PËRKUFIZIM

Kalciumi- elementi i njëzetë i tabelës periodike. Emërtimi - Ca nga latinishtja "calcium". E vendosur në periudhën e katërt, grupi IIA. I referohet metaleve. Tarifa bazë është 20.

Kalciumi është një nga elementët më të zakonshëm në natyrë. Korja e tokës përmban afërsisht 3% (peshë). Ndodhet në depozita të shumta guri gëlqeror dhe shkumës, si dhe mermeri, të cilat janë varietete natyrale të karbonatit të kalciumit CaCO 3. Në sasi të mëdha gjenden edhe gipsi CaSO 4 × 2H 2 O, fosforiti Ca 3 (PO 4) 2 dhe, së fundi, silikate të ndryshme që përmbajnë kalcium.

Në formën e një substance të thjeshtë, kalciumi është një metal i lakueshëm, mjaft i fortë, i bardhë (Fig. 1). Në ajër mbulohet shpejt me një shtresë oksidi dhe kur nxehet digjet me një flakë të kuqe të ndezur. ME ujë të ftohtë kalciumi reagon relativisht ngadalë, por nga ujë i nxehtë shpejt zhvendos hidrogjenin, duke formuar hidroksid.

Oriz. 1. Kalcium. Pamja e jashtme.

Masa atomike dhe molekulare e kalciumit

Masa molekulare relative e një lënde (M r) është një numër që tregon se sa herë masa e një molekule të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni, dhe masa atomike relative e një elementi (A r) është sa herë masa mesatare e atomeve të një elementi kimik është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni.

Meqenëse në gjendje të lirë kalciumi ekziston në formën e molekulave monotomike të Ca, vlerat e masave të tij atomike dhe molekulare përkojnë. Janë të barabarta me 40.078.

Izotopet e kalciumit

Dihet se në natyrë kalciumi mund të gjendet në formën e katër izotopeve të qëndrueshme 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca dhe 48 Ca, me një mbizotërim të qartë të izotopit 40 Ca (99,97%). Numri i tyre masiv është përkatësisht 40, 42, 43, 44, 46 dhe 48. Bërthama e një atomi të izotopit të kalciumit 40 Ca përmban njëzet protone dhe njëzet neutrone, dhe izotopet e mbetur ndryshojnë prej tij vetëm në numrin e neutroneve.

Ekzistojnë izotope artificiale të kalciumit me numra masiv nga 34 në 57, ndër të cilët më i qëndrueshëm është 41 Ca me një gjysmë jetëgjatësi prej 102 mijë vjetësh.

Jonet e kalciumit

Në nivelin e jashtëm të energjisë së atomit të kalciumit ekzistojnë dy elektrone, të cilat janë valente:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .

Si rezultat i ndërveprimit kimik, kalciumi heq dorë nga elektronet e valencës, d.m.th. është dhuruesi i tyre dhe kthehet në një jon të ngarkuar pozitivisht:

Ca 0 -2e → Ca 2+ .

Molekula dhe atomi i kalciumit

Në gjendje të lirë, kalciumi ekziston në formën e molekulave monoatomike të Ca. Këtu janë disa veti që karakterizojnë atomin dhe molekulën e kalciumit:

Lidhjet e kalciumit

Kalciumi shërben si një përbërës aliazh në disa lidhje të plumbit.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi

Shkruani ekuacionet e reaksionit që mund të përdoren për të kryer transformimet e mëposhtme: Ca → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2.

Përgjigju

Duke tretur kalciumin në ujë, mund të merrni një zgjidhje të turbullt të një përbërësi të njohur si "qumështi i gëlqeres" - hidroksidi i kalciumit: Ca+ 2H 2 O→ Ca(OH) 2 + H 2. Duke kaluar dioksidin e karbonit përmes një tretësire të hidroksidit të kalciumit, ne marrim karbonat kalciumi: 2Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O. Duke shtuar ujë në karbonat kalciumi dhe duke vazhduar të kalojmë dioksid karboni përmes kësaj përzierjeje, marrim bikarbonat kalciumi: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2.

Kalciumi-elementi i nëngrupit kryesor të grupit të dytë, periudha e katërt e tabelës periodike elementet kimike D.I Mendeleev, me numër atomik 20. Shënohet me simbolin Ca (lat. Kalcium). Substanca e thjeshtë kalcium (numri CAS: 7440-70-2) është një metal alkaline tokësor i butë dhe reaktiv me ngjyrë të bardhë argjendi.

Historia dhe origjina e emrit

Emri i elementit vjen nga lat. calx (në rastin gjenital calcis) - "gëlqere", "gur i butë". Ai u propozua nga kimisti anglez Humphry Davy, i cili izoloi metalin e kalciumit me metodën elektrolitike në 1808. Davy elektrolizoi një përzierje gëlqereje të shuar të lagësht dhe oksidit të merkurit HgO në një pjatë platini, e cila shërbeu si anodë. Katoda ishte një tel platini i zhytur në merkur të lëngshëm. Si rezultat i elektrolizës, u përftua amalgama e kalciumit. Duke distiluar merkurin prej tij, Davy mori një metal të quajtur kalcium. Përbërjet e kalciumit - gur gëlqeror, mermer, gips (si dhe gëlqere - një produkt i kalcinimit të gurit gëlqeror) janë përdorur në ndërtim për disa mijëra vjet më parë. Deri në fund të shekullit të 18-të, kimistët e konsideronin gëlqeren si një lëndë të ngurtë të thjeshtë. Në 1789, A. Lavoisier sugjeroi se gëlqere, magnezi, bariti, alumini dhe silicë janë substanca komplekse.

Të qenit në natyrë

Për shkak të aktivitetit të tij të lartë kimik, kalciumi nuk gjendet në formë të lirë në natyrë.

Kalciumi përbën 3.38% të masës së kores së tokës (e pesta më e bollshme pas oksigjenit, silikonit, aluminit dhe hekurit).

Izotopet

Kalciumi gjendet në natyrë si një përzierje e gjashtë izotopeve: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca dhe 48 Ca, nga të cilët më i zakonshmi është 40 Ca dhe përbën 96,97%.

Nga gjashtë izotopet natyrore të kalciumit, pesë janë të qëndrueshëm. Izotopi i gjashtë 48 Ca, më i rëndëi nga gjashtë dhe shumë i rrallë (bollëku i tij izotopik është vetëm 0,187%), u zbulua kohët e fundit se i nënshtrohet zbërthimit të dyfishtë beta me një gjysmë jetë prej 5,3 x 10 19 vjet.

Në shkëmbinj dhe minerale

Pjesa më e madhe e kalciumit gjendet në silikate dhe aluminosilikate të shkëmbinjve të ndryshëm (granite, gneisse etj.), veçanërisht në feldspat - anortit Ca.

Në formën e shkëmbinjve sedimentarë, përbërjet e kalciumit përfaqësohen nga shkumësa dhe gëlqerorët, të përbërë kryesisht nga minerali kalcit (CaCO 3). Forma kristalore e kalcitit - mermeri - është shumë më pak e zakonshme në natyrë.

Mineralet e kalciumit si kalciti CaCO 3, anhidriti CaSO 4, alabastri CaSO 4 · 0.5H 2 O dhe gipsi CaSO 4 · 2H 2 O, fluorit CaF 2, apatitet Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), dolomit MgCO 3 ·CaCO 3 . Prania e kripërave të kalciumit dhe magnezit në ujin natyror përcakton fortësinë e tij.

Kalciumi, duke migruar fuqishëm në koren e tokës dhe duke u grumbulluar në sisteme të ndryshme gjeokimike, formon 385 minerale (numri i katërt më i madh i mineraleve).

Migrimi në koren e tokës

Në migrimin natyror të kalciumit, një rol të rëndësishëm luan "ekuilibri karbonat", i shoqëruar me reagimin e kthyeshëm të ndërveprimit të karbonatit të kalciumit me ujin dhe dioksidin e karbonit me formimin e bikarbonatit të tretshëm:

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

(ekuilibri zhvendoset majtas ose djathtas në varësi të përqendrimit të dioksidit të karbonit).

Migrimi biogjenik luan një rol të madh.

Në biosferë

Komponimet e kalciumit gjenden pothuajse në të gjitha indet e kafshëve dhe bimëve (shih gjithashtu më poshtë). Një sasi e konsiderueshme e kalciumit gjendet në organizmat e gjallë. Kështu, hidroksiapatiti Ca 5 (PO 4) 3 OH, ose, në një hyrje tjetër, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, është baza e indit kockor të vertebrorëve, duke përfshirë njerëzit; Lëvozhgat dhe lëvozhgat e shumë jovertebrorëve, lëvozhgat e vezëve etj. janë të përbëra nga karbonati i kalciumit CaCO 3. Në indet e gjalla të njerëzve dhe kafshëve ka 1,4-2% Ca (sipas pjesës masive); Në trupin e njeriut që peshon 70 kg, përmbajtja e kalciumit është rreth 1.7 kg (kryesisht në substancën ndërqelizore të indit kockor).

Faturë

Kalciumi i lirë metalik përftohet nga elektroliza e një shkrirjeje të përbërë nga CaCl 2 (75-80%) dhe KCl ose CaCl 2 dhe CaF 2, si dhe reduktimi aluminotermik CaO në 1170–1200 °C:

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

Vetitë

Vetitë fizike

Metali i kalciumit ekziston në dy modifikime alotropike. Deri në 443 °C, α-Ca me një rrjetë kubike të përqendruar në fytyrë (parametri a = 0,558 nm) është i qëndrueshëm; β-Ca me një rrjetë kub me qendër trupin e tipit α-Fe (parametri a = 0,448 nm) është më të qëndrueshme. Entalpi standarde Δ H 0 tranzicioni α → β është 0,93 kJ/mol.

Vetitë kimike

Në serinë e potencialeve standarde, kalciumi ndodhet në të majtë të hidrogjenit. Potenciali standard i elektrodës së çiftit Ca 2+ /Ca 0 është −2,84 V, kështu që kalciumi reagon në mënyrë aktive me ujin, por pa ndezje:

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

Prania e bikarbonatit të kalciumit të tretur në ujë përcakton në masë të madhe fortësinë e përkohshme të ujit. Quhet i përkohshëm sepse kur uji vlon, bikarbonati dekompozohet dhe CaCO 3 precipiton. Ky fenomen çon, për shembull, në faktin se peshore formohet në kazan me kalimin e kohës.

Aplikacion

Aplikimet e metalit të kalciumit

Përdorimi kryesor i metalit të kalciumit është si një agjent reduktues në prodhimin e metaleve, veçanërisht nikelit, bakrit dhe çelikut inox. Kalciumi dhe hidridi i tij përdoren gjithashtu për të prodhuar metale të vështira për t'u reduktuar si kromi, toriumi dhe uraniumi. Lidhjet kalcium-plumb përdoren në bateri dhe lidhje mbajtëse. Granulat e kalciumit përdoren gjithashtu për të hequr gjurmët e ajrit nga pajisjet vakum.

Metalotermia

Kalciumi i pastër metalik përdoret gjerësisht në metalotermi për prodhimin e metaleve të rralla.

Lidhja e lidhjeve

Kalciumi i pastër përdoret për lidhjen e plumbit, i cili përdoret për prodhimin e pllakave të baterive dhe baterive fillestare me acid plumbi pa mirëmbajtje me vetëshkarkim të ulët. Gjithashtu, kalciumi metalik përdoret për prodhimin e babitëve të kalciumit me cilësi të lartë BKA.

Fusion bërthamor

Izotopi 48 Ca është materiali më efektiv dhe më i përdorur për prodhimin e elementeve tepër të rëndë dhe zbulimin e elementeve të rinj në tabelën periodike. Për shembull, në rastin e përdorimit të 48 joneve të Ca për të prodhuar elementë tepër të rëndë në përshpejtues, bërthamat e këtyre elementeve formohen qindra e mijëra herë më me efikasitet sesa kur përdoren "prodhuesit" e tjerë (jonet).) përdoret në formën dhe për reduktimin e metaleve, si dhe në prodhimin e kalciumit cianamid (duke ngrohur karbidin e kalciumit në azot në 1200 °C, reaksioni është ekzotermik, kryhet në furrat e cianamidit).

Kalciumi, si dhe lidhjet e tij me alumin dhe magnez, përdoren në bateritë elektrike rezervë termike si anodë (për shembull, elementi kalcium-kromat). Kromati i kalciumit përdoret në bateri të tilla si katodë. E veçanta e baterive të tilla është një jetëgjatësi jashtëzakonisht e gjatë (dekada) në një gjendje të përshtatshme, aftësia për të punuar në çdo kusht (hapësirë, presione të larta) dhe një energji specifike e lartë në peshë dhe vëllim. Disavantazhi: jetëgjatësi e shkurtër. Bateri të tilla përdoren aty ku është e nevojshme të krijohet energji elektrike kolosale për një periudhë të shkurtër kohore (raketat balistike, disa anije kozmike, etj.).

Përveç kësaj, komponimet e kalciumit përfshihen në barnat për parandalimin e osteoporozës, në komplekset e vitaminave për gratë shtatzëna dhe të moshuarit.-

Roli biologjik i kalciumit

Kalciumi është një makronutrient i zakonshëm në trupin e bimëve, kafshëve dhe njerëzve. Tek njerëzit dhe vertebrorët e tjerë, pjesa më e madhe e tij përmbahet në skelet dhe dhëmbë në formën e fosfateve. Nga forma të ndryshme Karbonati i kalciumit (gëlqerja) përbëhet nga skeletet e shumicës së grupeve të jovertebrorëve (sfungjerët, polipet e koraleve, molusqet, etj.). Jonet e kalciumit janë të përfshirë në proceset e koagulimit të gjakut, si dhe në sigurimin e presionit konstant osmotik të gjakut. Jonet e kalciumit shërbejnë gjithashtu si një nga lajmëtarët e dytë universalë dhe rregullojnë një sërë procesesh ndërqelizore - tkurrjen e muskujve, ekzocitozën, duke përfshirë sekretimin e hormoneve dhe neurotransmetuesve, etj. Përqendrimi i kalciumit në citoplazmën e qelizave njerëzore është rreth 10−7 mol, në lëngjet ndërqelizore rreth 10− 3 mol.

Kërkesat për kalcium varen nga mosha. Për të rriturit, marrja e nevojshme ditore është nga 800 deri në 1000 miligramë (mg), dhe për fëmijët nga 600 deri në 900 mg, që është shumë e rëndësishme për fëmijët për shkak të rritjes intensive të skeletit. Pjesa më e madhe e kalciumit që hyn në trupin e njeriut me ushqim gjendet në produktet e qumështit; kalciumi i mbetur vjen nga mishi, peshku dhe disa. produkte bimore(bishtajoret veçanërisht përmbajnë shumë). Absorbimi ndodh si në zorrën e trashë ashtu edhe në zorra e holle dhe lehtësohet nga një mjedis acid, vitamina D dhe vitamina C, laktoza dhe acidet yndyrore të pangopura. Roli i magnezit në metabolizmin e kalciumit është i rëndësishëm; me mungesën e tij, kalciumi "largohet" nga kockat dhe depozitohet në veshka (gurë në veshka) dhe muskuj.

Aspirina, acidi oksalik dhe derivatet e estrogjenit ndërhyjnë në përthithjen e kalciumit. Duke u lidhur me acid oksalik, kalciumi prodhon komponime të patretshme në ujë që janë përbërës të gurëve në veshka.

Nivelet e kalciumit në gjak për shkak të sasi e madhe proceset që lidhen me të janë të rregulluara saktësisht dhe kur ushqyerjen e duhur nuk ka mungesë. Mungesa e zgjatur nga dieta mund të shkaktojë ngërçe, dhimbje kyçesh, përgjumje, defekte në rritje dhe kapsllëk. Mungesa më e thellë çon në ngërçe të vazhdueshme të muskujve dhe osteoporozë. Abuzimi me kafenë dhe alkoolin mund të shkaktojë mungesë kalciumi, pasi një pjesë e tij ekskretohet në urinë.

Dozat e tepërta të kalciumit dhe vitaminës D mund të shkaktojnë hiperkalcemi, e ndjekur nga kalcifikim intensiv i kockave dhe indeve (duke prekur kryesisht sistemin urinar). Teprica afatgjatë prish funksionimin e muskujve dhe indeve nervore, rrit koagulimin e gjakut dhe redukton përthithjen e zinkut nga qelizat e kockave. Maksimumi çdo ditë dozë të sigurt për një të rritur është nga 1500 në 1800 miligramë.

Gratë shtatzëna dhe gjidhënëse - nga 1500 në 2000 mg.

Kalciumi ka qenë i njohur për njeriun që nga kohërat e lashta në formën e përbërjeve alkaline si shkumësa ose guri gëlqeror. Ky element u mor në formën e tij të pastër në fillim të shekullit të 19-të. Më pas u konstatua se, për sa i përket vetive të tij themelore, kalciumi i përket metaleve alkaline.

Kalciumi luan një rol të rëndësishëm biologjik - është makroelementi kryesor përbërës i skeletit (përfshirë atë të jashtëm) në shumicën e specieve në planet, është pjesë e hormoneve dhe është një rregullator i ndërveprimeve nervore dhe muskulore. Kalciumi i pastër kimikisht përdoret në reaksione të ndryshme, në metalurgji dhe në shumë industri të tjera.

karakteristikat e përgjithshme

Kalciumi është një nga përfaqësuesit tipikë të familjes së metaleve alkali aktive. Në formën e tij të pastër në teksturë dhe pamjen i ngjan hekurit, me një shkëlqim më pak të theksuar. I brishtë, prishet me formimin e kokrrizave heterogjene kristalore. Kalciumi njihet më së shumti në formën e përbërjeve të tij (shumës, gur gëlqeror, silicë dhe të tjera), ku ka pamjen e një lënde të bardhë që shkërmoqet.

Nuk gjendet në formën e tij të pastër për shkak të reaktivitetit të lartë. Është pjesë e shumicës së mineraleve, ndër të cilët më kryesorët janë mermeri, graniti, alabastri dhe disa shkëmbinj të tjerë me vlerë.

Vetitë themelore fizike dhe kimike

I përket grupit të dytë të tabelës periodike të elementeve, duke shfaqur të ngjashme vetitë fizike me përfaqësues të tjerë të grupit alkalik:

• Dendësi relativisht e ulët (1,6 g/cm3);
• Kufiri i temperaturës së shkrirjes është 840 0 C në kushte normale;
• Përçueshmëria mesatare termike në përgjithësi është dukshëm më e ulët se ajo e shumicës së metaleve;

Në përgjithësi, fizika e kalciumit nuk paraqet shumë befasi. Duke pasur një rrjetë tipike kristalore, ky element ka forcë mjaft të ulët dhe duktilitet pothuajse zero, lehtë shkërmoqet dhe thyhet me formimin e një modeli karakteristik kristalor në kufirin e thyerjes.

Megjithatë, studimet e fundit kanë treguar rezultate shumë interesante. Është vërtetuar se kur norma të larta presioni atmosferik, vetitë fizike të elementit fillojnë të ndryshojnë. Vetitë gjysmëpërçuese shfaqen që janë absolutisht jo karakteristike për çdo metal. Presioni ekstrem çon në shfaqjen e vetive superpërcjellëse të kalciumit. Këto studime kanë implikime të gjera, por deri më tani aplikimet e kalciumit janë të kufizuara në vetitë e tij konvencionale.

Në vetitë e tij kimike, kalciumi nuk dallohet në asnjë mënyrë dhe është një metal tipik i tokës alkaline:

• Reaktivitet i lartë;
• Ndërveprimi i vullnetshëm me atmosferën dhe formimi i një filmi karakteristik të shurdhër në sipërfaqen e elementit;
• Ndërvepron në mënyrë aktive me ujin, por, ndryshe nga elementë të tillë si natriumi, nuk ndodh një reaksion ekzotermik shpërthyes;
• Reagon me të gjitha jometalet aktive, duke përfshirë jodin dhe bromin;

Ndryshe nga metalet alkaline më aktive, kalciumi kërkon një katalizator ose nxehtësi të fortë për të reaguar me metale dhe elementë relativisht inertë (për shembull, karboni). Kalciumi ruhet në enë qelqi të mbyllura fort për të parandaluar reaksionet spontane.

Kalciumi është një nga pesë substancat më të zakonshme në planet, i dyti vetëm pas oksigjenit, silikonit dhe aluminit me hekur. Për më tepër, në natyrë ky element gjendet kryesisht në formën e mineraleve të ngurta ose të grimcuara. Komponimi më i njohur i kalciumit është guri gëlqeror. Kalciumi gjithashtu formon një gamë të gjerë mineralesh të ndryshme, nga graniti dhe mermeri i lartpërmendur, deri tek baritët dhe sparët më pak të zakonshëm. Sipas vlerësimeve të përafërta të studiuesve, përmbajtja e kalciumit në ekuivalent të pastër është rreth 3.4% ndaj peshës.

Aplikacionet Industriale

Në sferën industriale, kalciumi është një nga grupet e materialeve shumë të kërkuara për qëllime metalurgjike. Me ndihmën e tij përftohen metale të pastruara, përfshirë uraniumin dhe toriumin, si dhe disa elementë të rrallë të tokës. Shtimi i kalciumit në shkrirjet e çelikut ndihmon në lidhjen dhe largimin e oksigjenit të lirë, gjë që përmirëson vetitë strukturore të aliazhit metalik. Kalciumi përdoret gjithashtu si një element elektrolitik në bateri dhe bateri.

Përbërjet natyrore të kalciumit (shumës, mermer, gëlqeror, gips) dhe produktet e përpunimit më të thjeshtë të tyre (gëlqere) janë të njohura për njerëzit që nga kohërat e lashta. Në 1808, kimisti anglez Humphry Davy elektrolizoi gëlqere të lagur të shuar (hidroksid kalciumi) me një katodë merkuri dhe përftoi amalgamë kalciumi (një aliazh i kalciumit dhe merkurit). Nga kjo aliazh, pasi kishte distiluar merkurin, Davy mori kalcium të pastër.
Ai propozoi gjithashtu emrin e një elementi të ri kimik, nga latinishtja "calx" që tregon emrin e gurit gëlqeror, shkumës dhe gurëve të tjerë të butë.

Gjetja në natyrë dhe marrja e:

Kalciumi është elementi i pestë më i bollshëm në koren e tokës (më shumë se 3%), formon shumë shkëmbinj, shumë prej të cilëve bazohen në karbonat kalciumi. Disa nga këta shkëmbinj janë me origjinë organike (shkëmb guaskë), duke treguar rolin e rëndësishëm të kalciumit në natyrën e gjallë. Kalciumi natyror është një përzierje e 6 izotopeve me numër masiv nga 40 në 48, me 40 Ca që përbëjnë 97% numri total. Reaksionet bërthamore kanë prodhuar edhe izotope të tjerë të kalciumit, për shembull radioaktiv 45 Ca.
Për të marrë një substancë të thjeshtë kalciumi, përdoret elektroliza e kripërave të shkrirë të kalciumit ose aluminotermia:
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

Vetitë fizike:

Një metal gri argjendi me një grilë kub në qendër të fytyrës, shumë më i fortë se metalet alkali. Pika e shkrirjes 842°C, pika e vlimit 1484°C, dendësia 1,55 g/cm3. Në presione të larta dhe temperatura rreth 20K shkon në gjendjen e superpërçuesit.

Karakteristikat kimike:

Kalciumi nuk është aq aktiv sa metalet alkaline, por duhet të ruhet nën një shtresë vaji mineral ose në kazane metalike të mbyllura fort. Tashmë në temperatura normale ai reagon me oksigjen dhe azot në ajër, si dhe me avujt e ujit. Kur nxehet, digjet në ajër me një flakë të kuqe-portokalli, duke formuar një oksid me një përzierje nitritesh. Ashtu si magnezi, kalciumi vazhdon të digjet në një atmosferë të dioksidit të karbonit. Kur nxehet, ai reagon me jometale të tjera, duke formuar komponime që nuk janë gjithmonë të dukshme në përbërje, për shembull:
Ca + 6B = CaB 6 ose Ca + P => Ca 3 P 2 (gjithashtu CaP ose CaP 5)
Në të gjitha përbërjet e tij, kalciumi ka një gjendje oksidimi prej +2.

Lidhjet më të rëndësishme:

Oksidi i kalciumit CaO- ("lirë i shpejtë") një substancë e bardhë, një oksid alkalik, i cili reagon fuqishëm me ujin ("shuar") duke u shndërruar në hidroksid. Përftohet nga zbërthimi termik i karbonatit të kalciumit.

Hidroksid kalciumi Ca(OH) 2- ("gëlqere e shuar") pluhur i bardhë, pak i tretshëm në ujë (0,16g/100g), alkali i fortë. Një zgjidhje ("ujë gëlqere") përdoret për të zbuluar dioksidin e karbonit.

Karbonat kalciumi CaCO 3- baza e shumicës së mineraleve natyrore të kalciumit (shumës, mermer, gur gëlqeror, shkëmb guaskë, kalcit, spar Islanda). Në formën e tij të pastër, substanca është e bardhë ose e pangjyrë. kristalet.Kur nxehet (900-1000 C) dekompozohet duke formuar oksid kalciumi. Jo p-rim, reagon me acide, është në gjendje të shpërndahet në ujë të ngopur me dioksid karboni, duke u shndërruar në bikarbonat: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. Procesi i kundërt çon në shfaqjen e depozitave të karbonatit të kalciumit, në veçanti formacione të tilla si stalaktitet dhe stalagmitet
Gjendet gjithashtu në natyrë si pjesë e dolomitit CaCO 3 * MgCO 3

Sulfati i kalciumit CaSO 4- një substancë e bardhë, në natyrë CaSO 4 * 2H 2 O ("gips", "selenit"). Ky i fundit, kur nxehet me kujdes (180 C), kthehet në CaSO 4 * 0.5H 2 O ("gips i djegur", "alabaster") - një pluhur i bardhë, i cili, kur përzihet me ujë, përsëri formon CaSO 4 * 2H 2 O. në formën e një materiali të fortë, mjaft të qëndrueshëm. Pak i tretshëm në ujë, mund të shpërndahet në acid sulfurik të tepërt, duke formuar sulfat hidrogjeni.

Fosfat kalciumi Ca 3 (PO 4) 2- (“fosforit”), i patretshëm, nën ndikimin e acideve të forta shndërrohet në fosfate më të tretshme të kalciumit hidro- dhe dihidrogjen. Lëndë fillestare për prodhimin e fosforit, acidit fosforik, plehrave fosfate. Fosfatet e kalciumit përfshihen gjithashtu në apatitet, komponime natyrore me formulën e përafërt Ca 5 3 Y, ku Y = F, Cl ose OH, përkatësisht, fluor, klor ose hidroksiapatit. Së bashku me fosforitin, apatitet janë pjesë e skeletit kockor të shumë organizmave të gjallë, përfshirë. dhe njeriu.

Fluori i kalciumit CaF 2 - (natyrore:"fluorit", "fluorspar"), një substancë e patretshme me ngjyrë të bardhë. Mineralet natyrore kanë një larmi ngjyrash për shkak të papastërtive. Shkëlqen në errësirë ​​kur nxehet dhe nën rrezatim UV. Rrit rrjedhshmërinë ("fusbilitetin") e skorjeve gjatë prodhimit të metaleve, gjë që shpjegon përdorimin e saj si fluks.

Klorur kalciumi CaCl 2- pa ngjyrë krishtin. Është mirë i tretshëm në ujë. Formon hidrat kristalor CaCl 2 *6H 2 O. Kloruri i kalciumit anhidrik ("i shkrirë") është një desikant i mirë.

Nitrat kalciumi Ca(NO 3) 2- ("nitrat kalciumi") pa ngjyrë. krishtin. Është mirë i tretshëm në ujë. Pjesë përbërëse e kompozimeve piroteknike që i jep flakës një ngjyrë të kuqe-portokalli.

Karbidi i kalciumit CaС 2- reagon me ujin, duke formuar acetilen, për shembull: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

Aplikacion:

Kalciumi metalik përdoret si një agjent i fortë reduktues në prodhimin e disa metaleve të vështirë për t'u reduktuar ("kalciotermia"): kromi, elementët e tokës së rrallë, toriumi, uraniumi etj. Në metalurgjinë e bakrit, nikelit, çeliqeve speciale dhe bronzeve , kalciumi dhe lidhjet e tij përdoren për të hequr papastërtitë e dëmshme të squfurit, fosforit, karbonit të tepërt.
Kalciumi përdoret gjithashtu për të lidhur sasi të vogla të oksigjenit dhe azotit kur përftohet vakum i lartë dhe pastron gazrat inerte.
Jonet e tepërta të neutroneve 48 Ca përdoren për sintezën e elementeve të reja kimike, për shembull elementi nr. 114, . Një tjetër izotop i kalciumit, 45Ca, përdoret si gjurmues radioaktiv në kërkime roli biologjik kalciumi dhe migrimi i tij në mjedis.

Fusha kryesore e aplikimit për komponimet e shumta të kalciumit është prodhimi i materialeve të ndërtimit (çimento, përzierje ndërtimi, karton gipsi, etj.).

Kalciumi është një nga makroelementët në organizmat e gjallë, duke formuar komponime të nevojshme për ndërtimin e skeletit të brendshëm të vertebrorëve dhe skeletit të jashtëm të shumë jovertebrorëve, lëvozhgës së vezëve. Jonet e kalciumit marrin pjesë gjithashtu në rregullimin e proceseve ndërqelizore dhe përcaktojnë koagulimin e gjakut. Mungesa e kalciumit në fëmijërinëçon në rakit, dhe tek të moshuarit - në osteoporozë. Burimi i kalciumit janë prodhimet e qumështit, hikërrori, arrat dhe përthithja e tij lehtësohet nga vitamina D. Në mungesë të kalciumit përdoren barna të ndryshme: kalcex, tretësirë ​​klorur kalciumi, glukonat kalciumi etj.
Pjesa masive e kalciumit në trupin e njeriut është 1,4-1,7%, kërkesa ditore është 1-1,3 g (në varësi të moshës). Marrja e tepërt e kalciumit mund të çojë në hiperkalcemi - depozitimin e përbërësve të tij në organet e brendshme, formimi i mpiksjes së gjakut në enët e gjakut. Burimet:
Kalciumi (element) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (data e hyrjes: 01/3/2014).
Biblioteka popullore e elementeve kimike: Kalciumi. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).

Historia e kalciumit

Kalciumi u zbulua në vitin 1808 nga Humphry Davy, i cili, me elektrolizë të gëlqeres së shuar dhe oksidit të merkurit, përftoi amalgamë kalciumi, si rezultat i procesit të distilimit të merkurit nga i cili mbeti metali, i quajtur kalciumit. Në latinisht gëlqere tingëllon si kalx, ishte ky emër që u zgjodh nga kimisti anglez për substancën e zbuluar.

Kalciumi është një element i nëngrupit kryesor II të grupit IV të tabelës periodike të elementeve kimike D.I. Mendelejevi, ka një numër atomik 20 dhe një masë atomike 40.08. Emërtimi i pranuar është Ca (nga latinishtja - Kalcium).

Vetite fizike dhe kimike

Kalciumi është një metal alkali i butë reaktiv me një ngjyrë të bardhë argjendi. Për shkak të ndërveprimit me oksigjenin dhe dioksidin e karbonit, sipërfaqja e metalit bëhet e shurdhër, kështu që kalciumi kërkon një regjim të veçantë ruajtjeje - një enë të mbyllur fort, në të cilën metali është i mbushur me një shtresë parafine të lëngshme ose vajguri.

Kalciumi është më i njohuri ndër mikroelementët e nevojshëm për njerëzit; nevoja ditore për të varion nga 700 deri në 1500 mg për një të rritur të shëndetshëm, por rritet gjatë shtatzënisë dhe laktacionit; kjo duhet marrë parasysh dhe kalciumi duhet marrë në. formën e preparateve.

Të qenit në natyrë

Kalciumi ka aktivitet kimik shumë të lartë, prandaj nuk gjendet në natyrë në formën e tij të lirë (të pastër). Sidoqoftë, është i pesti më i zakonshëm në koren e tokës; gjendet në formën e përbërjeve në sedimentare (gëlqerore, shkumës) dhe shkëmbinj (granit); anoriti i feldspatit përmban shumë kalcium.

Është mjaft i përhapur në organizmat e gjallë, prania e tij është gjetur te bimët, kafshët dhe njerëzit, ku është i pranishëm kryesisht në dhëmbë dhe në indet kockore.

Thithja e kalciumit

Një pengesë për përthithjen normale të kalciumit nga ushqimet është konsumimi i karbohidrateve në formën e ëmbëlsirave dhe alkaleve, të cilat neutralizojnë acid klorhidrik stomak, i nevojshëm për tretjen e kalciumit. Procesi i përthithjes së kalciumit është mjaft kompleks, kështu që ndonjëherë nuk mjafton të merret vetëm nga ushqimi, është e nevojshme. pritje shtesë mikroelement.

Ndërveprimi me të tjerët

Për të përmirësuar përthithjen e kalciumit në zorrë, është e nevojshme, e cila tenton të lehtësojë procesin e përthithjes së kalciumit. Kur merrni kalcium (në formën e suplementeve) gjatë ngrënies, përthithja bllokohet, por marrja e suplementeve të kalciumit veçmas nga ushqimi nuk ndikon në asnjë mënyrë në këtë proces.

Pothuajse i gjithë kalciumi i trupit (1 deri në 1,5 kg) gjendet në kocka dhe dhëmbë. Kalciumi është i përfshirë në proceset e ngacmueshmërisë së indeve nervore, kontraktueshmërisë së muskujve, proceseve të koagulimit të gjakut, është pjesë e bërthamës dhe membranave të qelizave, lëngjeve qelizore dhe indore, ka efekte anti-alergjike dhe anti-inflamatore, parandalon acidozën dhe aktivizon një numri i enzimave dhe hormoneve. Kalciumi është gjithashtu i përfshirë në rregullimin e përshkueshmërisë së membranës qelizore dhe ka efekt të kundërt.

Shenjat e mungesës së kalciumit

Shenjat e mungesës së kalciumit në trup janë simptomat e mëposhtme, në shikim të parë, të palidhura:

• nervozizëm, përkeqësim i humorit;
• kardiopalmus;
• konvulsione, mpirje të ekstremiteteve;
• ngadalësimi i rritjes dhe fëmijët;
• presioni i lartë i gjakut;
• ndarja dhe brishtësia e thonjve;
• dhimbje kyçesh, duke ulur "pragun e dhimbjes";
• menstruacione të rënda.

Shkaqet e mungesës së kalciumit

Shkaqet e mungesës së kalciumit mund të përfshijnë dietat e pabalancuara (veçanërisht agjërimin), përmbajtjen e ulët të kalciumit në ushqim, pirjen e duhanit dhe varësinë nga kafeja dhe pijet që përmbajnë kafeinë, dysbakterioza, sëmundjet e veshkave, sëmundjet e tiroides, shtatzënia, laktacioni dhe menopauza.

Kalciumi i tepërt, i cili mund të ndodhë për shkak të konsumit të tepërt të produkteve të qumështit ose përdorimit të pakontrolluar të barnave, karakterizohet nga etje e fortë, nauze, të vjella, humbje oreksi, dobësi dhe urinim i shtuar.

Përdorimi i kalciumit në jetë

Kalciumi ka gjetur aplikim në prodhimin metalotermik të uraniumit, në formën e përbërjeve natyrore përdoret si lëndë e parë për prodhimin e gipsit dhe çimentos, si mjet dezinfektimi (i njohur zbardhues).