كل شيء عن كيمياء الكالسيوم. الكالسيوم (الكالسيوم، الكالسيوم). أعاصير الرماد الصخري

الكالسيوم

الكالسيوم-أنا؛ م.[من اللات. كالكس (كالسيس) – جير] عنصر كيميائي (Ca) معدن فضي أبيض، وهو جزء من الحجر الجيري والرخام وما إلى ذلك.

◁ كالسيوم اه اه أملاح ك.

الكالسيوم

(lat. الكالسيوم)، وهو عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وينتمي إلى المعادن الأرضية القلوية. الاسم من اللات. كالكس، كالسيس التناسلي - الجير. معدن فضي-أبيض، كثافته 1.54 جم/سم3، ر 842 درجة مئوية. في درجات الحرارة العادية يتأكسد بسهولة في الهواء. ومن حيث الانتشار في القشرة الأرضية فهو يحتل المرتبة الخامسة (معادن الكالسيت والجبس والفلوريت وغيرها). كعامل اختزال نشط، يتم استخدامه للحصول على U، Th، V، Cr، Zn، Be والمعادن الأخرى من مركباتها، لإزالة الأكسدة من الفولاذ والبرونز وما إلى ذلك. وهو جزء من المواد المضادة للاحتكاك. تستخدم مركبات الكالسيوم في البناء (الجير والأسمنت) وتستخدم مستحضرات الكالسيوم في الطب.

الكالسيوم

الكالسيوم (lat. كالسيوم)، Ca (اقرأ "الكالسيوم")، عنصر كيميائي برقم ذري 20، يقع في الفترة الرابعة في المجموعة IIA من نظام مندليف الدوري للعناصر؛ الكتلة الذرية 40.08. ينتمي إلى العناصر الأرضية القلوية (سم.المعادن الأرضية القلوية).
يتكون الكالسيوم الطبيعي من خليط من النويدات (سم.نيوكليد)بأعداد كتلية 40 (في خليط بكتلة 96.94%)، 44 (2.09%)، 42 (0.667%)، 48 (0.187%)، 43 (0.135%) و 46 (0.003%). تكوين طبقة الإلكترون الخارجية 4 س 2 . في جميع المركبات تقريبًا، تكون حالة أكسدة الكالسيوم +2 (التكافؤ II).
يبلغ نصف قطر ذرة الكالسيوم المحايدة 0.1974 نانومتر، ونصف قطر أيون Ca 2+ يتراوح من 0.114 نانومتر (لرقم التنسيق 6) إلى 0.148 نانومتر (لرقم التنسيق 12). طاقات التأين المتسلسل لذرة الكالسيوم المحايدة هي، على التوالي، 6.133، 11.872، 50.91، 67.27 و 84.5 فولت. وفقًا لمقياس بولينج، تبلغ السالبية الكهربية للكالسيوم حوالي 1.0. في شكل حرالكالسيوم معدن أبيض فضي.
تاريخ الاكتشاف
توجد مركبات الكالسيوم في كل مكان في الطبيعة، لذلك عرفتها البشرية منذ القدم. منذ فترة طويلة يستخدم الجير في البناء (سم.جير)(الجير الحي والمطفأ)، والتي كانت تعتبر منذ فترة طويلة مادة بسيطة، "الأرض". ومع ذلك، في عام 1808 العالم الإنجليزي جي ديفي (سم.ديفي همفري)تمكنت من الحصول على معدن جديد من الجير. للقيام بذلك، تعرض ديفي للتحليل الكهربائي لخليط من الجير المطفأ المبلل قليلاً مع أكسيد الزئبق وعزل معدنًا جديدًا من الملغم المتكون على كاثود الزئبق، والذي أطلق عليه اسم الكالسيوم (من الكلس اللاتيني، جنس الكالسيس - الجير). في روسيا لبعض الوقت كان يسمى هذا المعدن "التجويف".
التواجد في الطبيعة
الكالسيوم هو أحد العناصر الأكثر شيوعًا على الأرض. وهو يمثل 3.38% من كتلة القشرة الأرضية (الخامس الأكثر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون والألمنيوم والحديد). بسبب نشاطه الكيميائي العالي، لا يتواجد الكالسيوم بشكل حر في الطبيعة. تم العثور على معظم الكالسيوم في السيليكات (سم.السيليكات)والألومينوسيليكات (سم.سيليكات الألومنيوم)متنوع الصخور(الجرانيت (سم.الجرانيت)النيس (سم.النيس)وما إلى ذلك وهلم جرا.). مثل صخور رسوبيةوتتمثل مركبات الكالسيوم بالطباشير والحجر الجيري، وتتكون بشكل رئيسي من معدن الكالسيت (سم.الكالسيت)(كاكو 3). الشكل البلوري للكالسيت - الرخام - أقل شيوعًا في الطبيعة.
معادن الكالسيوم مثل الحجر الجيري شائعة جدًا (سم.حجر الكلس) CaCO3، الأنهيدريت (سم.الأنهيدريت) CaSO 4 والجبس (سم.جبس) CaSO4·2H2O، فلوريت (سم.الفلوريت)كاف 2، الأباتيت (سم.الأباتيت) Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH)، الدولوميت (سم.الدولوميت) MgCO 3 · كربونات الكالسيوم 3 . إن وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم في المياه الطبيعية يحدد صلابتها (سم.عسر الماء). توجد كمية كبيرة من الكالسيوم في الكائنات الحية. وبالتالي، فإن هيدروكسيباتيت Ca 5 (PO 4) 3 (OH)، أو، في مدخل آخر، 3Ca 3 (PO 4) 2 · Ca(OH) 2، هو أساس النسيج العظمي للفقاريات، بما في ذلك البشر؛ تصنع الأصداف والأصداف للعديد من اللافقاريات وقشور البيض وما إلى ذلك من كربونات الكالسيوم CaCO 3.
إيصال
يتم الحصول على الكالسيوم المعدني عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور يتكون من CaCl 2 (75-80%) وKCl أو من CaCl 2 وCaF 2، بالإضافة إلى الاختزال الألوميني الحراري لـ CaO عند 1170-1200 درجة مئوية:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
البدنية و الخواص الكيميائية
معدن الكالسيوم موجود في اثنين تعديلات تآصلية(انظر التآصل (سم.التآصل)). حتى 443 درجة مئوية، تكون a-Ca مع شبكة مكعبة محورها الوجه (المعلمة a = 0.558 نانومتر) مستقرة؛ b-Ca مع شبكة مكعبة محورها الجسم من النوع a-Fe (المعلمة a = 0.448 نانومتر) تكون مستقرة. أكثر استقرارا. درجة انصهار الكالسيوم 839 درجة مئوية، ودرجة الغليان 1484 درجة مئوية، والكثافة 1.55 جم/سم3.
النشاط الكيميائي للكالسيوم مرتفع، ولكنه أقل من جميع المعادن الأرضية القلوية الأخرى. يتفاعل بسهولة مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والرطوبة الموجودة في الهواء، ولهذا السبب عادة ما يكون سطح معدن الكالسيوم رماديًا باهتًا، لذلك يتم تخزين الكالسيوم في المختبر عادةً، مثل المعادن الأرضية القلوية الأخرى، في وعاء مغلق بإحكام تحت طبقة. من الكيروسين.
في سلسلة الجهود القياسية، يقع الكالسيوم على يسار الهيدروجين. جهد القطب القياسي لزوج Ca 2+ /Ca 0 هو –2.84 فولت، بحيث يتفاعل الكالسيوم بشكل نشط مع الماء:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.
يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات النشطة (الأكسجين، الكلور، البروم) في الظروف العادية:
2Ca + O 2 = 2CaO؛ Ca + Br2 = CaBr2.
عند تسخينه في الهواء أو الأكسجين، يشتعل الكالسيوم. يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات الأقل نشاطًا (الهيدروجين، البورون، الكربون، السيليكون، النيتروجين، الفوسفور وغيرها) عند تسخينه، على سبيل المثال:
Ca + H 2 = CaH 2 (هيدريد الكالسيوم)،
Ca + 6B = CaB 6 (بوريد الكالسيوم)،
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (نيتريد الكالسيوم)
Ca + 2C = CaC2 (كربيد الكالسيوم)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (فوسفيد الكالسيوم)، ومن المعروف أيضًا فوسفيدات الكالسيوم للتركيبات CaP وCaP 5؛
2Ca + Si = Ca 2 Si (مبيد سيليسيوم الكالسيوم)؛ ومن المعروف أيضًا أن مبيدات سيليسيوم الكالسيوم ذات التركيبات CaSi وCa 3 Si 4 وCaSi 2.
عادة ما يكون حدوث التفاعلات المذكورة أعلاه مصحوبًا بإطلاق كمية كبيرة من الحرارة (أي أن هذه التفاعلات طاردة للحرارة). في جميع المركبات التي تحتوي على اللافلزات، تكون حالة أكسدة الكالسيوم +2. معظم مركبات الكالسيوم مع اللافلزات تتحلل بسهولة بالماء، على سبيل المثال:
CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2،
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
أكسيد الكالسيوم عادة ما يكون أساسيا. يتم الحصول عليه في المختبر والتكنولوجيا عن طريق التحلل الحراري للكربونات:
كربونات الكالسيوم 3 = كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2.
يسمى أكسيد الكالسيوم التقني CaO بالجير الحي.
يتفاعل مع الماء لتكوين Ca(OH)2 ويطلق كمية كبيرة من الحرارة:
CaO + H2O = Ca(OH)2.
عادةً ما يُطلق على Ca(OH)2 الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة اسم الجير المطفأ أو حليب الجير (سم.حليب الليمون)ويرجع ذلك إلى أن ذوبان هيدروكسيد الكالسيوم في الماء منخفض (0.02 مول/لتر عند 20 درجة مئوية)، وعند إضافته إلى الماء يتكون معلق أبيض.
عند تفاعله مع الأكاسيد الحمضية، يشكل CaO أملاحًا، على سبيل المثال:
CaO + CO 2 = CaCO 3؛ CaO + SO 3 = CaSO 4.
أيون Ca 2+ عديم اللون. عند إضافة أملاح الكالسيوم إلى اللهب، يتحول اللهب إلى اللون الأحمر القرميدي.
أملاح الكالسيوم مثل كلوريد CaCl 2 وبروميد CaBr 2 ويوديد CaI 2 ونترات الكالسيوم (NO 3) 2 شديدة الذوبان في الماء. غير قابلة للذوبان في الماء هي الفلورايد CaF 2، كربونات CaCO 3، كبريتات CaSO 4، متوسط ​​أورثوفوسفات Ca 3 (PO 4) 2، أكسالات CaC 2 O 4 وبعض الآخرين.
ومن المهم، على عكس كربونات الكالسيوم المتوسطة CaCO 3، أن كربونات الكالسيوم الحمضية (بيكربونات) Ca(HCO 3) 2 قابلة للذوبان في الماء. في الطبيعة هذا يؤدي إلى العمليات التالية. عندما تخترق الأمطار الباردة أو مياه النهر المشبعة بثاني أكسيد الكربون تحت الأرض وتسقط على الحجر الجيري، يلاحظ ذوبانها:
كربونات الكالسيوم 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.
وفي نفس الأماكن التي يصل فيها الماء المشبع ببيكربونات الكالسيوم إلى سطح الأرض ويسخن أشعة الشمسفيحدث التفاعل العكسي:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل كميات كبيرة من المواد في الطبيعة. ونتيجة لذلك، يمكن أن تتشكل ثقوب ضخمة تحت الأرض (انظر كارست (سم.كارست (ظاهرة طبيعية))) ، وتتشكل "رقاقات ثلجية" حجرية جميلة - مقرنصات - في الكهوف (سم.الهوابط (التكوينات المعدنية))والصواعد (سم.الصواعد).
إن وجود بيكربونات الكالسيوم المذابة في الماء يحدد إلى حد كبير صلابة الماء المؤقتة. (سم.عسر الماء). ويسمى مؤقتا لأنه عندما يغلي الماء، تتحلل البيكربونات ويترسب كربونات الكالسيوم. تؤدي هذه الظاهرة، على سبيل المثال، إلى حقيقة أن الحجم يتشكل في الغلاية بمرور الوقت.
تطبيق الكالسيوم ومركباته
يستخدم معدن الكالسيوم في إنتاج اليورانيوم المعدني الحراري (سم.اليورانيوم (عنصر كيميائي))الثوريوم (سم.الثوريوم)التيتانيوم (سم.التيتانيوم (عنصر كيميائي))الزركونيوم (سم.الزركونيوم)السيزيوم (سم.السيزيوم)والروبيديوم (سم.الروبيديوم).
تستخدم مركبات الكالسيوم الطبيعية على نطاق واسع في إنتاج المواد الرابطة (الأسمنت (سم.يبني)الجبس (سم.جبس)، الجير، الخ). يعتمد التأثير الملزم للجير المطفأ على حقيقة أنه مع مرور الوقت، يتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء. نتيجة للتفاعل المستمر، يتم تشكيل بلورات الكالسيت CaCO3 على شكل إبرة، والتي تنمو لتصبح أحجارًا وطوبًا ومواد بناء أخرى مجاورة، كما كانت، تلحمها في كل واحد. كربونات الكالسيوم البلورية - رخام - ناعم مواد التشطيب. يستخدم الطباشير لتبييض. يتم استهلاك كميات كبيرة من الحجر الجيري في إنتاج الحديد الزهر، لأنها تجعل من الممكن تحويل الشوائب المقاومة للحرارة لخام الحديد (على سبيل المثال، الكوارتز SiO 2) إلى خبث منخفض الذوبان نسبيًا.
مثل مطهرالتبييض فعال جدا (سم.مسحوق التبييض)- "المبيض" Ca(OCl)Cl - كلوريد مختلط وهيبوكلوريد الكالسيوم (سم.هيبوكلوريت الكالسيوم)، مع قدرة أكسدة عالية.
كما تستخدم كبريتات الكالسيوم على نطاق واسع، فهي موجودة في شكل مركب لا مائي وفي شكل هيدرات بلورية - ما يسمى بالكبريتات "شبه المائية" - المرمر (سم.أليفيز فريزين (ميلانو)) CaSO 4 ·0.5H 2 O وثنائي هيدرات الكبريتات - الجبس CaSO 4 · 2H 2 O. يستخدم الجبس على نطاق واسع في البناء والنحت وتصنيع الجص والمنتجات الفنية المختلفة. يستخدم الجص أيضًا في الطب لتثبيت العظام أثناء الكسور.
يستخدم كلوريد الكالسيوم CaCl 2 مع ملح الطعام لمكافحة التثلّج أسطح الطرق. فلوريد الكالسيوم CaF 2 مادة بصرية ممتازة.
الكالسيوم في الجسم
الكالسيوم هو عنصر حيوي (سم.العناصر الحيوية)، موجود باستمرار في أنسجة النباتات والحيوانات. عنصر مهمالتمثيل الغذائي المعدني للحيوانات والبشر والتغذية المعدنية للنباتات، يؤدي الكالسيوم وظائف مختلفة في الجسم. مكون من الأباتيت (سم.الأباتيت)بالإضافة إلى الكبريتات والكربونات، يشكل الكالسيوم المكون المعدني لأنسجة العظام. يحتوي جسم الإنسان الذي يزن 70 كجم على حوالي 1 كجم من الكالسيوم. يشارك الكالسيوم في عمل القنوات الأيونية (سم.القنوات الأيونية)نقل المواد عبر الأغشية البيولوجية في نقل النبضات العصبية (سم.الدافع العصبي)، في عمليات تخثر الدم (سم.جلطة دموية أو خثرة)والتخصيب. ينظم الكالسيفيرول استقلاب الكالسيوم في الجسم (سم.الكالسيفيرول)(فيتامين د). نقص أو زيادة الكالسيوم يؤدي إلى أمراض مختلفة - الكساح (سم.الكساح)التكلس (سم.التكلس)الخ ولذلك يجب أن يحتوي غذاء الإنسان على مركبات الكالسيوم بالكميات المطلوبة (800-1500 ملجم كالسيوم يومياً). محتوى الكالسيوم مرتفع في منتجات الألبان (مثل الجبن والجبن والحليب) وبعض الخضروات وغيرها من الأطعمة. تستخدم مستحضرات الكالسيوم على نطاق واسع في الطب.

القاموس الموسوعي . 2009 .

المرادفات:

انظر ما هو "الكالسيوم" في القواميس الأخرى:

- (Ca) معدن أصفر لامع ولزج. جاذبية معينة 1.6. قاموس كلمات اجنبية، المدرجة في اللغة الروسية. بافلينكوف ف.، 1907. الكالسيوم (الكالسيوم اللاتيني الجديد، من الجير اللاتيني كالكس). معدن فضي اللون. قاموس الكلمات الأجنبية،... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

الكالسيوم- الكالسيوم، الكالسيوم، الكيميائي. عنصر، رمز Ca، معدن بلوري أبيض فضي لامع. كسر ينتمي إلى مجموعة الفلزات القلوية الأرضية. أود. الوزن 1.53؛ في. الخامس. 40.07؛ نقطة الانصهار 808 درجة. سا هي واحدة من ... الموسوعة الطبية الكبرى

- (الكالسيوم)، Ca، عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من النظام الدوري، العدد الذري 20، الكتلة الذرية 40.08؛ يشير إلى المعادن الأرضية القلوية. نقطة الانصهار 842shC. يوجد في الأنسجة العظمية للفقاريات، وقذائف الرخويات، وقشر البيض. الكالسيوم... ... الموسوعة الحديثة

المعدن أبيض فضي، ولزج، ومرن، ويتأكسد بسرعة في الهواء. معدل الانصهار سنويا 800-810 درجة. توجد في الطبيعة على شكل أملاح مختلفة تشكل رواسب من الطباشير والحجر الجيري والرخام والفوسفوريت والأباتيت والجبس وغيرها. دور... ... القاموس الفني للسكك الحديدية

- (الكالسيوم اللاتيني) Ca، عنصر كيميائي من المجموعة الثانية من الجدول الدوري، العدد الذري 20، الكتلة الذرية 40.078، ينتمي إلى الفلزات القلوية الأرضية. الاسم من اللاتينية كالكس، الجير الكلسي المضاف. معدن أبيض فضي، ... ... القاموس الموسوعي الكبير

- (الرمز Ca)، وهو معدن أبيض فضي منتشر من مجموعة ALKALINE EARTH، تم عزله لأول مرة عام 1808. ويوجد في العديد من الصخور والمعادن، وخاصة الحجر الجيري والجبس، وكذلك العظام. ويعزز في الجسم... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

Ca (من اللاتينية Calx، جنس calcis Lime *a. كالسيوم؛ n. Kalzium؛ f. كالسيوم؛ i. calcio)، مادة كيميائية. عنصر المجموعة الثانية الدورية. نظام مندليف، at.sci. 20، في. م 40.08. يتكون من ستة نظائر مستقرة: 40Ca (96.97%)، 42Ca (0.64%)،… … الموسوعة الجيولوجية

الكالسيوم والكالسيوم وغيرها الكثير. لا زوج (من اللاتينية كالكس الجير) (كيميائي). العنصر الكيميائي هو معدن أبيض فضي موجود في الجير. قاموس أوشاكوف التوضيحي. د.ن. أوشاكوف. 1935 1940… قاموس أوشاكوف التوضيحي

الكالسيوم، أنا، زوجي. عنصر كيميائي، معدن أبيض فضي ناعم. | صفة كالسيوم اه اه أملاح الكالسيوم. قاموس أوزيغوف التوضيحي. إس.آي. أوزيجوف ، إن يو. شفيدوفا. 1949 1992… قاموس أوزيجوف التوضيحي

زوج. المعدن الذي يتكون أساس كيميائيجير تكلس شيئًا ما أو تحرق المعدن أو الملح أو الحجر. تكلس النساء هذا العمل يحترق، المحموم. قاموس دال التوضيحي. في و. دال. 1863 1866… قاموس دال التوضيحي

الكالسيوم شائع جدًا في الطبيعة في شكله اتصالات مختلفة. في القشرة الأرضية، يحتل المرتبة الخامسة، حيث يمثل 3.25%، ويوجد في أغلب الأحيان على شكل حجر جيري CaCO3، دولوميت CaCO3*MgCO3، جبس CaSO4*2H2O، فوسفوريت Ca3(PO4)2 وفلورسبار CaF2، ولا يشكل نسبة كبيرة. نسبة الكالسيوم في تركيب صخور السيليكات. تحتوي مياه البحر على متوسط ​​0.04% (بالوزن) من الكالسيوم

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للكالسيوم

يوجد الكالسيوم في المجموعة الفرعية للمعادن الأرضية القلوية للمجموعة الثانية من الجدول الدوري للعناصر؛ الرقم التسلسلي 20، الوزن الذري 40.08، التكافؤ 2، الحجم الذري 25.9. نظائر الكالسيوم: 40 (97%)، 42 (0.64%)، 43 (0.15%)، 44 (2.06%)، 46 (0,003%)، 48 (0.185%). التركيب الإلكتروني لذرة الكالسيوم: 1s2، 2s2p6، 3s2p6، 4s2. نصف القطر الذري هو 1.97 أ، نصف قطر الأيون هو 1.06 أ. حتى 300 درجة، تكون بلورات الكالسيوم على شكل مكعب ذو أوجه مركزية وحجم جانبي 5.53 أ، وأكثر من 450 درجة لها شكل سداسي. الثقل النوعي للكالسيوم هو 1.542، نقطة الانصهار 851 درجة، نقطة الغليان 1487 درجة، حرارة الانصهار 2.23 كيلو كالوري / مول، حرارة التبخر 36.58 كيلو كالوري / مول. السعة الحرارية الذرية للكالسيوم الصلب Chr = 5.24 + 3.50*10V-3 T عند 298-673° K وCp = 6.29+1.40*10V-3T عند 673-1124° K؛ للكالسيوم السائل Cp = 7.63. إنتروبيا الكالسيوم الصلب هي 9.95 ± 1، وفي الحالة الغازية عند 25° 37.00 ± 0.01.
تمت دراسة مرونة بخار الكالسيوم الصلب بواسطة Yu.A. بريسيلكوف وأ.ن. نسميانوف، ب. دوغلاس ود. توملين. وترد في الجدول قيم ضغط البخار المشبع للكالسيوم. 1.

من حيث التوصيل الحراري، يقترب الكالسيوم من الصوديوم والبوتاسيوم، عند درجات حرارة 20-100 درجة يكون معامل التمدد الخطي 25 * 10v-6، عند 20 درجة تكون المقاومة الكهربائية 3.43 ميكرو أوم / سم 3، من 0 إلى 100 درجة معامل درجة حرارة المقاومة الكهربائية هو 0.0036. المكافئ الكهروكيميائي 0.74745 جم/أ*ساعة. قوة شد الكالسيوم 4.4 كجم/مم2، صلابة برينل 13، الاستطالة 53%، الانكماش النسبي 62%.
الكالسيوم له لون أبيض فضي ويلمع عند كسره. في الهواء، يُغطى المعدن بطبقة رقيقة رمادية مزرقة من النتريد والأكسيد وبيروكسيد الكالسيوم جزئيًا. الكالسيوم مرن ومرن. يمكن معالجتها على مخرطة، الحفر، القطع، النشر، الضغط، السحب، وما إلى ذلك. كلما كان المعدن أنقى، زادت ليونته.
في سلسلة الجهد، يقع الكالسيوم من بين أكثر المعادن سالبية كهربية، مما يفسر نشاطه الكيميائي العالي. في درجة حرارة الغرفة، لا يتفاعل الكالسيوم مع الهواء الجاف، عند 300 درجة وما فوقها يتأكسد بشكل مكثف، ومع تسخين قوي يحترق بلهب برتقالي محمر مشرق. في الهواء الرطب، يتأكسد الكالسيوم تدريجيا، ويتحول إلى هيدروكسيد؛ مع ماء بارديتفاعل ببطء نسبيا، ولكن من الماء الساخنيزيح الهيدروجين بقوة ويشكل الهيدروكسيد.
يتفاعل النيتروجين مع الكالسيوم بشكل ملحوظ عند درجة حرارة 300 درجة مئوية وبشكل مكثف للغاية عند درجة حرارة 900 درجة مئوية لتكوين نيتريد Ca3N2. مع الهيدروجين عند درجة حرارة 400 درجة مئوية، يشكل الكالسيوم هيدريد CaH2. لا يرتبط الكالسيوم بالهالوجينات الجافة، باستثناء الفلور، في درجة حرارة الغرفة؛ يحدث التكوين المكثف للهاليدات عند 400 درجة وما فوق.
الكبريتيك القوي (65-60 درجة بي) وأحماض النيتريك لها تأثير ضعيف على الكالسيوم النقي. من بين المحاليل المائية للأحماض المعدنية، حمض الهيدروكلوريك قوي جدًا، وحمض النيتريك قوي، وحمض الكبريتيك ضعيف. في محاليل NaOH المركزة ومحاليل الصودا، لا يتم تدمير الكالسيوم تقريبًا.

طلب

يستخدم الكالسيوم بشكل متزايد في مختلف الصناعات. في الآونة الأخيرة، اكتسب أهمية كبيرة كعامل اختزال في تحضير عدد من المعادن. يتم الحصول على معدن اليورانيوم النقي عن طريق اختزال فلوريد اليورانيوم مع معدن الكالسيوم. يمكن استخدام الكالسيوم أو هيدريداته لاختزال أكاسيد التيتانيوم، وكذلك أكاسيد الزركونيوم والثوريوم والتنتالوم والنيوبيوم وغيرها من المعادن النادرة. يعتبر الكالسيوم مزيلًا جيدًا للأكسدة ومزيل الغازات في إنتاج النحاس والنيكل وسبائك النيكل والكروم والفولاذ الخاص وبرونز النيكل والقصدير؛ فهو يزيل الكبريت والفوسفور والكربون من المعادن والسبائك.
يشكل الكالسيوم مركبات حرارية مع البزموت، لذلك يتم استخدامه لتنقية الرصاص من البزموت.
يضاف الكالسيوم إلى السبائك الخفيفة المختلفة. فهو يساعد على تحسين سطح السبائك وحجم الحبوب الدقيقة وتقليل الأكسدة. تستخدم السبائك الحاملة التي تحتوي على الكالسيوم على نطاق واسع. يمكن استخدام سبائك الرصاص (0.04% Ca) لصنع أغلفة الكابلات.
يستخدم الكالسيوم لتجفيف الكحوليات والمذيبات لإزالة الكبريت من المنتجات البترولية. تستخدم سبائك الكالسيوم مع الزنك أو مع الزنك والمغنيسيوم (70% Ca) لإنتاج خرسانة مسامية عالية الجودة. الكالسيوم جزء من السبائك المضادة للاحتكاك (بابيت الرصاص والكالسيوم).
نظرًا لقدرتها على ربط الأكسجين والنيتروجين، تُستخدم سبائك الكالسيوم أو الكالسيوم مع الصوديوم والمعادن الأخرى في تنقية الغازات النبيلة وكأداة في أجهزة الراديو الفراغية. ويستخدم الكالسيوم أيضًا لإنتاج الهيدريد، وهو مصدر للهيدروجين حالات المجال. مع الكربون، يشكل الكالسيوم كربيد الكالسيوم CaC2، المستخدم في كميات كبيرةلإنتاج الأسيتيلين C2H2.

تاريخ التطور

حصل ديوي لأول مرة على الكالسيوم على شكل ملغم في عام 1808، وذلك باستخدام التحليل الكهربائي للجير الرطب مع كاثود الزئبق. في عام 1852، حصل بنسن على ملغم يحتوي على نسبة عالية من الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول حمض الهيدروكلوريك من كلوريد الكالسيوم. في عام 1855، حصل بنسن وماتيسين على الكالسيوم النقي عن طريق التحليل الكهربائي لـ CaCl2 والمويسان عن طريق التحليل الكهربائي لـ CaF2. في عام 1893، قام بورشرز بتحسين التحليل الكهربائي لكلوريد الكالسيوم بشكل ملحوظ باستخدام التبريد الكاثودي؛ حصل أرندت في عام 1902 عن طريق التحليل الكهربائي على معدن يحتوي على 91.3% من الكالسيوم. استخدم روف وبلاتا خليطًا من CaCl2 وCaF2 لتقليل درجة حرارة التحليل الكهربائي؛ حصل بورشرز وستوكهام على إسفنجة عند درجة حرارة أقل من نقطة انصهار الكالسيوم.
تم حل مشكلة إنتاج الكالسيوم بالتحليل الكهربائي بواسطة راثيناو وسوتر، حيث اقترحا طريقة التحليل الكهربائي باستخدام كاثود اللمس، والتي سرعان ما أصبحت صناعية. كانت هناك العديد من المقترحات والمحاولات لإنتاج سبائك الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي، وخاصة على الكاثود السائل. وفقًا لـ F.O. يمكن الحصول على سبائك البنزيل من الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمركب CaF2 مع إضافة أملاح أو فلوروكسيدات معادن أخرى. قام بولين وميلان بإعداد سبيكة Ca-Al على كاثود من الألومنيوم السائل؛ حصل كوجلجن وسيوارد على سبيكة Ca-Zn على كاثود الزنك. تمت دراسة إنتاج سبائك الكالسيوم والزنك في عام 1913 من قبل دبليو مولدنهاور وجي أندرسن، وقاموا أيضًا بإعداد سبائك الرصاص والكالسيوم على كاثود الرصاص. استخدم كوبا وسيمكينز وجير محللًا كهربيًا من كاثود الرصاص 2000 أمبير وحصلوا على سبيكة تحتوي على 2% من الكالسيوم بكفاءة تيار تبلغ 20%. أضاف I. Tselikov و V. Wasinger كلوريد الصوديوم إلى المنحل بالكهرباء للحصول على سبيكة تحتوي على الصوديوم؛ ر.ر. قام سيرومياتنيكوف بخلط السبيكة وحقق 40-68% من الناتج الحالي. يتم إنتاج سبائك الكالسيوم مع الرصاص والزنك والنحاس عن طريق التحليل الكهربائي على نطاق صناعي
لقد اجتذبت الطريقة الحرارية لإنتاج الكالسيوم اهتمامًا كبيرًا. تم اكتشاف الاختزال الألوميني الحراري للأكاسيد في عام 1865 على يد سموه. بيكيتوف. وفي عام 1877، اكتشف ماليت تفاعل خليط من أكاسيد الكالسيوم والباريوم والسترونتيوم مع الألومنيوم عند تسخينه، وحاول وينكلر اختزال نفس الأكاسيد باستخدام المغنيسيوم؛ حصل بيلتز وفاجنر، عن طريق اختزال أكسيد الكالسيوم بالألمنيوم في الفراغ، على محصول منخفض من المعدن، وحقق جونز في عام 1929 نتائج أفضل. منظمة العفو الدولية. قام فوينتسكي في عام 1938 بتخفيض أكسيد الكالسيوم في المختبر باستخدام سبائك الألومنيوم والسيليكون. وقد حصلت هذه الطريقة على براءة اختراع في عام 1938. وفي نهاية الحرب العالمية الثانية، تلقت الطريقة الحرارية تطبيقًا صناعيًا.
في عام 1859، اقترح كارون طريقة لإنتاج سبائك الصوديوم مع معادن ترابية قلوية عن طريق تأثير الصوديوم المعدني على كلوريداتها. وباستخدام هذه الطريقة، يتم الحصول على الكالسيوم (والبارين) في سبيكة تحتوي على الرصاص.قبل الحرب العالمية الثانية، كان الإنتاج الصناعي للكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي يتم في ألمانيا والفراكشن. وفي بيترفيلد (ألمانيا)، في الفترة من 1934 إلى 1939، تم إنتاج 5-10 أطنان من الكالسيوم سنوياً. وتمت تغطية حاجة الولايات المتحدة من الكالسيوم عن طريق الواردات التي بلغت 10-25 جراماً سنوياً في الفترة 1920-1940. منذ عام 1940، عندما توقفت الواردات من فرنسا، بدأت الولايات المتحدة في إنتاج الكالسيوم بكميات كبيرة عن طريق التحليل الكهربائي. وفي نهاية الحرب بدأوا في الحصول على الكالسيوم باستخدام طريقة الفراغ الحراري؛ وبحسب إس. لوميس، فقد بلغ إنتاجها 4.5 طن يومياً. وفقًا لمينيرالي ياربوك، أنتجت شركة Dominium Magnesium في كندا الكالسيوم سنويًا:

معلومات عن حجم إطلاق الكالسيوم السنوات الاخيرةمفقود.

22.07.2019

هياكل الألمنيوم موثوقة في الاستخدام ويمكن أن تستمر لعقود. ومع ذلك، لضمان عمر خدمة طويل ...

22.07.2019

22.07.2019

يفكر العديد من أصحاب السيارات المستعملة في بيع سياراتهم مقابل الخردة. النماذج القديمة من Zhiguli و Volga و Moskvich ليست...

20.07.2019

قدمت الشركة الهندية الوطنية للألمنيوم مشروعها الاستثماري الرأسمالي في المستقبل القريب في الأيام الأولى من شهر يوليو من هذا العام. هي ذاهبة...

20.07.2019

ليس سراً أن منتجات الكابلات مصممة لفترة معينة من التشغيل والتخزين. وبعد الانتهاء منه يجب عليك...

20.07.2019

قد تنشأ بعض الصعوبات عند الاختيار والشراء بوابات منزلقة. هناك العديد من أنواع هذه المنتجات. ويختلفون عن بعضهم البعض في التصميم..

20.07.2019

الآثار الجرانيتية قوية وضخمة، ولكنها، مثل جميع المنتجات الأخرى، تتطلب رعاية دقيقة ومنتظمة. رعاية الجرانيت أمر سهل للغاية ...

الكالسيوم- عنصر الدورة الرابعة ومجموعة PA من الجدول الدوري، الرقم التسلسلي 20. الصيغة الإلكترونية للذرة [ 18 Ar]4s 2، حالات الأكسدة +2 و 0. يشير إلى المعادن الأرضية القلوية. لها سالبية كهربية منخفضة (1.04) وتظهر خصائص معدنية (أساسية). يشكل (ككاتيون) العديد من الأملاح والمركبات الثنائية. العديد من أملاح الكالسيوم قابلة للذوبان بشكل طفيف في الماء. في الطبيعة - السادسعن طريق الوفرة الكيميائية يقع العنصر (الثالث بين المعادن). شكل منضم. عنصر حيوي لجميع الكائنات الحية، ويتم تعويض نقص الكالسيوم في التربة بإضافة الأسمدة الجيرية (CaC0 3، CaO، سياناميد الكالسيوم CaCN 2، وغيرها). يقوم الكالسيوم وكاتيون الكالسيوم ومركباته بتلوين لهب موقد الغاز باللون البرتقالي الداكن ( الكشف النوعي).

الكالسيوم كاليفورنيا

معدن أبيض فضي، ناعم، قابل للسحب. في الهواء الرطب يتلاشى ويصبح مغطى بطبقة من CaO وCa(OH) 2. شديد التفاعل؛ يشتعل عند تسخينه في الهواء ويتفاعل مع الهيدروجين والكلور والكبريت والجرافيت:

اختزال المعادن الأخرى من أكاسيدها (طريقة مهمة صناعياً - حرارة الكالسيوم):

إيصالالكالسيوم في صناعة:

يستخدم الكالسيوم لإزالة الشوائب غير المعدنية من السبائك المعدنية، كمكون من مكونات السبائك الخفيفة والمضادة للاحتكاك، ولفصل المعادن النادرة عن أكاسيدها.

أكسيد الكالسيوم CaO

أكسيد أساسي. الاسم الفني: الجير الحي. أبيض، استرطابي للغاية. لها بنية أيونية Ca 2+ O 2- . مقاوم للحرارة، مستقر حرارياً، متطاير عند الاشتعال. يمتص الرطوبة وثاني أكسيد الكربون من الهواء. يتفاعل بقوة مع الماء (مع ارتفاع إكسو-تأثير)، يشكل محلول قلوي قوي (من الممكن أن يكون هناك راسب هيدروكسيد)، وهي عملية تسمى تساقط الجير. يتفاعل مع الأحماض والأكاسيد المعدنية وغير المعدنية. يستخدم لتخليق مركبات الكالسيوم الأخرى، وفي إنتاج Ca(OH) 2، CaC 2 و الأسمدة المعدنية، كتدفق في علم المعادن، كمحفز في التركيب العضوي، وهو أحد مكونات المواد الرابطة في البناء.

معادلات أهم التفاعلات:

إيصالساو في الصناعة- حرق الحجر الجيري (900-1200 درجة مئوية):

CaCO3 = CaO + CO2

هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2

هيدروكسيد أساسي. الاسم التقني هو الجير المطفأ. أبيض، استرطابي. لها بنية أيونية: Ca 2+ (OH -) 2. يتحلل عند تسخينه باعتدال. يمتص الرطوبة وثاني أكسيد الكربون من الهواء. قابل للذوبان قليلا في الماء البارد (يتم تشكيل محلول قلوي)، وحتى أقل قابلية للذوبان في الماء المغلي. يصبح المحلول الصافي (ماء الجير) غائمًا بسرعة بسبب ترسيب راسب الهيدروكسيد (يسمى المعلق حليب الجير). التفاعل النوعي لأيون Ca 2+ هو مرور ثاني أكسيد الكربون عبر ماء الجير مع ظهور راسب CaCO 3 وانتقاله إلى المحلول. يتفاعل مع الأحماض وأكاسيد الأحماض، ويدخل في تفاعلات التبادل الأيوني. يتم استخدامه في إنتاج الزجاج، وتبييض الجير، والأسمدة المعدنية الجيرية، ولتحضير الصودا الكاوية وتليين المياه العذبة، وكذلك لتحضير ملاط ​​الجير - المخاليط الشبيهة بالعجين (الرمل + الجير المطفأ + الماء) التي تعمل كمواد ربط. للحجر و البناء بالطوبوتشطيب (تجصيص) الجدران وأغراض البناء الأخرى. يرجع تصلب ("الإعداد") لهذه المحاليل إلى امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء.

من بين جميع عناصر الجدول الدوري، يمكن تحديد العديد منها، والتي بدونها لا تتطور الأمراض المختلفة في الكائنات الحية فحسب، بل يستحيل عمومًا العيش والنمو بشكل طبيعي. واحد من هذه هو الكالسيوم.

ومن المثير للاهتمام أننا عندما نتحدث عن هذا المعدن باعتباره مادة بسيطة، فإنه ليس له فائدة للإنسان، ولا حتى ضرر. ومع ذلك، بمجرد أن تذكر أيونات Ca 2+، تظهر على الفور الكثير من النقاط التي تميز أهميتها.

موقع الكالسيوم في الجدول الدوري

يبدأ توصيف الكالسيوم، مثل أي عنصر آخر، بالإشارة إلى موقعه في الجدول الدوري. بعد كل شيء، فإنه يجعل من الممكن معرفة الكثير عن ذرة معينة:

• شحن نووي؛
• عدد الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات.
• حالة الأكسدة، الأعلى والأدنى؛
• التكوين الإلكتروني وأشياء أخرى مهمة.

العنصر الذي ندرسه يقع في الدورة الرئيسية الرابعة من المجموعة الثانية، المجموعة الفرعية الرئيسية، وله رقم تسلسلي 20. كما يوضح الجدول الكيميائي الدوري الوزن الذري للكالسيوم - 40.08، وهو متوسط ​​قيمة الكالسيوم. النظائر الموجودة لذرة معينة.

حالة الأكسدة هي واحدة، ثابتة دائمًا، تساوي +2. الصيغة CaO الاسم اللاتيني للعنصر هو الكالسيوم، ومن هنا رمز ذرة الكالسيوم.

خصائص الكالسيوم كمادة بسيطة

في ظل الظروف العادية، هذا العنصر هو المعدن، فضي اللون الأبيض. صيغة الكالسيوم كما مادة بسيطة- سا. بسبب نشاطه الكيميائي العالي، فهو قادر على تكوين العديد من المركبات التي تنتمي إلى فئات مختلفة.

في حالة التجميع الصلبة، فهو ليس جزءًا من جسم الإنسان، لذلك فهو مهم للاحتياجات الصناعية والتقنية (التركيبات الكيميائية بشكل أساسي).

وهو من أكثر المعادن شيوعاً في القشرة الأرضية، حيث تبلغ نسبته حوالي 1.5%. ينتمي إلى مجموعة الأرض القلوية، حيث أنه عند ذوبانه في الماء ينتج قلويات، لكنه يوجد في الطبيعة على شكل معادن وأملاح متعددة. يوجد الكثير من الكالسيوم (400 مجم / لتر) في مياه البحر.

خلية بلورية

يتم شرح خصائص الكالسيوم من خلال بنية الشبكة البلورية، والتي يمكن أن تكون من نوعين (نظرًا لوجود شكل ألفا وبيتا):

• مكعب الوجه؛
• تتمحور حول الحجم.

ونوع الرابطة في الجزيء معدني؛ وفي مواقع الشبكة، مثل جميع المعادن، توجد أيونات ذرية.

التواجد في الطبيعة

هناك العديد من المواد الرئيسية في الطبيعة التي تحتوي على هذا العنصر.

1. مياه البحر.
2. الصخور والمعادن.
3. الكائنات الحية (الأصداف والأصداف ، أنسجة العظاموما إلى ذلك وهلم جرا).
4. المياه الجوفية في القشرة الأرضية.

يمكن تحديد الأنواع التالية من الصخور والمعادن كمصادر طبيعية للكالسيوم.

1. الدولوميت هو خليط من كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم.
2. الفلوريت هو فلوريد الكالسيوم.
3. الجبس - CaSO4·2H2O.
4. الكالسيت - الطباشير والحجر الجيري والرخام - كربونات الكالسيوم.
5. المرمر - CaSO 4 ·0.5H2O.
6. اللامبالاة.

في المجموع، هناك حوالي 350 من المعادن والصخور المختلفة التي تحتوي على الكالسيوم.

طرق الحصول على

ولم يكن من الممكن لفترة طويلة عزل المعدن في صورته الحرة، حيث أن نشاطه الكيميائي مرتفع ولا يمكن العثور عليه في الطبيعة في صورته النقية. لذلك، حتى القرن التاسع عشر (1808)، كان العنصر المعني لغزًا آخر يطرحه الجدول الدوري.

تمكن الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي من تصنيع الكالسيوم كمعدن. كان هو أول من اكتشف خصوصيات تفاعل ذوبان المعادن الصلبة والأملاح معها صدمة كهربائية. واليوم فإن الطريقة الأكثر أهمية للحصول على هذا المعدن هي التحليل الكهربائي لأملاحه، مثل:

• خليط من كلوريدات الكالسيوم والبوتاسيوم.
• خليط من الفلورايد وكلوريد الكالسيوم.

ومن الممكن أيضًا استخلاص الكالسيوم من أكسيده باستخدام الألومنيوم الحراري، وهي طريقة شائعة في علم المعادن.

الخصائص الفيزيائية

يمكن وصف خصائص الكالسيوم وفقًا للمعايير الفيزيائية في عدة نقاط.

1. حالة التجميع صلبة في ظل الظروف العادية.
2. نقطة الانصهار - 842 0 درجة مئوية.
3. المعدن ناعم ويمكن قطعه بسكين.
4. اللون - أبيض فضي، لامع.
5. لديها خصائص موصلة وموصلة للحرارة جيدة.
6. وعند تسخينه لفترة طويلة يتحول إلى سائل، ثم إلى حالة بخار، ويفقد خصائصه المعدنية. نقطة الغليان 1484 0 درجة مئوية.

الخصائص الفيزيائية للكالسيوم لها خصوصية واحدة. عندما يتم الضغط على المعدن، فإنه يفقد في وقت ما خصائصه المعدنية وقدرته على التوصيل الكهربائي. ومع ذلك، مع زيادة أخرى في التعرض، يتم استعادته مرة أخرى ويظهر نفسه كموصل فائق، أعلى بعدة مرات في هذه المؤشرات من العناصر الأخرى.

الخواص الكيميائية

نشاط هذا المعدن مرتفع جدا. ولذلك هناك العديد من التفاعلات التي يدخل فيها الكالسيوم. التفاعلات مع جميع المواد غير المعدنية شائعة بالنسبة له، لأنه كعامل اختزال فهو قوي جدًا.

1. في الظروف العادية، يتفاعل بسهولة لتكوين المركبات الثنائية المقابلة مع: الهالوجينات والأكسجين.
2. عند تسخينها: الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون والفوسفور والبورون والكبريت وغيرها.
3. على في الهواء الطلقيتفاعل مباشرة مع ثاني أكسيد الكربون والأكسجين، وبالتالي يصبح مغطى بطبقة رمادية.
4. يتفاعل بعنف مع الأحماض، مسبباً الالتهاب في بعض الأحيان.

تظهر خصائص الكالسيوم المثيرة للاهتمام عندما يتعلق الأمر بالأملاح. لذا فإن الكهوف الجميلة التي تنمو على السقف والجدران ليست أكثر من أنها تشكلت مع مرور الوقت من الماء وثاني أكسيد الكربون والبيكربونات تحت تأثير العمليات داخل المياه الجوفية.

وبالنظر إلى مدى نشاط المعدن في حالته الطبيعية، فإنه يتم تخزينه في المختبرات، تماما مثل المعادن القلوية. في وعاء زجاجي داكن اللون بغطاء مغلق بإحكام وتحت طبقة من الكيروسين أو البارافين.

رد الفعل النوعي لأيون الكالسيوم هو تلوين اللهب بلون أحمر قرميدي غني وجميل. كما يمكن التعرف على المعدن في تركيب المركبات من خلال الرواسب غير القابلة للذوبان لبعض أملاحه (كربونات الكالسيوم، الفلورايد، الكبريتات، الفوسفات، السيليكات، الكبريتيت).

وصلات معدنية

أنواع المركبات المعدنية هي كما يلي:

• أكسيد؛
• هيدروكسيد.
• أملاح الكالسيوم (المتوسطة، الحمضية، الأساسية، المزدوجة، المعقدة).

يستخدم أكسيد الكالسيوم المعروف باسم CaO في صناعة مادة البناء (الجير). إذا قمت بإطفاء الأكسيد بالماء، فستحصل على الهيدروكسيد المقابل، الذي يظهر خصائص القلويات.

كبير أهمية عمليةتحتوي على أملاح الكالسيوم المختلفة، والتي تستخدم في قطاعات مختلفة من الاقتصاد. لقد ذكرنا أعلاه نوع الأملاح الموجودة. دعونا نعطي أمثلة على أنواع هذه الاتصالات.

1. الأملاح المتوسطة - كربونات CaCO 3 والفوسفات Ca 3 (PO 4) 2 وغيرها.
2. حمضية - كبريتات الهيدروجين CaHSO 4.
3. وأهمها بيكربونات (CaOH) 3 PO 4.
4. مجمع - CL 2.
5. مزدوج - 5Ca (NO 3) 2 * NH 4 NO 3 * 10H 2 O.

ويكون على شكل مركبات من هذه الفئةالكالسيوم مهم للأنظمة البيولوجية، لأن الأملاح هي مصدر الأيونات في الجسم.

الدور البيولوجي

ما أهمية الكالسيوم لجسم الإنسان؟ هناك عدة أسباب.

1. إن أيونات هذا العنصر هي التي تشكل جزءًا من المادة بين الخلايا وسائل الأنسجة، وتشارك في تنظيم آليات الإثارة، وإنتاج الهرمونات والناقلات العصبية.
2. يتراكم الكالسيوم في العظام ومينا الأسنان بكمية تبلغ حوالي 2.5% من إجمالي وزن الجسم. وهذا كثير جدًا ويلعب دورًا مهمًا في تقوية هذه الهياكل والحفاظ على قوتها واستقرارها. نمو الجسم بدون هذا أمر مستحيل.
3. يعتمد تخثر الدم أيضًا على الأيونات المعنية.
4. وهو جزء من عضلة القلب، ويشارك في استثارتها وانقباضها.
5. وهو مشارك في عمليات خروج الخلايا والتغيرات الأخرى داخل الخلايا.

إذا كانت كمية الكالسيوم المستهلكة غير كافية، فإن أمراض مثل:

• الكساح.
• هشاشة العظام؛
• أمراض الدم.

المدخول اليومي للبالغين هو 1000 ملغ، وللأطفال فوق 9 سنوات 1300 ملغ. من أجل منع زيادة هذا العنصر في الجسم، يجب ألا تتجاوز الجرعة المحددة. خلاف ذلك، قد تتطور الأمراض المعوية.

بالنسبة لجميع الكائنات الحية الأخرى، الكالسيوم لا يقل أهمية. على سبيل المثال، على الرغم من أن الكثيرين ليس لديهم هيكل عظمي، فإن وسائل تقويتهم الخارجية هي أيضًا تكوينات من هذا المعدن. فيما بينها:

• المحار.
• بلح البحر والمحار.
• الإسفنج.
• الشعاب المرجانية.

إنهم جميعًا يحملون على ظهورهم أو، من حيث المبدأ، يشكلون في عملية الحياة هيكلًا عظميًا خارجيًا معينًا يحميهم من التأثيرات الخارجية والحيوانات المفترسة. المكون الرئيسي هو أملاح الكالسيوم.

تحتاج الفقاريات، مثل البشر، إلى هذه الأيونات للنمو والتطور الطبيعي وتستقبلها من الغذاء.

هناك العديد من الخيارات التي يمكن من خلالها تجديد العنصر المفقود في الجسم. الأفضل بالطبع هي الطرق الطبيعية - المنتجات التي تحتوي على الذرة المطلوبة. ومع ذلك، إذا كان هذا غير كاف أو مستحيل لسبب ما، فإن الطريق الطبي مقبول أيضًا.

لذا فإن قائمة الأطعمة التي تحتوي على الكالسيوم هي كما يلي:

• منتجات الألبان والحليب المخمر.
• سمكة؛
• خضرة.
• الحبوب (الحنطة السوداء والأرز والمخبوزات المصنوعة من دقيق الحبوب الكاملة)؛
• بعض الحمضيات (البرتقال واليوسفي)؛
• البقوليات.
• جميع المكسرات (خاصة اللوز والجوز).

إذا كان لديك حساسية من بعض الأطعمة أو لا تستطيع تناولها لسبب آخر، فإن الاستعدادات التي تحتوي على الكالسيوم ستساعد في تجديد مستوى العنصر الضروري في الجسم.

وجميعها عبارة عن أملاح لهذا المعدن، والتي لها القدرة على أن يمتصها الجسم بسهولة، ويمتصها بسرعة في الدم والأمعاء. من بينها الأكثر شعبية واستخداما هي ما يلي.

1. كلوريد الكالسيوم - محلول للحقن أو للإعطاء عن طريق الفم للبالغين والأطفال. وهو يختلف في تركيز الملح في التركيبة، فهو يستخدم في "الحقن الساخن"، لأنه يسبب هذا الإحساس بالضبط عند الحقن. هناك أشكال تحتوي على عصير الفاكهة لتسهيل تناولها عن طريق الفم.
2. متوفر في أقراص (0.25 أو 0.5 جم) ومحاليل للحقن في الوريد. في كثير من الأحيان في شكل أقراص يحتوي على إضافات الفاكهة المختلفة.
3. لاكتات الكالسيوم - متوفر في أقراص 0.5 جم.

مركبات الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والجبس) ومنتجات معالجتها البسيطة (الجير) معروفة للناس منذ العصور القديمة. في عام 1808، قام الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي بتحليل الجير المطفأ الرطب (هيدروكسيد الكالسيوم) كهربائيًا باستخدام كاثود الزئبق وحصل على ملغم الكالسيوم (سبيكة من الكالسيوم والزئبق). ومن هذه السبيكة، وبعد تقطير الزئبق، حصل ديفي على الكالسيوم النقي.
كما اقترح اسم عنصر كيميائي جديد، من الكلمة اللاتينية "كالكس" التي تشير إلى اسم الحجر الجيري والطباشير والأحجار الناعمة الأخرى.

البحث في الطبيعة والحصول على:

الكالسيوم هو العنصر الخامس الأكثر وفرة في القشرة الأرضية (أكثر من 3%)، ويشكل العديد من الصخور، يعتمد الكثير منها على كربونات الكالسيوم. بعض هذه الصخور هي من أصل عضوي (الصخور الصدفية)، مما يدل على الدور الهام للكالسيوم في الطبيعة الحية. الكالسيوم الطبيعي عبارة عن خليط من 6 نظائر بأعداد كتلية من 40 إلى 48، حيث يمثل 40 Ca 97% من المجموع. أنتجت التفاعلات النووية أيضًا نظائر أخرى من الكالسيوم، على سبيل المثال المشعة 45 Ca.
للحصول على مادة الكالسيوم البسيطة، يتم استخدام التحليل الكهربائي لأملاح الكالسيوم المنصهرة أو الألومنيوم:
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

الخصائص الفيزيائية:

معدن رمادي فضي ذو شبكة مكعبة مركزية الوجه، أصعب بكثير من الفلزات القلوية. درجة الانصهار 842 درجة مئوية، نقطة الغليان 1484 درجة مئوية، الكثافة 1.55 جم/سم3. عند ضغوط عالية ودرجات حرارة تبلغ حوالي 20 كلفن، فإنه يدخل في حالة الموصلية الفائقة.

الخواص الكيميائية:

الكالسيوم ليس نشطا مثل المعادن القلوية، ولكن يجب تخزينه تحت طبقة من الزيوت المعدنية أو في براميل معدنية محكمة الغلق. بالفعل في درجات الحرارة العادية يتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الهواء، وكذلك مع بخار الماء. عند تسخينه، يحترق في الهواء بلهب أحمر برتقالي، ويشكل أكسيدًا مع خليط من النتريدات. مثل المغنيسيوم، يستمر الكالسيوم في الاحتراق في جو من ثاني أكسيد الكربون. عند تسخينه، فإنه يتفاعل مع غير المعادن الأخرى، مكونًا مركبات ليست دائمًا واضحة في تركيبها، على سبيل المثال:
Ca + 6B = CaB 6 أو Ca + P => Ca 3 P 2 (أيضًا CaP أو CaP 5)
الكالسيوم في جميع مركباته لديه حالة أكسدة +2.

أهم الإتصالات:

أكسيد الكالسيوم CaO- ("الجير الحي") مادة بيضاء، أكسيد قلوي، يتفاعل بقوة مع الماء ("المروي") ويتحول إلى هيدروكسيد. تم الحصول عليها عن طريق التحلل الحراري لكربونات الكالسيوم.

هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2- ("الجير المطفأ") مسحوق أبيض، قابل للذوبان قليلاً في الماء (0.16 جم/100 جم)، قلوي قوي. يستخدم محلول ("ماء الجير") للكشف عن ثاني أكسيد الكربون.

كربونات الكالسيوم CaCO3- أساس معظم معادن الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والصخور الصدفية والكالسيت والصاري الأيسلندي). وتكون المادة في شكلها النقي بيضاء أو عديمة اللون. بلورات، عند تسخينها (900-1000 درجة مئوية) تتحلل مكونة أكسيد الكالسيوم. لا ف-ريم، يتفاعل مع الأحماض، قادر على الذوبان في الماء المشبع بثاني أكسيد الكربون، ويتحول إلى بيكربونات: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. وتؤدي العملية العكسية إلى ظهور رواسب كربونات الكالسيوم، وخاصة التكوينات مثل الهوابط والصواعد
ويوجد أيضًا في الطبيعة كجزء من الدولوميت CaCO 3 * MgCO 3

كبريتات الكالسيوم CaSO4- مادة بيضاء، في الطبيعة CaSO 4 * 2H 2 O ("الجبس"، "سيلينيت"). هذا الأخير، عند تسخينه بعناية (180 درجة مئوية)، يتحول إلى CaSO 4 *0.5H 2 O ("الجبس المحروق"، "المرمر") - مسحوق أبيض، والذي، عند مزجه بالماء، يشكل CaSO 4 *2H 2 O مرة أخرى على شكل مادة صلبة ومتينة للغاية. قابل للذوبان قليلا في الماء، ويمكن أن يذوب في حمض الكبريتيك الزائد، وتشكيل كبريتات الهيدروجين.

فوسفات الكالسيوم كا 3 (ص 4) 2- ("الفوسفوريت")، غير قابل للذوبان، تحت تأثير الأحماض القوية يتحول إلى هيدروجين الكالسيوم وفوسفات ثنائي الهيدروجين الأكثر قابلية للذوبان. مواد خام لإنتاج الفوسفور وحامض الفوسفوريك والأسمدة الفوسفاتية. يتم تضمين فوسفات الكالسيوم أيضًا في الأباتيت، وهو مركبات طبيعية لها الصيغة التقريبية Ca 5 3 Y، حيث Y = F أو Cl أو OH، على التوالي، الفلور أو الكلور أو الهيدروكسيباتيت. جنبا إلى جنب مع الفوسفوريت، الأباتيت هي جزء من الهيكل العظمي للعديد من الكائنات الحية، بما في ذلك. والرجل.

فلوريد الكالسيوم CaF2 - (طبيعي:"الفلوريت"، "الفلورسبار")، وهي مادة غير قابلة للذوبان ذات لون أبيض. المعادن الطبيعية لها ألوان متنوعة بسبب الشوائب. يتوهج في الظلام عند تسخينه وتحت الأشعة فوق البنفسجية. فهو يزيد من سيولة ("الانصهار") للخبث عند إنتاج المعادن، وهو ما يفسر استخدامه كتدفق.

كلوريد الكالسيوم CaCl 2- عديم اللون السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. يشكل هيدرات بلورية CaCl 2 * 6H 2 O. يعتبر كلوريد الكالسيوم اللامائي ("المدمج") مادة مجففة جيدة.

نترات الكالسيوم Ca(NO3)2- ("نترات الكالسيوم") عديم اللون. السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. عنصرتركيبات الألعاب النارية التي تعطي اللهب لونًا أحمر برتقاليًا.

كربيد الكالسيوم CaС2- يتفاعل مع الماء ويشكل الأسيتيلين، على سبيل المثال: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

طلب:

يستخدم الكالسيوم المعدني كعامل اختزال قوي في إنتاج بعض المعادن التي يصعب اختزالها ("الحرارة الكلسية"): الكروم، والعناصر الأرضية النادرة، والثوريوم، واليورانيوم، وما إلى ذلك. وفي تعدين النحاس والنيكل والفولاذ الخاص والبرونز ويستخدم الكالسيوم وسبائكه لإزالة الشوائب الضارة من الكبريت والفوسفور والكربون الزائد.
يستخدم الكالسيوم أيضًا لربط كميات صغيرة من الأكسجين والنيتروجين عند الحصول على فراغ عالي وتنقية الغازات الخاملة.
يتم استخدام أيونات النيوترونات الزائدة 48 Ca لتخليق العناصر الجديدة العناصر الكيميائية، على سبيل المثال العنصر رقم 114، . يتم استخدام نظير آخر للكالسيوم، 45Ca، كتتبع إشعاعي في دراسات الدور البيولوجي للكالسيوم وهجرته في البيئة.

المجال الرئيسي لتطبيق العديد من مركبات الكالسيوم هو الإنتاج مواد بناء(الاسمنت، مخاليط البناء، الحوائط الجافة، الخ).

الكالسيوم هو أحد العناصر الكبيرة في الكائنات الحية، حيث يشكل مركبات ضرورية لبناء الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات والهيكل العظمي الخارجي للعديد من اللافقاريات، وهي قشرة البيض. تشارك أيونات الكالسيوم أيضًا في تنظيم العمليات داخل الخلايا وتحديد تخثر الدم. نقص الكالسيوم في طفولةيؤدي إلى الكساح، وعند كبار السن - إلى هشاشة العظام. مصدر الكالسيوم هو منتجات الألبان والحنطة السوداء والمكسرات، ويسهل امتصاصه فيتامين د. في حالة نقص الكالسيوم، يتم استخدام أدوية مختلفة: كالسيكس، محلول كلوريد الكالسيوم، غلوكونات الكالسيوم، إلخ.
تبلغ نسبة الكالسيوم في جسم الإنسان 1.4-1.7٪، والاحتياجات اليومية هي 1-1.3 جم (حسب العمر). الإفراط في تناول الكالسيوم يمكن أن يؤدي إلى فرط كالسيوم الدم - ترسب مركباته في الأعضاء الداخلية، وتشكيل جلطات الدم في الأوعية الدموية. مصادر:
الكالسيوم (عنصر) // ويكيبيديا. عنوان URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (تاريخ الوصول: 01/3/2014).
المكتبة الشعبية للعناصر الكيميائية: الكالسيوم. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).