენება კალციუმის სულფატი, რომელიც არსებობს როგორც უწყლო ნაერთების, ასევე კრისტალური ჰიდრატების - ეგრეთ წოდებული "ნახევრადწყლიანი" სულფატის - ალაბასტრის სახით. (სმ.ალევიზ ფრიაზინი (მილანი)) CaSO 4 · 0.5H 2 O და დიჰიდრატი სულფატი - თაბაშირი CaSO 4 · 2H 2 O. თაბაშირი ფართოდ გამოიყენება მშენებლობაში, ქანდაკებაში, სტიკოსა და ხელოვნების სხვადასხვა ნაწარმის დასამზადებლად. თაბაშირი ასევე გამოიყენება მედიცინაში მოტეხილობის დროს ძვლების დასამაგრებლად.
კალციუმის ქლორიდი CaCl 2 გამოიყენება სუფრის მარილთან ერთად გზის მოყინვის საწინააღმდეგოდ. კალციუმის ფტორიდი CaF 2 არის შესანიშნავი ოპტიკური მასალა.
კალციუმი ორგანიზმში
კალციუმი არის საკვები ნივთიერება (სმ.ბიოგენური ელემენტები), მუდმივად იმყოფება მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებში. ცხოველებისა და ადამიანების მინერალური მეტაბოლიზმის და მცენარეების მინერალური კვების მნიშვნელოვანი კომპონენტი, კალციუმი ასრულებს სხვადასხვა ფუნქციებს ორგანიზმში. როგორც აპატიტის ნაწილი (სმ.აპატიტი), ისევე როგორც კალციუმის სულფატი და კარბონატი, ქმნის ძვლოვანი ქსოვილის მინერალურ კომპონენტს. 70 კგ წონის ადამიანის სხეული შეიცავს დაახლოებით 1 კგ კალციუმს. კალციუმი მონაწილეობს იონური არხების მუშაობაში (სმ.იონის არხები)ახორციელებს ნივთიერებების ტრანსპორტირებას ბიოლოგიური მემბრანების მეშვეობით, ნერვული იმპულსის გადაცემისას (სმ.ნერვული იმპულსი), სისხლის კოაგულაციის პროცესებში (სმ.სისხლის შეგროვება)და განაყოფიერება. არეგულირებს კალციუმის მეტაბოლიზმს ორგანიზმში კალციფეროლებში (სმ.კალციფეროლები)(ვიტამინი D). კალციუმის ნაკლებობა ან ჭარბი რაოდენობა იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს - რაქიტს (სმ.რაქიტი), კალციფიკაცია (სმ.კალცინოზი)და სხვა.ამიტომ ადამიანის საკვები უნდა შეიცავდეს კალციუმის ნაერთებს საჭირო რაოდენობით (800-1500 მგ კალციუმი დღეში). კალციუმის შემცველობა მაღალია რძის პროდუქტებში (როგორიცაა ხაჭო, ყველი, რძე), ზოგიერთ ბოსტნეულსა და სხვა საკვებში. კალციუმის პრეპარატები ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში.


ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .

სინონიმები:

კალციუმი- მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდი, ატომური ნომრით 20. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ca (ლათინური კალციუმი). მარტივი ნივთიერება კალციუმი (CAS ნომერი: 7440-70-2) არის რბილი, რეაქტიული ტუტე მიწის ლითონი ვერცხლისფერი თეთრი შეფერილობით.

სახელის ისტორია და წარმოშობა

ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ლათ. calx (გენიტალური calcis) - "ცაცხვი", "რბილი ქვა". იგი შემოგვთავაზა ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევისმა, რომელმაც 1808 წელს გამოყო ლითონის კალციუმი ელექტროლიტური მეთოდით. დევიმ ელექტროლიზა სველი ჩამქრალი კირის ნარევი ვერცხლისწყლის ოქსიდთან HgO პლატინის ფირფიტაზე, რომელიც ანოდის ფუნქციას ასრულებდა. კათოდის ფუნქციას ასრულებდა პლატინის მავთული, რომელიც ჩაეფლო თხევად ვერცხლისწყალში. ელექტროლიზის შედეგად მიიღეს კალციუმის ამალგამი. მისგან ვერცხლისწყლის განდევნის შემდეგ დევიმ მიიღო ლითონი, რომელსაც კალციუმი ჰქვია. კალციუმის ნაერთები - კირქვა, მარმარილო, თაბაშირი (აგრეთვე ცაცხვი - კირქვის გამოწვის პროდუქტი) რამდენიმე ათასწლეულია სამშენებლო ინდუსტრიაში გამოიყენება. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები კირს უბრალო სხეულად თვლიდნენ. 1789 წელს A. Lavoisier ვარაუდობს, რომ ცაცხვი, მაგნეზია, ბარიტი, ალუმინი და სილიციუმი რთული ნივთიერებებია.

ბუნებაში ყოფნა

მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო თავისუფალი კალციუმი ბუნებაში არ არის.

კალციუმი შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის 3,38%-ს (მეხუთე ყველაზე უხვი ჟანგბადის, სილიციუმის, ალუმინის და რკინის შემდეგ).

იზოტოპები

კალციუმი ბუნებრივად გვხვდება ექვსი იზოტოპის ნარევის სახით: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca და 48 Ca, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებული - 40 Ca - არის 96,97%.

კალციუმის ექვსი ბუნებრივი იზოტოპიდან ხუთი სტაბილურია. მეექვსე იზოტოპი 48 Ca, ექვსიდან ყველაზე მძიმე და ძალიან იშვიათი (მისი იზოტოპური სიმრავლე მხოლოდ 0,187%), ახლახან აღმოაჩინეს, რომ განიცდიდა ორმაგ ბეტა დაშლას, ნახევარგამოყოფის პერიოდით 5,3 × 10 19 წელი.

ქანებსა და მინერალებში

კალციუმის უმეტეს ნაწილს შეიცავს სხვადასხვა ქანების (გრანიტები, გნეისები და სხვ.) სილიკატები და ალუმინოსილიკატები, განსაკუთრებით ფელდსპარში - ანორტიტი Ca.

დანალექი ქანების სახით კალციუმის ნაერთები წარმოდგენილია ცარცით და კირქვით, რომელიც ძირითადად შედგება მინერალური კალციტისგან (CaCO 3). კალციტის კრისტალური ფორმა - მარმარილო - ბუნებაში გაცილებით ნაკლებად არის გავრცელებული.

კალციუმის მინერალები, როგორიცაა კალციტი CaCO 3, ანჰიდრიტი CaSO 4, ალაბასტრი CaSO 4 0.5H 2 O და თაბაშირი CaSO 4 2H 2 O, ფლუორიტი CaF 2, აპატიტები Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), დოლომიტი MgCO 3 CaCO 3. კალციუმის და მაგნიუმის მარილების არსებობა ბუნებრივ წყალში განსაზღვრავს მის სიმტკიცეს.

კალციუმი, რომელიც ენერგიულად მიგრირებს დედამიწის ქერქში და გროვდება სხვადასხვა გეოქიმიურ სისტემაში, ქმნის 385 მინერალს (მეოთხე მინერალების რაოდენობით).

მიგრაცია დედამიწის ქერქში

კალციუმის ბუნებრივ მიგრაციაში არსებით როლს ასრულებს "კარბონატული წონასწორობა", რომელიც დაკავშირებულია კალციუმის კარბონატის წყალთან და ნახშირორჟანგის ურთიერთქმედების შექცევად რეაქციასთან ხსნადი ბიკარბონატის წარმოქმნით:

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

(ბალანსი გადადის მარცხნივ ან მარჯვნივ, რაც დამოკიდებულია ნახშირორჟანგის კონცენტრაციაზე).

ბიოგენური მიგრაცია დიდ როლს თამაშობს.

ბიოსფეროში

კალციუმის ნაერთები გვხვდება თითქმის ყველა ცხოველურ და მცენარეულ ქსოვილში (იხ. ასევე ქვემოთ). კალციუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ცოცხალ ორგანიზმებში. ასე რომ, ჰიდროქსიაპატიტი Ca 5 (PO 4) 3 OH, ან, სხვა აღნიშვნით, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - ხერხემლიანების, მათ შორის ადამიანების, ძვლოვანი ქსოვილის საფუძველი; მრავალი უხერხემლო ცხოველის ნაჭუჭი და ნაჭუჭი, კვერცხის ნაჭუჭი და ა.შ. შედგება კალციუმის კარბონატის CaCO 3-ისგან. ადამიანებისა და ცხოველების ცოცხალ ქსოვილებში 1,4-2% Ca (მასობრივი წილის მიხედვით); ადამიანის სხეულში, რომლის წონაა 70 კგ, კალციუმის შემცველობა არის დაახლოებით 1,7 კგ (ძირითადად ძვლოვანი ქსოვილის უჯრედშორისი ნივთიერების შემადგენლობაში).

მიღება

თავისუფალი მეტალის კალციუმი მიიღება დნობის ელექტროლიზით, რომელიც შედგება CaCl 2 (75-80%) და KCl ან CaCl 2 და CaF 2-ისგან, აგრეთვე CaO-ს ალუმოთერმული შემცირებით 1170-1200 ° C ტემპერატურაზე:

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

Თვისებები

ფიზიკური თვისებები

კალციუმის ლითონი არსებობს ორი ალოტროპული მოდიფიკაციის სახით. 443 ° C-მდე, α-Ca კუბური სახეზე ორიენტირებული გისოსით სტაბილურია (პარამეტრი a = 0,558 ნმ), უფრო მაღალია სტაბილური β-Ca კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით α-Fe ტიპის (პარამეტრი a = 0,448 ნმ). სტანდარტული ენთალპია Δ α → β გადასვლის 0 არის 0,93 კჯ/მოლი.

ქიმიური თვისებები

სტანდარტული პოტენციალების სერიაში კალციუმი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ. Ca 2+ / Ca 0 წყვილის სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი არის -2,84 ვ, ასე რომ კალციუმი აქტიურად რეაგირებს წყალთან, მაგრამ ანთების გარეშე:

Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2 + Q.

წყალში გახსნილი კალციუმის ბიკარბონატის არსებობა დიდწილად განსაზღვრავს წყლის დროებით სიმტკიცეს. მას დროებითს უწოდებენ, რადგან წყლის ადუღებისას ბიკარბონატი იშლება და CaCO 3 გროვდება. ეს ფენომენი მივყავართ, მაგალითად, იქამდე, რომ დროთა განმავლობაში ქვაბში ქერცლი გროვდება.

განაცხადი

მეტალის კალციუმის გამოყენება

მეტალის კალციუმის ძირითადი გამოყენება არის როგორც შემცირების აგენტი ლითონების, განსაკუთრებით ნიკელის, სპილენძის და უჟანგავი ფოლადის წარმოებაში. კალციუმი და მისი ჰიდრიდი ასევე გამოიყენება რთულად შესამცირებელი ლითონების მისაღებად, როგორიცაა ქრომი, თორიუმი და ურანი. კალციუმის ტყვიის შენადნობები გამოიყენება ბატარეებსა და ტარების შენადნობებში. კალციუმის გრანულები ასევე გამოიყენება ვაკუუმური მოწყობილობებიდან ჰაერის კვალის მოსაშორებლად.

მეტალოთერმია

სუფთა მეტალის კალციუმი ფართოდ გამოიყენება მეტალოთერმიაში იშვიათი ლითონების წარმოებისთვის.

შენადნობის შენადნობი

სუფთა კალციუმი გამოიყენება ტყვიის შენადნობისთვის, რომელიც გამოიყენება ბატარეის ფირფიტების წარმოებაში, ტექნიკური საჭიროების გარეშე დამწყებ ტყვიის მჟავა ბატარეებისთვის, დაბალი თვითგამონადენით. ასევე, მეტალის კალციუმი გამოიყენება მაღალი ხარისხის კალციუმის ბაბიტის BKA წარმოებისთვის.

Ბირთვული fusion

48 Ca იზოტოპი არის ყველაზე ეფექტური და ხშირად გამოყენებული მასალა სუპერმძიმე ელემენტების წარმოებისთვის და პერიოდულ სისტემაში ახალი ელემენტების აღმოჩენისთვის. მაგალითად, ამაჩქარებლებში ზემძიმე ელემენტების მისაღებად 48 Ca იონების გამოყენების შემთხვევაში, ამ ელემენტების ბირთვები წარმოიქმნება ასობით და ათასობით ჯერ უფრო ეფექტურად, ვიდრე სხვა "ჭურვების" (იონების) გამოყენებისას.) გამოიყენება სახით და ლითონების შემცირებისთვის, აგრეთვე ციანამიდის კალციუმის წარმოებისთვის (კალციუმის კარბიდის აზოტში გაცხელებით 1200 ° C ტემპერატურაზე, რეაქცია ეგზოთერმულია, ტარდება ციანამიდის ღუმელებში).

კალციუმი, ისევე როგორც მისი შენადნობები ალუმინთან და მაგნიუმთან ერთად, გამოიყენება სარეზერვო თერმული ელექტრო ბატარეებში, როგორც ანოდი (მაგალითად, კალციუმის ქრომატის ელემენტი). კალციუმის ქრომატი გამოიყენება როგორც კათოდი ამ ბატარეებში. ასეთი ბატარეების თავისებურებაა უკიდურესად ხანგრძლივი შენახვის ვადა (ათწლეულები) შესაფერის მდგომარეობაში, ნებისმიერ პირობებში მუშაობის შესაძლებლობა (სივრცე, მაღალი წნევა), მაღალი სპეციფიკური ენერგია წონით და მოცულობით. მინუსი მოკლე ხანგრძლივობით. ასეთი ბატარეები გამოიყენება იქ, სადაც საჭიროა მოკლე დროში კოლოსალური ელექტროენერგიის შექმნა (ბალისტიკური რაკეტები, ზოგიერთი კოსმოსური ხომალდი და ა.შ.).

გარდა ამისა, კალციუმის ნაერთები შეყვანილია მედიკამენტების შემადგენლობაში ოსტეოპოროზის პროფილაქტიკისთვის, ვიტამინების კომპლექსებში ორსული ქალებისა და მოხუცებისთვის.

კალციუმის ბიოლოგიური როლი

კალციუმი ჩვეულებრივი მაკროელემენტია მცენარეებში, ცხოველებსა და ადამიანებში. ადამიანებში და სხვა ხერხემლიანებში მისი უმეტესი ნაწილი ფოსფატების სახით შეიცავს ჩონჩხსა და კბილებს. უხერხემლო ცხოველთა უმეტესობის ჩონჩხები (სპონგები, მარჯნის პოლიპები, მოლუსკები და ა.შ.) შედგება კალციუმის კარბონატის (ცაცხვი) სხვადასხვა ფორმისგან. კალციუმის იონები მონაწილეობენ სისხლის შედედების პროცესებში, ასევე სისხლის მუდმივი ოსმოსური წნევის უზრუნველყოფაში. კალციუმის იონები ასევე ემსახურება როგორც ერთ-ერთ უნივერსალურ მეორად შუამავალს და არეგულირებს სხვადასხვა უჯრედშიდა პროცესებს - კუნთების შეკუმშვას, ეგზოციტოზს, მათ შორის ჰორმონების და ნეიროტრანსმიტერების სეკრეციას და ა.შ. კალციუმის კონცენტრაცია ადამიანის უჯრედების ციტოპლაზმაში არის დაახლოებით 10-7 მოლი უჯრედშორის სითხეებში დაახლოებით 10 3 მოლი.

კალციუმის საჭიროება დამოკიდებულია ასაკზე. მოზრდილებისთვის საჭირო დღიური ნორმაა 800-დან 1000 მილიგრამამდე (მგ), ხოლო ბავშვებისთვის 600-დან 900 მგ-მდე, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ბავშვებისთვის ჩონჩხის ინტენსიური ზრდის გამო. კალციუმის უმეტესი ნაწილი, რომელიც ადამიანის ორგანიზმში შედის საკვებთან ერთად, გვხვდება რძის პროდუქტებში, დარჩენილი კალციუმი გვხვდება ხორცში, თევზში და ზოგიერთ მცენარეულ პროდუქტში (განსაკუთრებით პარკოსნები შეიცავს ბევრს). აბსორბციას ხდება როგორც მსხვილ, ისე წვრილ ნაწლავებში და ხელს უწყობს მჟავე გარემო, D ვიტამინი და C ვიტამინი, ლაქტოზა, უჯერი ცხიმოვანი მჟავები. ასევე მნიშვნელოვანია მაგნიუმის როლი კალციუმის მეტაბოლიზმში, მისი ნაკლებობით კალციუმი „გამოირეცხება“ ძვლებიდან და დეპონირდება თირკმელებში (თირკმლის კენჭებში) და კუნთებში.

კალციუმის შეწოვას აფერხებს ასპირინი, ოქსილის მჟავა, ესტროგენის წარმოებულები. ოქსილის მჟავასთან შერწყმისას კალციუმი წარმოქმნის წყალში უხსნად ნაერთებს, რომლებიც თირკმლის კენჭების შემადგენელი კომპონენტებია.

მასთან დაკავშირებული პროცესების დიდი რაოდენობის გამო, სისხლში კალციუმის შემცველობა ზუსტად რეგულირდება და სათანადო კვებით, დეფიციტი არ ხდება. დიეტადან ხანგრძლივმა ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს კრუნჩხვები, სახსრების ტკივილი, ძილიანობა, ზრდის დეფექტები და ყაბზობა. ღრმა დეფიციტი იწვევს კუნთების მუდმივ კრუნჩხვას და ოსტეოპოროზს. ყავის და ალკოჰოლის ბოროტად გამოყენება შეიძლება იყოს კალციუმის დეფიციტის მიზეზი, რადგან მისი ნაწილი გამოიყოფა შარდით.

კალციუმის და D ვიტამინის გადაჭარბებულმა დოზებმა შეიძლება გამოიწვიოს ჰიპერკალციემია, რასაც მოჰყვება ძვლებისა და ქსოვილების ინტენსიური კალციფიკაცია (ძირითადად საშარდე სისტემაზე). ხანგრძლივი ჭარბი არღვევს კუნთოვანი და ნერვული ქსოვილების ფუნქციონირებას, ზრდის სისხლის შედედებას და ამცირებს თუთიის შეწოვას ძვლის უჯრედების მიერ. მაქსიმალური დღიური უსაფრთხო დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 1500-დან 1800 მილიგრამამდე.

  • ორსული და მეძუძური ქალები - 1500-დან 2000 მგ-მდე.
  • კალციუმის ნაერთები- კირქვა, მარმარილო, თაბაშირი (ასევე ცაცხვი - კირქვის ნაწარმი) ძველად უკვე სამშენებლო საქმეში გამოიყენებოდა. მე-18 საუკუნის ბოლომდე ქიმიკოსები კირს უბრალო სხეულად თვლიდნენ. 1789 წელს A. Lavoisier ვარაუდობს, რომ ცაცხვი, მაგნეზია, ბარიტი, ალუმინი და სილიციუმი რთული ნივთიერებებია. 1808 წელს დევიმ, ვერცხლისწყლის ოქსიდთან ერთად სველი ჩამქრალი კირის ნარევი ელექტროლიზს ვერცხლისწყლის კათოდით, მოამზადა კალციუმის ამალგამი და მისგან ვერცხლისწყლის გამოხდით მიიღო ლითონი სახელწოდებით "კალციუმი" (ლათ. კალხ,გვარი. საქმე კალცისი - ცაცხვი).

    ელექტრონების განლაგება ორბიტალებში.

    + 20Са ... | 3s 3p 3d | 4წ

    კალციუმს ეწოდება ტუტე დედამიწის ლითონი და მოიხსენიება როგორც S - ელემენტები. გარე ელექტრონულ დონეზე კალციუმს აქვს ორი ელექტრონი, ამიტომ იძლევა ნაერთებს: CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 და ა.შ. კალციუმი მიეკუთვნება ტიპიურ ლითონებს - მას აქვს დიდი მიდრეკილება ჟანგბადთან, ამცირებს თითქმის ყველა ლითონს მათი ოქსიდებისგან, ქმნის საკმაოდ ძლიერ ფუძეს Ca (OH) 2.

    ლითონების ბროლის გისოსები შეიძლება იყოს სხვადასხვა ტიპის, მაგრამ კალციუმს ახასიათებს სახეზე ორიენტირებული კუბური ბადე.

    მეტალებში კრისტალების ზომა, ფორმა და ურთიერთგანლაგება გამოსხივდება მეტალოგრაფიული მეთოდებით. ამ მხრივ ლითონის სტრუქტურის ყველაზე სრულფასოვანი შეფასება მოცემულია მისი თხელი მონაკვეთის მიკროსკოპული ანალიზით. სინჯს აჭრიან შესამოწმებელი ლითონისგან და მისი სიბრტყე დაფქვავენ, პრიალებენ და აჭრიან სპეციალური ხსნარით (ეჩანტი). აკრავის შედეგად გამოიყოფა ნიმუშის სტრუქტურა, რომელიც გამოკვლეულია ან გადაღებულია მეტალოგრაფიული მიკროსკოპის გამოყენებით.

    კალციუმი არის მსუბუქი მეტალი (d = 1,55), ვერცხლისფერი თეთრი. ის უფრო რთულია და დნება მაღალ ტემპერატურაზე (851 ° C) ნატრიუმთან შედარებით, რომელიც მის გვერდით მდებარეობს პერიოდულ სისტემაში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მეტალში არის ორი ელექტრონი ერთი კალციუმის იონისთვის. ამრიგად, იონებსა და ელექტრონულ გაზს შორის ქიმიური კავშირი უფრო ძლიერია, ვიდრე ნატრიუმის. ქიმიურ რეაქციებში კალციუმის ვალენტური ელექტრონები გადადის სხვა ელემენტების ატომებში. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ორმაგად დამუხტული იონები.

    კალციუმი ძალიან რეაქტიულია ლითონების მიმართ, განსაკუთრებით ჟანგბადის მიმართ. ჰაერში ის უფრო ნელა იჟანგება, ვიდრე ტუტე ლითონები, რადგან მასზე არსებული ოქსიდის ფილმი ნაკლებად გამტარია ჟანგბადისთვის. გაცხელებისას კალციუმი იწვის დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით:

    კალციუმი რეაგირებს წყალთან, აშორებს წყალბადს მისგან და ქმნის ბაზას:

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

    ჟანგბადთან მიმართებაში მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო, კალციუმს აქვს გარკვეული გამოყენება იშვიათი ლითონების წარმოებისთვის მათი ოქსიდებიდან. ლითონის ოქსიდები თბება კალციუმის ჩიპებთან ერთად; რეაქციების შედეგად მიიღება კალციუმის ოქსიდი და ლითონი. კალციუმის და მისი ზოგიერთი შენადნობის გამოყენება ლითონების ეგრეთ წოდებული დეოქსიდაციისთვის ეფუძნება იმავე თვისებას. გამდნარ ლითონს ემატება კალციუმი და ის შლის გახსნილი ჟანგბადის კვალს; შედეგად მიღებული კალციუმის ოქსიდი მიცურავს ლითონის ზედაპირზე. კალციუმი გვხვდება ზოგიერთ შენადნობში.

    კალციუმი მიიღება გამდნარი კალციუმის ქლორიდის ელექტროლიზით ან ალუმოთერმული მეთოდით. კალციუმის ოქსიდი, ან ჩამქრალი ცაცხვი, არის თეთრი ფხვნილი, ის დნება 2570 ° C ტემპერატურაზე. იგი მიიღება კირქვის კალცინით:

    CaCO3 = CaO + CO2 ^

    კალციუმის ოქსიდი არის ძირითადი ოქსიდი, ამიტომ ის რეაგირებს მჟავებთან და მჟავა ანჰიდრიდებთან. წყალთან ერთად იძლევა საფუძველს - კალციუმის ჰიდროქსიდს:

    CaO + H2O = Ca (OH) 2

    კალციუმის ოქსიდში წყლის დამატება, რომელსაც ცაცხვის ჩაქრობა ეწოდება, მიმდინარეობს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით. ამ შემთხვევაში წყლის ნაწილი ორთქლად იქცევა. კალციუმის ჰიდროქსიდი, ან ჩამქრალი ცაცხვი, თეთრი ნივთიერებაა, წყალში ოდნავ ხსნადი. კალციუმის ჰიდროქსიდის წყალხსნარს კირის წყალი ეწოდება. ასეთ ხსნარს აქვს საკმაოდ ძლიერი ტუტე თვისებები, რადგან კალციუმის ჰიდროქსიდი კარგად იშლება:

    Ca (OH) 2 = Ca + 2OH

    ტუტე ლითონების ოქსიდების ჰიდრატებთან შედარებით, კალციუმის ჰიდროქსიდი უფრო სუსტი ბაზაა. ეს აიხსნება იმით, რომ კალციუმის იონი ორმაგად დამუხტულია და უფრო ძლიერად იზიდავს ჰიდროქსილის ჯგუფებს.

    ჩამქრალი ცაცხვი და მისი ხსნარი, რომელსაც კირის წყალი ეწოდება, რეაგირებს მჟავებთან და მჟავა ანჰიდრიდებთან, მათ შორის ნახშირორჟანგთან. კირის წყალი გამოიყენება ლაბორატორიებში ნახშირორჟანგის აღმოსაჩენად, რადგან წარმოქმნილი უხსნადი კალციუმის კარბონატი იწვევს წყლის დაბინდვას:

    Ca + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

    თუმცა, ნახშირორჟანგის გახანგრძლივებული გადაცემით, ხსნარი კვლავ გამჭვირვალე ხდება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ კალციუმის კარბონატი გარდაიქმნება ხსნად მარილში - კალციუმის ბიკარბონატად:

    CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

    ინდუსტრიაში კალციუმი მიიღება ორი გზით:

    CaO და Al ფხვნილის ბრიკეტული ნარევის გაცხელება 1200 ° C ტემპერატურაზე 0,01 - 0,02 მმ ვაკუუმში. რტ. Ხელოვნება .; რეაქციით გამოსხივებული:

    6СаО + 2Аl = 3CaO Al2O3 + 3Ca

    კალციუმის ორთქლი კონდენსირდება ცივ ზედაპირზე.

    Cu - Ca შენადნობი (65% Ca) მზადდება CaCl2 და KCl დნობის ელექტროლიზით თხევადი სპილენძ-კალციუმის კათოდით, საიდანაც კალციუმი გამოიხდება 950 - 1000 ° C ტემპერატურაზე 0.1 - 0.001 ვაკუუმში. მმ Hg.

    ასევე შემუშავებულია კალციუმის კარბიდის CaC2 თერმული დისოციაციის გზით კალციუმის წარმოების მეთოდი.

    კალციუმი ბუნებაში ერთ-ერთი ყველაზე უხვი ელემენტია. ის შეიცავს დაახლოებით 3% (მასას) დედამიწის ქერქში. კალციუმის მარილები ბუნებრივად ქმნიან დიდ დაგროვებას კარბონატების (ცარცი, მარმარილო), სულფატების (თაბაშირი), ფოსფატების (ფოსფორიტების) სახით. წყლისა და ნახშირორჟანგის მოქმედებით, კარბონატები გადადიან ხსნარში ნახშირწყალბადების სახით და ტრანსპორტირება ხდება მიწისქვეშა და მდინარის წყლებით დიდ მანძილზე. გამოქვაბულები შეიძლება ჩამოყალიბდეს კალციუმის მარილების გარეცხვისას. კალციუმის კარბონატის საბადოები შეიძლება წარმოიქმნას ახალ ადგილას წყლის აორთქლების ან ტემპერატურის ზრდის გამო. მაგალითად, გამოქვაბულებში წარმოიქმნება სტალაქტიტები და სტალაგმიტები.

    ხსნადი კალციუმის და მაგნიუმის მარილები განსაზღვრავს წყლის მთლიან სიმტკიცეს. თუ ისინი წყალში მცირე რაოდენობითაა, მაშინ წყალს რბილს უწოდებენ. ამ მარილების მაღალი შემცველობით (100 - 200 მგ. კალციუმის მარილები - 1 ლიტრში. იონების თვალსაზრისით) წყალი ითვლება მძიმედ. ასეთ წყალში საპონი კარგად არ ქაფდება, რადგან კალციუმის და მაგნიუმის მარილები მასთან უხსნად ნაერთებს წარმოქმნიან. მყარ წყალში საკვები პროდუქტები ცუდად იხარშება, მოხარშვისას კი ორთქლის ქვაბების კედლებზე ქერცლებს აძლევს. სასწორი კარგად არ ატარებს სითბოს, იწვევს საწვავის მოხმარების ზრდას და აჩქარებს ქვაბის კედლების ცვეთას. მასშტაბის ფორმირება რთული პროცესია. გაცხელებისას ნახშირმჟავას კალციუმის და მაგნიუმის მჟავე მარილები იშლება და გარდაიქმნება უხსნად კარბონატებად:

    Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

    კალციუმის სულფატის CaSO4 ხსნადობა ასევე მცირდება გაცხელებისას, ამიტომ იგი შედის სასწორში.

    წყალში კალციუმის და მაგნიუმის ბიკარბონატების არსებობით გამოწვეულ სიმტკიცეს კარბონატი ან დროებითი ეწოდება, რადგან ადუღებით გამოიყოფა. კარბონატული სიხისტის გარდა, გამოიყოფა აგრეთვე არაკარბონატული სიხისტე, რაც დამოკიდებულია წყალში კალციუმის და მაგნიუმის სულფატებისა და ქლორიდების შემცველობაზე. ეს მარილები არ მოიხსნება ადუღებით და ამიტომ არაკარბონატულ სიმტკიცეს ასევე უწოდებენ მუდმივ სიმტკიცეს. კარბონატული და არაკარბონატული სიმტკიცე ემატება მთლიან სიმტკიცეს.

    სიხისტის სრულად აღმოსაფხვრელად ზოგჯერ წყალს ახდენენ გამოხდით. კარბონატული სიხისტის აღმოსაფხვრელად წყალს ადუღებენ. ზოგადი სიხისტე აღმოიფხვრება ან ქიმიკატების დამატებით, ან ე.წ. კატიონმცვლელების დახმარებით. ქიმიური მეთოდის გამოყენებისას ხსნადი კალციუმის და მაგნიუმის მარილები გარდაიქმნება უხსნად კარბონატებად, მაგალითად, ემატება ცაცხვის რძე და სოდა:

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

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

    სიხისტის აღმოფხვრა კატიონ გადამცვლელებით უფრო სრულყოფილი პროცესია. კატიონიტები რთული ნივთიერებებია (სილიციუმის და ალუმინის ბუნებრივი ნაერთები, მაღალმოლეკულური ორგანული ნაერთები), რომელთა შემადგენლობა შეიძლება გამოიხატოს ფორმულით Na2R, სადაც R არის რთული მჟავე ნარჩენი. როდესაც წყალი იფილტრება კათიონური გადამცვლელის ფენით, Na იონები (კათიონები) იცვლება Ca და Mg იონებით:

    Ca + Na2R = 2Na + CaR

    შესაბამისად, ხსნარიდან Ca-ის იონები გადადიან კატიონ გადამცვლელში, ხოლო Na-ის იონები კატიონ გადამცვლელიდან ხსნარში. გამოყენებული კატიონ გადამცვლელის აღსადგენად მას რეცხავენ ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარით. ამ შემთხვევაში ხდება საპირისპირო პროცესი: კატიონის იონები კატიონ გადამცვლელში იცვლება Na იონებით:

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

    რეგენერირებული კათიონური გადამცვლელი შეიძლება კვლავ გამოიყენოთ წყლის გასაწმენდად.

    სუფთა ლითონის სახით Ca გამოიყენება როგორც შემცირების საშუალება U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb და ზოგიერთი იშვიათი დედამიწის ლითონისა და მათი ნაერთებისთვის. იგი ასევე გამოიყენება ფოლადების, ბრინჯაოს და სხვა შენადნობების დეოქსიდიზაციისთვის, ნავთობპროდუქტებიდან გოგირდის მოსაშორებლად, ორგანული სითხეების დეჰიდრატაციისთვის, აზოტის მინარევებისაგან არგონის გასაწმენდად და ელექტროვაკუუმ მოწყობილობებში გაზის შთანთქმისთვის. ტექნოლოგიაში ფართოდ გამოიყენება Pb - Na - Ca სისტემის ანტიფიქციური მასალები, ასევე Pb - Ca შენადნობები, რომლებიც გამოიყენება ელექტრული კაბელების გარსების დასამზადებლად. შენადნობი Ca - Si - Ca (სილიკოკალციუმი) გამოიყენება როგორც დეოქსიდიზატორი და გამანადგურებელი ხარისხიანი ფოლადების წარმოებაში.

    კალციუმი არის ერთ-ერთი ბიოგენური ელემენტი, რომელიც აუცილებელია ცხოვრების ნორმალური კურსისთვის. ის იმყოფება ცხოველებისა და მცენარეების ყველა ქსოვილსა და სითხეში. მხოლოდ იშვიათი ორგანიზმები შეიძლება განვითარდნენ Ca- სგან თავისუფალ გარემოში. ზოგიერთ ორგანიზმში Ca შემცველობა აღწევს 38%-ს: ადამიანებში - 1,4-2%. მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების უჯრედებს სჭირდებათ Ca, Na და K იონების მკაცრად განსაზღვრული თანაფარდობა უჯრედგარე გარემოში. მცენარეები იღებენ Ca-ს ნიადაგიდან. Ca-სთან მიმართების მიხედვით მცენარეები იყოფა კალცეფილებად და კალცეფობებად. ცხოველები იღებენ Ca-ს საკვებიდან და წყლისგან. Ca აუცილებელია მრავალი უჯრედული სტრუქტურის ფორმირებისთვის, გარე უჯრედის მემბრანების ნორმალური გამტარიანობის შესანარჩუნებლად, თევზისა და სხვა ცხოველებისგან კვერცხუჯრედების განაყოფიერებისთვის და მრავალი ფერმენტის გააქტიურებისთვის. Ca-ის იონები აღგზნებას გადასცემენ კუნთოვან ბოჭკოს, რაც იწვევს მის შეკუმშვას, ზრდის გულის შეკუმშვის ძალას, ზრდის ლეიკოციტების ფაგოციტურ ფუნქციას, ააქტიურებს სისხლის ცილების დამცავ სისტემას და მონაწილეობს მის კოაგულაციაში. უჯრედებში თითქმის მთელი Ca არის ნაერთების სახით ცილებთან, ნუკლეინის მჟავებთან, ფოსფოლიპიდებთან, არაორგანულ ფოსფატებთან და ორგანულ მჟავებთან კომპლექსებში. ადამიანებისა და უფრო მაღალი ცხოველების სისხლის პლაზმაში Ca-ს მხოლოდ 20-40% შეიძლება ასოცირებული იყოს ცილებთან. ჩონჩხის მქონე ცხოველებში მთლიანი Ca-ს 97-99% გამოიყენება სამშენებლო მასალად: უხერხემლოებში, ძირითადად CaCO3-ის (მოლუსკების, მარჯნების ჭურვი), ხერხემლიანებში, ფოსფატების სახით. ბევრი უხერხემლო ინახავს Ca-ს დნობის წინ ახალი ჩონჩხის ასაშენებლად ან სასიცოცხლო ფუნქციების უზრუნველსაყოფად არახელსაყრელ პირობებში. ადამიანისა და უფრო მაღალი ცხოველების სისხლში Ca შემცველობა რეგულირდება პარათირეოიდული და ფარისებრი ჯირკვლების ჰორმონებით. ვიტამინი D მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ამ პროცესებში. Ca აბსორბცია ხდება წვრილი ნაწლავის წინა ნაწილში. Ca-ის შეწოვა უარესდება ნაწლავში მჟავიანობის დაქვეითებით და დამოკიდებულია საკვებში კალციუმის, ფოსფორისა და ცხიმის თანაფარდობაზე. ოპტიმალური Ca/P თანაფარდობა ძროხის რძეში არის დაახლოებით 1.3 (0.15 კარტოფილში, 0.13 ლობიოში, 0.016 ხორცში). საკვებში P და ოქსილის მჟავას ჭარბი რაოდენობით, Ca-ის შეწოვა უარესდება. ნაღვლის მჟავები აჩქარებს მის შეწოვას. ადამიანის საკვებში Ca/ცხიმის ოპტიმალური თანაფარდობაა 0,04 - 0,08 გ Ca 1 გ-ზე. მსუქანი. Ca-ის გამოყოფა ძირითადად ნაწლავების მეშვეობით ხდება. ძუძუმწოვრები ლაქტაციის პერიოდში რძეში კარგავენ უამრავ Ca-ს. ახალგაზრდა ცხოველებსა და ბავშვებში ფოსფორ-კალციუმის მეტაბოლიზმის დარღვევით ვითარდება რაქიტი, ზრდასრულ ცხოველებში - ჩონჩხის შემადგენლობისა და სტრუქტურის ცვლილება (ოსტეომალაცია).

    მედიცინაში Ca-ს პრეპარატები აღმოფხვრის დარღვევებს, რომლებიც დაკავშირებულია ორგანიზმში Ca იონების ნაკლებობასთან (ტეტანიით, სპაზმოფილიით, რაქიტით). Ca-ს პრეპარატები ამცირებს ალერგენების მიმართ ჰიპერმგრძნობელობას და გამოიყენება ალერგიული დაავადებების სამკურნალოდ (შრატისმიერი დაავადება, ძილის ცხელება და ა.შ.). Ca პრეპარატები ამცირებენ სისხლძარღვთა გამტარიანობას და აქვთ ანთების საწინააღმდეგო ეფექტი. გამოიყენება ჰემორაგიული ვასკულიტის, რადიაციული დაავადების, ანთებითი პროცესების (პნევმონია, პლევრიტი და სხვ.) და კანის ზოგიერთი დაავადების დროს. ინიშნება როგორც სისხლის შემაჩერებელი საშუალება, გულის კუნთის აქტივობის გასაუმჯობესებლად და ციფრული პრეპარატების მოქმედების გასაძლიერებლად, როგორც ანტიდოტი მაგნიუმის მარილებით მოწამვლისას. სხვა პრეპარატებთან ერთად Ca-ის პრეპარატები გამოიყენება მშობიარობის სტიმულირებისთვის. Ca ქლორიდი შეყვანილია პერორალურად და ინტრავენურად. ქსოვილის თერაპიისთვის შემოთავაზებულია ოსოკალცინოლი (სპეციალურად მომზადებული ძვლის ფხვნილის 15% სტერილური სუსპენზია ატმის ზეთში).

    Ca-ის პრეპარატები ასევე შეიცავს თაბაშირს (CaSO4), რომელიც გამოიყენება ქირურგიაში თაბაშირის ჩამოსხმისთვის და ცარცი (CaCO3), რომელიც მიიღება პერორალურად კუჭის წვენის გაზრდილი მჟავიანობით და კბილის ფხვნილის მოსამზადებლად.

    Ჩატვირთვა ...Ჩატვირთვა ...