КАЛЬЦИЙ
Кальций (Ca от лат. Calcium) — элемент второй группы , четвёртого периода,
с атомным номером 20.
Простое вещество кальций — мягкий, химически активный
щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.
Меня в составе мрамора найди,
Я твёрдость придаю кости,
В составе извести меня найдёшь,
Теперь меня ты твёрдо назовёшь (кальций).
«Кальций в природе».
Кальций, также как другие щелочные и щелочноземельные металлы, встречается в природе в
виде соединений.
Старший брат-красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом?
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
КАК рисует. Посмотри,
Этот CaCO3.
Это мрамор, мел и известняк – хорошо известные и широко применяемые минералы. Известняк –
прекрасный строительный камень, сырьё для получения цемента, гашеной и негашёной извести,
стекла. Мел – это школьные мелки. зубная паста, его используют для получения побелки, бумаги,
резины. Мрамор – это минерал скульпторов и архитекторов, он встречается в природе гораздо
реже. Довольно широко распространены такие минералы кальция, как гипс, флюорит, доломит.
Кроме этого в виде солей кальций присутствует в природной воде, обуславливая её жёсткость.
Соединения находятся практически во всех животных и растительных организмах. На долю
кальция приходится 3.38% массы земной коры (5-ое место после кислорода, кремния, алюминия и
железа).
«Строение и физические свойства простого вещества».
Живут металлы, не ссорятся
В них электроны водятся,
В решётках металлических
Туда-сюда снуют.
Они в большом количестве
Проводят электричество
Блестят огнём на солнце,
Их плавят и куют.
Ещё они пластичные
(но это дело личное)
И хрупкие примеры
Увидеть можно тут.
Одни легко расплавятся
Другим это не нравится,
Они до тысяч градусов
Спокойно подождут.
Ленивые, активные
И радиоактивные –
Такие они разные.
«Химические свойства простого вещества кальция».
Место следующей остановки – станция экспериментальная. Мы будем говорить
о химических свойствах металлов.
Их атомы в реакциях
Встречаясь с окислителем,
Родные электроны
Спокойно отдадут.
Они восстановители
И щедрые дарители,
Они солей родители
И их кислоты ждут.
Соединения кальция
Взаимодействие
С кислородом при
нагревании (реакция
горения)
Продукты
Оксид кальция (негашёная
известь)
Уравнение
2Ca + O2 → 2CaO
– Ca + S → CaS;
С большинством
неметаллов при
нагревании
– Ca + Br2 → CaBr2;
Соли
– 3Ca + N2 → Ca3N2;
– Ca + 2C → CaC2;
– 2Ca + Si → Ca2Si;
– Ca + Cl2 → CaCl2
С фтором даже на
холоде
Фторид кальция
Ca + F2 → CaF2
Гидроксид кальция (гашёная
С водой
или едкая известь) выпадает в
Ca + 2H2O → Ca(OH)2↓ + H2↑
осадок, выделяется водород
С кислотами
Соли
Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑
Большинство солей кальция (фторид, сульфат, карбонад кальция) не растворяются в воде.
Хорошо растворимы бромид (CaBr2), хлорид (CaCl2), йодид (CaI2), нитрат (Ca(NO3)2) кальция.
Элемент в составе соединений используется в строительстве, пищевой и химической
промышленности, медицине.
Кальций – активный щелочноземельный металл, являющийся восстановителем. На внешнем
энергетическом уровне атома находится два электрона, определяющие валентность. Кальций
входит в состав минералов, быстро окисляется на воздухе, реагирует с неметаллами при
нагревании, водой и кислотами. Оксид кальция называется негашёной известью, гидроксид –
гашёной известью. Большинство солей кальция плохо растворяются в воде. Кальций входит в
состав костей, крови, участвует в метаболизме, применяется в промышленности,
строительстве и медицине.
оксид кальция и его характер СаО,
реакция «гашение извести»
Гидроксид кальция (гашеная известь) является гидроксидом с типично
основными свойствам и относится к щелочам. В лаборатории мы называем его
известковой водой.
применение соединений кальция:
СаС2 – применяют для получения ацетилена и восстановления металлов,
СаО – для получения в производстве огнеупорных материалов,
Са(ОН)2 – в строительстве, некоторые соли (хлорид кальция, глюконат кальция) –
используются как лекарственные средства.
Вот такой он – кальций
Кальций – это не просто химический элемент. Это самый распространённый
макроэлемент в организме человека. Его большая часть содержится в скелете и
зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свёртывания
крови, регулируют работу сердца, участвуют в мышечных реакциях.
Продукты, содержащие кальций: сыр, творог, мясо, рыба, зелень, чеснок.
Чтобы не было проблем со здоровьем из-за нехватки кальция, здоровый
человек должен получать его в день 1,5 г.
1. Впервые кальций получен в чистом виде Г. Дэви в 1808 году. Дэви подверг
электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на
платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая
проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась
амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный
кальцием.
2. Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком
Гемфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим
методом.
3. Кальций - это типичный щёлочноземельный металл. Химическая активность
кальция высока, но ниже, чем более тяжёлых щёлочноземельных металлов. Он
легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, изза чего поверхность металлического кальция обычно тускло-серая, поэтому в
лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щёлочноземельные металлы,
в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.
4. Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе
не встречается.
5. Кальций имеет точку плавления 1548 ° F (842 ° C) и точку кипения 2703 ° F (1
484 ° C).
6. На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по
распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа).
Содержание элемента в морской воде - 400 мг/л.
7. Плотность кальция всего 1,54 г/см3 (при температуре 20 °C), что значительно
меньше плотности железа (7,87 г/см3), свинца (11,34 г/см3), золота (19,3 г/см3)
или платины (21,5 г/см3). По плотности кальций очень похож на рубидий (1,53
г/см3).
8. Кальций легче даже, чем такие «невесомые» металлы как алюминий (2,70
г/см3) или магний (1,74 г/см3).
9. Главное применение металлического кальция - это использование его как
восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и
нержавеющей стали.
Кальций и его гидрид используются также для получения трудно
восстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран.
10. Кальций - это распространенный
макроэлемент в организме растений,
животных и человека. В организме
человека и других позвоночных
большая его часть находится в скелете
и зубах. В костях кальций содержится в
виде гидроксиапатита. Потребность в
кальции зависит от возраста. Для
взрослых в возрасте 19-50 лет и детей
4-8 лет включительно дневная
потребность (RDA) составляет 1000 мг, а для детей в возрасте от 9 до 18 лет
включительно - 1300 мг в сутки. Избыточные дозы кальция и витамина D могут
вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в
возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г
сыра Эдам).
11. «Жёсткость» воды - это ряд свойств, которые придают воде растворенные в
ней соли кальция и магния.
Жесткость подразделяют на временную и постоянную. Временная или
карбонатная жесткость обуславливается наличием в воде растворимых
гидрокарбонатов Са(НCO3)2 и Mg(HCO3)2. Избавиться от карбонатной жесткости
очень легко - при кипячении воды гидрокарбонаты превращаются в
нерастворимые в воде карбонаты кальция и магния, выпадая в осадок. Что
интересно - определять жесткость воды умели еще в Древнем Риме. В качестве
реактива использовалось красное вино - его красящие вещества образуют
осадок с ионами кальция и магния.
13. Высоко ценимое в сельском
хозяйстве соединение цианамид
кальция, используется не только в
качестве азотного удобрения и
источника получения мочевины ценнейшего удобрения и сырья для
производства синтетических смол, но и
в качестве вещества, с помощью
которого удалось механизировать
уборку хлопковых полей. Дело в том,
что после обработки этим соединением хлопчатник моментально сбрасывает
листву, что позволяет людям предоставить сбор хлопка машинам.
15. Весьма интересен процесс подготовки кальция к хранению. Металлический
кальций сохраняется в течение длительного времени в виде кусков массой от
0,5 до 60 кг. Эти «чушки» упаковывают в бумажные мешки, затем помещают в
железные оцинкованные емкости с пропаянными и прокрашенными швами.
Плотно закрытые емкости укладывают в деревянные ящики. Куски весом менее
полукилограмма долго хранить нельзя - окисляясь, они быстро превращаются в
окись, гидроокись и карбонат кальция.