Karakterizacija kalcija. lastnosti kalcija. Kalcijeva formula

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Med vsemi elementi periodnega sistema jih je kar nekaj, brez katerih ni mogoče le razvijati različnih bolezni v živih organizmih, ampak je na splošno nemogoče normalno živeti in rasti. Eden od teh je kalcij.

Zanimivo je, da ko gre za to kovino, kot preprosto snov za človeka nima nobene koristi, niti škode. Vendar je treba omeniti le ione Ca²⁺, saj je takoj na voljo množica točk, ki označujejo njihov pomen.

Položaj kalcija v periodnem sistemu

Karakterizacija kalcija, tako kot katerega koli drugega elementa, se začne z navedbo njegovega položaja v periodnem sistemu. Navsezadnje se lahko veliko naučite o tem atomu:

• core charge;
• število elektronov in protonov, nevtronov;
• oksidacijsko stanje, višje in nižje;
• elektronska konfiguracija in druge pomembne stvari.

Element, ki ga obravnavamo, se nahaja v četrtem velikem obdobju druge skupine, glavne podskupine, in ima zaporedno številko 20. Tudi kemična periodična tabela prikazuje atomsko maso kalcija - 40,08, kar je povprečje vrednost obstoječih izotopov tegaatom.

Oksidacijsko stanje je eno, vedno konstantno, enako +2. Formula višjega oksida CaO. Latinsko ime za element je kalcij, od tod simbol za atom Ca.

Opredelitev kalcija kot preproste snovi

V normalnih pogojih je ta element kovina, srebrno bela. Formula kalcija kot preproste snovi je Ca. Zaradi svoje visoke kemične aktivnosti lahko tvori številne spojine, ki spadajo v različne razrede.

V trdnem agregacijskem stanju ni vključen v človeško telo, zato je pomemben za industrijske in tehnične potrebe (predvsem kemične sinteze).

Je ena najpogostejših kovin glede na delež v zemeljski skorji, približno 1,5%. Spada v skupino zemeljskoalkalijskih zemelj, saj pri raztapljanju v vodi daje alkalije, v naravi pa se pojavlja v obliki več mineralov in soli. V morski vodi je veliko kalcija (400 mg/l).

kristalna mreža

Značilnost kalcija je razložena s strukturo kristalne mreže, ki je lahko dveh vrst (ker obstajata alfa in beta oblika):

• cubic face-centric;
• volumensko središče.

Vrsta vezi v molekuli je kovinska, na mestih mreže, tako kot pri vseh kovinah, so atomski ioni.

Biti v naravi

V naravi obstaja več osnovnih snovi, ki vsebujejo ta element.

1. Morska voda.
2. kamine in minerali.
3. Živi organizmi (lupine inškoljke, kostno tkivo itd.).
4. Podzemna voda v zemeljski skorji.

Naslednje vrste kamnin in mineralov lahko prepoznamo kot naravne vire kalcija.

1. Dolomit je mešanica kalcijevega in magnezijevega karbonata.
2. Fluorit - kalcijev fluorid.
3. mavec - CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalcit - kreda, apnenec, marmor - kalcijev karbonat.
5. Alabaster - CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Skupaj je približno 350 različnih mineralov in kamnin, ki vsebujejo kalcij.

Načini pridobivanja

Kovine dolgo časa ni bilo mogoče izolirati v prosti obliki, ker je njena kemična aktivnost visoka, je v naravi ne boste našli v čisti obliki. Zato je bil do 19. stoletja (1808) obravnavani element še ena skrivnost, ki jo je nosil periodni sistem.

Kalcij kot kovino je lahko sintetiziral angleški kemik Humphrey Davy. Prav on je prvi odkril značilnosti interakcije talin trdnih mineralov in soli z električnim tokom. Do danes je še vedno najpomembnejši način pridobivanja te kovine elektroliza njenih soli, kot so:

• mešanica kalcijevih in kalijevih kloridov;
• mešanica fluorida in kalcijevega klorida.

Iz njegovega oksida je mogoče pridobiti tudi kalcij z aluminotermično metodo, ki je običajna v metalurgiji.

Fizične lastnosti

Opredelitev kalcija glede na fizikalne parametre je mogoče opisati v več točkah.

1. Agregatno stanje je v normalnih pogojih trdno.
2. Tališče - 842 ⁰C.
3. Kovina je mehka, lahko se reže z nožem.
4. Barva - srebrno bela, sijoča.
5. Ima dobre prevodne in toplotne lastnosti.
6. Pri daljšem segrevanju se spremeni v tekoče, nato v parno stanje in izgubi kovinske lastnosti. Vrelišče 1484 ⁰C.

Fizikalne lastnosti kalcija imajo eno lastnost. Ko se na kovino izvaja pritisk, ta v določenem trenutku izgubi svoje kovinske lastnosti in sposobnost prevajanja električne energije. Vendar se z nadaljnjim povečanjem izpostavljenosti ponovno obnovi in se kaže kot superprevodnik, nekajkrat višji od ostalih elementov v teh indikatorjih.

Kemijske lastnosti

Aktivnost te kovine je zelo visoka. Zato obstaja veliko interakcij, v katere vstopa kalcij. Reakcije z vsemi nekovinami so zanj običajne, saj je kot reducir zelo močan.

1. Pod normalnimi pogoji zlahka reagira in tvori ustrezne binarne spojine s: halogeni, kisikom.
2. Pri segrevanju: vodik, dušik, ogljik, silicij, fosfor, bor, žveplo in drugo.
3. Na prostem takoj komunicira z ogljikovim dioksidom in kisikom, zato se prekrije s sivo prevleko.
4. Nasilno reagira s kislinami, včasih vnetljivo.

Zanimive lastnosti kalcija se pojavijo, ko gre zao tem v sestavi soli. Torej, čudoviti jamski stalaktiti in stalagmiti, ki rastejo na stropu in stenah, niso nič drugega kot kalcijev karbonat, nastal sčasoma iz vode, ogljikovega dioksida in bikarbonata pod vplivom procesov v podzemni vodi.

Glede na to, kako aktivna je kovina v svojem običajnem stanju, je shranjena v laboratorijih, kot so alkalni. V posodi iz temnega stekla, s tesno zaprtim pokrovom in pod plastjo kerozina ali parafina.

Kvalitativna reakcija na kalcijev ion je barva plamena v lepi, bogati opečno rdeči barvi. Kovino v sestavi spojin je mogoče identificirati tudi po netopnih oborinah nekaterih njenih soli (kalcijev karbonat, fluorid, sulfat, fosfat, silikat, sulfit).

kovinski spoji

Vrste kovinskih spojin so naslednje:

• oksid;
• hidroksid;
• kalcijeve soli (srednje, kisle, bazične, dvojne, kompleksne).

Kalcijev oksid je znan kot živo apno. CaO se uporablja za izdelavo gradbenega materiala (apna). Če oksid pogasiš z vodo, dobimo ustrezen hidroksid, ki kaže lastnosti alkalije.

Različne kalcijeve soli, ki se uporabljajo v različnih sektorjih gospodarstva, so velikega praktičnega pomena. Kakšne soli obstajajo, smo že omenili zgoraj. Tukaj so primeri vrst teh spojin.

1. Srednje soli - karbonat CaCO₃, fosfatni Ca₃(PO₄) ₂ in drugi.
2. kislo - hidrosulfat CaHSO₄.
3. Osnovni - bikarbonat(SaOH)₃PO₄.
4. Complex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Dvojno - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Kalcij je v obliki spojin tega razreda pomemben za biološke sisteme, saj so soli vir ionov za telo.

biološka vloga

Kakšen je pomen kalcija za človeško telo? Razlogov je več.

1. Ioni tega elementa so del medcelične snovi in tkivne tekočine, sodelujejo pri uravnavanju mehanizmov vzbujanja, proizvodnje hormonov in nevrotransmiterjev.
2. Kalcij se kopiči v kosteh, zobni sklenini v količini približno 2,5% celotne telesne teže. To je precej in igra pomembno vlogo pri krepitvi teh struktur, ohranjanju njihove moči in stabilnosti. Rast telesa brez tega je nemogoča.
3. Strjevanje krvi je odvisno tudi od zadevnih ionov.
4. Je del srčne mišice, sodeluje pri njenem vzbujanju in krčenju.
5. Je udeleženec v procesih eksocitoze in drugih znotrajceličnih sprememb.

Če količina zaužitega kalcija ne zadostuje, se razvijejo bolezni, kot so:

• rahitis;
• osteoporoza;
• krvne bolezni.

Dnevna norma za odrasle je 1000 mg, za otroke od 9. leta starosti pa 1300 mg. Da bi preprečili prekomerno količino tega elementa v telesu, navedenega odmerka ne smete preseči. sicerprimeru se lahko razvije črevesna bolezen.

Za vsa druga živa bitja kalcij ni nič manj pomemben. Na primer, mnogi nevretenčarji, čeprav nimajo okostja, pa so tudi zunanja sredstva za njihovo krepitev tvorbe te kovine. Med njimi:

• školjke;
• dagnje in ostrige;
• gobice;
• koralni polipi.

Vsi nosijo na hrbtu ali načeloma v procesu življenja tvorijo nekakšen zunanji skelet, ki jih ščiti pred zunanjimi vplivi in plenilci. Njegova glavna sestavina so kalcijeve soli.

Vretenčarji, tako kot ljudje, potrebujejo te ione za normalno rast in razvoj ter jih dobijo s hrano.

Preparati, ki vsebujejo kalcij

Obstaja veliko možnosti, s katerimi je mogoče nadoknaditi manjkajoči element v telesu. Najboljše od vsega pa seveda naravne metode - izdelki, ki vsebujejo želeni atom. Če pa je to iz nekega razloga nezadostno ali nemogoče, je sprejemljiva tudi zdravstvena pot.

Torej, seznam živil, ki vsebujejo kalcij, je nekako takole:

• mlečni in kislo-mlečni izdelki;
• riba;
• zeleni;
• žita (ajda, riž, polnozrnato pecivo);
• nekaj citrusov (pomaranče, mandarine);
• stročnice;
• vsi oreščki (zlasti mandlji in orehi).

Če ste alergični na nekatere izdelke ali jih ne morete uporabljati iz drugega razloga, potem napolnite raven želenega elementa v telesupreparati, ki vsebujejo kalcij, bodo pomagali.

Vse so soli te kovine, ki jih telo zlahka absorbira, hitro absorbira v kri in črevesje. Med njimi so najbolj priljubljeni in uporabljeni naslednji.

1. Kalcijev klorid - raztopina za injiciranje ali peroralno dajanje pri odraslih in otrocih. Razlikuje se po koncentraciji soli v sestavi, uporablja se za "vroče injekcije", saj pri injiciranju povzroči prav takšen občutek. Za lažje zaužitje so na voljo oblike sadnega soka.
2. Kalcijev glukonat. Na voljo v obliki tablet (0,25 ali 0,5 g) in raztopin za intravensko injiciranje. Pogosto v obliki tablet vsebuje različne sadne dodatke.
3. Kalcijev laktat - na voljo v 0,5 g tabletah