Apakah interaksi kalsium. Sifat fizikal kalsium

Di antara semua unsur sistem berkala, beberapa daripadanya boleh dibezakan, tanpanya bukan sahaja pelbagai penyakit berkembang dalam organisma hidup, tetapi secara amnya mustahil untuk hidup dan berkembang secara normal. Salah satunya ialah kalsium.

Menariknya apabila bercakap tentang logam ini, sebagai bahan mudah, ia tidak memberi manfaat kepada manusia, malah tidak membahayakan. Walau bagaimanapun, seseorang hanya perlu menyebut ion Ca 2+, dan dengan serta-merta terdapat banyak perkara yang mencirikan kepentingannya.

Kedudukan kalsium dalam sistem berkala

Pencirian kalsium, seperti mana-mana unsur lain, bermula dengan petunjuk kedudukannya dalam jadual berkala. Lagipun, ia memungkinkan untuk belajar banyak tentang atom tertentu:

caj nuklear;
bilangan elektron dan proton, neutron;
keadaan pengoksidaan, tertinggi dan terendah;
konfigurasi elektronik dan perkara penting lain.

Unsur yang kita pertimbangkan terletak dalam tempoh besar keempat kumpulan kedua, subkumpulan utama dan mempunyai nombor siri 20. Juga, jadual berkala kimia menunjukkan berat atom kalsium - 40.08, yang merupakan nilai purata sedia ada. isotop bagi atom tertentu.

Keadaan pengoksidaan ialah satu, sentiasa malar, sama dengan +2. Formula CaO. Nama Latin untuk unsur tersebut ialah kalsium, oleh itu simbol bagi atom Ca.

Pencirian kalsium sebagai bahan mudah

Dalam keadaan biasa, unsur ini adalah logam perak-putih. Formula untuk kalsium sebagai bahan ringkas ialah Ca. Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, ia mampu membentuk banyak sebatian yang tergolong dalam kelas yang berbeza.

Dalam keadaan pengagregatan yang kukuh, ia tidak termasuk dalam tubuh manusia, oleh itu, ia adalah penting untuk keperluan industri dan teknikal (terutamanya sintesis kimia).

Ia adalah salah satu logam yang paling meluas di kerak bumi, kira-kira 1.5%. Ia tergolong dalam kumpulan tanah beralkali, kerana apabila larut dalam air ia memberikan alkali, tetapi secara semula jadi ia berlaku dalam bentuk pelbagai mineral dan garam. Banyak kalsium (400 mg / l) termasuk dalam komposisi air laut.

sel kristal

Ciri kalsium dijelaskan oleh struktur kekisi kristal, yang boleh terdiri daripada dua jenis (kerana terdapat bentuk alfa dan beta):

berpusatkan muka kubik;
isipadu.

Jenis ikatan dalam molekul adalah logam, di tapak kekisi, seperti dalam semua logam, terdapat atom-ion.

Berada di alam semula jadi

Terdapat beberapa bahan asas di alam semula jadi yang mengandungi unsur ini.

Air laut.
Batu dan galian.
Organisma hidup (cengkerang dan cengkerang, tisu tulang, dan sebagainya).
Air bawah tanah dalam kerak bumi.

Jenis-jenis batuan dan mineral berikut boleh dikenal pasti, yang merupakan sumber semula jadi kalsium.

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

Secara keseluruhan, kira-kira 350 mineral dan batu yang berbeza diasingkan, yang mengandungi kalsium.

Kaedah mendapatkan

Untuk masa yang lama, tidak mungkin untuk mengasingkan logam dalam bentuk bebas, kerana aktiviti kimianya tinggi, secara semula jadi anda tidak dapat menemuinya dalam bentuk tulen. Oleh itu, sehingga abad ke-19 (1808), unsur yang dimaksudkan adalah satu lagi misteri yang dibawa oleh jadual berkala.

Ahli kimia Inggeris Humphrey Davy dapat mensintesis kalsium sebagai logam. Dialah yang pertama kali menemui ciri-ciri interaksi leburan mineral pepejal dan garam dengan arus elektrik. Sehingga kini, cara yang paling relevan untuk mendapatkan logam ini ialah elektrolisis garamnya, seperti:

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

Ia juga mungkin untuk mengekstrak kalsium daripada oksidanya menggunakan kaedah aluminothermy, yang meluas dalam metalurgi.

Ciri-ciri fizikal

Ciri-ciri fizikal kalsium boleh diterangkan dalam beberapa perkara.

Keadaan fizikal - pepejal dalam keadaan normal.
Takat lebur - 842 0 С.
Logam itu lembut dan boleh dipotong dengan pisau.
Warna - putih keperakan, berkilat.
Mempunyai sifat pengalir dan pengalir haba yang baik.
Dengan pemanasan yang berpanjangan, ia bertukar menjadi cecair, kemudian keadaan wap, kehilangan sifat logamnya. Takat didih ialah 1484 0 С.

Sifat fizikal kalsium mempunyai satu keanehan. Apabila tekanan dikenakan pada logam, ia pada satu ketika kehilangan sifat logamnya dan keupayaan untuk mengalirkan elektrik. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan selanjutnya dalam impak, ia dipulihkan semula dan menunjukkan dirinya sebagai superkonduktor, beberapa kali melebihi elemen lain dari segi penunjuk ini.

Sifat kimia

Aktiviti logam ini sangat tinggi. Oleh itu, terdapat banyak interaksi yang dimasuki kalsium. Tindak balas dengan semua bukan logam adalah perkara biasa baginya, kerana dia sangat kuat sebagai agen pengurangan.

Di bawah keadaan biasa, ia mudah bertindak balas dengan pembentukan sebatian binari yang sepadan dengan: halogen, oksigen.
Apabila dipanaskan: hidrogen, nitrogen, karbon, silikon, fosforus, boron, sulfur dan lain-lain.
Di udara terbuka, ia segera berinteraksi dengan karbon dioksida dan oksigen, oleh itu ia ditutup dengan mekar kelabu.
Bertindak balas dengan kuat dengan asid, kadangkala dengan keradangan.

Ciri-ciri menarik kalsium ditunjukkan apabila ia datang ke dalamnya dalam komposisi garam. Jadi, gua yang indah tumbuh di siling dan dinding, ia tidak lebih daripada terbentuk dari masa ke masa dari air, karbon dioksida dan bikarbonat di bawah pengaruh proses di dalam air bawah tanah.

Memandangkan betapa aktifnya logam itu dalam keadaan biasa, ia disimpan di makmal seperti yang beralkali. Dalam barangan kaca gelap, dengan penutup tertutup rapat dan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin.

Tindak balas kualitatif kepada ion kalsium ialah warna nyalaan dalam warna merah bata yang cantik dan kaya. Ia juga mungkin untuk mengenal pasti logam dalam komposisi sebatian dengan pemendakan tidak larut beberapa garamnya (kalsium karbonat, fluorida, sulfat, fosfat, silikat, sulfit).

Sambungan logam

Jenis sebatian logam adalah seperti berikut:

oksida;
hidroksida;
garam kalsium (sederhana, berasid, asas, berganda, kompleks).

Kalsium oksida yang dikenali sebagai CaO digunakan untuk mencipta bahan binaan (kapur). Jika anda memadamkan oksida dengan air, anda mendapat hidroksida yang sepadan, yang menunjukkan sifat alkali.

Kepentingan praktikal yang besar ialah pelbagai garam kalsium yang digunakan dalam pelbagai sektor ekonomi. Apakah jenis garam yang wujud, kami telah nyatakan di atas. Kami akan memberikan contoh jenis sebatian ini.

Garam sederhana - karbonat CaCO 3, fosfat Ca 3 (PO 4) 2 dan lain-lain.
Berasid - hidrosulfat CaHSO 4.
Asas - bikarbonat (CaOH) 3 PO 4.
Kompleks - Cl 2.
Ganda - 5Ca (NO 3) 2 * NH 4 NO 3 * 10H 2 O.

Ia adalah dalam bentuk sebatian kelas ini bahawa kalsium adalah penting untuk sistem biologi, kerana garam adalah sumber ion untuk badan.

Peranan biologi

Mengapakah kalsium penting untuk tubuh manusia? Terdapat beberapa sebab.

Ia adalah ion unsur ini yang merupakan sebahagian daripada bahan antara sel dan cecair tisu, mengambil bahagian dalam peraturan mekanisme pengujaan, pengeluaran hormon dan neurotransmitter.
Kalsium terkumpul dalam tulang, enamel gigi dalam jumlah kira-kira 2.5% daripada jumlah berat badan. Ini agak banyak dan memainkan peranan penting dalam mengukuhkan struktur ini, mengekalkan kekuatan dan kestabilannya. Pertumbuhan organisma adalah mustahil tanpa ini.
Pembekuan darah juga bergantung kepada ion yang berkenaan.
Ia adalah sebahagian daripada otot jantung, mengambil bahagian dalam pengujaan dan penguncupannya.
Mengambil bahagian dalam proses eksositosis dan perubahan intrasel yang lain.

Jika jumlah kalsium yang diambil tidak mencukupi, maka perkembangan penyakit seperti:

riket;
osteoporosis;
penyakit darah.

Norma harian untuk orang dewasa ialah 1000 mg, dan untuk kanak-kanak dari 9 tahun, 1300 mg. Untuk mengelakkan lebihan unsur ini dalam badan, anda tidak boleh melebihi dos yang ditentukan. Jika tidak, penyakit usus boleh berkembang.

Untuk semua hidupan lain, kalsium adalah sama pentingnya. Sebagai contoh, walaupun ramai yang tidak mempunyai rangka, cara luaran untuk menguatkannya juga merupakan pembentukan logam ini. Antaranya:

kerang;
kupang dan tiram;
span;
polip karang.

Kesemua mereka dipakai di belakang mereka atau, pada dasarnya, membentuk dalam proses kehidupan sejenis rangka luaran yang melindungi mereka daripada pengaruh luar dan pemangsa. Komponen utamanya ialah garam kalsium.

Vertebrata, seperti manusia, memerlukan ion yang dimaksudkan untuk pertumbuhan dan perkembangan normal dan menerimanya dengan makanan.

Terdapat banyak pilihan yang memungkinkan untuk menambah norma unsur yang hilang dalam badan. Terbaik dari semua, tentu saja, kaedah semula jadi - produk yang mengandungi atom yang dikehendaki. Walau bagaimanapun, jika atas sebab tertentu ini tidak mencukupi atau mustahil, laluan perubatan juga boleh diterima.

Jadi, senarai makanan yang mengandungi kalsium adalah seperti ini:

tenusu dan produk susu masam;
seekor ikan;
kehijauan;
bijirin (soba, beras, barangan bakar bijirin penuh);
beberapa buah sitrus (oren, tangerin);
kekacang;
semua kacang (terutamanya badam dan walnut).

Jika anda alah kepada beberapa produk atau anda tidak boleh menggunakannya untuk sebab lain, maka persediaan yang mengandungi kalsium akan membantu menambah tahap unsur yang diperlukan dalam badan.

Kesemuanya adalah garam logam ini, yang mempunyai keupayaan untuk mudah diserap oleh badan, cepat diserap ke dalam darah dan usus. Antaranya, yang paling popular dan digunakan adalah seperti berikut.

Kalsium klorida - penyelesaian untuk suntikan atau pentadbiran lisan untuk orang dewasa dan kanak-kanak. Ia berbeza dalam kepekatan garam dalam komposisi, ia digunakan untuk "suntikan panas", kerana ia menyebabkan sensasi seperti itu apabila disuntik. Terdapat bentuk dengan jus buah untuk memudahkan pengambilan.
Tersedia dalam bentuk tablet (0.25 atau 0.5 g) dan larutan untuk suntikan intravena. Ia sering mengandungi pelbagai aditif buah-buahan dalam bentuk tablet.
Kalsium laktat - terdapat dalam tablet 0.5 g.

Laman Utama / Kuliah 1 kursus / Kimia am dan organik / Soalan 23. Kalsium / 2. Sifat fizik dan kimia

Ciri-ciri fizikal. Kalsium ialah logam mudah ditempa berwarna putih keperakan yang cair pada 850 darjah. C dan mendidih pada 1482 darjah. C. Ia jauh lebih keras daripada logam alkali.

Sifat kimia. Kalsium adalah logam aktif. Jadi, dalam keadaan biasa, ia mudah berinteraksi dengan oksigen atmosfera dan halogen:

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

Ca + Br2 = CaBr2 (kalsium bromida).

Kalsium bertindak balas dengan hidrogen, nitrogen, sulfur, fosforus, karbon dan bukan logam lain apabila 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 = CaC2 (kalsium karbida).

Kalsium berinteraksi secara perlahan dengan air sejuk, dan sangat kuat dengan air panas:

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

Kalsium boleh mengeluarkan oksigen atau halogen daripada oksida dan halida logam kurang aktif, iaitu, ia mempunyai sifat mengurangkan:

5 Ca + Nb2 O5 = CaO + 2 Nb;

1. Berada di alam semula jadi
3. Menerima
4. Permohonan

www.medkurs.ru

Kalsium | direktori Pesticides.ru

Bagi kebanyakan orang, pengetahuan tentang kalsium hanya terhad oleh fakta bahawa unsur ini diperlukan untuk tulang dan gigi yang sihat. Di mana lagi ia terkandung, mengapa ia diperlukan dan betapa perlunya, tidak semua orang mempunyai idea. Walau bagaimanapun, kalsium terdapat dalam banyak sebatian biasa, baik semula jadi dan buatan manusia. Kapur dan kapur, stalaktit gua dan stalagmit, fosil dan simen purba, gipsum dan alabaster, produk tenusu dan ubat anti-osteoporosis - semua ini dan banyak lagi dicirikan oleh kandungan kalsium yang tinggi.

Elemen ini mula-mula diperolehi oleh G. Davy pada tahun 1808, dan pada mulanya ia tidak digunakan dengan sangat aktif. Namun begitu, kini logam ini adalah yang kelima terbesar di dunia dari segi pengeluaran, dan permintaan terhadapnya semakin meningkat dari tahun ke tahun. Kegunaan utama kalsium ialah penghasilan bahan binaan dan campuran. Walau bagaimanapun, adalah perlu untuk membina bukan sahaja rumah, tetapi juga sel hidup. Dalam tubuh manusia, kalsium adalah sebahagian daripada rangka, memungkinkan pengecutan otot, memastikan pembekuan darah, mengawal aktiviti beberapa enzim pencernaan dan melakukan fungsi lain yang agak banyak. Ia tidak kurang pentingnya untuk objek hidup lain: haiwan, tumbuhan, kulat dan juga bakteria. Pada masa yang sama, keperluan untuk kalsium agak tinggi, yang memungkinkan untuk mengaitkannya dengan bilangan makronutrien.

Kalsium (Kalsium), Ca ialah unsur kimia subkumpulan utama kumpulan II sistem berkala Mendeleev. Nombor atom ialah 20. Jisim atom ialah 40.08.

Kalsium ialah logam alkali tanah. Dalam keadaan bebas, mudah dibentuk, agak keras, putih. Dari segi ketumpatan, ia tergolong dalam logam ringan.

Ketumpatan - 1.54 g / cm3,
Takat lebur - +842 ° C,
Takat didih ialah +1495 ° C.

Kalsium mempunyai sifat logam yang ketara. Dalam semua sebatian, keadaan pengoksidaan ialah +2.

Di udara, ia ditutup dengan lapisan oksida, apabila dipanaskan, ia terbakar dengan nyalaan terang yang kemerahan. Ia bertindak balas perlahan dengan air sejuk, dan dengan cepat menyesarkan hidrogen daripada air panas dan membentuk hidroksida. Apabila berinteraksi dengan hidrogen, membentuk hidrida. Pada suhu bilik, ia bertindak balas dengan nitrogen untuk membentuk nitrida. Ia juga mudah bergabung dengan halogen dan sulfur, mengurangkan oksida logam apabila dipanaskan.

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling banyak di alam. Dalam kerak bumi, kandungannya adalah sama dengan 3% daripada jisim. Ia berlaku dalam bentuk mendapan kapur, batu kapur, marmar (pelbagai semulajadi kalsium karbonat CaCO3). Terdapat banyak mendapan gipsum (CaSO4 x 2h3O), fosforit (Ca3 (PO4) 2 dan pelbagai silikat yang mengandungi kalsium.

air

... Garam kalsium hampir selalu terdapat dalam air semula jadi. Daripada jumlah ini, hanya gipsum yang larut sedikit di dalamnya. Dengan kandungan karbon dioksida dalam air, kalsium karbonat masuk ke dalam larutan dalam bentuk Ca bikarbonat (HCO3) 2.

Air keras

... Air semulajadi dengan sejumlah besar garam kalsium atau magnesium dipanggil air keras.

Air lembut

... Dengan kandungan rendah garam ini atau ketiadaannya, air dipanggil lembut.

tanah

... Sebagai peraturan, tanah cukup dibekalkan dengan kalsium. Dan, kerana kalsium terkandung dalam jisim yang lebih besar di bahagian vegetatif tumbuhan, penyingkirannya dengan penuaian adalah tidak penting.

Kehilangan kalsium daripada tanah berlaku akibat larut lesapnya oleh pemendakan. Proses ini bergantung kepada komposisi granulometri tanah, jumlah pemendakan, spesies tumbuhan, bentuk dan dos kapur dan baja mineral. Bergantung kepada faktor-faktor ini, kehilangan kalsium dari lapisan subur berkisar antara beberapa puluh hingga 200 - 400 kg / ha dan banyak lagi.

Kandungan kalsium dalam pelbagai jenis tanah

Tanah podzolik mengandungi 0.73% (daripada bahan tanah kering) kalsium.

Hutan kelabu - 0.90% kalsium.

Chernozems - 1.44% kalsium.

Serozem - 6.04% kalsium.

Dalam tumbuhan, kalsium adalah dalam bentuk fosfat, sulfat, karbonat, dalam bentuk garam asid pektik dan oksalat. Hampir 65% kalsium dalam tumbuhan boleh disingkirkan oleh air. Selebihnya adalah dengan rawatan dengan asid asetik dan hidroklorik lemah. Kebanyakan kalsium terdapat dalam sel senescent.

Gejala kekurangan kalsium mengikut:
Budaya	Gejala kekurangan
Gejala Biasa	Pemutihan buah pinggang apikal; Pemutihan daun muda; Hujung daun dibengkokkan ke bawah; Tepi daun melengkung ke atas;
Kentang	Daun atas mekar dengan buruk; Titik pertumbuhan batang mati; Di tepi daun terdapat jalur cahaya, kemudian menjadi gelap; Tepi daun digulung;
Kubis putih dan kembang kol	Pada daun tumbuhan muda, tompok klorotik (marbling) atau jalur putih di sepanjang tepi; Dalam tumbuhan lama, daun menggulung dan melecur muncul pada mereka; Titik pertumbuhan mati
	Lobus hujung daun mati Bunga gugur; Tompok gelap muncul pada buah di bahagian apikal, yang meningkat apabila buah tumbuh (reput apikal tomato)
	Pucuk apikal mati; Tepi daun muda muncul, rupanya compang-camping, kemudiannya mati; Bahagian atas pucuk mati; Kerosakan pada hujung akar; Dalam pulpa buah - bintik coklat (pitting pahit); Rasa buah bertambah teruk; Kebolehpasaran buah-buahan berkurangan

Fungsi kalsium

Kesan unsur ini pada tumbuhan adalah pelbagai rupa dan, sebagai peraturan, positif. Kalsium:

Menguatkan metabolisme;
Memainkan peranan penting dalam pergerakan karbohidrat;
Mempengaruhi metamorfosis bahan nitrogen;
Mempercepatkan penggunaan protein simpanan benih semasa percambahan;
Memainkan peranan dalam proses fotosintesis;
antagonis kuat kation lain, menghalang kemasukan berlebihan mereka ke dalam tisu tumbuhan;
Mempengaruhi sifat fizikokimia protoplasma (kelikatan, kebolehtelapan, dsb.), dan seterusnya perjalanan normal proses biokimia dalam tumbuhan;
Sebatian kalsium dengan bahan pektin melekatkan dinding sel individu bersama-sama;
Mempengaruhi aktiviti enzim.

Perlu diingatkan bahawa kesan sebatian kalsium (kapur) pada aktiviti enzim dinyatakan bukan sahaja dalam tindakan langsung, tetapi juga disebabkan oleh peningkatan sifat fizikokimia tanah dan rejim pemakanannya. Di samping itu, pengapuran tanah sangat mempengaruhi proses biosintesis vitamin.

Kekurangan (kekurangan) kalsium dalam tumbuhan

Kekurangan kalsium terutamanya menjejaskan perkembangan sistem akar. Pembentukan bulu akar berhenti pada akar. Sel-sel luar akar dimusnahkan.

Gejala ini menunjukkan dirinya dengan kekurangan kalsium, dan dengan pelanggaran keseimbangan larutan nutrien, iaitu, dominasi kation natrium, kalium dan hidrogen monovalen di dalamnya.

Di samping itu, kehadiran nitrogen nitrat dalam larutan tanah meningkatkan pengambilan kalsium ke dalam tisu tumbuhan, dan ammonia - mengurangkannya.

Tanda-tanda kebuluran kalsium dijangka apabila kandungan kalsium kurang daripada 20% daripada kapasiti pertukaran kation tanah.

simptom Secara visual, kekurangan kalsium ditubuhkan oleh tanda-tanda berikut:

Petua rosak warna coklat diperhatikan pada akar tumbuhan;
Titik pertumbuhan berubah bentuk dan mati;
Bunga, ovari dan tunas jatuh;
Buah-buahan rosak oleh nekrosis;
Klorotisitas daun diperhatikan;
Pucuk apikal mati, dan pertumbuhan batang berhenti.

Kubis, alfalfa, dan semanggi sangat sensitif terhadap kehadiran kalsium. Didapati bahawa tumbuhan yang sama juga dicirikan oleh peningkatan kepekaan terhadap keasidan tanah.

Keracunan kalsium mineral membawa kepada klorosis interveina dengan bintik-bintik nekrotik keputihan. Mereka boleh diwarnakan atau mempunyai cincin sepusat yang diisi dengan air. Sesetengah tumbuhan bertindak balas terhadap kalsium berlebihan dengan menanam roset daun, mati pucuk dan daun gugur. Gejala adalah serupa dalam penampilan dengan kekurangan zat besi dan magnesium.

Sumber penambahan kalsium dalam tanah ialah baja kapur. Mereka dibahagikan kepada tiga kumpulan:

Batu kapur keras;
Batu berkapur lembut;
Sisa industri dengan kandungan kapur yang tinggi.

Mengikut kandungan CaO dan MgO, batuan batu kapur keras dibahagikan kepada:

batu kapur (55–56% CaO dan sehingga 0.9% MgO);
batu kapur dolomit (42–55% CaO dan sehingga 9% MgO);
dolomit (32–30% CaO dan 18–20% MgO).

Batu kapur

- baja kapur asas. Mengandungi 75-100% Ca dan Mg oksida dari segi CaCO3.

Batu kapur dolomit

... Mengandungi 79-100% bahan aktif (ae) dari segi CaCO3. Disyorkan dalam penggiliran tanaman dengan kentang, kekacang, rami, tanaman akar, serta pada tanah yang sangat podzolized.

Marl

... Mengandungi sehingga 25-15% CaCO3 dan kekotoran dalam bentuk tanah liat dengan pasir sehingga 20-40%. Bertindak perlahan-lahan. Disyorkan untuk digunakan pada tanah ringan.

kapur

... Mengandungi 90-100% CaCO3. Tindakannya lebih pantas daripada batu kapur. Ia adalah baja kapur berharga dalam bentuk tanah halus.

kapur hangus

(CaO). Kandungan CaCO3 melebihi 70%. Ia dicirikan sebagai bahan pengapuran yang kuat dan bertindak pantas.

limau nipis

(Ca (OH) 2). Kandungan CaCO3 - 35% dan banyak lagi. Ia juga merupakan baja kapur yang kuat dan cepat bertindak.

Tepung dolomit

... Kandungan CaCO3 dan MgCO3 adalah kira-kira 100%. Tindakannya lebih perlahan daripada tuf berkapur. Biasanya digunakan di mana magnesium diperlukan.

Tuf berkapur

... Kandungan CaCO3 - 15–96%, kekotoran - sehingga 25% tanah liat dan pasir, 0.1% P2O5. Tindakannya lebih pantas daripada batu kapur.

Kotoran yang rosak (defect)

... Terdiri daripada CaCO3 dan Ca (OH) 2. Kandungan kapur untuk CaO adalah sehingga 40%. Nitrogen juga terdapat - 0.5% dan P2O5 - 1–2%. Ini adalah pembaziran kilang gula bit. Ia disyorkan untuk digunakan bukan sahaja untuk menurunkan keasidan tanah, tetapi juga di kawasan bit yang tumbuh di tanah chernozem.

Abu syal daripada siklon

... Bahan kering berdebu. Kandungan bahan aktif adalah 60-70%. Merujuk kepada sisa industri.

Debu dari tanur dan loji simen

... Kandungan CaCO3 mestilah melebihi 60%. Dalam praktiknya, ia digunakan di ladang yang terletak di sekitar loji simen.

Sanga metalurgi

... Mereka digunakan di kawasan Ural dan Siberia. Tidak higroskopik, mudah disembur. Mereka mesti mengandungi sekurang-kurangnya 80% CaCO3, mempunyai kandungan lembapan tidak lebih daripada 2%. Komposisi granulometrik adalah penting: 70% - kurang daripada 0.25 mm, 90% - kurang daripada 0.5 mm.

Baja organik. Kandungan Ca dari segi CaCO3 ialah 0.32–0.40%.

Batu fosfat. Kandungan kalsium adalah 22% dari segi CaCO3.

Baja kapur digunakan bukan sahaja untuk membekalkan tanah dan tumbuhan dengan kalsium. Tujuan utama penggunaannya ialah pengapuran tanah. Ini adalah kaedah penambakan kimia. Ia bertujuan untuk meneutralkan keasidan tanah yang berlebihan, memperbaiki sifat agrofizik, agrokimia dan biologinya, membekalkan tumbuhan dengan magnesium dan kalsium, menggerakkan dan melumpuhkan unsur makro dan mikro, mewujudkan keadaan air-fizikal, fizikal, udara yang optimum untuk kehidupan tumbuhan yang ditanam.

Kecekapan pengapuran tanah

Pada masa yang sama dengan memenuhi keperluan tumbuhan untuk kalsium sebagai unsur pemakanan mineral, pengapuran membawa kepada pelbagai perubahan positif dalam tanah.

Pengaruh pengapuran terhadap sifat-sifat sesetengah tanah

Kalsium menyumbang kepada pembekuan koloid tanah dan pencegahan larut lesapnya. Ini membawa kepada pemprosesan tanah yang lebih mudah, pengudaraan yang lebih baik.

Akibat pengapuran:

tanah humus berpasir meningkatkan kapasiti penyerapan air mereka;
pada tanah liat berat, agregat tanah dan ketulan terbentuk, yang meningkatkan kebolehtelapan air.

Secara khususnya, asid organik dinetralkan dan ion-H disesarkan daripada kompleks penyerap. Ini membawa kepada penghapusan pertukaran dan penurunan keasidan hidrolitik tanah. Pada masa yang sama, peningkatan dalam komposisi kationik kompleks penyerap tanah diperhatikan, yang berlaku disebabkan oleh penggantian ion hidrogen dan aluminium dengan kation kalsium dan magnesium. Ini meningkatkan ketepuan tanah dengan asas dan meningkatkan kapasiti penyerapan.

Kesan pengapuran terhadap bekalan nitrogen kepada tumbuhan

Selepas pengapuran, sifat agrokimia positif tanah dan strukturnya boleh bertahan selama beberapa tahun. Ini menyumbang kepada penciptaan keadaan yang menggalakkan untuk meningkatkan proses mikrobiologi yang bermanfaat untuk mobilisasi nutrien. Aktiviti ammonifier, nitrifier, bakteria pengikat nitrogen, bebas hidup di dalam tanah, semakin meningkat.

Pengapuran menggalakkan peningkatan pembiakan bakteria nodul dan bekalan nitrogen yang lebih baik kepada tumbuhan perumah. Didapati bahawa baja bakteria kehilangan keberkesanannya pada tanah berasid.

Pengaruh pengapuran terhadap bekalan unsur abu kepada tumbuhan

Pengapuran menyumbang kepada bekalan unsur abu kepada tumbuhan, kerana aktiviti bakteria yang menguraikan sebatian fosforus organik tanah dan menyumbang kepada peralihan fosfat besi dan aluminium kepada garam kalsium asid fosforik yang tersedia untuk tumbuhan meningkat. Pengapuran tanah berasid meningkatkan proses mikrobiologi dan biokimia, yang seterusnya, meningkatkan jumlah nitrat, serta bentuk fosforus dan kalium yang boleh berasimilasi.

Kesan pengapuran pada bentuk dan ketersediaan makronutrien dan mikronutrien

Pengapuran meningkatkan jumlah kalsium, dan apabila tepung dolomit digunakan, magnesium. Pada masa yang sama, bentuk toksik mangan dan aluminium menjadi tidak larut dan berubah menjadi bentuk termendak. Ketersediaan unsur seperti besi, kuprum, zink, mangan semakin berkurangan. Nitrogen, sulfur, kalium, kalsium, magnesium, fosforus, dan molibdenum semakin mudah didapati.

Kesan pengapuran terhadap kesan baja berasid fisiologi

Pengapuran meningkatkan kecekapan baja mineral berasid fisiologi, terutamanya baja ammonia dan kalium.

Kesan positif baja berasid fisiologi hilang tanpa penambahan kapur, dan lama kelamaan ia boleh berubah menjadi negatif. Jadi pada plot yang telah dibaja hasilnya adalah lebih sedikit daripada yang tidak dibaja. Gabungan pengapuran dengan penggunaan baja meningkatkan kecekapannya sebanyak 25-50%.

Semasa pengapuran, proses enzimatik diaktifkan di dalam tanah, yang secara tidak langsung dinilai tentang kesuburannya.

Disusun oleh: P.I. Grigorovskaya

Halaman dimasukkan: 12/05/13 00:40

Kemas kini terakhir: 05/22/14 4:25 PTG

Sumber sastera:

Glinka N.L. Kimia am. Buku teks untuk universiti. Rumah penerbitan: L: Chemistry, 1985, hlm. 731

Mineev V.G. Agrokimia: Buku Teks. - Edisi ke-2, disemak dan ditambah. - Moscow: Moscow State University Publishing House, KolosS Publishing House, 2004.– 720 p., P. sakit .: sakit. - (Buku teks universiti klasik).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Pemakanan mineral tumbuhan. Buku rujukan untuk pelajar dan tukang kebun. Yekaterinburg, 1998.79 hlm.

Ensiklopedia untuk kanak-kanak. Jilid 17. Kimia. / Bab. ed. V.A. Volodin. - M .: Avanta +, 2000 .-- 640 p., Ill.

Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrokimia / Disunting oleh B.A. Yagodina.– M .: Kolos, 2002.– 584 p .: kelodak (Buku teks dan alat bantu mengajar untuk pelajar institusi pengajian tinggi).

Imej (diolah semula):

20 Ca Kalsium, berlesen CC BY

Kekurangan kalsium dalam gandum, oleh CIMMYT, dilesenkan oleh CC BY-NC-SA

www.pesticidy.ru

Kalsium dan peranannya untuk manusia - Kimia

Kalsium dan peranannya untuk manusia

pengenalan

Berada di alam semula jadi

Menerima

Ciri-ciri fizikal

Sifat kimia

Penggunaan sebatian kalsium

Peranan biologi

Kesimpulan

Bibliografi

pengenalan

Kalsium ialah unsur subkumpulan utama kumpulan kedua, tempoh keempat sistem berkala unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nombor atom 20. Ia ditetapkan oleh simbol Ca (Kalsium Latin). Bahan ringkas kalsium (nombor CAS: 7440-70-2) ialah logam alkali tanah yang lembut dan reaktif dengan warna putih keperakan.

Walaupun terdapat di mana-mana unsur # 20, walaupun ahli kimia tidak semua melihat unsur kalsium. Tetapi logam ini, baik secara luaran dan dalam tingkah laku, sama sekali tidak seperti logam alkali, komunikasi dengannya penuh dengan bahaya kebakaran dan luka bakar. Ia boleh disimpan dengan selamat di udara, ia tidak mudah terbakar daripada air. Sifat mekanikal kalsium unsur tidak menjadikannya "kambing hitam" dalam keluarga logam: kalsium mengatasi kebanyakannya dalam kekuatan dan kekerasan; ia boleh dihidupkan pada mesin pelarik, ditarik ke dalam wayar, ditempa, ditekan.

Namun, unsur kalsium hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan struktur. Dia terlalu aktif untuk itu. Kalsium mudah bertindak balas dengan oksigen, sulfur, halogen. Walaupun dengan nitrogen dan hidrogen, ia bertindak balas dalam keadaan tertentu. Persekitaran karbon oksida, lengai untuk kebanyakan logam, adalah agresif untuk kalsium. Ia terbakar dalam atmosfera CO dan CO2.

Sejarah dan asal usul nama

Sebatian kalsium - batu kapur, marmar, gipsum (serta kapur - hasil pemanggangan batu kapur) telah digunakan dalam industri pembinaan selama beberapa milenium. Sehingga akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai badan ringkas. Pada tahun 1789 A. Lavoisier mencadangkan bahawa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah bahan kompleks.

Berada di alam semula jadi

Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, kalsium bebas tidak ditemui di alam semula jadi.

Kalsium menyumbang 3.38% daripada jisim kerak bumi (kelima paling banyak selepas oksigen, silikon, aluminium dan besi).

Isotop. Kalsium berlaku secara semula jadi dalam bentuk campuran enam isotop: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca dan 48Ca, antaranya yang paling biasa - 40Ca - ialah 96.97%.

Daripada enam isotop semula jadi kalsium, lima adalah stabil. Isotop keenam 48Ca, yang paling berat daripada enam dan sangat jarang (kelimpahan isotopnya hanya 0.187%), baru-baru ini ditemui mengalami pereputan beta berganda dengan separuh hayat 5.3 × 1019 tahun.

Dalam batuan dan mineral. Kebanyakan kalsium terkandung dalam silikat dan aluminosilikat pelbagai batu (granit, gneisses, dll.), terutamanya dalam feldspar - anorthite Ca.

Dalam bentuk batuan sedimen, sebatian kalsium diwakili oleh kapur dan batu kapur, yang terdiri terutamanya daripada mineral kalsit (CaCO3). Bentuk kristal kalsit - marmar - adalah kurang biasa dalam alam semula jadi.

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 agak meluas. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air semula jadi menentukan kekerasannya.

Kalsium, berhijrah dengan kuat dalam kerak bumi dan terkumpul dalam pelbagai sistem geokimia, membentuk 385 mineral (keempat dalam bilangan mineral).

Penghijrahan dalam kerak bumi. Dalam penghijrahan semula jadi kalsium, peranan penting dimainkan oleh "keseimbangan karbonat" yang dikaitkan dengan tindak balas boleh balik interaksi kalsium karbonat dengan air dan karbon dioksida dengan pembentukan bikarbonat larut:

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

(keseimbangan beralih ke kiri atau ke kanan, bergantung kepada kepekatan karbon dioksida).

Penghijrahan biogenik. Dalam biosfera, sebatian kalsium ditemui dalam hampir semua tisu haiwan dan tumbuhan (lihat juga di bawah). Sebilangan besar kalsium ditemui dalam organisma hidup. Jadi, hidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH, atau, dalam tatatanda lain, 3Ca3 (PO4) 2 · Ca (OH) 2 - asas tisu tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkerang dan cengkerang banyak invertebrata, kulit telur, dan sebagainya terdiri daripada kalsium karbonat CaCO3. Dalam tisu hidup manusia dan haiwan, 1.4-2% Ca (mengikut pecahan jisim); dalam badan manusia seberat 70 kg, kandungan kalsium adalah kira-kira 1.7 kg (terutamanya dalam komposisi bahan antara sel tisu tulang).

Menerima

Kalsium logam bebas diperoleh melalui elektrolisis leburan yang terdiri daripada CaCl2 (75-80%) dan KCl atau daripada CaCl2 dan CaF2, serta pengurangan aluminotermal CaO pada 1170-1200 ° C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Ciri-ciri fizikal

Logam kalsium wujud dalam dua pengubahsuaian alotropik. Sehingga 443 ° C, β-Ca dengan kekisi berpusat muka kubik (parameter a = 0.558 nm) adalah stabil, manakala α-Ca dengan kekisi berpusat badan kubik jenis α-Fe (parameter a = 0.448 nm) adalah lebih stabil. Entalpi piawai? H0 peralihan? >? ialah 0.93 kJ / mol.

Sifat kimia

Kalsium adalah logam alkali tanah biasa. Kereaktifan kalsium adalah tinggi, tetapi lebih rendah daripada semua logam alkali tanah yang lain. Ia mudah berinteraksi dengan oksigen, karbon dioksida dan lembapan di udara, yang menjadikan permukaan kalsium logam biasanya kelabu kusam, jadi di makmal, kalsium biasanya disimpan, seperti logam alkali tanah yang lain, dalam balang tertutup rapat di bawah lapisan minyak tanah atau parafin cecair.

Dalam siri potensi piawai, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensi elektrod piawai pasangan Ca2 + / Ca0 ialah 2.84 V, supaya kalsium bertindak balas secara aktif dengan air, tetapi tanpa penyalaan:

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

Kalsium bertindak balas dengan bukan logam aktif (oksigen, klorin, bromin) dalam keadaan normal:

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

Apabila dipanaskan dalam udara atau oksigen, kalsium menyala. Kalsium berinteraksi dengan bukan logam yang kurang aktif (hidrogen, boron, karbon, silikon, nitrogen, fosforus dan lain-lain) apabila dipanaskan, contohnya:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

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

2Ca + Si = Ca2Si

(kalsium silisid), kalsium silisid daripada komposisi CaSi, Ca3Si4 dan CaSi2 juga diketahui.

Perjalanan tindak balas di atas, sebagai peraturan, disertai dengan pembebasan sejumlah besar haba (iaitu, tindak balas ini adalah eksotermik). Dalam semua sebatian dengan bukan logam, keadaan pengoksidaan kalsium ialah +2. Kebanyakan sebatian kalsium dengan bukan logam mudah terurai oleh air, contohnya:

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

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

Ion Ca2 + tidak berwarna. Apabila garam kalsium larut dimasukkan ke dalam nyalaan, nyalaan menjadi merah bata.

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

Yang sangat penting ialah hakikat bahawa, tidak seperti kalsium karbonat CaCO3, kalsium karbonat (bikarbonat) berasid Ca (HCO3) 2 larut dalam air. Secara semula jadi, ini membawa kepada proses berikut. Apabila hujan sejuk atau air sungai tepu dengan karbon dioksida menembusi bawah tanah dan jatuh ke atas batu kapur, pelarutannya diperhatikan:

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

Di tempat yang sama di mana air tepu dengan kalsium bikarbonat keluar ke permukaan bumi dan dipanaskan oleh sinar matahari, tindak balas yang bertentangan berlaku:

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

Ini adalah bagaimana jisim besar bahan dipindahkan dalam alam semula jadi. Akibatnya, jurang yang besar boleh terbentuk di bawah tanah, dan batu yang indah "es" - stalaktit dan stalagmit - terbentuk di dalam gua.

Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sebahagian besarnya menentukan kekerasan sementara air. Ia dipanggil sementara kerana apabila air mendidih, bikarbonat terurai, dan mendakan CaCO3. Fenomena ini membawa, sebagai contoh, kepada fakta bahawa skala terkumpul di dalam cerek dari semasa ke semasa.

Penggunaan kalsium logam

Kegunaan utama kalsium logam adalah sebagai agen penurunan dalam pengeluaran logam, terutamanya nikel, kuprum dan keluli tahan karat. Kalsium dan hidridanya juga digunakan untuk mendapatkan logam yang sukar dikurangkan seperti kromium, torium dan uranium. Aloi plumbum kalsium digunakan dalam bateri dan aloi galas. Butiran kalsium juga digunakan untuk mengeluarkan kesan udara dari peralatan vakum.

Metallothermy

Kalsium logam tulen digunakan secara meluas dalam metallothermy untuk penghasilan logam nadir.

Pengaloian aloi

Kalsium tulen digunakan untuk mengaloi plumbum yang digunakan dalam pembuatan plat bateri, bateri asid plumbum pemula tanpa penyelenggaraan dengan nyahcas sendiri yang rendah. Juga, kalsium logam digunakan untuk penghasilan kalsium babbitt BKA berkualiti tinggi.

Percantuman nuklear

Penggunaan sebatian kalsium

Kalsium hidrida. Dengan memanaskan kalsium dalam suasana hidrogen, Cah3 (kalsium hidrida) diperoleh, yang digunakan dalam metalurgi (metallothermy) dan dalam pengeluaran hidrogen di lapangan.

Bahan optik dan laser Kalsium fluorida (fluorit) digunakan dalam bentuk kristal tunggal dalam optik (objektif astronomi, kanta, prisma) dan sebagai bahan laser. Kalsium tungstate (scheelite) dalam bentuk kristal tunggal digunakan dalam teknologi laser dan juga sebagai scintillator.

Kalsium karbida. Kalsium karbida CaC2 digunakan secara meluas untuk pengeluaran asetilena dan untuk pengurangan logam, serta dalam pengeluaran kalsium sianamida (dengan memanaskan kalsium karbida dalam nitrogen pada 1200 ° C, tindak balas berlaku secara eksotermik, dijalankan dalam relau sianida) .

Sumber kuasa kimia. Kalsium, serta aloinya dengan aluminium dan magnesium, digunakan dalam bateri elektrik terma sandaran sebagai anod (contohnya, unsur kalsium kromat). Kalsium kromat digunakan sebagai katod dalam bateri ini. Keistimewaan bateri sedemikian adalah jangka hayat yang sangat panjang (dekad) dalam keadaan yang sesuai, keupayaan untuk beroperasi dalam sebarang keadaan (ruang, tekanan tinggi), tenaga spesifik yang tinggi mengikut berat dan isipadu. Kelemahan dalam tempoh yang singkat. Bateri sedemikian digunakan di mana ia perlu untuk mencipta kuasa elektrik yang besar untuk masa yang singkat (peluru berpandu balistik, beberapa kapal angkasa, dll.).

Bahan refraktori. Kalsium oksida, kedua-duanya dalam bentuk bebas dan sebagai sebahagian daripada campuran seramik, digunakan dalam penghasilan bahan refraktori.

Ubat-ubatan. Sebatian kalsium digunakan secara meluas sebagai antihistamin.

Kalsium klorida

Kalsium glukonat

Kalsium Gliserofosfat

Di samping itu, sebatian kalsium dimasukkan ke dalam komposisi persediaan untuk pencegahan osteoporosis, ke dalam kompleks vitamin untuk wanita hamil dan orang tua.

Peranan biologi

Kalsium adalah makronutrien biasa dalam tumbuhan, haiwan dan manusia. Pada manusia dan vertebrata lain, kebanyakannya terkandung dalam rangka dan gigi dalam bentuk fosfat. Rangka kebanyakan kumpulan invertebrata (span, polip karang, moluska, dll.) terdiri daripada pelbagai bentuk kalsium karbonat (limau). Ion kalsium terlibat dalam proses pembekuan darah, serta dalam memastikan tekanan osmotik darah yang berterusan. Ion kalsium juga berfungsi sebagai salah satu utusan sekunder sejagat dan mengawal pelbagai proses intraselular - penguncupan otot, eksositosis, termasuk rembesan hormon dan neurotransmitter, dll. Kepekatan kalsium dalam sitoplasma sel manusia adalah kira-kira 10-7 mol, dalam cecair antara sel kira-kira 10 - 3 mol.

Keperluan kalsium bergantung kepada umur. Bagi orang dewasa, elaun harian yang diperlukan ialah 800 hingga 1000 miligram (mg), dan untuk kanak-kanak dari 600 hingga 900 mg, yang sangat penting untuk kanak-kanak kerana pertumbuhan intensif rangka. Kebanyakan kalsium yang memasuki tubuh manusia dengan makanan terdapat dalam produk tenusu, kalsium yang selebihnya terdapat dalam daging, ikan, dan beberapa produk tumbuhan (terutama kekacang mengandungi banyak). Penyerapan berlaku di dalam usus besar dan kecil dan difasilitasi oleh persekitaran berasid, vitamin D dan vitamin C, laktosa, asid lemak tak tepu. Peranan magnesium dalam metabolisme kalsium juga penting; dengan kekurangannya, kalsium "dicuci" dari tulang dan disimpan di dalam buah pinggang (batu ginjal) dan otot.

Penyerapan kalsium terhalang oleh aspirin, asid oksalat, derivatif estrogen. Apabila digabungkan dengan asid oksalik, kalsium menghasilkan sebatian tidak larut air yang merupakan komponen batu karang.

Oleh kerana sejumlah besar proses yang berkaitan dengannya, kandungan kalsium dalam darah dikawal dengan tepat, dan dengan pemakanan yang betul, kekurangan tidak berlaku. Ketiadaan diet yang berpanjangan boleh menyebabkan kekejangan, sakit sendi, mengantuk, kecacatan pertumbuhan, dan sembelit. Kekurangan yang lebih mendalam membawa kepada kekejangan otot dan osteoporosis yang berterusan. Penyalahgunaan kopi dan alkohol boleh menjadi punca kekurangan kalsium, kerana sebahagian daripadanya dikumuhkan dalam air kencing.

Dos kalsium dan vitamin D yang berlebihan boleh menyebabkan hiperkalsemia, diikuti oleh kalsifikasi tulang dan tisu yang kuat (terutamanya menjejaskan sistem kencing). Lebihan yang berpanjangan mengganggu fungsi otot dan tisu saraf, meningkatkan pembekuan darah dan mengurangkan penyerapan zink oleh sel tulang. Dos selamat harian maksimum untuk orang dewasa ialah 1500 hingga 1800 miligram.

Produk Kalsium, mg / 100 g

Bijan 783

Jelatang 713

Mallow hutan 505

Pisang besar 412

Galinsoga 372

Sardin dalam minyak 330

Ivy budra 289

Anjing naik 257

Badam 252

Lanseolist pisang. 248

Hazelnut 226

Biji bayam 214

Selada air 214

Kacang soya kering 201

Kanak-kanak di bawah umur 3 tahun - 600 mg.

Kanak-kanak berumur 4 hingga 10 tahun - 800 mg.

Kanak-kanak berumur 10 hingga 13 tahun - 1000 mg.

Remaja dari 13 hingga 16 tahun - 1200 mg.

Orang muda 16 dan lebih tua - 1000 mg.

Dewasa 25 hingga 50 tahun - 800 hingga 1200 mg.

Wanita hamil dan menyusu - 1500 hingga 2000 mg.

Kesimpulan

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling banyak di bumi. Terdapat banyak di alam semula jadi: batu dan batu tanah liat terbentuk daripada garam kalsium, ia ditemui di air laut dan sungai, ia adalah sebahagian daripada organisma tumbuhan dan haiwan.

Kalsium sentiasa mengelilingi penduduk bandar: hampir semua bahan binaan asas - konkrit, kaca, bata, simen, kapur - mengandungi unsur ini dalam kuantiti yang ketara.

Sememangnya, mempunyai sifat kimia sedemikian, kalsium tidak boleh berada dalam keadaan bebas dalam alam semula jadi. Tetapi sebatian kalsium - semula jadi dan tiruan - telah menjadi sangat penting.

Bibliografi

1. Dewan editorial .: Knunyants I.L. (ketua editor) Ensiklopedia kimia: dalam 5 jilid - Moscow: ensiklopedia Soviet, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 p.

2. Doronin. N.A.Kaltsiy, Goskhimizdat, 1962.191 hlm. Dengan sakit.

3. Dotsenko VA. - Pemakanan rawatan-dan-prophylactic. - Soalan. makanan, 2001 - N1-hlm.21-25

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

www.e-ng.ru

Dunia sains

Kalsium ialah unsur logam subkumpulan II utama kumpulan 4 tempoh sistem berkala unsur kimia. Ia tergolong dalam keluarga logam alkali tanah. Tahap tenaga luaran atom kalsium mengandungi 2 elektron s berpasangan

Yang dia mampu berikan secara bersungguh-sungguh semasa interaksi kimia. Oleh itu, Kalsium adalah agen penurunan dan dalam sebatiannya mempunyai keadaan pengoksidaan +2. Secara semula jadi, kalsium hanya terdapat dalam bentuk garam. Pecahan jisim kalsium dalam kerak bumi - 3.6%. Mineral semulajadi utama kalsium ialah kalsit CaCO3 dan jenisnya - batu kapur, kapur, marmar. Terdapat juga organisma hidup (contohnya, karang), tulang belakangnya terdiri terutamanya daripada kalsium karbonat. Juga mineral penting kalsium ialah dolomit CaCO3 MgCO3, fluorit CaF2, gipsum CaSO4 2h3O, apatit, feldspar, dll. Kalsium memainkan peranan penting dalam kehidupan organisma hidup. Pecahan jisim kalsium dalam tubuh manusia ialah 1.4-2%. Ia adalah sebahagian daripada gigi, tulang, tisu dan organ lain, mengambil bahagian dalam proses pembekuan darah, dan merangsang aktiviti jantung. Untuk membekalkan badan dengan jumlah kalsium yang mencukupi, adalah mustahak untuk mengambil susu dan produk tenusu, sayur-sayuran hijau, ikan.Bahan kalsium yang mudah adalah logam perak-putih yang tipikal. Ia agak keras, mulur, mempunyai ketumpatan 1.54 g / cm3 dan takat lebur 842? C. Secara kimia, kalsium sangat aktif. Di bawah keadaan biasa, ia mudah berinteraksi dengan oksigen dan kelembapan di udara; oleh itu, ia disimpan dalam bekas yang tertutup rapat. Apabila dipanaskan di udara, kalsium menyala dan membentuk oksida: 2Ca + O2 = 2CaO. Kalsium bertindak balas dengan klorin dan bromin apabila dipanaskan, dan dengan fluorin walaupun dalam keadaan sejuk. Hasil tindak balas ini ialah halida yang sepadan, contohnya: Ca + Cl2 = CaCl2. Apabila kalsium dipanaskan dengan sulfur, kalsium sulfida terbentuk: Ca + S = CaS. Kalsium boleh bertindak balas dengan bukan logam lain. Interaksi dengan plumbum air kepada pembentukan kalsium hidroksida yang tidak larut dan pembebasan hidrogen gas : Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3. Kalsium logam digunakan secara meluas. Ia digunakan sebagai rozkisnik dalam pembuatan keluli dan aloi, sebagai agen pengurangan untuk pengeluaran beberapa logam refraktori.

Kalsium diperoleh melalui elektrolisis lelehan kalsium klorida. Oleh itu, kalsium pertama kali diperoleh pada tahun 1808 oleh Humphrey Davy.

worldofscience.ru

Kalsium

KALSIUM-Saya adalah; m.[dari lat. calx (calcis) - kapur] Unsur kimia (Ca), logam perak-putih yang merupakan sebahagian daripada batu kapur, marmar, dsb.

◁ Kalsium, ke, ke. garam K-th.

kalsium

(lat. Kalsium), unsur kimia kumpulan II jadual berkala, merujuk kepada logam alkali tanah. Nama daripada lat. calx, genitive calcis ialah kapur. Logam perak-putih, ketumpatan 1.54 g / cm 3, t pl 842ºC. Ia mudah teroksida dalam udara pada suhu biasa. Dari segi kelaziman di kerak bumi, ia menduduki tempat ke-5 (mineral kalsit, gipsum, fluorit, dll.). Sebagai agen penurunan aktif, ia digunakan untuk mendapatkan U, Th, V, Cr, Zn, Be dan logam lain daripada sebatiannya, untuk penyahoksidaan keluli, gangsa, dll. Ia adalah sebahagian daripada bahan anti geseran. Sebatian kalsium digunakan dalam pembinaan (kapur, simen), persediaan kalsium digunakan dalam perubatan.

KALSIUM

KALSIUM (Kalsium Latin), Ca (baca "kalsium"), unsur kimia dengan nombor atom 20, terletak dalam tempoh keempat dalam kumpulan IIA sistem unsur berkala Mendeleev; jisim atom 40.08. Merujuk kepada bilangan unsur alkali tanah (cm. LOGAM BUMI BERALKALI).
Kalsium semulajadi terdiri daripada campuran nuklida (cm. NUCLID) dengan nombor jisim 40 (dalam campuran mengikut berat 96.94%), 44 (2.09%), 42 (0.667%), 48 (0.187%), 43 (0.135%) dan 46 (0.003%). Konfigurasi lapisan elektron luar 4 s 2 ... Dalam hampir semua sebatian, keadaan pengoksidaan kalsium ialah +2 (valens II).
Jejari atom kalsium neutral ialah 0.1974 nm, jejari ion Ca 2+ ialah dari 0.114 nm (untuk nombor koordinasi 6) hingga 0.148 nm (untuk nombor koordinasi 12). Tenaga pengionan berjujukan bagi atom kalsium neutral ialah 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 dan 84.5 eV, masing-masing. Pada skala Pauling, keelektronegatifan kalsium adalah kira-kira 1.0. Kalsium bebas ialah logam putih keperakan.
Sejarah penemuan
Sebatian kalsium terdapat di mana-mana di alam semula jadi, jadi manusia telah biasa dengannya sejak zaman purba. Kapur telah lama digunakan dalam pembinaan (cm. LIME)(kapur cepat dan padam), yang untuk masa yang lama dianggap sebagai bahan mudah, "bumi". Walau bagaimanapun, pada tahun 1808 saintis Inggeris G. Davy (cm. DEVI Humphrey) berjaya mendapatkan logam baru daripada kapur. Untuk melakukan ini, Davy mengelektrolisis campuran kapur slaked yang sedikit lembap dengan oksida merkuri dan mengasingkan logam baru daripada amalgam yang terbentuk di katod merkuri, yang dipanggilnya kalsium (dari bahasa Latin calx, genus calcis - kapur). Di Rusia untuk beberapa waktu logam ini dipanggil "kapur".
Berada di alam semula jadi
Kalsium adalah salah satu unsur yang paling banyak di Bumi. Ia menyumbang 3.38% daripada jisim kerak bumi (kelima paling biasa selepas oksigen, silikon, aluminium dan besi). Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, kalsium bebas tidak ditemui di alam semula jadi. Kebanyakan kalsium terkandung dalam silikat (cm. SILIKAT) dan aluminosilikat (cm. ALUMOSILIKAT) pelbagai batu (granit (cm. GRANIT), gneises (cm. GNISS) dan lain-lain.). Dalam bentuk batuan sedimen, sebatian kalsium diwakili oleh kapur dan batu kapur, yang terdiri terutamanya daripada mineral kalsit. (cm. CALCITE)(CaCO 3). Bentuk kristal kalsit - marmar - adalah kurang biasa dalam alam semula jadi.
Mineral kalsium seperti batu kapur adalah perkara biasa. (cm. BATU KAPUR) CaCO 3, anhidrit (cm. ANHIDRIT) CaSO 4 dan gipsum (cm. GYPSUM) CaSO 4 2H 2 O, fluorit (cm. FLUORITE) CaF 2, apatit (cm. APATITIS) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (cm. DOLOMIT) MgCO 3 · СaCO 3. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air semula jadi menentukan kekerasannya (cm. KEKERASAN AIR)... Sebilangan besar kalsium ditemui dalam organisma hidup. Jadi, hidroksilapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH), atau, dalam notasi lain, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - asas tisu tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkerang dan cengkerang banyak invertebrata, kulit telur, dll. terdiri daripada kalsium karbonat CaCO 3.
Menerima
Kalsium logam diperoleh melalui elektrolisis leburan yang terdiri daripada CaCl 2 (75-80%) dan KCl atau daripada CaCl 2 dan CaF 2, serta dengan pengurangan aluminotermik CaO pada 1170-1200 ° C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Sifat fizikal dan kimia
Logam kalsium wujud dalam dua pengubahsuaian alotropik (lihat Alotropi (cm. ALLOTROPI)). Sehingga 443 ° C, a-Ca dengan kekisi berpusat muka padu adalah stabil (parameter a = 0.558 nm), lebih tinggi ialah b-Ca dengan kekisi berpusat badan padu jenis a-Fe (parameter a = 0.448 nm ). Takat lebur kalsium ialah 839 ° C, takat didih ialah 1484 ° C, ketumpatan ialah 1.55 g / cm 3.
Kereaktifan kalsium adalah tinggi, tetapi lebih rendah daripada semua logam alkali tanah yang lain. Ia mudah berinteraksi dengan oksigen, karbon dioksida dan lembapan di udara, itulah sebabnya permukaan kalsium logam biasanya berwarna kelabu kusam, jadi di makmal, kalsium biasanya disimpan, seperti logam alkali tanah yang lain, dalam balang tertutup rapat di bawah a lapisan minyak tanah.
Dalam siri potensi piawai, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensi elektrod piawai pasangan Ca 2+ / Ca 0 ialah –2.84 V, supaya kalsium bertindak balas secara aktif dengan air:
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2.
Kalsium bertindak balas dengan bukan logam aktif (oksigen, klorin, bromin) dalam keadaan normal:
2Ca + O 2 = 2CaO; Ca + Br 2 = CaBr 2.
Apabila dipanaskan dalam udara atau oksigen, kalsium menyala. Kalsium berinteraksi dengan bukan logam yang kurang aktif (hidrogen, boron, karbon, silikon, nitrogen, fosforus dan lain-lain) apabila dipanaskan, contohnya:
Ca + H 2 = CaH 2 (kalsium hidrida),
Ca + 6B = CaB 6 (kalsium borida),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kalsium nitrida)
Ca + 2C = CaC 2 (kalsium karbida)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (kalsium fosfida), kalsium fosfida bagi komposisi CaP dan CaP 5 juga diketahui;
2Ca + Si = Ca 2 Si (kalsium silisid), kalsium silisid daripada komposisi CaSi, Ca 3 Si 4 dan CaSi 2 juga diketahui.
Perjalanan tindak balas di atas, sebagai peraturan, disertai dengan pembebasan sejumlah besar haba (iaitu, tindak balas ini adalah eksotermik). Dalam semua sebatian dengan bukan logam, keadaan pengoksidaan kalsium ialah +2. Kebanyakan sebatian kalsium dengan bukan logam mudah terurai oleh air, contohnya:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Kalsium oksida biasanya asas. Di makmal dan teknologi, ia diperoleh melalui penguraian haba karbonat:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Kalsium oksida CaO teknikal dipanggil kapur cepat.
Ia bertindak balas dengan air untuk membentuk Ca (OH) 2 dan membebaskan sejumlah besar haba:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
Ca (OH) 2 yang diperoleh dengan cara ini biasanya dipanggil kapur slaked atau susu kapur. (cm. SUSU LIMAU) disebabkan oleh fakta bahawa keterlarutan kalsium hidroksida dalam air adalah rendah (0.02 mol / l pada 20 ° C), dan apabila ia ditambah kepada air, penggantungan putih terbentuk.
Apabila berinteraksi dengan oksida berasid, CaO membentuk garam, contohnya:
CaO + CO 2 = CaCO 3; CaO + SO 3 = CaSO 4.
Ion Ca 2+ tidak berwarna. Apabila garam kalsium ditambah ke dalam api, nyalaan menjadi merah bata.
Garam kalsium seperti klorida CaCl 2, bromida CaBr 2, iodida CaI 2 dan nitrat Ca (NO 3) 2 mudah larut dalam air. Fluorida CaF 2, karbonat CaCO 3, sulfat CaSO 4, purata ortofosfat Ca 3 (PO 4) 2, oksalat CaC 2 O 4 dan beberapa yang lain tidak larut dalam air.
Yang sangat penting ialah hakikat bahawa, berbeza dengan purata kalsium karbonat CaCO 3, kalsium karbonat berasid (bikarbonat) Ca (HCO 3) 2 larut dalam air. Secara semula jadi, ini membawa kepada proses berikut. Apabila hujan sejuk atau air sungai tepu dengan karbon dioksida menembusi bawah tanah dan jatuh ke atas batu kapur, pelarutannya diperhatikan:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.
Di tempat yang sama di mana air tepu dengan kalsium bikarbonat keluar ke permukaan bumi dan dipanaskan oleh sinar matahari, tindak balas yang bertentangan berlaku:
Ca (HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Ini adalah bagaimana jisim besar bahan dipindahkan dalam alam semula jadi. Akibatnya, lubang benam yang besar boleh terbentuk di bawah tanah (lihat Karst (cm. KARST (fenomena semula jadi))), dan "icicles" batu yang indah - stalaktit terbentuk di dalam gua (cm. STALAKTIT (pembentukan mineral)) dan stalagmit (cm. STALAGMIT).
Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sebahagian besarnya menentukan kekerasan sementara air (cm. KEKERASAN AIR)... Ia dipanggil sementara kerana apabila air mendidih, bikarbonat terurai, dan CaCO 3 memendakan. Fenomena ini membawa, sebagai contoh, kepada fakta bahawa skala terkumpul di dalam cerek dari semasa ke semasa.
Penggunaan kalsium dan sebatiannya
Kalsium logam digunakan untuk penghasilan metalloterma uranium (cm. Uranium (unsur kimia)), torium (cm. TORIUM), titanium (cm. TITANIUM (unsur kimia)), zirkonium (cm. ZIRKONIUM), cesium (cm. CESIUM) dan rubidium (cm. RUBIDIUM).
Sebatian kalsium semulajadi digunakan secara meluas dalam penghasilan bahan pengikat (simen (cm. SIMEN), plaster (cm. GYPSUM), kapur, dll.). Kesan pengikatan kapur slaked adalah berdasarkan fakta bahawa dari masa ke masa, kalsium hidroksida bertindak balas dengan karbon dioksida di udara. Hasil daripada tindak balas yang berterusan, kristal acicular kalsit CaCO 3 terbentuk, yang tumbuh menjadi batu, batu bata, dan bahan binaan yang berdekatan dan, seolah-olah, mengimpalnya menjadi satu keseluruhan. Kalsium karbonat kristal - marmar adalah bahan penamat yang sangat baik. Kapur digunakan untuk pemutihan. Sebilangan besar batu kapur digunakan dalam pengeluaran besi tuang, kerana ia membenarkan bendasing refraktori bijih besi (contohnya, kuarza SiO 2) ditukar menjadi sanga lebur yang agak rendah.
Peluntur sangat berkesan sebagai pembasmi kuman. (cm. SERBUK PEMUTIH)- "klorin" Ca (OCl) Cl - campuran klorida dan kalsium hipoklorit (cm. KALSIUM HIPOKLORIT) dengan kapasiti pengoksidaan yang tinggi.
Kalsium sulfat juga digunakan secara meluas, sedia ada dalam bentuk sebatian kontang dan dalam bentuk hidrat kristal - yang dipanggil sulfat "separa akueus" - alabaster (cm. Aleviz Fryazin (Milan)) CaSO 4 · 0.5H 2 O dan dihidrat sulfat - gipsum CaSO 4 · 2H 2 O. Gipsum digunakan secara meluas dalam pembinaan, dalam arca, untuk pembuatan stuko dan pelbagai produk seni. Plaster juga digunakan dalam perubatan untuk membaiki tulang yang patah.
Kalsium klorida CaCl 2 digunakan bersama garam meja untuk permukaan jalan anti-aising. Kalsium fluorida CaF 2 adalah bahan optik yang sangat baik.
Kalsium dalam badan
Kalsium adalah nutrien (cm. ELEMEN BIOGENIK), sentiasa terdapat dalam tisu tumbuhan dan haiwan. Komponen penting dalam metabolisme mineral haiwan dan manusia dan pemakanan mineral tumbuhan, kalsium melakukan pelbagai fungsi dalam badan. Sebagai sebahagian daripada apatite (cm. APATITE), serta kalsium sulfat dan karbonat, membentuk komponen mineral tisu tulang. Badan manusia seberat 70 kg mengandungi kira-kira 1 kg kalsium. Kalsium mengambil bahagian dalam kerja saluran ion (cm. SALURAN ION), menjalankan pengangkutan bahan melalui membran biologi, dalam penghantaran impuls saraf (cm. IMPULSI SARAF), dalam proses pembekuan darah (cm. KUMPULAN DARAH) dan persenyawaan. Mengawal metabolisme kalsium dalam badan calciferols (cm. CALCIFEROLES)(vitamin D). Kekurangan atau lebihan kalsium membawa kepada pelbagai penyakit - riket (cm. RICKET), kalsifikasi (cm. KALCINOSIS) dan lain-lain.Oleh itu, makanan manusia hendaklah mengandungi sebatian kalsium dalam kuantiti yang diperlukan (800-1500 mg kalsium sehari). Kandungan kalsium tinggi dalam produk tenusu (seperti keju kotej, keju, susu), beberapa sayuran dan makanan lain. Persediaan kalsium digunakan secara meluas dalam perubatan.

Kamus ensiklopedia. 2009 .

sinonim:

Kalsium- unsur subkumpulan utama kumpulan kedua, tempoh keempat sistem berkala unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nombor atom 20. Ia ditetapkan oleh simbol Ca (Kalsium Latin). Bahan ringkas kalsium (nombor CAS: 7440-70-2) ialah logam alkali tanah yang lembut dan reaktif dengan warna putih keperakan.

Sejarah dan asal usul nama

Nama unsur berasal dari lat. calx (genitive calcis) - "kapur", "batu lembut". Ia telah dicadangkan oleh ahli kimia Inggeris Humphrey Davy, yang pada tahun 1808 mengasingkan kalsium logam dengan kaedah elektrolitik. Davy mengelektrolisiskan campuran kapur serak basah dengan merkuri oksida HgO pada plat platinum yang berfungsi sebagai anod. Kawat platinum yang direndam dalam merkuri cecair berfungsi sebagai katod. Hasil daripada elektrolisis, amalgam kalsium diperolehi. Setelah menghalau merkuri daripadanya, Davy memperoleh logam yang dipanggil kalsium. Sebatian kalsium - batu kapur, marmar, gipsum (serta kapur - hasil pemanggangan batu kapur) telah digunakan dalam industri pembinaan selama beberapa milenium. Sehingga akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai badan ringkas. Pada tahun 1789 A. Lavoisier mencadangkan bahawa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah bahan kompleks.

Berada di alam semula jadi

Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, kalsium bebas tidak ditemui di alam semula jadi.

Kalsium menyumbang 3.38% daripada jisim kerak bumi (kelima paling banyak selepas oksigen, silikon, aluminium dan besi).

Isotop

Kalsium berlaku secara semula jadi dalam bentuk campuran enam isotop: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca dan 48 Ca, antara yang paling biasa - 40 Ca - ialah 96.97%.

Daripada enam isotop semula jadi kalsium, lima adalah stabil. Isotop keenam 48 Ca, yang paling berat daripada enam dan sangat jarang (kelimpahan isotopnya hanya 0.187%), baru-baru ini ditemui mengalami pereputan beta berganda dengan separuh hayat 5.3 × 10 19 tahun.

Dalam batuan dan mineral

Kebanyakan kalsium terkandung dalam silikat dan aluminosilikat pelbagai batu (granit, gneisses, dll.), terutamanya dalam feldspar - anorthite Ca.

Dalam bentuk batuan sedimen, sebatian kalsium diwakili oleh kapur dan batu kapur, yang terdiri terutamanya daripada mineral kalsit (CaCO 3). Bentuk kristal kalsit - marmar - adalah kurang biasa dalam alam semula jadi.

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 CaCO 3. Kehadiran garam kalsium dan magnesium dalam air semula jadi menentukan kekerasannya.

Kalsium, berhijrah dengan kuat dalam kerak bumi dan terkumpul dalam pelbagai sistem geokimia, membentuk 385 mineral (keempat dalam bilangan mineral).

Penghijrahan dalam kerak bumi

Dalam penghijrahan semula jadi kalsium, peranan penting dimainkan oleh "keseimbangan karbonat" yang dikaitkan dengan tindak balas boleh balik interaksi kalsium karbonat dengan air dan karbon dioksida dengan pembentukan bikarbonat larut:

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

(keseimbangan beralih ke kiri atau ke kanan, bergantung kepada kepekatan karbon dioksida).

Penghijrahan biogenik memainkan peranan yang besar.

Dalam biosfera

Sebatian kalsium terdapat dalam hampir semua tisu haiwan dan tumbuhan (lihat juga di bawah). Sebilangan besar kalsium ditemui dalam organisma hidup. Jadi, hidroksiapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH, atau, dalam notasi lain, 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca (OH) 2 - asas tisu tulang vertebrata, termasuk manusia; cangkerang dan cengkerang banyak invertebrata, kulit telur, dll. terdiri daripada kalsium karbonat CaCO 3. Dalam tisu hidup manusia dan haiwan, 1.4-2% Ca (mengikut pecahan jisim); dalam badan manusia seberat 70 kg, kandungan kalsium adalah kira-kira 1.7 kg (terutamanya dalam komposisi bahan antara sel tisu tulang).

Menerima

Kalsium logam bebas diperoleh melalui elektrolisis leburan yang terdiri daripada CaCl 2 (75-80%) dan KCl atau daripada CaCl 2 dan CaF 2, serta pengurangan aluminotermal CaO pada 1170-1200 ° C:

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

Hartanah

Ciri-ciri fizikal

Logam kalsium wujud dalam dua pengubahsuaian alotropik. Sehingga 443 ° C, α-Ca dengan kekisi berpusat muka padu adalah stabil (parameter a = 0.558 nm), lebih tinggi adalah stabil β-Ca dengan kekisi berpusat badan padu jenis α-Fe (parameter a = 0.448 nm). Entalpi piawai Δ H 0 daripada peralihan α → β ialah 0.93 kJ / mol.

Sifat kimia

Dalam siri potensi piawai, kalsium terletak di sebelah kiri hidrogen. Potensi elektrod piawai pasangan Ca 2+ / Ca 0 ialah -2.84 V, supaya kalsium bertindak balas secara aktif dengan air, tetapi tanpa penyalaan:

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

Kehadiran kalsium bikarbonat terlarut dalam air sebahagian besarnya menentukan kekerasan sementara air. Ia dipanggil sementara kerana apabila air mendidih, bikarbonat terurai, dan CaCO 3 memendakan. Fenomena ini membawa, sebagai contoh, kepada fakta bahawa skala terkumpul di dalam cerek dari semasa ke semasa.

Permohonan

Penggunaan kalsium logam

Metallothermy

Kalsium logam tulen digunakan secara meluas dalam metallothermy untuk penghasilan logam nadir.

Pengaloian aloi

Percantuman nuklear

Isotop 48 Ca ialah bahan yang paling berkesan dan biasa digunakan untuk penghasilan unsur superberat dan penemuan unsur baharu dalam jadual berkala. Sebagai contoh, dalam kes menggunakan 48 ion Ca untuk mendapatkan unsur superheavy dalam pemecut, nukleus unsur-unsur ini terbentuk ratusan dan beribu kali lebih cekap daripada apabila menggunakan "projektil" (ion) lain.) Digunakan dalam bentuk dan untuk pengurangan logam, serta dalam pengeluaran kalsium sianida (dengan memanaskan kalsium karbida dalam nitrogen pada 1200 ° C, tindak balas adalah eksotermik, dijalankan dalam relau sianida).

Kalsium, serta aloinya dengan aluminium dan magnesium, digunakan dalam bateri elektrik terma sandaran sebagai anod (contohnya, unsur kalsium kromat). Kalsium kromat digunakan sebagai katod dalam bateri ini. Keistimewaan bateri sedemikian adalah jangka hayat yang sangat panjang (dekad) dalam keadaan yang sesuai, keupayaan untuk beroperasi dalam sebarang keadaan (ruang, tekanan tinggi), tenaga spesifik yang tinggi mengikut berat dan isipadu. Kelemahan dalam tempoh yang singkat. Bateri sedemikian digunakan di mana ia perlu untuk mencipta kuasa elektrik yang besar untuk masa yang singkat (peluru berpandu balistik, beberapa kapal angkasa, dll.).

Di samping itu, sebatian kalsium diperkenalkan ke dalam komposisi ubat untuk pencegahan osteoporosis, ke dalam kompleks vitamin untuk wanita hamil dan orang tua.

Peranan biologi kalsium

Kalsium adalah makronutrien biasa dalam tumbuhan, haiwan dan manusia. Pada manusia dan vertebrata lain, kebanyakannya terkandung dalam rangka dan gigi dalam bentuk fosfat. Rangka kebanyakan kumpulan invertebrata (span, polip karang, moluska, dll.) terdiri daripada pelbagai bentuk kalsium karbonat (limau). Ion kalsium terlibat dalam proses pembekuan darah, serta dalam memastikan tekanan osmotik darah yang berterusan. Ion kalsium juga berfungsi sebagai salah satu mediator sekunder sejagat dan mengawal pelbagai proses intraselular - penguncupan otot, eksositosis, termasuk rembesan hormon dan neurotransmitter, dll. Kepekatan kalsium dalam sitoplasma sel manusia adalah kira-kira 10-7 mol, dalam cecair antara sel kira-kira 10 3 mol.

Wanita hamil dan menyusu - 1500 hingga 2000 mg.

Sebatian kalsium- batu kapur, marmar, gipsum (serta kapur - hasil daripada batu kapur) telah digunakan dalam perniagaan pembinaan pada zaman dahulu. Sehingga akhir abad ke-18, ahli kimia menganggap kapur sebagai badan ringkas. Pada tahun 1789 A. Lavoisier mencadangkan bahawa kapur, magnesia, barit, alumina dan silika adalah bahan kompleks. Pada tahun 1808, Davy, menundukkan campuran kapur basah dengan merkuri oksida kepada elektrolisis dengan katod merkuri, menyediakan amalgam kalsium, dan dengan menyuling merkuri daripadanya, dia memperoleh logam yang dipanggil "kalsium" (dari lat. Calх, genus. kes calcis - kapur).

Penempatan elektron dalam orbital.

+ 20Са ... | 3s 3p 3d | 4s

Kalsium dipanggil logam alkali tanah dan dirujuk sebagai unsur S. Pada peringkat elektronik luaran, kalsium mempunyai dua elektron, jadi ia memberikan sebatian: CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3, dll. Kalsium tergolong dalam logam biasa - ia mempunyai pertalian yang hebat untuk oksigen, mengurangkan hampir semua logam daripada oksidanya, membentuk asas Ca (OH) 2 yang agak kuat.

Kekisi kristal logam boleh terdiri daripada pelbagai jenis, tetapi kalsium dicirikan oleh kekisi kubik berpusat muka.

Saiz, bentuk dan susunan bersama kristal dalam logam dipancarkan dengan kaedah metalografik. Penilaian yang paling lengkap tentang struktur logam dalam hal ini disediakan oleh analisis mikroskopik bahagian nipisnya. Satu sampel dipotong daripada logam untuk diuji dan satahnya dikisar, digilap dan terukir dengan larutan khas (etchant). Hasil daripada etsa, struktur sampel dilepaskan, yang diperiksa atau difoto menggunakan mikroskop metalografik.

Kalsium ialah logam ringan (d = 1.55), putih keperakan. Ia lebih keras dan cair pada suhu yang lebih tinggi (851 ° C) berbanding dengan natrium, yang terletak di sebelahnya dalam jadual berkala. Ini disebabkan oleh fakta bahawa terdapat dua elektron untuk satu ion kalsium dalam logam. Oleh itu, ikatan kimia antara ion dan gas elektron adalah lebih kuat daripada natrium. Dalam tindak balas kimia, elektron valens kalsium dipindahkan ke atom unsur lain. Dalam kes ini, ion bercas berganda terbentuk.

Kalsium sangat reaktif terhadap logam, terutamanya oksigen. Di udara, ia teroksida lebih perlahan daripada logam alkali, kerana filem oksida di atasnya kurang telap kepada oksigen. Apabila dipanaskan, kalsium terbakar dengan pembebasan sejumlah besar haba:

Kalsium bertindak balas dengan air, menyesarkan hidrogen daripadanya dan membentuk asas:

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

Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi berkenaan dengan oksigen, kalsium menemui beberapa aplikasi untuk penghasilan logam nadir daripada oksidanya. Oksida logam dipanaskan bersama cip kalsium; hasil daripada tindak balas, kalsium oksida dan logam diperolehi. Penggunaan kalsium dan beberapa aloinya untuk apa yang dipanggil penyahoksidaan logam adalah berdasarkan sifat yang sama. Kalsium ditambah kepada logam cair dan ia menghilangkan kesan oksigen terlarut; kalsium oksida yang terhasil terapung ke permukaan logam. Kalsium terdapat dalam beberapa aloi.

Kalsium diperoleh melalui elektrolisis kalsium klorida cair atau kaedah aluminotermik. Kalsium oksida, atau kapur slaked, adalah serbuk putih, ia cair pada 2570 ° C. Ia diperoleh dengan mengkalsinkan batu kapur:

CaCO3 = CaO + CO2 ^

Kalsium oksida ialah oksida asas, jadi ia bertindak balas dengan asid dan anhidrida asid. Dengan air, ia memberikan asas - kalsium hidroksida:

CaO + H2O = Ca (OH) 2

Penambahan air kepada kalsium oksida, dipanggil slaking kapur, diteruskan dengan pembebasan sejumlah besar haba. Dalam kes ini, sebahagian daripada air bertukar menjadi wap. Kalsium hidroksida, atau kapur slaked, adalah bahan putih, sedikit larut dalam air. Larutan berair kalsium hidroksida dipanggil air kapur. Larutan sedemikian mempunyai sifat alkali yang agak kuat, kerana kalsium hidroksida terurai dengan baik:

Ca (OH) 2 = Ca + 2OH

Berbanding dengan hidrat oksida logam alkali, kalsium hidroksida adalah bes yang lebih lemah. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa ion kalsium bercas dua kali ganda dan menarik kumpulan hidroksil dengan lebih kuat.

Kapur berlemak dan larutannya, dipanggil air kapur, bertindak balas dengan asid dan anhidrida asid, termasuk karbon dioksida. Air kapur digunakan di makmal untuk penemuan karbon dioksida, kerana kalsium karbonat yang tidak larut yang terbentuk menyebabkan air menjadi keruh:

Ca + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

Walau bagaimanapun, dengan penghantaran karbon dioksida yang berpanjangan, larutan menjadi jelas semula. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kalsium karbonat ditukar menjadi garam larut - kalsium bikarbonat:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

Dalam industri, kalsium diperoleh dengan dua cara:

Memanaskan campuran briket serbuk CaO dan Al pada 1200 ° C dalam vakum 0.01 - 0.02 mm. rt. Seni .; dipancarkan melalui tindak balas:

6СаО + 2Аl = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Wap kalsium terpeluwap pada permukaan sejuk.

Aloi Cu - Ca (65% Ca) disediakan melalui elektrolisis CaCl2 dan KCl cair dengan katod kuprum-kalsium cecair, dari mana kalsium disuling pada suhu 950 - 1000 ° C dalam vakum 0.1 - 0.001 mm Hg.

Kaedah untuk menghasilkan kalsium melalui pemisahan haba kalsium karbida CaC2 juga telah dibangunkan.

Kalsium adalah salah satu unsur yang paling banyak di alam. Ia mengandungi lebih kurang 3% (jisim) dalam kerak bumi. Garam kalsium secara semula jadi membentuk pengumpulan besar dalam bentuk karbonat (kapur, marmar), sulfat (gipsum), fosfat (fosforit). Di bawah tindakan air dan karbon dioksida, karbonat masuk ke dalam larutan dalam bentuk hidrokarbon dan diangkut oleh perairan bawah tanah dan sungai dalam jarak yang jauh. Gua boleh terbentuk apabila garam kalsium dihanyutkan. Mendapan kalsium karbonat boleh terbentuk di lokasi baru disebabkan oleh penyejatan air atau peningkatan suhu. Sebagai contoh, stalaktit dan stalagmit terbentuk di dalam gua.

Garam kalsium dan magnesium larut menentukan kekerasan keseluruhan air. Jika ia terdapat dalam air dalam kuantiti yang kecil, maka air itu dipanggil lembut. Dengan kandungan garam ini yang tinggi (100 - 200 mg. Garam kalsium - dalam 1 liter. Dari segi ion), air dianggap keras. Dalam air sedemikian, sabun tidak berbuih dengan baik, kerana garam kalsium dan magnesium membentuk sebatian tidak larut dengannya. Dalam air keras, produk makanan kurang direbus, dan apabila direbus, ia memberi skala pada dinding dandang stim. Skala tidak mengalirkan haba dengan baik, menyebabkan peningkatan dalam penggunaan bahan api dan mempercepatkan haus dinding dandang. Pembentukan skala adalah proses yang kompleks. Apabila dipanaskan, garam berasid kalsium dan magnesium asid karbonik terurai dan berubah menjadi karbonat tidak larut:

Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

Keterlarutan kalsium sulfat CaSO4 juga berkurangan apabila dipanaskan, oleh itu ia termasuk dalam skala.

Kekerasan yang disebabkan oleh kehadiran kalsium dan magnesium bikarbonat dalam air dipanggil karbonat atau sementara, kerana ia disingkirkan dengan mendidih. Sebagai tambahan kepada kekerasan karbonat, kekerasan bukan karbonat juga dibezakan, yang bergantung pada kandungan kalsium dan magnesium sulfat dan klorida di dalam air. Garam ini tidak dikeluarkan dengan mendidih, dan oleh itu kekerasan bukan karbonat juga dipanggil kekerasan kekal. Kekerasan karbonat dan bukan karbonat menambah kekerasan total.

Untuk menghapuskan kekerasan sepenuhnya, air kadangkala disuling. Untuk menghapuskan kekerasan karbonat, air direbus. Kekerasan umum dihapuskan sama ada dengan penambahan bahan kimia, atau dengan bantuan penukar kation yang dipanggil. Apabila menggunakan kaedah kimia, garam kalsium dan magnesium larut ditukar kepada karbonat tidak larut, contohnya, susu kapur dan soda ditambah:

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

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

Penghapusan kekakuan dengan penukar kation adalah proses yang lebih sempurna. Kationit ialah bahan kompleks (sebatian semula jadi silikon dan aluminium, sebatian organik molekul tinggi), yang komposisinya boleh dinyatakan dengan formula Na2R, di mana R ialah sisa berasid kompleks. Apabila air ditapis 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 mengalir dari penukar kation ke larutan. Untuk memulihkan penukar kation yang digunakan, ia dibasuh dengan larutan natrium klorida. Dalam kes ini, proses sebaliknya berlaku: ion Ca dalam penukar kation digantikan dengan ion Na:

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

Penukar kation yang dijana semula boleh digunakan semula untuk pembersihan air.

Dalam bentuk logam tulen, Ca digunakan sebagai agen penurunan untuk U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb dan beberapa logam nadir bumi serta sebatiannya. Ia juga digunakan untuk menyahoksida keluli, gangsa dan aloi lain, untuk mengeluarkan sulfur daripada produk petroleum, untuk penyahhidratan cecair organik, untuk menulenkan argon daripada kekotoran nitrogen, dan sebagai penyerap gas dalam peranti elektrovakum. Bahan anti-fiksyen sistem Pb - Na - Ca, serta aloi Pb - Ca, yang digunakan untuk pembuatan sarung kabel elektrik, digunakan secara meluas dalam teknologi. Aloi Ca - Si - Ca (silicocalcium) digunakan sebagai penyahoksida dan degasser dalam penghasilan keluli berkualiti.

Kalsium adalah salah satu unsur biogenik yang diperlukan untuk kehidupan normal. Ia terdapat dalam semua tisu dan cecair haiwan dan tumbuhan. Hanya organisma yang jarang boleh berkembang dalam persekitaran bebas Ca. Dalam sesetengah organisma, kandungan Ca mencapai 38%: pada manusia - 1.4 - 2%. Sel-sel organisma tumbuhan dan haiwan memerlukan nisbah yang jelas bagi ion Ca, Na dan K dalam media ekstraselular. Tumbuhan memperoleh Ca daripada tanah. Menurut hubungannya dengan Ca, tumbuhan dibahagikan kepada calcephiles dan calcephobes. Haiwan menerima Ca daripada makanan dan air. Ca diperlukan untuk pembentukan beberapa struktur selular, pengekalan kebolehtelapan normal membran sel luar, untuk persenyawaan telur ikan dan haiwan lain, dan pengaktifan beberapa enzim. Ion Ca menghantar pengujaan kepada gentian otot, menyebabkan ia mengecut, meningkatkan kekuatan kontraksi jantung, meningkatkan fungsi fagosit leukosit, mengaktifkan sistem protein darah pelindung, dan mengambil bahagian dalam pembekuannya. Dalam sel, hampir semua Ca adalah dalam bentuk sebatian dengan protein, asid nukleik, fosfolipid, dalam kompleks dengan fosfat tak organik dan asid organik. Dalam plasma darah manusia dan haiwan yang lebih tinggi, hanya 20-40% Ca boleh dikaitkan dengan protein. Pada haiwan dengan rangka, sehingga 97 - 99% daripada semua Ca digunakan sebagai bahan binaan: dalam invertebrata, terutamanya dalam bentuk CaCO3 (cangkang moluska, karang), dalam vertebrata, dalam bentuk fosfat. Banyak invertebrata menyimpan Ca sebelum molting untuk membina rangka baru atau untuk menyediakan fungsi penting dalam keadaan yang tidak menguntungkan. Kandungan Ca dalam darah manusia dan haiwan yang lebih tinggi dikawal oleh hormon paratiroid dan kelenjar tiroid. Vitamin D memainkan peranan penting dalam proses ini. Penyerapan Ca berlaku di bahagian anterior usus kecil. Penyerapan Ca merosot dengan penurunan keasidan dalam usus dan bergantung kepada nisbah Ca, fosforus dan lemak dalam makanan. Nisbah Ca / P optimum dalam susu lembu adalah kira-kira 1.3 (0.15 dalam kentang, 0.13 dalam kacang, 0.016 dalam daging). Dengan lebihan P dan asid oksalik dalam makanan, penyerapan Ca merosot. Asid hempedu mempercepatkan penyerapannya. Nisbah optimum Ca / lemak dalam makanan manusia ialah 0.04 - 0.08 g Ca per 1 g. gemuk. Pembebasan Ca berlaku terutamanya melalui usus. Mamalia kehilangan banyak Ca dalam susu semasa penyusuan. Dengan pelanggaran metabolisme fosforus-kalsium pada haiwan muda dan kanak-kanak, riket berkembang, pada haiwan dewasa - perubahan dalam komposisi dan struktur rangka (osteomalacia).

Dalam perubatan, persediaan Ca menghilangkan gangguan yang berkaitan dengan kekurangan ion Ca dalam badan (dengan tetani, spasmophilia, riket). Persediaan Ca mengurangkan hipersensitiviti kepada alergen dan digunakan untuk merawat penyakit alahan (sakit serum, demam tidur, dll.). Persediaan Ca mengurangkan kebolehtelapan vaskular yang meningkat dan mempunyai kesan anti-radang. Ia digunakan untuk vaskulitis hemoragik, penyakit radiasi, proses keradangan (radang paru-paru, pleurisy, dll.) dan beberapa penyakit kulit. Ditetapkan sebagai agen penghenti darah, untuk meningkatkan aktiviti otot jantung dan meningkatkan tindakan ubat digitalis, sebagai penawar untuk keracunan dengan garam magnesium. Bersama-sama dengan ubat lain, persediaan Ca digunakan untuk merangsang persalinan. Ca klorida diberikan melalui mulut dan intravena. Ossocalcinol (15% penggantungan steril serbuk tulang yang disediakan khas dalam minyak pic) dicadangkan untuk terapi tisu.

Persediaan Ca juga termasuk gipsum (CaSO4), yang digunakan dalam pembedahan untuk tuangan plaster, dan kapur (CaCO3), yang diberikan secara lisan dengan peningkatan keasidan jus gastrik dan untuk menyediakan serbuk gigi.