Кальци яагаад метал байдаг вэ? Кальци авах вакуум-дулааны арга

Кальци I Кальци (Ca)

химийн элементүүдийн үечилсэн системийн II бүлгийн химийн элемент D.I. Менделеев; шүлтлэг шороон металлд хамаарах ба биологийн өндөр идэвхжилтэй.

Кальцийн атомын тоо 20, атомын масс нь 40.08 байна. Байгаль дээр 40, 42, 43, 44, 46, 48 масстай нүүрстөрөгчийн зургаан тогтвортой изотопыг илрүүлсэн.

Кальци нь химийн идэвхтэй, байгальд нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг - силикатууд (жишээлбэл, асбест), карбонатууд (шохойн чулуу, гантиг, шохой, кальцит, арагонит), сульфатууд (гипс ба ангидрит), фосфорит, доломит гэх мэт. ясны эд эсийн үндсэн бүтцийн элемент (ясыг үзнэ үү) , цусны бүлэгнэлтийн системийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг (цусны бүлэгнэлт) , биеийн дотоод орчинд электролитийн гомеостатик харьцааг хадгалж байдаг хүний ​​хоол хүнсний зайлшгүй элемент.

Амьд организмын хамгийн чухал үүргүүдийн нэг бол мэдрэлийн импульс дамжуулах, булчингийн мэдрэлийн мэдрэлийн урвал, гормоны үйл ажиллагааг өөрчлөх зэрэг олон ферментийн системийн ажилд оролцох (үүнд туслах булчингуудыг оролцуулаад) юм. аденилат циклазын оролцоотойгоор хийгдсэн.

Хүний биед 1-2 байдаг кгкальци (ойролцоогоор 20 Г 1-ээр кгшинэ төрсөн хүүхдэд биеийн жин 9 орчим байна г/кг). Кальцийн нийт хэмжээний 98-99% нь яс, мөгөөрсний эдэд карбонат, фосфат, хлорын нэгдэл, органик хүчил болон бусад бодис хэлбэрээр агуулагддаг. Үлдсэн хэмжээ нь зөөлөн эдэд тархдаг (ойролцоогоор 20 мг 100-аар Гэд) болон эсийн гаднах шингэн. Цусны сийвэн нь ойролцоогоор 2.5 агуулдагммоль/л мг/100 кальци (9-11мл Цусны сийвэн нь ойролцоогоор 2.5 агуулдаг) хоёр фракцын хэлбэрээр: тархдаггүй (уурагтай нийлмэл) ба тархсан (ионжуулсан кальци ба хүчилтэй цогцолбор). Уургууд бүхий цогцолборууд нь кальцийг хадгалах нэг хэлбэр юм. Тэд K. сийвэнгийн нийт хэмжээний 1/3 хувийг эзэлдэг. цусан дахь ионжуулсан K 1.33 байна Цусны сийвэн нь ойролцоогоор 2.5 агуулдаг. Цусны сийвэн дэх ионжуулсан K. ба K. фосфатын хооронд урвуу хамаарал байдаг боловч рахит өвчний үед хоёр ионы концентраци буурч, гиперпаратиреодизмын үед нэмэгддэг. Эсэд фосфорын гол хэсэг нь эсийн мембраны уураг, фосфолипид, эсийн органеллуудын мембрантай холбоотой байдаг. Өвөрмөц Ca 2+-аас хамааралтай Ca 2+-ийн мембран дамжих зохицуулалтыг бамбай булчирхай (бамбай булчирхай) ба паратироид булчирхай (паратироид булчирхай) даавар гүйцэтгэдэг. - паратироид гормон ба түүний антагонист кальцитонин. Цусны сийвэн дэх ионжуулсан K.-ийн агууламж нь нарийн төвөгтэй механизмаар зохицуулагддаг бөгөөд тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь (К. депо), элэг (цөстэй), кальцитонин, түүнчлэн D (1,25-диокси-холекальциферол) юм. K.-ийн агууламжийг нэмэгдүүлж, цусан дахь K. фосфатын агууламжийг бууруулж, витамин D-тэй синергетик байдлаар үйлчилдэг. Энэ нь остеокластуудын идэвхийг нэмэгдүүлж, шингээлтийг сайжруулснаар гиперкальциеми үүсгэдэг бөгөөд бөөрний гуурсан дахь K.-ийн дахин шингээлтийг нэмэгдүүлдэг. Гипокальциемийн үед паратироид даавар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ нь паратироид дааврын антагонист тул гиперкальциемийн үед цусан дахь калийн агууламж, остеокластын тоог бууруулж, бөөрөөр калийн фосфатын ялгаралтыг нэмэгдүүлдэг. Гипофиз булчирхай нь кальцийн солилцоог зохицуулахад оролцдог (Гадпофизын гормоныг үзнэ үү) , adrenal cortex (adrenal булчирхай) . Бие дэх K.-ийн гомеостатик концентрацийг хадгалах нь төв мэдрэлийн системээр зохицуулагддаг. (гол төлөв гипоталамус-гипофизын систем (Гипоталамус-гипофизын систем)) ба автономит мэдрэлийн систем.

K. булчингийн ажлын механизмд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (булчингийн ажил) . Энэ нь булчингийн агшилтыг зөвшөөрдөг хүчин зүйл юм: миоплазм дахь K ионуудын концентраци ихсэх тусам K нь зохицуулалтын уурагтай нэгддэг бөгөөд үүний үр дүнд миозинтэй харьцах чадвартай болдог; холбосноор эдгээр хоёр уураг үүсч, булчин агшиж байдаг. Актомозин үүсэх үед ATP үүсдэг бөгөөд химийн энерги нь механик ажлыг хангаж, дулаан хэлбэрээр хэсэгчлэн ялгардаг. Араг ясны хамгийн их агшилт нь кальцийн концентраци 10 -6 -10 -7 байх үед ажиглагддаг. мэнгэ; K ионы концентраци буурах үед (10-7-аас бага мэнгэ) булчинг богиносгох, чангалах чадвараа алддаг. K.-ийн эдэд үзүүлэх нөлөө нь тэдгээрийн трофикийн өөрчлөлт, исэлдэлтийн процессын эрч хүч, энерги үүсэхтэй холбоотой бусад урвалуудад илэрдэг. Мэдрэлийн эсийг угааж буй шингэн дэх калийн концентраци өөрчлөгдөх нь калийн ион, ялангуяа натрийн ионуудын мембранд ихээхэн нөлөөлдөг (Биологийн мембраныг үзнэ үү). , Түүнчлэн K-ийн түвшин буурах нь натрийн ионуудын мембраны нэвчилтийг нэмэгдүүлж, мэдрэлийн эсийн өдөөлтийг нэмэгдүүлдэг. K концентраци нэмэгдэх нь мэдрэлийн эсийн мембраныг тогтворжуулах нөлөөтэй байдаг. Мэдрэлийн төгсгөлүүд (Зуучлагчид) -аар зуучлагчдыг нэгтгэх, суллахтай холбоотой үйл явц дахь K.-ийн үүргийг тогтоосон. , мэдрэлийн импульсийн синаптик дамжуулалтыг хангах.

Биеийн хувьд K.-ийн эх үүсвэр нь юм. Насанд хүрсэн хүн хоол хүнснээс өдөрт 800-1100 авах ёстой мгкальци, 7-аас доош насны хүүхдүүд - 1000 орчим мг, 14-18 нас - 1400 мг, жирэмсэн эмэгтэйчүүд - 1500 мг,сувилахуй - 1800-2000 мг. Хүнсний бүтээгдэхүүнд агуулагдах кальцийг голчлон фосфат, бусад нэгдлүүд (карбонат, тартрат, К. оксалат ба фитийн хүчлийн кальци-магнийн давс) - хамаагүй бага хэмжээгээр төлөөлдөг. Ходоодны калийн голчлон уусдаггүй давс нь ходоодны шүүсээр хэсэгчлэн уусч, дараа нь цөсний хүчлийн үйлчлэлд өртөж, түүнийг шингэцтэй хэлбэр болгон хувиргадаг. K. нь голчлон нарийн гэдэсний проксимал хэсгүүдэд тохиолддог. Насанд хүрсэн хүн хоол хүнсээр хангагдсан К-ийн тэн хагасаас бага хувийг шингээдэг бөгөөд энэ нь жирэмслэлт, хөхүүл үед өсөлтийн үед нэмэгддэг. K.-ийн шингээлт нь өөх тос, хүнсний магни, фосфор, витамин D болон бусад хүчин зүйлүүдтэй харьцах харьцаагаар нөлөөлдөг. Өөх тосыг хангалтгүй хэрэглэснээр цөсний хүчилтэй уусдаг цогцолбор үүсэхэд шаардлагатай өөх тосны хүчлүүдийн кальцийн давсны дутагдал үүсдэг. Эсрэгээр, хэт их өөх тостой хоол идэх үед уусдаг төлөвт хувиргах цөсний хүчил хангалтгүй байдаг тул шингээгүй кальци их хэмжээгээр биеэс гадагшилдаг. Хүнсний бүтээгдэхүүн дэх кали, фосфорын оновчтой харьцаа нь өсөн нэмэгдэж буй организмын ясны эрдэсжилтийг баталгаажуулдаг. Энэ харьцааны зохицуулагч нь Д аминдэм бөгөөд энэ нь хүүхдэд түүний хэрэгцээ нэмэгдэж байгааг тайлбарладаг.

K.-ийг гадагшлуулах арга нь хоолны дэглэмийн шинж чанараас хамаарна: хэрэв хоолны дэглэмд хүчиллэг урвал бүхий бүтээгдэхүүн (мах, талх, үр тарианы хоол) давамгайлж байвал шүлтлэг урвал бүхий бүтээгдэхүүнээр K.-ийн ялгаралт нэмэгддэг (; сүүн бүтээгдэхүүн, жимс жимсгэнэ, хүнсний ногоо) - баасанд. Цусан дахь түүний агууламж бага зэрэг нэмэгдсэн ч шээсээр калийн ялгаралт нэмэгддэг.

Бие дэх илүүдэл () K. эсвэл түүний дутагдал () нь олон тооны эмгэгийн эмгэгийн шалтгаан, үр дагавар байж болно. Иймд кальцийн давсыг хэтрүүлэн хэрэглэх, гэдэс дотор кальцийг шингээх, бөөрөөр ялгарах үйл ажиллагаа буурах, Д аминдэмийн хэрэглээ ихсэх зэрэгт гиперкальциеми үүсч, өсөлтийн удаашрал, хоолны дуршилгүй болох, өтгөн хатах, цангах, полиури, булчингийн гипотони, булчин сулрах зэргээр илэрдэг. гиперрефлекси. Гиперкальциеми удаан үргэлжилсэн тохиолдолд кальциноз үүсдэг , артери, нефропати. Ашигт малтмалын бодисын солилцоо алдагдах дагалддаг олон өвчний үед ажиглагдсан (Рахитыг үзнэ үү , Остеомалаки) , системийн ясны саркоидоз ба олон миелома, Иценко-Кушингийн өвчин, акромегали, гипотиреодизм, хорт хавдар, ялангуяа ясны үсэрхийлэл, гиперпаратиреодизм. Гиперкальциеми ихэвчлэн дагалддаг. Эмнэлзүйн хувьд тетани (тетани) хэлбэрээр илэрдэг гипокальциеми , гипопаратиреодизм, идиопатик тетани (спазмофили), ходоод гэдэсний замын өвчин, бөөрний архаг дутагдал, чихрийн шижин, Фанкони-Альбертини хам шинж, гиповитаминоз D. Бие махбодид К-ийн дутагдалтай тохиолдолд K эм (кальцийн хлорид, кальцийн глюконат, кальцийн лактат, кальци, кальцийн карбонат).

Цусны ийлдэс, шээс, ялгадас дахь K.-ийн агууламжийг тодорхойлох нь зарим өвчнийг оношлох туслах арга болдог. Биологийн шингэнийг судлахын тулд шууд ба шууд бус аргуудыг ашигладаг. Шууд бус аргууд нь K.-ийг аммонийн оксалат, хлоранилат эсвэл пикроленатаар урьдчилан тунадасжуулах, дараа нь гравиметрийн, титриметрийн эсвэл колориметрийн тодорхойлоход суурилдаг. Шууд аргад этилендиаминтетраацетат эсвэл этилен гликолтетраацетат ба металлын индикаторууд, тухайлбал мурексид (Гринблатт-Хартманы арга), флюорексон, хром хар хөх, кальци гэх мэт, ализарин, метилтимолфизоллеин, ализарин ашиглан колориметрийн аргууд орно. комплексон, глиокал -бис-2-гидроксианил; флюориметрийн аргуудын дөл фотометрийн арга; атомын шингээлтийн спектрометр (хамгийн нарийвчлалтай, мэдрэмтгий арга нь кальцийн 0.0001% хүртэл тодорхойлох боломжийг олгодог); ион сонгомол электрод ашиглах арга (кальцийн ионуудын идэвхийг тодорхойлох боломжийг танд олгоно). Цусан дахь ионжуулсан кальцийн агууламжийг нийт кальци ба нийт уургийн концентрацийн өгөгдлийг ашиглан эмпирик томъёогоор тодорхойлж болно: уурагтай холбоотой кальцийн хувь = 8() + 2() + 3 Г/100 кальци (9-11.

Ном зүй:Костюк П.Г. Кальци ба эс, М., 1986, библиогр.; Эмнэлэгт судалгааны лабораторийн аргууд, ed. V.V. Меньшикова, с. 59, 265, М., 1987; Кальцийн ионуудын зохицуулалт, ed. М.Д. Курский нар, Киев, 1977; Романенко В.Д. кальцийн солилцоо, Киев, 1975, библиогр.

1. Эмнэлгийн жижиг нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Анагаах ухааны нэвтэрхий толь бичиг. 1991-96 2. Анхны тусламж. - М .: Оросын агуу нэвтэрхий толь бичиг. 1994 3. Анагаах ухааны нэр томьёоны нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. - 1982-1984 он.

- (Кальци), Ca, үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын масс 40.08; шүлтлэг шороон металлыг хэлнэ; хайлах цэг 842 хэм. Сээр нуруутан амьтад, нялцгай биетний бүрхүүл, өндөгний хальсны ясны эдэд агуулагддаг. Кальци ...... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

Металл нь мөнгөлөг цагаан, наалдамхай, уян хатан, агаарт хурдан исэлддэг. Хайлах хурд па 800-810°. Байгальд шохой, шохойн чулуу, гантиг, фосфорит, апатит, гипс гэх мэт ордуудыг үүсгэдэг янз бүрийн давс хэлбэрээр олддог. дор...... Техникийн төмөр замын толь бичиг

- (Латин кальци) Ca, үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын жин 40.078 нь шүлтлэг шороон металлуудад хамаарна. Нэр нь латин хэлнээс гаралтай calx, genitive calcis lime. Мөнгөлөг цагаан металл,...... Том нэвтэрхий толь бичиг

- (тэмдэг Ca), 1808 онд анх тусгаарлагдсан ШҮЛТЛЭГ ДЭЛХИЙН бүлгийн өргөн тархсан мөнгөлөг цагаан металл. Олон тооны чулуулаг, эрдэс, ялангуяа шохойн чулуу, гипс, түүнчлэн ясанд олддог. Бие махбодид энэ нь эерэг нөлөө үзүүлдэг ... Шинжлэх ухаан, техникийн нэвтэрхий толь бичиг

Ca (Латин Calx, хүйсийн calcis lime *a. кальци; n. Kalzium; f. кальци; i. calcio), химийн. II бүлгийн үечилсэн элемент. Менделеевийн систем, at.sci. 20, цагт. м 40.08. 40Ca (96.97%), 42Ca (0.64%), … … гэсэн зургаан тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Геологийн нэвтэрхий толь бичиг

КАЛЦИ, кальци, бусад олон. үгүй, нөхөр (Латин calx шохойноос) (химийн). Химийн элемент нь шохойнд агуулагддаг мөнгөлөг цагаан металл юм. Ушаковын тайлбар толь бичиг. Д.Н. Ушаков. 1935, 1940 ... Ушаковын тайлбар толь бичиг Физик нэвтэрхий толь бичиг

Кальци (Латин Кальци, Ca гэсэн утгатай) нь атомын дугаар 20, атомын масс 40.078 элемент юм. Энэ нь Дмитрий Иванович Менделеевийн химийн элементүүдийн үелэх системийн дөрөв дэх үе болох хоёрдугаар бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент юм. Ердийн нөхцөлд кальцийн энгийн бодис нь хөнгөн (1.54 г/см3) уян хатан, зөөлөн, химийн идэвхтэй шүлтлэг шороон металл юм.

Байгальд кальци нь 40Ca (96.97%), 42Ca (0.64%), 43Ca (0.145%), 44Ca (2.06%), 46Ca (0.0033%), 48Ca (0.185%) гэсэн зургаан изотопын холимог хэлбэрээр байдаг. Хорьдугаар элементийн гол изотоп - хамгийн түгээмэл нь 40Ca, түүний изотопын элбэг дэлбэг байдал 97% орчим байдаг. Кальцийн зургаан байгалийн изотопын тав нь тогтвортой, зургаа дахь изотоп нь 48Ca, зургаа дахь хамгийн хүнд, нэлээд ховор (изотопын элбэг дэлбэг байдал нь ердөө 0.185%) нь хагас задралын хугацаатай давхар β задралд өртөж байгааг саяхан илрүүлсэн. 5.3∙1019 жил. Массын тоо 39, 41, 45, 47, 49-тэй зохиомлоор олж авсан изотопууд нь цацраг идэвхт бодис юм. Ихэнхдээ тэдгээрийг амьд организм дахь эрдэс бодисын солилцооны үйл явцыг судлахад изотопын үзүүлэлт болгон ашигладаг. Металл кальци эсвэл түүний нэгдлүүдийг ураны реакторт нейтроноор цацрагаар гаргаж авсан 45Ca нь хөрсөнд тохиолддог бодисын солилцооны үйл явцыг судлах, ургамлын кальцийг шингээх үйл явцыг судлахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ижил изотопын ачаар хайлуулах явцад янз бүрийн төрлийн ган, хэт цэвэр төмрийг кальцийн нэгдлээр бохирдуулах эх үүсвэрийг илрүүлэх боломжтой болсон.

Кальцийн нэгдлүүд - гантиг, гипс, шохойн чулуу, шохой (шохойн чулуугаар галладаг бүтээгдэхүүн) нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд барилга, анагаах ухаанд өргөн хэрэглэгддэг. Эртний Египетчүүд пирамидуудыг барихдаа кальцийн нэгдлүүдийг ашигладаг байсан бөгөөд агуу Ромын оршин суугчид буталсан чулуу, шохой, элсний холимог ашиглан бетоныг зохион бүтээжээ. 18-р зууны эцэс хүртэл химичүүд шохойг энгийн хатуу бодис гэдэгт итгэлтэй байсан. Зөвхөн 1789 онд Лавуазье шохой, хөнгөн цагааны исэл болон бусад зарим нэгдлүүдийг нарийн төвөгтэй бодис гэж үзсэн. 1808 онд кальцийн металлыг Г.Дэви электролизийн аргаар гаргаж авсан.

Кальцийн металлын хэрэглээ нь түүний химийн өндөр идэвхжилтэй холбоотой юм. Энэ нь зарим металлын нэгдлүүдээс, жишээлбэл, торий, уран, хром, циркони, цезий, рубидиумаас гаргаж авахад ашиглагддаг; ган болон бусад хайлшаас хүчилтөрөгч, хүхрийг зайлуулах; органик шингэнийг усгүйжүүлэх; вакуум төхөөрөмж дэх үлдэгдэл хийг шингээхэд зориулагдсан. Үүнээс гадна кальцийн метал нь зарим хайлшийн хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Кальцийн нэгдлүүдийг илүү өргөн ашигладаг - тэдгээрийг барилга, пиротехник, шилэн үйлдвэрлэл, анагаах ухаан болон бусад олон салбарт ашигладаг.

Кальци бол хамгийн чухал биогенийн элементүүдийн нэг бөгөөд ихэнх амьд организмд амьдралын хэвийн үйл явцад шаардлагатай байдаг. Насанд хүрсэн хүний ​​биед нэг ба хагас килограмм хүртэл кальци агуулагддаг. Энэ нь амьд организмын бүх эд, шингэнд байдаг. Хорь дахь элемент нь ясны эдийг үүсгэх, зүрхний цохилтыг хадгалах, цусны бүлэгнэлт, гадна эсийн мембраны хэвийн нэвчилтийг хадгалах, олон тооны фермент үүсэхэд шаардлагатай байдаг. Кальци нь ургамал, амьтны биед гүйцэтгэдэг функцүүдийн жагсаалт маш урт юм. Зөвхөн ховор организмууд кальцигүй орчинд хөгжих чадвартай байдаг бөгөөд бусад организмууд энэ элементийн 38% -аас бүрддэг (хүний ​​биед ердөө 2% орчим кальци байдаг) гэж хэлэхэд хангалттай.

Биологийн шинж чанар

Кальци бол биогенийн элементүүдийн нэг бөгөөд түүний нэгдлүүд бараг бүх амьд организмд байдаг (цөөн тооны организм кальцигүй орчинд хөгжиж чаддаг), амьдралын үйл явцын хэвийн явцыг хангадаг. Хорь дахь элемент нь амьтан, ургамлын бүх эд, шингэнд байдаг бөгөөд үүний ихэнх хэсэг нь араг яс, шүдэнд фосфат хэлбэрээр агуулагддаг (жишээлбэл, гидроксиапатит Ca5 (PO4) 3OH эсвэл 3Ca3); (PO4)2Ca (OH)2). Хорьдугаар элементийг яс, шүдний барилгын материал болгон ашиглах нь кальцийн ионыг эсэд ашигладаггүйтэй холбоотой юм. Кальцийн концентрацийг тусгай гормонуудаар зохицуулдаг, тэдгээрийн хосолсон үйлдэл нь ясны бүтцийг хадгалж, хадгалдаг. Ихэнх сээр нуруугүй амьтдын (нялцгай биет, шүр, хөвөн болон бусад) араг яс нь янз бүрийн хэлбэрийн кальцийн карбонат CaCO3 (шохой) -аас бүрддэг. Олон сээр нуруугүй амьтад шинэ араг яс үүсгэх эсвэл тааламжгүй нөхцөлд амин чухал үйл ажиллагааг хангахын тулд хайлуулахын өмнө кальцийг хадгалдаг. Амьтад кальцийг хоол хүнс, уснаас, ургамлыг хөрснөөс авдаг бөгөөд энэ элементтэй холбоотойгоор кальцифил ба калцефоб гэж хуваагддаг.

Энэхүү чухал микроэлементийн ионууд нь цусны бүлэгнэлтийн процесст оролцдог бөгөөд цусны тогтмол осмосын даралтыг хангадаг. Нэмж дурдахад кальци нь олон тооны эсийн бүтцийг бий болгох, гаднах эсийн мембраны хэвийн нэвчилтийг хадгалах, загас болон бусад амьтдын өндөгийг бордох, хэд хэдэн ферментийг идэвхжүүлэхэд шаардлагатай байдаг (магадгүй энэ нөхцөл байдал кальци нь магнийн ионыг орлуулдаг). Кальцийн ионууд нь булчингийн утас руу өдөөлтийг дамжуулж, агшилт, зүрхний агшилтын хүчийг нэмэгдүүлж, лейкоцитын фагоцитийн үйл ажиллагааг нэмэгдүүлж, цусны хамгаалалтын уургийн системийг идэвхжүүлж, экзоцитоз, түүний дотор гормон, нейротрансмиттерийн шүүрлийг зохицуулдаг. Кальци нь цусны судасны нэвчилтэд нөлөөлдөг - энэ элементгүйгээр өөх тос, липид, холестерин нь цусны судасны хананд суурьших болно. Кальци нь хүнд металлын давс, радионуклидуудыг биеэс ялгаруулахыг дэмжиж, антиоксидант функцийг гүйцэтгэдэг. Кальци нь нөхөн үржихүйн системд нөлөөлж, стрессийн эсрэг үйлчилгээтэй, харшлын эсрэг үйлчилгээтэй.

Насанд хүрсэн хүний ​​​​бие дэх кальцийн агууламж (70 кг жинтэй) 1.7 кг (гол төлөв ясны эд эсийн эс хоорондын бодис) байдаг. Энэ элементийн хэрэгцээ нь наснаас хамаарна: насанд хүрэгчдэд өдөр тутмын хэрэгцээ 800-аас 1000 миллиграмм, хүүхдэд 600-аас 900 миллиграмм хүртэл байдаг. Хүүхдүүдийн хувьд ясны эрчимтэй өсөлт, хөгжилд шаардлагатай тунг хэрэглэх нь онцгой чухал юм. Бие дэх кальцийн гол эх үүсвэр нь сүү, сүүн бүтээгдэхүүн юм. Кальцийн катионуудын шингээлт нь бүдүүн, нарийн гэдсэнд тохиолддог; шингээлт нь хүчиллэг орчин, витамин С ба D, лактоз (сүүн хүчил), ханаагүй тосны хүчлүүд юм. Хариуд нь аспирин, оксалийн хүчил, эстрогений деривативууд нь хорьдугаар элементийн шингэцийг ихээхэн бууруулдаг. Тиймээс кальци нь оксалийн хүчилтэй хослуулснаар бөөрний чулууны бүрэлдэхүүн хэсэг болох усанд уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Кальцийн солилцоонд магнийн үүрэг маш их байдаг - түүний дутагдалтай үед кальци нь яснаас "угаагдаж" бөөр (бөөрний чулуу), булчинд хуримтлагддаг. Ерөнхийдөө бие нь хорин дахь элементийг хадгалах, ялгаруулах нарийн төвөгтэй системтэй байдаг тул цусан дахь кальцийн агууламжийг нарийн зохицуулдаг бөгөөд зөв хооллолт, дутагдал, илүүдэл үүсдэггүй; Урт хугацааны кальцийн хоолны дэглэм нь базлах, үе мөч өвдөх, өтгөн хатах, ядрах, нойрмоглох, өсөлтийг удаашруулдаг. Хоол тэжээл дэх кальцийн удаан хугацааны дутагдал нь ясны сийрэгжилт үүсэхэд хүргэдэг. Никотин, кофеин, согтууруулах ундаа нь бие махбодид кальцийн дутагдлын зарим шалтгаан болдог бөгөөд энэ нь түүнийг шээсээр эрчимтэй ялгаруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Гэсэн хэдий ч хорьдугаар элемент (эсвэл Д витамин) илүүдэл нь сөрөг үр дагаварт хүргэдэг - гиперкальциеми үүсдэг бөгөөд үүний үр дагавар нь яс, эд эсийн эрчимтэй шохойжилт (голчлон шээсний системд нөлөөлдөг). Удаан хугацааны кальцийн илүүдэл нь булчин, мэдрэлийн эдүүдийн үйл ажиллагааг тасалдуулж, цусны бүлэгнэлтийг нэмэгдүүлж, ясны эсүүдэд цайрын шингээлтийг бууруулдаг. Остеоартрит, катаракт, цусны даралтын асуудал үүсч болно. Дээрхээс бид ургамлын болон амьтны организмын эсүүд кальцийн ионуудын хатуу тогтоосон харьцааг шаарддаг гэж дүгнэж болно.

Фармакологи, анагаах ухаанд кальцийн нэгдлүүдийг витамин, шахмал, эм, тарилга, антибиотик үйлдвэрлэх, түүнчлэн ампул, эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Эрэгтэй үргүйдлийн нэлээд түгээмэл шалтгаан нь бие махбод дахь кальцийн дутагдал юм! Үнэн хэрэгтээ эр бэлгийн эсийн толгой нь сум хэлбэртэй байдаг бөгөөд энэ нь хангалттай хэмжээний кальциас бүрддэг бөгөөд хэрэв хангалттай хэмжээний үргүйдэл бол үрийн шингэн нь мембраныг даван туулах чадвартай байдаг; тохиолддог.

Цусан дахь кальцийн ион дутагдалтай байгаа нь ой санамж муудаж, оюун ухаан мууддаг болохыг Америкийн эрдэмтэд тогтоожээ. Жишээлбэл, АНУ-ын нэр хүндтэй "Science News" сэтгүүлээс муурны тархины эсүүд цуснаас илүү кальци агуулсан тохиолдолд л болзолт рефлекс үүсдэг болохыг баталсан туршилтуудын талаар олж мэдсэн.

Хөдөө аж ахуйд өндөр үнэлэгддэг кальцийн цианамидын нэгдэл нь азотын бордоо, мочевины эх үүсвэр болох нийлэг давирхай үйлдвэрлэх үнэ цэнэтэй бордоо, түүхий эд төдийгүй, мөн нийлэг давирхайг механикжуулах боломжтой бодис болгон ашигладаг. хөвөнгийн талбайн ургац хураах. Үнэн хэрэгтээ энэ нэгдлээр эмчилсний дараа хөвөн ургамал навчаа шууд хаядаг бөгөөд энэ нь хүмүүст хөвөн түүхээ машинд үлдээх боломжийг олгодог.

Кальциар баялаг хоол хүнсний тухай ярихдаа сүүн бүтээгдэхүүнийг байнга дурддаг боловч сүү нь өөрөө 100 грамм тутамд 120 мг (үнээ) -ээс 170 мг (хонь) кальци агуулдаг; зуслангийн бяслаг бүр ч ядуу - 100 грамм тутамд ердөө 80 мг. Сүүн бүтээгдэхүүнээс зөвхөн бяслагт 100 г бүтээгдэхүүн тутамд 730 мг (Гуда) -аас 970 мг (Эмментал) кальци агуулагддаг. Гэсэн хэдий ч хорьдугаар элементийн агууламжийн рекорд эзэмшигч нь намуу юм - 100 грамм намуу үр нь бараг 1500 мг кальци агуулдаг!

Жишээлбэл, хөргөлтийн төхөөрөмжид ашигладаг кальцийн хлорид CaCl2 нь олон тооны химийн технологийн процесс, ялангуяа сод үйлдвэрлэхэд хаягдал бүтээгдэхүүн юм. Гэсэн хэдий ч кальцийн хлоридыг янз бүрийн салбарт өргөнөөр ашиглаж байгаа ч хэрэглээ нь үйлдвэрлэлээс хамаагүй бага байна. Ийм учраас жишээлбэл, содын үйлдвэрүүдийн ойролцоо кальцийн хлоридын давсны уусмал бүхий бүхэл бүтэн нуурууд үүсдэг. Ийм хадгалах цөөрөм нь ховор биш юм.

Кальцийн нэгдлүүдийг хэр их хэрэглэдэгийг ойлгохын тулд хэдхэн жишээ өгөх нь зүйтэй. Ган үйлдвэрлэлд шохойг фосфор, цахиур, манган, хүхрийг зайлуулахад ашигладаг бөгөөд нэг тонн ган тутамд 75 кг шохой зарцуулдаг! Өөр нэг жишээ бол огт өөр газар юм - хүнсний үйлдвэр. Элсэн чихэр үйлдвэрлэхэд түүхий чихрийн сиропыг шохойтой урвалд оруулж, кальцийн сахарозыг тунадаг. Тиймээс, нишингийн элсэн чихэр нь ихэвчлэн нэг тонн тутамд 3-5 кг шохой, манжингийн сахар зуу дахин их, өөрөөр хэлбэл нэг тонн элсэн чихэр тутамд хагас тонн шохой шаарддаг!

Усны "хатуулаг" гэдэг нь түүнд ууссан кальци, магнийн давс нь ус өгдөг хэд хэдэн шинж чанар юм. Хатуу байдал нь түр зуурын болон байнгын гэж хуваагддаг. Түр зуурын буюу карбонатын хатуулаг нь усанд уусдаг гидрокарбонат Ca(HCO3)2 ба Mg(HCO3)2 байдгаас үүсдэг. Карбонатын хатуулагаас ангижрах нь маш хялбар байдаг - ус буцалгахад бикарбонатууд нь усанд уусдаггүй кальци, магнийн карбонат болж, тунадас үүсгэдэг. Байнгын хатуулаг нь ижил металлын сульфат ба хлоридоор үүсгэгддэг боловч үүнээс салах нь илүү хэцүү байдаг. Хатуу ус нь тийм ч аюултай биш, учир нь энэ нь савангийн хөөс үүсэхээс сэргийлж, хувцасыг илүү муугаар угаадаг бөгөөд энэ нь уурын зуух болон бойлерийн системд масштабын давхарга үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр тэдний үр ашгийг бууруулж, онцгой байдлын нөхцөл байдалд хүргэдэг. Сонирхолтой нь тэд Эртний Ромд усны хатуулгийг хэрхэн тодорхойлохыг мэддэг байсан явдал юм. Улаан дарсыг урвалж болгон ашигласан - түүний өнгөт бодисууд нь кальци, магнийн ионуудтай тунадас үүсгэдэг.

Кальцийг хадгалахад бэлтгэх үйл явц нь маш сонирхолтой юм. Кальцийн метал нь 0.5-60 кг жинтэй хэсэг хэлбэрээр удаан хугацаагаар хадгалагддаг. Эдгээр "эмбүү" -ийг цаасан уутанд хийж, дараа нь гагнаж, будсан давхаргатай цайрдсан төмөр саванд хийнэ. Битүү хаалттай савыг модон хайрцагт хийнэ. Хагас кг-аас бага жинтэй хэсгүүдийг удаан хугацаагаар хадгалах боломжгүй - исэлдэхэд тэд хурдан исэл, гидроксид, кальцийн карбонат болж хувирдаг.

Өгүүллэг

Кальцийн металыг харьцангуй саяхан буюу 1808 онд олж авсан боловч хүн төрөлхтөн энэ металлын нэгдлүүдийг маш удаан хугацаанд мэддэг байсан. Эрт дээр үеэс хүмүүс шохойн чулуу, шохой, гантиг, алебастр, гипс болон бусад кальци агуулсан нэгдлүүдийг барилга, анагаах ухаанд ашиглаж ирсэн. Шохойн чулуу CaCO3 нь хүний ​​хамгийн анхны барилгын материал байсан байх магадлалтай. Үүнийг Египетийн пирамидууд болон Хятадын цагаан хэрэм барихад ашигласан. Орос дахь олон сүм хийд, сүм хийдүүд, түүнчлэн эртний Москвагийн ихэнх барилгуудыг шохойн чулуу - цагаан чулуугаар барьсан. Эрт дээр үед ч гэсэн хүн шохойн чулууг шатаах замаар шохойн шохойг (CaO) авдаг байсан нь Ахлагч Плиний (МЭ 1-р зуун) болон Ромын армийн эмч Диоскорид нарын бүтээлүүдээр нотлогддог. "Эмийн тухай" эссе. "Шуурхай шохой" нэр нь өнөөг хүртэл хадгалагдан үлджээ. Мөн энэ бүгдийг үл харгалзан цэвэр кальцийн ислийг анх Германы химич I. Дараа нь зөвхөн 1746 онд, мөн 1755 онд химич Ж.Блэк шаталтын процессыг судалж, шатаах явцад шохойн чулууны масс алдагдах нь илэрсэн байна. нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хий ялгаруулахад:

CaCO3 ↔ CO2 + CaO

Гизагийн пирамидуудад ашиглаж байсан Египетийн зуурмагууд нь хэсэгчлэн усгүйжүүлсэн гипс CaSO4 2H2O буюу өөрөөр хэлбэл алебастр 2CaSO4∙H2O дээр үндэслэсэн байв. Энэ нь мөн Тутанхамуны булшны бүх гипс суурь юм. Египетчүүд шатсан гипс (алебастр) -ийг усалгааны байгууламж барихад холбогч болгон ашигладаг байв. Байгалийн гипсийг өндөр температурт шатаах замаар Египетийн барилгачид хэсэгчлэн усгүйжүүлж, зөвхөн ус төдийгүй хүхрийн ангидридыг молекулаас салгасан. Хожим нь усаар шингэлэх үед ус, температурын хэлбэлзлээс айдаггүй маш хүчтэй массыг олж авсан.

Ромчуудыг бетоны зохион бүтээгчид гэж нэрлэх нь зөв, учир нь тэд барилгын материалын нэг төрөл болох буталсан чулуу, элс, шохойн хольцыг ашигладаг байсан. Ийм бетонон цистерн барих талаар Ахлагч Плиний бичсэн байдаг: "Цистерн барихын тулд таван хэсэг цэвэр хайрган элс, хоёр хэсэг нь хамгийн сайн унтарсан шохой, нэгээс илүүгүй жинтэй силекс (хатуу лаав) хэсгүүдийг авна. Холисны дараа доод ба хажуугийн гадаргууг төмрийн цохиураар нягтруулна. Италийн чийглэг уур амьсгалд бетон нь хамгийн уян хатан материал байв.

Кальцийн нэгдлүүдийг хүн төрөлхтөнд эртнээс мэддэг байсан бөгөөд үүнийг өргөн хэрэглэдэг байсан. Гэсэн хэдий ч 18-р зууны эцэс хүртэл химичүүд шохойг энгийн хатуу бодис гэж үздэг байсан бөгөөд зөвхөн шинэ зууны босгон дээр шохой болон бусад кальцийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг судалж эхэлсэн. Тиймээс Стал шохой нь шороон болон усан зарчмаас бүрдэх цогц биет гэж үзсэн бөгөөд Блэк идэмхий шохой болон "тогтмол агаар" агуулсан нүүрстөрөгчийн шохойн ялгааг тогтоожээ. Антуан Лоран Лавуазье шохойн шороог (CaO) элемент, өөрөөр хэлбэл энгийн бодис гэж ангилсан боловч 1789 онд тэрээр шохой, магни, барит, хөнгөн цагааны исэл, цахиур зэрэг нь нарийн төвөгтэй бодисууд гэж санал болгосон боловч үүнийг зөвхөн дараах байдлаар нотлох боломжтой болно. "зөрүүд шороо" (кальцийн исэл) задрах. Мөн хамгийн анхны амжилтанд хүрсэн хүн бол Хамфри Дэви юм. Кали, натрийн оксидыг электролизээр амжилттай задласны дараа химич ижил аргаар шүлтлэг шороон металлыг авахаар шийджээ. Гэсэн хэдий ч анхны оролдлого амжилтгүй болсон - англи хүн шохойг агаарт болон газрын тосны давхарга дор электролизоор задлахыг оролдсон бөгөөд дараа нь шохойг металл калитай хоолойгоор шохойж, бусад олон туршилт хийсэн боловч үр дүнд хүрсэнгүй. Эцэст нь мөнгөн усны катод бүхий төхөөрөмжид шохойн электролизийн аргаар амальгам, түүнээс металл кальци гаргаж авсан. Тун удалгүй метал олж авах энэ аргыг И.Берзелиус, М.Понтин нар сайжруулав.

Шинэ элемент нь нэрээ Латин "calx" гэсэн үгнээс авсан (хэрэв calcis) - шохой, зөөлөн чулуу. Калкс гэдэг нь шохой, шохойн чулуу, ерөнхийдөө хайрга чулуу, гэхдээ ихэвчлэн шохойн суурьтай зуурмагийн нэр юм. Энэ ойлголтыг эртний зохиолчид (Витрувий, Ахлагч Плиний, Диоскоридууд) шохойн чулууг шатаах, шохойг унтраах, зуурмаг бэлтгэх зэргийг дүрсэлсэн байдаг. Хожим нь алхимичдын хүрээлэлд "калкс" нь ерөнхийдөө галын бүтээгдэхүүнийг, тухайлбал металыг тэмдэглэв. Жишээлбэл, металлын оксидыг металл шохой гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд шатах процессыг өөрөө кальцинжуулалт гэж нэрлэдэг. Эртний Оросын жорны уран зохиолд кал (шороо, шавар) гэсэн үг олддог тул Гурвал-Сергиус Лаврагийн цуглуулгад (XV зуун) "баасыг ол, үүнээс тэд тигелийн алтыг бүтээдэг" гэж хэлдэг. Сүүлд л “калкс” гэдэг үгтэй эргэлзэх аргагүй баас гэдэг үг аргал гэдэг үгтэй ижил утгатай болсон. 19-р зууны эхэн үеийн Оросын уран зохиолд кальцийг заримдаа шохойн шороон суурь, шохойжилт (Щеглов, 1830), шохойжилт (Иовский), кальци, кальци (Хесс) гэж нэрлэдэг байв.

Байгальд байх

Кальци бол манай гараг дээрх хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг бөгөөд байгаль дээрх тоон агууламжаараа тавдугаарт (металл бус, зөвхөн хүчилтөрөгч илүү түгээмэл байдаг - 49.5%, цахиур - 25.3%), металлын дунд гуравдугаарт (зөвхөн хөнгөн цагаан илүү түгээмэл байдаг - 7.5%, төмөр - 5.08%). Кларк (дэлхийн царцдас дахь дундаж агууламж) кальцийн янз бүрийн тооцоогоор 2.96% -иас 3.38% хооронд хэлбэлздэг бол энэ үзүүлэлт ойролцоогоор 3% байна гэж бид тодорхой хэлж чадна. Кальцийн атомын гаднах бүрхүүл нь хоёр валентын электронтой бөгөөд тэдгээрийн цөмтэй холбоо нь нэлээд сул байдаг. Ийм учраас кальци нь химийн урвалын өндөр чадвартай бөгөөд байгальд чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй. Гэсэн хэдий ч энэ нь янз бүрийн геохимийн системд идэвхтэй нүүж, хуримтлагдаж, 400 орчим эрдэс бодисыг бүрдүүлдэг: силикатууд, алюминосиликатууд, карбонатууд, фосфатууд, сульфатууд, боросиликатууд, молибдатууд, хлоридууд болон бусад, энэ үзүүлэлтээр дөрөвдүгээрт ордог. Базальт магмууд хайлах үед кальци нь хайлмагт хуримтлагдаж, үндсэн чулуулаг үүсгэгч эрдсийн найрлагад ордог бөгөөд фракцлах явцад магмыг үндсэнээс хүчиллэг чулуулгаас ялгах явцад түүний агууламж буурдаг. Ихэнх тохиолдолд кальци нь дэлхийн царцдасын доод хэсэгт оршдог бөгөөд үндсэн чулуулагт (6.72%) хуримтлагддаг; Дэлхийн нөмрөгт кальци бага (0.7%), магадгүй дэлхийн цөмд бүр бага байдаг (цөмтэй төстэй төмрийн солируудад хорьдугаар элемент нь ердөө 0.02% -ийг агуулдаг).

Үнэн бол чулуурхаг солир дахь кальцийн кларк 1.4% (ховор кальцийн сульфид олддог), дунд хэмжээний чулуулагт 4.65%, хүчиллэг чулуулаг нь жингийн хувьд 1.58% кальци агуулдаг. Кальцийн гол хэсэг нь янз бүрийн чулуулаг (боржин чулуу, гнейс гэх мэт) -ийн силикат, алюминосиликатууд, ялангуяа хээрийн жонш - анортит Ca, түүнчлэн диопсид CaMg, волластонит Са3 зэрэгт агуулагддаг. Тунамал чулуулаг хэлбэрээр кальцийн нэгдлүүдийг шохой, шохойн чулуугаар төлөөлдөг бөгөөд гол төлөв кальцит (CaCO3) -ээс бүрддэг.

Кальцийн карбонат CaCO3 нь дэлхий дээрх хамгийн элбэг байдаг нэгдлүүдийн нэг бөгөөд кальцийн карбонатын эрдэс нь дэлхийн гадаргуугийн 40 сая квадрат километр талбайг эзэлдэг. Дэлхийн гадаргын олон хэсэгт эртний далайн организмын үлдэгдэл болох шохой, гантиг, шохойн чулуу, бүрхүүлийн чулуулгаас үүссэн кальцийн карбонатын ихээхэн тунамал ордууд байдаг бөгөөд энэ бүхэн нь бага зэргийн хольцтой CaCO3, кальцит нь цэвэр CaCO3 юм. Эдгээр ашигт малтмалын хамгийн чухал нь шохойн чулуу, эс тэгвээс шохойн чулуу - учир нь орд бүр нь нягтрал, найрлага, хольцын хэмжээгээр ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, бүрхүүлийн чулуулаг нь органик гаралтай шохойн чулуу бөгөөд бага хэмжээний хольцтой кальцийн карбонат нь шохойн чулуу эсвэл Исландын шөрмөсний тунгалаг талстыг үүсгэдэг. Шохой бол кальцийн карбонатын өөр нэг түгээмэл төрөл боловч кальцитын талст хэлбэр болох гантиг нь байгальд хамаагүй бага байдаг. Эртний геологийн эрин үед гантиг шохойн чулуунаас үүссэн гэж нийтээр хүлээн зөвшөөрдөг. Дэлхийн царцдас хөдлөхөд шохойн чулууны бие даасан ордууд бусад чулуулгийн давхаргын дор булагдсан байв. Өндөр даралт, температурын нөлөөн дор дахин талстжих процесс явагдаж, шохойн чулуу нь илүү нягт талст чулуулаг болох гантиг болж хувирав. Хачирхалтай сталактит ба сталагмитууд нь кальцийн карбонатын өөр нэг төрөл болох арагонит эрдэс юм. Орторомбик арагонит нь дулаан далайд үүсдэг - Багамын арлууд, Флоридагийн түлхүүр, Улаан тэнгисийн сав газарт арагонит хэлбэрийн кальцийн карбонатын асар том давхаргууд үүсдэг. Мөн флюорит CaF2, доломит MgCO3 CaCO3, ангидрит CaSO4, фосфорит Ca5(PO4)3(OH,CO3) (янз бүрийн хольцтой) болон апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) зэрэг кальцийн эрдэс бодисууд нэлээд өргөн тархсан байдаг. кальцийн фосфат, алебастр CaSO4 0.5H2O ба гипс CaSO4 2H2O (кальцийн сульфатын хэлбэр) болон бусад. Кальци агуулсан эрдэс бодисууд нь түүнийг орлох изоморф хольцын элементүүдийг (жишээлбэл, натри, стронций, газрын ховор элемент, цацраг идэвхт болон бусад элементүүд) агуулдаг.

Хорь дахь элементийн ихээхэн хэсэг нь ус, агаарт агуулагдах муу уусдаг CaCO3, сайн уусдаг Ca(HCO3)2 ба CO2-ийн хооронд дэлхийн "карбонатын тэнцвэрт байдал" байдгаас шалтгаалан байгалийн усанд агуулагддаг.

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 = Ca2+ + 2HCO3-

Энэхүү урвал нь буцах боломжтой бөгөөд хорьдугаар элементийг дахин хуваарилах үндэс болдог - усанд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн өндөр агууламжтай, кальци нь уусмалд агуулагддаг бөгөөд CO2 багатай кальцитын CaCO3 тунадасжиж, шохойн чулуу, шохойн зузаан ордуудыг үүсгэдэг. , гантиг.

Их хэмжээний кальци нь амьд организмын нэг хэсэг юм, жишээлбэл, гидроксиапатит Ca5 (PO4) 3OH, эсвэл өөр нэг зүйлд 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 - сээр нуруутан амьтдын ясны эд эсийн үндэс, түүний дотор хүний. Кальцийн карбонат CaCO3 нь олон сээр нуруугүйтэн, өндөгний хальс, шүр, тэр ч байтугай сувдны бүрхүүл, бүрхүүлийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Өргөдөл

Кальцийн металлыг маш ховор хэрэглэдэг. Үндсэндээ энэ металлыг (түүний гидрид гэх мэт) металлотермик аргаар багасгахад хэцүү металлууд - уран, титан, торий, циркони, цезий, рубиди болон тэдгээрийн нэгдлүүдээс (оксид эсвэл галоген) хэд хэдэн газрын ховор металлыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. ). Кальцийг никель, зэс, зэвэрдэггүй ган үйлдвэрлэхэд бууруулагч болгон ашигладаг. Хорьдугаар элементийг мөн ган, хүрэл болон бусад хайлшийг исэлдүүлэх, нефтийн бүтээгдэхүүнээс хүхрийг зайлуулах, органик уусгагчийг усгүйжүүлэх, аргоныг азотын хольцоос цэвэрлэх, цахилгаан вакуум төхөөрөмжид хий шингээгч болгон ашигладаг. Кальцийн металыг Pb-Na-Ca системийн үрэлтийн эсрэг хайлш (холхивчид ашигладаг), мөн цахилгаан кабелийн бүрээс үйлдвэрлэхэд ашигладаг Pb-Ca хайлшийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Силикокальцийн хайлш (Ca-Si-Ca) нь чанарын ган үйлдвэрлэхэд исэлгүйжүүлэгч, хийгүйжүүлэгч бодис болгон ашигладаг. Кальцийг хөнгөн цагааны хайлшийг хайлшлах элемент болгон, магнийн хайлшийг өөрчлөх нэмэлт болгон ашигладаг. Жишээлбэл, кальцийг нэвтрүүлэх нь хөнгөн цагаан холхивчийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Мөн цэвэр кальцийг хар тугалга хайлшлахад ашигладаг бөгөөд энэ нь батерейны хавтан, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, өөрөө цэнэглэлт багатай хар тугалганы хүчлийн батерей үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Мөн металл кальцийг өндөр чанарын кальцийн баббит BKA үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Кальцийн тусламжтайгаар цутгамал төмрийн нүүрстөрөгчийн агууламжийг зохицуулж, хар тугалгааас висмутыг зайлуулж, ган нь хүчилтөрөгч, хүхэр, фосфороос цэвэрлэгддэг. Кальци, түүнчлэн түүний хөнгөн цагаан, магни бүхий хайлшийг дулааны цахилгаан нөөц батерейнд анод болгон ашигладаг (жишээлбэл, кальцийн хромат элемент).

Гэсэн хэдий ч хорьдугаар элементийн нэгдлүүдийг илүү өргөн ашигладаг. Юуны өмнө бид байгалийн кальцийн нэгдлүүдийн тухай ярьж байна. Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл кальцийн нэгдлүүдийн нэг бол CaCO3 карбонат юм. Цэвэр кальцийн карбонат нь кальцит, шохойн чулуу, шохой, гантиг, хясааны чулуулаг нь бага зэргийн хольцтой CaCO3 юм. Холимог кальци, магнийн карбонатыг доломит гэж нэрлэдэг. Шохойн чулуу, доломитыг ихэвчлэн барилгын материал, замын гадаргуу эсвэл хөрсний хүчилгүйжүүлэгч болгон ашигладаг. Кальцийн карбонат CaCO3 нь кальцийн исэл (түргэн шохой) CaO болон кальцийн гидроксид (унтраасан шохой) Ca(OH)2 үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Хариуд нь CaO ба Ca (OH) 2 нь хими, металлурги, механик инженерийн үйлдвэрлэлийн олон салбарт гол бодис юм - кальцийн исэл нь чөлөөт хэлбэрээр болон керамик хольцын нэг хэсэг болох галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг; Целлюлоз, цаасны үйлдвэрт асар их хэмжээний кальцийн гидроксид хэрэгтэй. Үүнээс гадна Ca(OH)2 нь ургамлын хортон шавьжтай тэмцэхийн тулд цайруулагч (сайн цайруулагч, ариутгагч бодис), Бертоллет давс, сод, зарим пестицид үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Ган үйлдвэрлэхэд асар их хэмжээний шохой зарцуулдаг - хүхэр, фосфор, цахиур, манганыг зайлуулах. Металлурги дахь шохойн өөр нэг үүрэг бол магнийн үйлдвэрлэл юм. Шохойг мөн ган утсыг татах, хүхрийн хүчил агуулсан хаягдал даршилсан шингэнийг саармагжуулахад тосолгооны материал болгон ашигладаг. Нэмж дурдахад шохой нь ундны болон үйлдвэрлэлийн усыг боловсруулахад хамгийн түгээмэл химийн урвалж юм (алум эсвэл төмрийн давстай хамт суспензийг коагуляци хийж, тунадасыг зайлуулж, түр зуурын - бикарбонат - хатуулгийг арилгах замаар усыг зөөлрүүлдэг). Өдөр тутмын амьдрал, анагаах ухаанд тунадасжуулсан кальцийн карбонатыг хүчил саармагжуулагч, шүдний оонд зөөлөн зүлгүүр, хоолны дэглэмд нэмэлт кальцийн эх үүсвэр, бохьны бүрэлдэхүүн хэсэг, гоо сайхны бүтээгдэхүүнд дүүргэгч болгон ашигладаг. Мөн CaCO3 нь резин, латекс, будаг, паалан, хуванцар (жингийн 10 орчим%) дулаан тэсвэрлэх чадвар, хатуулаг, хатуулаг, ажиллах чадварыг сайжруулахын тулд дүүргэгч болгон ашигладаг.

Кальцийн фтор CaF2 нь онцгой ач холбогдолтой, учир нь эрдэс (флюорит) хэлбэрээр энэ нь фторын цорын ганц үйлдвэрлэлийн чухал эх үүсвэр юм! Кальцийн хайлуур жонш (флюорит) нь дан талст хэлбэрээр оптик (одон орон судлалын объект, линз, призм) болон лазер материал болгон ашигладаг. Баримт нь зөвхөн кальцийн фтороор хийсэн шил нь спектрийн бүх хүрээг нэвтрүүлэх чадвартай байдаг. Нэг талст хэлбэртэй кальцийн гянтболд (шеелит) -ийг лазер технологид ашигладаг бөгөөд мөн сцинтиллятор болгон ашигладаг. Кальцийн хлорид CaCl2 нь хөргөлтийн төхөөрөмж, трактор болон бусад тээврийн хэрэгслийн дугуйг дүүргэх давсны уусмалын бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Кальцийн хлоридын тусламжтайгаар зам, явган хүний ​​замыг цас, мөсөөс цэвэрлэж, нүүрс, хүдрийг тээвэрлэх, хадгалах явцад модыг галд тэсвэртэй болгохын тулд уусмалаар шингээдэг; CaCl2-ийг бетоны хольцод бэхлэх эхлэлийг түргэсгэх, бетоны анхны болон эцсийн бат бэхийг нэмэгдүүлэх зорилгоор ашигладаг.

Зохиомлоор гаргаж авсан кальцийн карбидыг CaC2 (цахилгаан зууханд кальцийн ислийг коксоор кальцилах замаар) нь ацетилен үйлдвэрлэх, металлыг багасгах, мөн кальцийн цианамид үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бөгөөд энэ нь эргээд усны уурын нөлөөн дор аммиак ялгаруулдаг. Үүнээс гадна кальцийн цианамид нь мочевин үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг - синтетик давирхайг үйлдвэрлэхэд үнэ цэнэтэй бордоо, түүхий эд юм. Кальцийг устөрөгчийн агаар мандалд халаах замаар CaH2 (кальцийн гидрид) олж авдаг бөгөөд үүнийг металлурги (металлотерма) болон хээрийн нөхцөлд устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг (1 кг кальцийн гидридээс нэг шоо метр устөрөгч авах боломжтой). ), жишээлбэл, бөмбөлгийг дүүргэхэд ашигладаг. Лабораторийн практикт кальцийн гидридийг энергийг бууруулдаг бодис болгон ашигладаг. Хүнцлийн хүчлийг шохойгоор саармагжуулж гаргаж авдаг шавьж устгах бодис кальцийн арсенатыг хөвөн, эрвээхэй, тамхины хорхой, Колорадогийн төмсний цох зэрэгтэй тэмцэхэд өргөн ашигладаг. Чухал фунгицид бол зэсийн сульфат, кальцийн гидроксидоор хийсэн шохойн сульфатын шүрших, Бордо хольц юм.

Үйлдвэрлэл

Кальцийн металлыг анх олж авсан хүн бол Английн химич Хамфри Дэви юм. 1808 онд тэрээр нойтон унтарсан шохойн Ca(OH)2-ийн мөнгөн усны исэл HgO-ийн холимогийг анодын үүрэг гүйцэтгэдэг цагаан алтны хавтан дээр электролиз хийж (мөнгөн усанд дүрсэн цагаан алтны утас катодын үүрэг гүйцэтгэсэн), үүний үр дүнд Дэви кальци гаргаж авсан. амальгамаас мөнгөн усыг зайлуулж, химич кальци гэж нэрлэсэн шинэ металл олж авав.

Орчин үеийн үйлдвэрлэлд чөлөөт металлын кальцийг кальцийн хлоридын CaCl2 хайлмал, 75-85%, калийн хлоридын KCl (CaCl2 ба CaF2 хольцыг ашиглах боломжтой) эсвэл хөнгөнцагаан дулаанаар ангижруулах замаар олж авдаг. 1170-1200 ° C температурт кальцийн исэл CaO. Электролиз хийхэд шаардагдах цэвэр усгүй кальцийн хлоридыг нүүрсний дэргэд халаахад кальцийн ислийг хлоржуулж эсвэл шохойн чулуунд давсны хүчлийн үйлчлэлээр гаргаж авсан CaCl2∙6H2O-г усгүйжүүлэн гаргаж авдаг. Электролизийн процесс нь электролизийн ваннд явагддаг бөгөөд үүнд хольцгүй хуурай кальцийн хлоридын давс, хольцын хайлах цэгийг бууруулахад шаардлагатай калийн хлоридыг байрлуулна. Банны дээгүүр графит блокуудыг байрлуулсан - анод, зэс-кальцийн хайлшаар дүүргэсэн цутгамал төмөр эсвэл ган банн нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг. Электролизийн явцад кальци нь зэс-кальцийн хайлш руу орж, баяжуулсан хайлшийн нэг хэсгийг байнга зайлуулж, кальци багассан хайлш (30-35% Ca) нэмж, нэгэн зэрэг хлор үүсгэдэг; хлор-агаарын холимог (анодын хий), дараа нь шохойн сүүг хлоржуулахад ордог. Баяжуулсан зэс-кальцийн хайлшийг шууд хайлш болгон ашиглах эсвэл цэвэршүүлэх (нэрэх) -д илгээх боломжтой бөгөөд үүнээс вакуумд (1000-1080 хэмийн температурт, үлдэгдэл даралтаар) цөмийн цэвэр металлын кальци гаргаж авдаг. 13-20 кПа). Өндөр цэвэршилттэй кальци авахын тулд хоёр удаа нэрэх хэрэгтэй. Электролизийн процессыг 680-720 ° C температурт гүйцэтгэдэг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь электролитийн процессын хамгийн оновчтой температур юм - бага температурт кальцийн баяжуулсан хайлш нь электролитийн гадаргуу дээр хөвж, илүү өндөр температурт кальци электролитэд уусдаг бөгөөд CaCl үүсдэг. Кальци, хар тугалга эсвэл кальци, цайрын хайлшаас шингэн катодоор электролиз хийх үед хар тугалгатай кальцийн хайлш (холхивчийн хувьд) ба цайр (хөөс бетон үйлдвэрлэхэд - хайлш чийгтэй урвалд ороход устөрөгч ялгарч, сүвэрхэг бүтэц үүсдэг. ) шууд олж авдаг. Заримдаа процессыг хөргөсөн төмрийн катодоор гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн хайлсан электролитийн гадаргуутай харьцдаг. Кальци ялгарах үед катодыг аажмаар дээшлүүлж, кальцийн саваа (50-60 см) хайлмалаас сугалж, хатуурсан электролитийн давхаргаар агаар мандлын хүчилтөрөгчөөс хамгаална. "Мэдрэх арга" нь кальцийн хлорид, төмөр, хөнгөн цагаанаар их хэмжээгээр бохирдсон кальци үүсгэдэг бөгөөд натри нь аргоны агаар мандалд хайлуулах замаар явагддаг.

Кальци үйлдвэрлэх өөр нэг арга болох металлотермикийг 1865 онд Оросын нэрт химич Н.Н.Бекетов онолын хувьд үндэслэлтэй болгосон. Алюминотермик арга нь дараах урвал дээр суурилдаг.

6CaO + 2Al → 3CaO Al2O3 + 3Ca

Шахмал түлшийг кальцийн исэл ба нунтаг хөнгөн цагааны хольцоос шахаж, тэдгээрийг хром-никель ган реторт хийж, үүссэн кальцийг 1,170-1,200 ° C, 0,7-2,6 Па-ын үлдэгдэл даралтаар нэрж авдаг. Кальцийг уурын хэлбэрээр гаргаж авдаг бөгөөд дараа нь хүйтэн гадаргуу дээр өтгөрүүлдэг. Кальци үйлдвэрлэх алюминотермик аргыг Хятад, Франц болон бусад олон оронд ашигладаг. АНУ дэлхийн 2-р дайны үед үйлдвэрлэлийн хэмжээнд кальци үйлдвэрлэх металлотермик аргыг анх удаа ашигласан. Үүнтэй адилаар CaO-ийг ферросиликон эсвэл цахиурын хөнгөн цагаанаар бууруулснаар кальцийг олж авч болно. Кальцийг 98-99% цэвэршилттэй ембүү эсвэл хуудас хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг.

Хоёр аргад давуу болон сул талууд байдаг. Электролитийн арга нь олон үйлдэлт, эрчим хүч их шаарддаг (1 кг кальци тутамд 40-50 кВт.ц эрчим хүч зарцуулдаг), мөн байгаль орчинд ээлтэй биш, их хэмжээний урвалж, материал шаарддаг. Гэхдээ энэ аргаар кальцийн гарц 70-80% байхад алюминотермик аргаар 50-60% л байна. Нэмж дурдахад кальци авах металлотермик аргын сул тал нь дахин дахин нэрэх шаардлагатай байдаг бөгөөд давуу тал нь эрчим хүчний бага зарцуулалт, хий, шингэний хортой ялгаруулалтгүй байдаг.

Тун удалгүй кальцийн металлыг үйлдвэрлэх шинэ аргыг боловсруулсан - энэ нь кальцийн карбидын дулааны задралд суурилдаг: вакуумд 1750 ° C хүртэл халаасан карбид задарч кальцийн уур, хатуу бал чулуу үүсгэдэг.

20-р зууны дунд үе хүртэл кальцийн металлыг маш бага хэмжээгээр үйлдвэрлэж байсан бөгөөд энэ нь бараг хэрэглээгүй байсан. Тухайлбал, Америкийн Нэгдсэн Улсад Дэлхийн 2-р дайны үед 25 тонноос илүүгүй, Германд ердөө 5-10 тонн кальци хэрэглэдэг байжээ. Зөвхөн 20-р зууны хоёрдугаар хагаст л кальци нь ховор, галд тэсвэртэй олон металлын идэвхтэй бууруулагч бодис болох нь тодорхой болсон үед хэрэглээ хурдацтай нэмэгдэж (жилд 100 орчим тонн), үүний үр дүнд түүний үйлдвэрлэл нэмэгдсэн. металл эхэлнэ. Кальцийг ураны тетрафторидоос ураныг металлотермик аргаар ангижруулах бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг цөмийн үйлдвэрлэл хөгжихийн хэрээр (АНУ-аас бусад нь кальцийн оронд магни хэрэглэдэг) эрэлт хэрэгцээ (жилд 2000 орчим тонн). хорин дугаар элемент, түүнчлэн түүний үйлдвэрлэл олон дахин нэмэгдсэн. Одоогийн байдлаар Хятад, Орос, Канад, Францыг кальцийн металлын гол үйлдвэрлэгч гэж үзэж болно. Эдгээр орноос кальцийг АНУ, Мексик, Австрали, Швейцарь, Япон, Герман, Их Британи руу илгээдэг. Хятад улс металлыг маш их хэмжээгээр үйлдвэрлэж эхлэх хүртэл кальцийн металлын үнэ тогтвортой өсч, дэлхийн зах зээл дээр хорьдугаар элементийн илүүдэлтэй байсан нь үнэ огцом буурахад хүргэсэн.

Физик шинж чанар

Кальцийн металл гэж юу вэ? 1808 онд Английн химич Хамфри Дэвигийн олж авсан энэ элемент нь насанд хүрсэн хүний ​​биед 2 кг хүртэл жинтэй металл ямар шинж чанартай байдаг вэ?

Кальцийн энгийн бодис нь мөнгөлөг цагаан цайвар металл юм. Кальцийн нягт нь ердөө 1.54 г/см3 (20°С-ийн температурт) бөгөөд энэ нь төмрийн (7.87 г/см3), хар тугалга (11.34 г/см3), алтны (19.3 г/см3) нягтаас хамаагүй бага юм. ) эсвэл цагаан алт (21.5 г/см3). Кальци нь хөнгөн цагаан (2.70 г/см3) эсвэл магни (1.74 г/см3) зэрэг "жингүй" металлаас ч хөнгөн байдаг. Натри (0.97 г/см3), кали (0.86 г/см3), лити (0.53 г/см3) зэрэг хорьдугаар элементээс бага нягтралтай металл цөөхөн байдаг. Кальцийн нягт нь рубидитэй маш төстэй (1.53 г/см3). Кальцийн хайлах цэг нь 851 ° C, буцлах цэг нь 1,480 ° C байна. Бусад шүлтлэг шороон металууд нь ижил төстэй хайлах цэгүүдтэй (бага зэрэг бага ч гэсэн) ба буцлах цэгүүд: стронций (770 ° C ба 1,380 ° C), бари (710 ° C ба 1,640 ° C).

Металл кальци нь хоёр аллотропийн өөрчлөлттэй байдаг: 443 ° C хүртэл хэвийн температурт α-кальци нь зэс шиг шоо төвтэй тортой тогтвортой, параметрүүд: a = 0.558 нм, z = 4, сансрын бүлэг Fm3m, атомын радиус 1.97 А, ионы Ca2+ радиус 1.04 А; температурын мужид 443-842 ° C, α-төмрийн төрлийн бие төвтэй куб тортой β-кальци тогтвортой, параметрүүд нь a = 0.448 нм, z = 2, орон зайн бүлэг Im3m. α-өөрчлөлтөөс β-өөрчлөлт рүү шилжих стандарт энтальпи нь 0.93 кЖ/моль байна. 0-300 ° C температурын хязгаарт кальцийн шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент нь 22 10-6 байна. Хорьдугаар элементийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 20 ° C-д 125.6 Вт / (м К) буюу 0.3 кал / (см сек ° C) байна. Кальцийн хувийн дулааны багтаамж 0-ээс 100 ° C-ийн хооронд 623.9 Дж / (кг К) буюу 0.149 кал / (г ° C) байна. 20 ° C-ийн температурт кальцийн цахилгаан эсэргүүцэл нь 4.6 10-8 ом м буюу 4.6 10-6 ом см; хорин дугаар элементийн цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 4.57 10-3 (20 ° C-д). Кальцийн уян хатан модуль 26 H / м2 буюу 2600 кгс / мм2; суналтын бат бэх 60 МН/м2 (6 кгс/мм2); кальцийн уян хатан хязгаар нь 4 МН/м2 буюу 0,4 кгс/мм2, уналтын бат бэх нь 38 МН/м2 (3,8 кгф/мм2); хорьдугаар элементийн харьцангуй сунгалт 50%; Бринеллийн дагуу кальцийн хатуулаг 200-300 МН/м2 буюу 20-30 кгс/мм2 байна. Даралт аажмаар нэмэгдэхийн хэрээр кальци нь хагас дамжуулагчийн шинж чанарыг харуулж эхэлдэг боловч үгийн бүрэн утгаараа нэг болж чаддаггүй (үүнтэй зэрэгцэн энэ нь метал байхаа больсон). Цаашид даралт ихсэх тусам кальци нь металл төлөвт буцаж орж, хэт дамжуулагч шинж чанараа харуулж эхэлдэг (хэт дамжуулалтын температур нь мөнгөн усны температураас зургаа дахин их, дамжуулах чанараараа бусад бүх элементүүдээс хамаагүй өндөр байдаг). Кальцийн өвөрмөц шинж чанар нь олон талаараа стронцийтой төстэй (өөрөөр хэлбэл үечилсэн хүснэгтийн параллель хэвээр байна).

Элемент кальцийн механик шинж чанар нь бусад металлын гэр бүлийн гишүүдийн шинж чанараас ялгаатай биш бөгөөд энэ нь маш сайн бүтцийн материал юм: өндөр цэвэршилттэй кальцийн металл нь уян хатан, амархан дарж, өнхрүүлдэг, утсанд татагддаг, хуурамчаар хийдэг, зүсэх чадвартай байдаг. үүнийг токарь дээр эргүүлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч барилгын материалын эдгээр бүх сайн чанарыг үл харгалзан кальци нь тийм биш бөгөөд үүний шалтгаан нь түүний химийн өндөр идэвхжил юм. Кальци бол ясны эд эсийн орлуулшгүй бүтцийн материал бөгөөд түүний ашигт малтмал нь олон мянган жилийн турш барилгын материал байсаар ирсэн гэдгийг бид мартаж болохгүй.

Химийн шинж чанар

Кальцийн атомын гаднах электрон бүрхүүлийн тохиргоо нь 4s2 бөгөөд энэ нь нэгдлүүдийн хорьдугаар элементийн 2-р валентыг тодорхойлдог. Гаднах давхаргын хоёр электрон атомуудаас харьцангуй амархан салж, эерэг давхар цэнэгтэй ион болж хувирдаг. Энэ шалтгааны улмаас химийн идэвхжилийн хувьд кальци нь шүлтлэг металлаас (кали, натри, лити) бага зэрэг доогуур байдаг. Сүүлчийн нэгэн адил кальци нь ердийн өрөөний температурт ч хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, чийглэг агаартай амархан харьцаж, CaO исэл ба Ca (OH) 2 гидроксидын хольцын уйтгартай саарал хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Тиймээс кальцийг битүүмжилсэн саванд эрдэс тос, шингэн парафин эсвэл керосин давхарга дор хадгалдаг. Хүчилтөрөгч болон агаарт халах үед кальци нь гал авалцаж, тод улаан дөлөөр шатаж, үндсэн исэл CaO үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цагаан өнгөтэй, галд тэсвэртэй, хайлах температур нь ойролцоогоор 2600 ° C байдаг. Кальцийн ислийг инженерчлэлд шатаасан шохой эсвэл шатсан шохой гэж нэрлэдэг. Мөн кальцийн хэт исэл - CaO2 ба CaO4 -ийг олж авсан. Кальци устөрөгчийг ялгаруулахын тулд устай урвалд ордог (стандарт потенциалын цувралд кальци нь устөрөгчийн зүүн талд байрладаг бөгөөд түүнийг уснаас нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай) кальцийн гидроксид Ca(OH)2 үүсэх ба хүйтэн усанд урвал явагдана. хурд нь аажмаар буурдаг (металл гадаргуу дээр кальцийн гидроксид муу уусдаг давхарга үүссэнтэй холбоотой):

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 + Q

Кальци нь халуун устай илүү эрч хүчтэй урвалд орж, устөрөгчийг хурдан нүүлгэн шилжүүлж, Ca(OH)2 үүсгэдэг. Кальцийн гидроксид Ca(OH)2 нь хүчтэй суурь бөгөөд усанд бага зэрэг уусдаг. Кальцийн гидроксидын ханасан уусмалыг шохойн ус гэж нэрлэдэг бөгөөд шүлтлэг байдаг. Агаарт шохойн ус нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, уусдаггүй кальцийн карбонат үүсгэдэг тул хурдан үүлэрхэг болдог. Хорьдугаар элементийн устай харьцах явцад ийм ширүүн үйл явц явагддаг ч шүлтлэг металлаас ялгаатай нь кальци ба усны хоорондох урвал нь тэсрэлт, гал түймэргүйгээр бага эрчимтэй явагддаг. Ерөнхийдөө кальцийн химийн идэвхжил нь бусад шүлтлэг шороон металлуудаас бага байдаг.

Кальци нь галогентэй идэвхтэй нэгдэж, CaX2 төрлийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг - энэ нь хүйтэнд фтор, 400 хэмээс дээш температурт хлор, бромтой урвалд орж CaF2, CaCl2, CaBr2-ийг тус тус үүсгэдэг. Хайлсан төлөвт байгаа эдгээр галогенид нь CaX төрлийн кальцийн моногалидуудтай хамт үүсдэг - CaF, CaCl, үүнд кальци нь албан ёсоор моновалент байдаг. Эдгээр нэгдлүүд нь зөвхөн дигалидын хайлах температураас илүү тогтвортой байдаг (хөргөх үед Ca, CaX2 үүсгэхийн тулд тэдгээр нь пропорциональгүй болдог). Нэмж дурдахад кальци нь ялангуяа халах үед янз бүрийн металл бус бодисуудтай идэвхтэй харилцан үйлчилдэг: хүхэртэй, халах үед кальцийн сульфид CaS-ийг олж авдаг бөгөөд сүүлийнх нь хүхэр нэмж, полисульфид (CaS2, CaS4 болон бусад) үүсгэдэг; 300-400 хэмийн температурт хуурай устөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд кальци нь устөрөгч нь анион болох ионы нэгдэл болох CaH2 гидридийг үүсгэдэг. Кальцийн гидрид CaH2 нь устөрөгчийг ялгаруулахын тулд устай хүчтэй урвалд ордог цагаан давстай төстэй бодис юм.

CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

Азотын агаар мандалд халах үед (ойролцоогоор 500 ° C) кальци нь гал авалцаж, өндөр температурт α ба бага температурт β гэсэн хоёр талст хэлбэрээр мэдэгдэж буй нитрид Ca3N2 үүсгэдэг. Кальцийн амид Са(NH2)2-ыг вакуум орчинд халааж нитрид Са3N4-ийг мөн гаргаж авсан. Бал чулуу (нүүрстөрөгч), цахиур эсвэл фосфороор агаарт нэвтрэхгүйгээр халах үед кальци нь кальцийн карбид CaC2, цахиурын Ca2Si, Ca3Si4, CaSi, CaSi2, фосфидууд Ca3P2, CaP, CaP3-ийг тус тус үүсгэдэг. Металл бус кальцийн ихэнх нэгдлүүд усанд амархан задардаг.

CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3

Бортой бол кальци нь кальцийн борид CaB6, халькогентэй хамт халькогенид CaS, CaSe, CaTe үүсгэдэг. Polychalcogenides CaS4, CaS5, Ca2Te3 бас мэдэгдэж байна. Кальци нь хөнгөн цагаан, алт, мөнгө, зэс, хар тугалга гэх мэт янз бүрийн металлуудтай металл хоорондын нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Кальци нь энергийг бууруулдаг бодис болохын хувьд халах үед бараг бүх металлыг исэл, сульфид, галидыг зайлуулдаг. Кальци нь шингэн аммиак NH3-д сайн уусч, цэнхэр өнгийн уусмал үүсгэдэг бөгөөд ууршсаны дараа аммиак [Ca(NH3)6] ялгардаг - металл дамжуулалттай алтан өнгөтэй хатуу нэгдэл. Кальцийн давсыг ихэвчлэн кальцийн исэл, кальцийн исэлтэй харилцан үйлчлэлцэх, хүчлийн Ca(OH)2 эсвэл CaCO3-д үзүүлэх нөлөө, электролитийн усан уусмал дахь солилцооны урвалаар олж авдаг. Олон тооны кальцийн давс нь усанд уусдаг (CaCl2 хлорид, CaBr2 бромид, CaI2 иодид ба Ca(NO3)2 нитрат), бараг үргэлж талст гидрат үүсгэдэг. Усанд уусдаггүй фтор CaF2, карбонат CaCO3, сульфат CaSO4, ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат CaC2O4 болон бусад.

Байгалийн кальцийн нэгдлүүд (шохой, гантиг, шохойн чулуу, гипс) ба тэдгээрийн хамгийн энгийн боловсруулалтын бүтээгдэхүүн (шохой) нь эрт дээр үеэс хүмүүст мэдэгдэж байсан. 1808 онд Английн химич Хамфри Дэви нойтон унтарсан шохойг (кальцийн гидроксид) мөнгөн усны катодоор электролиз хийж, кальцийн амальгам (кальци, мөнгөн усны хайлш) гаргаж авсан. Энэ хайлшаас мөнгөн усыг нэрж, Дэви цэвэр кальци гаргаж авсан.
Тэрээр мөн шохойн чулуу, шохой болон бусад зөөлөн чулууны нэрийг илэрхийлдэг латин "calx" -аас шинэ химийн элементийн нэрийг санал болгосон.

Байгаль дээрээс олж, олж авах:

Кальци нь дэлхийн царцдасын тав дахь хамгийн элбэг (3% -иас дээш) элемент бөгөөд олон чулуулаг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь кальцийн карбонат дээр суурилдаг. Эдгээр чулуулгийн зарим нь органик гаралтай (бүрхүүл чулуулаг) нь амьд байгальд кальцийн чухал үүргийг харуулж байна. Байгалийн кальци нь 40-48 массын тоо бүхий 6 изотопын холимог бөгөөд 40 Ca нь нийт массын 97% -ийг эзэлдэг. Цөмийн урвалын үр дүнд кальцийн бусад изотопууд, жишээлбэл, цацраг идэвхт 45 Ca үүсдэг.
Кальцийн энгийн бодисыг олж авахын тулд хайлсан кальцийн давсны электролиз эсвэл алюминотерми ашигладаг.
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

Физик шинж чанарууд:

Шүлтлэг металлуудаас хамаагүй хатуу, нүүр төвтэй шоо хэлбэртэй тортой мөнгөлөг саарал металл. Хайлах цэг 842°С, буцлах цэг 1484°С, нягт 1.55 г/см3. Өндөр даралт, 20 К орчим температурт энэ нь хэт дамжуулагч төлөвт ордог.

Химийн шинж чанар:

Кальци нь шүлтлэг метал шиг идэвхтэй биш боловч эрдэс тосны давхарга эсвэл битүүмжилсэн металл бөмбөр дотор хадгалагдах ёстой. Хэвийн температурт аль хэдийн агаарт байгаа хүчилтөрөгч, азот, мөн усны ууртай урвалд ордог. Халах үед энэ нь улаан улбар шар өнгийн дөлөөр агаарт шатаж, нитридын хольцтой исэл үүсгэдэг. Магнийн нэгэн адил кальци нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агаар мандалд шатаж байна. Халах үед энэ нь бусад металл бус бодисуудтай урвалд орж, найрлагад нь үргэлж тодорхой байдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг, жишээлбэл:
Ca + 6B = CaB 6 эсвэл Ca + P => Ca 3 P 2 (мөн CaP эсвэл CaP 5)
Бүх нэгдлүүдэд кальци нь +2 исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг.

Хамгийн чухал холболтууд:

Кальцийн исэл CaO- ("түргэн шохой") цагаан бодис, шүлтлэг исэл, устай хүчтэй урвалд ордог ("унтраасан") гидроксид болж хувирдаг. Кальцийн карбонатын дулааны задралаар олж авдаг.

Кальцийн гидроксид Ca(OH) 2- ("унтрасан шохой") цагаан нунтаг, усанд бага зэрэг уусдаг (0.16г/100г), хүчтэй шүлт. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг илрүүлэхийн тулд уусмал ("шохойн ус") ашигладаг.

Кальцийн карбонат CaCO 3- ихэнх байгалийн кальцийн ашигт малтмалын үндэс (шохой, гантиг, шохойн чулуу, хясаа, кальцит, Исландын спар). Цэвэр хэлбэрээр бодис нь цагаан эсвэл өнгөгүй байдаг. талстууд халах үед (900-1000 С) задарч, кальцийн исэл үүсгэдэг. P-rim биш, хүчилтэй урвалд ордог, нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ханасан усанд уусч, бикарбонат болж хувирдаг: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. Урвуу үйл явц нь кальцийн карбонатын ордууд, ялангуяа сталактит, сталагмит зэрэг тогтоц үүсэхэд хүргэдэг.
Энэ нь мөн байгальд доломит CaCO 3 * MgCO 3-ийн нэг хэсэг болгон олддог

Кальцийн сульфат CaSO 4- цагаан бодис, байгальд CaSO 4 * 2H 2 O ("гипс", "селенит"). Сүүлийнх нь болгоомжтой халаахад (180С) CaSO 4 * 0.5H 2 O ("шатсан гипс", "алебастр") болж хувирдаг - цагаан нунтаг устай холилдоход дахин CaSO 4 * 2H 2 O үүсгэдэг. хатуу, нэлээд бат бөх материал хэлбэрээр. Усанд бага зэрэг уусдаг, илүүдэл хүхрийн хүчилд уусч, устөрөгчийн сульфат үүсгэдэг.

Кальцийн фосфат Ca 3 (PO 4) 2- ("фосфорит"), уусдаггүй, хүчтэй хүчлүүдийн нөлөөн дор энэ нь илүү уусдаг кальцийн гидро- ба дигидроген фосфат болж хувирдаг. Фосфор, фосфорын хүчил, фосфатын бордоо үйлдвэрлэх түүхий эд. Кальцийн фосфатууд нь Ca 5 3 Y ойролцоо томъёотой байгалийн нэгдлүүд болох апатитуудад багтдаг бөгөөд үүнд Y = F, Cl, эсвэл OH тус тус фтор, хлор, гидроксиапатит орно. Фосфориттой хамт апатитууд нь олон амьд организмын ясны араг ясны нэг хэсэг юм. мөн хүн.

Кальцийн фтор CaF 2 - (байгалийн:"флюорит", "жонш"), цагаан өнгөтэй уусдаггүй бодис. Байгалийн ашигт малтмал нь бохирдлоос болж янз бүрийн өнгөтэй байдаг. Халах, хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр харанхуйд гэрэлтдэг. Энэ нь металыг үйлдвэрлэхэд шаарны шингэнийг ("хайлах") нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь түүнийг урсгал болгон ашиглахыг тайлбарладаг.

Кальцийн хлорид CaCl 2- өнгөгүй Христ. Энэ нь усанд сайн уусдаг. Кристал гидрат CaCl 2 *6H 2 O үүсгэдэг. Усгүй ("хайлсан") кальцийн хлорид нь сайн чийгшүүлэгч юм.

Кальцийн нитрат Ca(NO 3) 2- ("кальцийн нитрат") өнгөгүй. Христ. Энэ нь усанд сайн уусдаг. Дөлийг улаан улбар шар өнгөтэй болгодог пиротехникийн найрлагын салшгүй хэсэг.

Кальцийн карбид CaС 2- устай урвалд орж ацетилен үүсгэдэг, жишээлбэл: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

Хэрэглээ:

Металл кальци нь зарим бууруулж чаддаг металлын ("кальцетерми"): хром, газрын ховор элемент, торий, уран гэх мэтийг үйлдвэрлэхэд хүчтэй бууруулагч бодис болгон ашигладаг. Зэс, никель, тусгай ган, хүрэл металлургийн салбарт , кальци ба түүний хайлшийг хүхэр, фосфор, илүүдэл нүүрстөрөгчийн хортой хольцыг арилгахад ашигладаг.
Кальцийг мөн өндөр вакуум авах, инертийн хийг цэвэрлэхэд бага хэмжээний хүчилтөрөгч, азотыг холбоход ашигладаг.
Нейтрон-илүү 48 Ca ионыг шинэ химийн элементүүдийн нийлэгжилтэнд ашигладаг, жишээ нь №114, . Кальцийн өөр нэг изотоп болох 45Ca нь кальцийн биологийн үүрэг, түүний хүрээлэн буй орчинд шилжих хөдөлгөөнийг судлахад цацраг идэвхт бодисыг илрүүлэгч болгон ашигладаг.

Олон тооны кальцийн нэгдлүүдийн хэрэглээний гол чиглэл нь барилгын материал (цемент, барилгын хольц, гипсэн хавтан гэх мэт) үйлдвэрлэл юм.

Кальци нь амьд организмын макроэлементүүдийн нэг бөгөөд сээр нуруутан амьтдын дотоод араг яс, олон сээр нуруугүй амьтдын гадаад араг яс, өндөгний бүрхүүлийг бүтээхэд шаардлагатай нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
Кальцийн ионууд нь эсийн доторх үйл явцыг зохицуулахад оролцож, цусны бүлэгнэлтийг тодорхойлдог. Хүүхэд насандаа кальцийн дутагдал нь рахит, хөгшрөлтөнд ясны сийрэгжилтэд хүргэдэг. Кальцийн эх үүсвэр нь сүүн бүтээгдэхүүн, Сагаган, самар, түүний шимэгдэлтийг витамин Д хөнгөвчилдөг. Хэрэв кальци дутагдвал янз бүрийн эм хэрэглэдэг: кальцекс, кальцийн хлоридын уусмал, кальцийн глюконат гэх мэт.
Хүний биед кальцийн массын эзлэх хувь 1.4-1.7%, өдөр тутмын хэрэгцээ нь 1-1.3 г (наснаас хамаарч). Кальцийн хэт их хэрэглээ нь гиперкальциеми үүсэхэд хүргэдэг - түүний нэгдлүүд дотоод эрхтнүүдэд хуримтлагдаж, цусны судаснуудад цусны бүлэгнэл үүсдэг. Эх сурвалжууд:
Кальци (элемент) // Википедиа. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (хандалтын огноо: 01/3/2014).

КальциХимийн элементүүдийн алдартай номын сан: Кальци. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).

(Кальци), Са, Менделеевийн үечилсэн системийн II бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 20, атомын масс 40.08; мөнгөлөг цагаан цайвар металл. Байгалийн элемент нь 40 Са, 42 Са, 43 Са, 44 Са, 46 Са, 48 Са гэсэн зургаан тогтвортой изотопын холимог бөгөөд 40 Са нь хамгийн элбэг (96, 97%) юм.

Ca-ийн нэгдлүүд - шохойн чулуу, гантиг, гипс (түүнчлэн шохой - шохойн чулууг шохойжуулах бүтээгдэхүүн) эрт дээр үед барилгын ажилд аль хэдийн ашиглагдаж байсан. 18-р зууны эцэс хүртэл химич шохойг энгийн хатуу бодис гэж үздэг байв. 1789 онд А.Лавуазье шохой, магни, барит, хөнгөн цагааны исэл, цахиур зэрэг нь нийлмэл бодис гэж санал болгосон. 1808 онд Г.Дэви нойтон унтарсан шохойг мөнгөн усны исэлтэй хольж, мөнгөн усны катодоор электролизд хамруулж, Ca амальгамыг бэлтгэж, мөнгөн усыг нэрэх замаар "Кальци" (Латин кальц, хүйсийн кальци - шохой).Дэлхийн царцдас дахь элбэг дэлбэг байдлын хувьд Ca 5-р байранд (O, Si, Al, Fe-ийн дараа); агуулга нь жингийн 2.96%. Энэ нь эрчимтэй нүүдэллэж, янз бүрийн геохимийн системд хуримтлагдаж, 385 ашигт малтмал (эрдэсийн тоогоор 4-р байр) үүсгэдэг. Дэлхийн нөмрөгт Ca бага, харин дэлхийн цөмд бүр бага байх магадлалтай (төмрийн солируудад 0,02%). Дэлхийн царцдасын доод хэсэгт Ca давамгайлж, үндсэн чулуулагт хуримтлагддаг; ихэнх Ca нь хээрийн жоншнд агуулагддаг - Ca анортит; үндсэн чулуулагт 6.72%, хүчиллэг чулуулагт (боржин чулуу болон бусад) 1.58% байна. Биосферт Ca-ийн онцгой огцом ялгаа нь голчлон "карбонатын тэнцвэрт байдал" -тай холбоотой байдаг: нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь карбонат CaCO 3-тай харилцан үйлчлэхэд уусдаг бикарбонат Ca(HCO 3) 2 үүсдэг: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2 = Ca 2+ + 2HCO 3- . Энэ урвал нь буцах боломжтой бөгөөд Ca дахин хуваарилах үндэс болдог. Усан дахь CO 2-ын агууламж ихтэй үед Ca нь уусмалд, CO 2-ын агууламж бага үед эрдэс кальцит CaCO 3 тунадасжиж, шохойн чулуу, шохой, гантиг зэрэг зузаан ордуудыг үүсгэдэг.

Биоген нүүдэл нь Ca-ийн түүхэнд асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Металл элементүүдийн амьд бодисын хувьд Ca гол нь юм. 10% -иас илүү Ca (илүү их нүүрстөрөгч) агуулсан организмууд нь Ca-ийн нэгдлүүдээс, гол төлөв CaCO 3 (шохойлог замаг, олон нялцгай биетэн, echinoderms, шүрэн, үндэслэг иш гэх мэт) араг ясыг бүрдүүлдэг гэдгийг мэддэг. Араг ясыг далайд булсантай хамт. амьтан, ургамал нь асар их хэмжээний замаг, шүрэн болон бусад шохойн чулууг хуримтлуулахтай холбоотой бөгөөд тэдгээр нь газрын гүнд орж, эрдэсжиж янз бүрийн төрлийн гантиг болж хувирдаг.

Чийглэг уур амьсгалтай өргөн уудам газар нутаг (ойн бүс, тундр) нь Ca-ийн дутагдалтай байдаг - энд хөрсөөс амархан уусдаг. Энэ нь хөрсний үржил шим бага, тэжээвэр амьтдын ашиг шим бага, жижиг биетэй, ихэвчлэн араг ясны өвчлөлтэй холбоотой. Тиймээс хөрсийг шохойжуулах, тэжээвэр амьтан, шувуудыг тэжээх зэрэг нь маш чухал юм.Харин хуурай цаг агаарт CaCO 3 муу уусдаг тул тал хээр, цөлийн ландшафтууд Ca-аар баялаг. Давсан намаг, давстай нууранд гипс CaSO 4 · 2H 2 O ихэвчлэн хуримтлагддаг.

Гол мөрөн далайд их хэмжээний Ca-г авчирдаг боловч далайн усанд (дундаж агууламж 0.04%) үлддэггүй, харин организмын араг ясанд төвлөрч, үхсэний дараа ёроолд нь голчлон CaCO хэлбэрээр хуримтлагддаг. 3. Кальцлаг шавар нь бүх далайн ёроолд 4000 м-ээс ихгүй гүнд өргөн тархсан байдаг (илүү гүнд CaCO 3 уусдаг бөгөөд тэнд байгаа организмууд ихэвчлэн Ca-ийн дутагдалд ордог).

Гүний ус нь Ca-ийн нүүдэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шохойн чулууны массивуудад зарим газарт тэд CaCO 3-ыг хүчтэй уусгадаг бөгөөд энэ нь карст үүсэх, агуй, сталактит, сталагмит үүсэхтэй холбоотой юм. Кальцитаас гадна өнгөрсөн геологийн эрин үеийн далайд Ca фосфатууд (жишээлбэл, Казахстан дахь Каратау фосфоритын ордууд), доломит CaCO 3 · MgCO 3, ууршилтын үед далайн гүнд - гипс өргөн тархсан байв.

Геологийн түүхийн явцад биоген карбонат үүсэх нь нэмэгдэж, кальцитын химийн хур тунадас багассан. Кембрийн өмнөх далайд (600 гаруй сая жилийн өмнө) шохойн араг ястай амьтан байгаагүй; тэд Кембрийн үеэс өргөн тархсан (шүрэн, хөвөн гэх мэт). Энэ нь Кембрийн өмнөх үеийн уур амьсгал дахь CO 2 агууламж өндөртэй холбоотой юм.

Кальцийн физик шинж чанар.α-хэлбэрийн Ca (энгийн температурт тогтвортой) болор тор нь нүүр төвтэй куб, a = 5.56 Å. Атомын радиус 1.97Å, ионы радиус Ca 2+ 1.04Å. Нягт 1.54 г/см 3 (20 ° C). 464 ° C-аас дээш температурт зургаан өнцөгт β-хэлбэр тогтвортой байна. t хайлах 851 ° C, t буцалгана 1482 ° C; шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент 22·10 -6 (0-300 ° C); дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 20 ° C 125.6 Вт/(м К) буюу 0.3 кал/(см сек ° С); дулааны хувийн багтаамж (0-100 ° C) 623.9 Дж / (кг К) буюу 0.149 кал / (г ° C); цахилгаан эсэргүүцэл 20 ° C 4.6 · 10 -8 ом · м буюу 4.6 · 10 -6 ом · см; цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 4.57·10 -3 (20 ° C). Уян хатан модуль 26 Гн / м2 (2600 кгс / мм2); суналтын бат бэх 60 MN / м 2 (6 кгс / мм 2); уян хатан хязгаар 4 MN / м 2 (0.4 кгс / мм 2), уналтын бат бэх 38 MN / м 2 (3.8 кгф / мм 2); харьцангуй суналт 50%; Бринеллийн хатуулаг 200-300 Мн/м2 (20-30 кгс/мм2). Хангалттай өндөр цэвэршилттэй кальци нь хуванцар, амархан дарагдсан, өнхрүүлж, зүсэхэд тохиромжтой.

Кальцийн химийн шинж чанар. Ca 4s 2 атомын гаднах электрон бүрхүүлийн тохиргоо, үүний дагуу нэгдлүүд дэх Ca нь 2 валенттай байдаг. Химийн хувьд Ca нь маш идэвхтэй байдаг. Хэвийн температурт Ca нь агаар дахь хүчилтөрөгч, чийгтэй амархан харьцдаг тул битүүмжилсэн саванд эсвэл эрдэс тосонд хадгалдаг. Агаар эсвэл хүчилтөрөгчөөр халаахад гал авалцаж, үндсэн исэл CaO үүснэ. Ca - CaO 2 ба CaO 4 хэт ислийг бас мэддэг. Ca нь эхлээд хүйтэн усаар хурдан урвалд ордог бөгөөд дараа нь Ca(OH) 2 хальс үүссэний улмаас урвал удааширдаг. Ca нь халуун ус, хүчилтэй хүчтэй урвалд орж, H2 (өтгөрүүлсэн HNO3-аас бусад) ялгаруулдаг. Энэ нь хүйтэнд фтор, хлор, бромтой - 400 ° C-аас дээш температурт урвалд ордог бөгөөд CaF 2, CaCl 2, CaBr 2 тус тус өгдөг. Хайлсан төлөвт эдгээр галидууд нь Ca нь албан ёсоор моновалент байдаг Ca - CaF, CaCl-тэй дэд нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Ca-г хүхэрээр халаахад кальцийн сульфид CaS-ийг олж авдаг бөгөөд сүүлийнх нь хүхэр нэмж, полисульфид (CaS 2, CaS 4 болон бусад) үүсгэдэг. 300-400 ° C температурт хуурай устөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэж, Ca нь устөрөгч нь анион болох ионы нэгдэл болох CaH 2 гидридийг үүсгэдэг. 500 ° C температурт Ca ба азот нь Ca 3 N 2 нитридыг өгдөг; Хүйтэнд аммиактай Ca-ийн харилцан үйлчлэл нь нарийн төвөгтэй аммиак Ca 6-д хүргэдэг. Бал чулуу, цахиур эсвэл фосфороор агаарт нэвтрэхгүйгээр халах үед Ca нь кальцийн карбид CaC 2, цахиурын Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2, фосфид Ca 3 P 2 тус тус өгдөг. Ca нь Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn болон бусадтай металл хоорондын нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

Кальци олж авах.Аж үйлдвэрийн салбарт Ca-г хоёр аргаар олж авдаг: 1) СаО ба Al нунтаг шахмал хольцыг 0.01-0.02 мм м.у.б-ийн вакуумд 1200 ° C-т халааж. Урлаг; урвалаар ялгардаг: 6CaO + 2 Al = 3CaO·Al 2 O 3 + 3Ca Ca уур нь хүйтэн гадаргуу дээр өтгөрдөг; 2) CaCl 2 ба KCl хайлмалыг шингэн зэс-кальцийн катодтой электролизээр Cu - Ca хайлш (65% Ca) бэлтгэж, үүнээс Ca-г 950-1000 ° C температурт нэрж авна. вакуум 0.1-0.001 мм м.у.б. Урлаг.

Кальцийн хэрэглээ.Цэвэр металл хэлбэрээр Ca нь U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb болон тэдгээрийн нэгдлээс зарим газрын ховор металлыг ангижруулах бодис болгон ашигладаг. Мөн ган, хүрэл болон бусад хайлшийг исэлдүүлэх, нефтийн бүтээгдэхүүнээс хүхрийг зайлуулах, органик шингэнийг усгүйжүүлэх, аргоныг азотын хольцоос цэвэрлэх, цахилгаан вакуум төхөөрөмжид хий шингээгч болгон ашигладаг. Pb-Na-Ca системийн үрэлтийн эсрэг материал, түүнчлэн цахилгаан бүрхүүл үйлдвэрлэхэд ашигладаг Pb-Ca хайлшийг технологид өргөнөөр ашиглаж ирсэн. кабель Ca-Si-Ca хайлш (цахиурын кальци) нь өндөр чанартай ган үйлдвэрлэхэд исэлгүйжүүлэгч, хийгүйжүүлэгч болгон ашигладаг.

Бие дэх кальци. Ca нь амьдралын үйл явцын хэвийн үйл ажиллагаанд шаардлагатай биоген элементүүдийн нэг юм. Энэ нь амьтан, ургамлын бүх эд, шингэнд байдаг. Зөвхөн ховор организм Ca-гүй орчинд хөгжиж чадна. Зарим организмд Ca агууламж 38% хүрдэг; хүний ​​хувьд - 1.4-2%. Ургамал, амьтны организмын эсүүд эсийн гаднах орчинд Ca 2+, Na +, K + ионуудын хатуу тогтоосон харьцааг шаарддаг. Ургамал Ca-г хөрснөөс авдаг. Ca-тай харьцах харьцаанд үндэслэн ургамлыг калцефил ба калцефоб гэж хуваадаг. Амьтад Ca-ыг хоол хүнс, уснаас авдаг. Ca нь олон тооны эсийн бүтцийг бий болгох, гаднах эсийн мембраны хэвийн нэвчилтийг хадгалах, загас болон бусад амьтдын өндөгийг бордох, олон тооны ферментийг идэвхжүүлэхэд шаардлагатай байдаг. Ca 2+ ионууд нь булчингийн утас руу өдөөлтийг дамжуулж, түүнийг агшилт, зүрхний агшилтын хүчийг нэмэгдүүлж, лейкоцитын фагоцитийн үйл ажиллагааг нэмэгдүүлж, цусны хамгаалалтын уургийн системийг идэвхжүүлж, коагуляцид оролцдог. Эсэд бараг бүх Ca нь уураг, нуклейн хүчил, фосфолипид, органик бус фосфат, органик хүчлүүдтэй нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг. Хүний болон өндөр амьтдын цусны сийвэн дэх Ca-ийн зөвхөн 20-40% нь уурагтай холбогддог. Араг ястай амьтдын хувьд бүх Ca-ийн 97-99% -ийг барилгын материал болгон ашигладаг: сээр нуруугүй амьтдад голчлон CaCO 3 (нялцгай биетний хясаа, шүрэн), сээр нуруутан амьтдад фосфат хэлбэрээр байдаг. Олон сээр нуруугүй амьтад шинэ араг яс үүсгэх эсвэл тааламжгүй нөхцөлд амин чухал үйл ажиллагааг хангахын тулд хайлахаасаа өмнө Ca-г хадгалдаг.

Хүний болон өндөр амьтдын цусан дахь Ca агууламжийг паратироид ба бамбай булчирхайн даавар зохицуулдаг. Эдгээр үйл явцад витамин D гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд нарийн гэдэсний урд хэсэгт Ca шингэдэг. Гэдэсний хүчиллэг буурах тусам Ca шингээлт муудаж, хоол хүнсэнд агуулагдах Ca, P, өөх тосны харьцаанаас хамаардаг. Үнээний сүүнд Ca/P-ийн оновчтой харьцаа 1.3 орчим байна (төмсөнд 0.15, буурцагт 0.13, маханд 0.016). Хоолонд P эсвэл оксалийн хүчил их байвал Ca шингээлт мууддаг. Цөсний хүчил нь түүний шингээлтийг түргэсгэдэг. Хүний хоол хүнс дэх хамгийн оновчтой Ca / өөхний харьцаа нь 1 г өөх тос тутамд 0.04-0.08 г Ca байна. Ca-ийн ялгаралт нь голчлон гэдэс дотор явагддаг. Хөхтөн амьтад саалийн үед сүүнд их хэмжээний Ca алддаг. Фосфор-кальцийн солилцоо алдагдсанаар бага насны амьтан, хүүхдүүдэд рахит, насанд хүрсэн амьтдад араг ясны бүтэц, бүтцийн өөрчлөлт (остеоомалаки) үүсдэг.

Кальци бол Ca (лат. Кальци) тэмдгээр тэмдэглэгдсэн үелэх системд атомын дугаар 20-той II бүлгийн химийн элемент юм. Кальци бол мөнгөлөг саарал өнгөтэй зөөлөн шүлтлэг шороон металл юм.

Үелэх системийн 20-р элемент Элементийн нэр нь латаас гаралтай. calx (бэлэг тохиолдолд calcis) - "шохой", "зөөлөн чулуу". Үүнийг 1808 онд кальцийн металыг тусгаарласан Английн химич Хамфри Дэви санал болгосон.
Кальцийн нэгдлүүд - шохойн чулуу, гантиг, гипс (түүнчлэн шохой - шохойн чулууг шохойжуулах бүтээгдэхүүн) хэдэн мянган жилийн өмнө барилгын ажилд ашиглагдаж ирсэн.
Кальци бол дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг юм. Кальцийн нэгдлүүд нь бараг бүх амьтан, ургамлын эдэд байдаг. Энэ нь дэлхийн царцдасын массын 3.38% -ийг эзэлдэг (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмрийн дараа 5-рт ордог).

Байгальд кальцийг олох

Химийн өндөр идэвхжилтэй тул кальци нь байгальд чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй.
Кальци нь дэлхийн царцдасын массын 3.38%-ийг эзэлдэг (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмрийн дараа 5-рт ордог). Далайн усан дахь элементийн агууламж 400 мг/л байна.

Изотопууд

Кальци нь байгальд 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca, 48Ca гэсэн зургаан изотопын холимог хэлбэрээр байдаг бөгөөд хамгийн түгээмэл нь 40Ca нь 96.97% -ийг эзэлдэг. Кальцийн цөмд шидэт тооны протон агуулагддаг: Z = 20. Изотопууд
40
20
Ca20 ба
48
20
Ca28 нь шидэт тооноос хоёр дахин их байгальд байдаг таван цөмийн хоёр нь юм.
Кальцийн зургаан байгалийн изотопоос тав нь тогтвортой байдаг. Зургаа дахь изотоп 48Ca, хамгийн хүнд нь, маш ховор (түүний изотопын элбэг дэлбэг байдал нь ердөө 0.187%) нь давхар бета задралд ордог бөгөөд хагас задралын хугацаа 1.6 1017 жил байна.

Чулуулаг ба ашигт малтмалд

Кальцийн ихэнх хэсэг нь янз бүрийн чулуулгийн (боржин чулуу, гнейс гэх мэт) силикат ба алюминосиликатад агуулагддаг, ялангуяа хээрийн жонш - Ca анортит.
Тунамал чулуулаг хэлбэрээр кальцийн нэгдлүүдийг шохой, шохойн чулуугаар төлөөлдөг бөгөөд гол төлөв кальцит (CaCO3) -ээс бүрддэг. Кальцитын талст хэлбэр - гантиг нь байгальд хамаагүй бага байдаг.
Кальцийн эрдэс кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4 0.5H2O болон гипс CaSO4 2H2O, флюорит CaF2, апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3 CaCO3 зэрэг кальцийн эрдэсүүд нэлээд өргөн тархсан. Байгалийн усанд кальци, магнийн давс байгаа нь түүний хатуулгийг тодорхойлдог.
Кальци нь дэлхийн царцдас руу эрчимтэй нүүж, янз бүрийн геохимийн системд хуримтлагдаж, 385 эрдэс бодис (эрдэсийн тоогоор дөрөвдүгээрт ордог) үүсгэдэг.

Кальцийн биологийн үүрэг

Кальци нь ургамал, амьтан, хүний ​​биед нийтлэг байдаг макро шим тэжээл юм. Хүн болон бусад сээр нуруутан амьтдын ихэнх нь араг яс, шүдэнд байдаг. Кальци нь ясанд гидроксиапатит хэлбэрээр агуулагддаг. Ихэнх бүлгийн сээр нуруугүй амьтдын (хөвөн, шүрэн полип, нялцгай биет гэх мэт) "араг яс" нь янз бүрийн хэлбэрийн кальцийн карбонатаас (шохой) хийгдсэн байдаг. Кальцийн ионууд нь цусны бүлэгнэлтийн процесст оролцдог бөгөөд эсийн доторх бүх нийтийн хоёр дахь элч болж, эсийн доторх янз бүрийн үйл явцыг зохицуулдаг - булчингийн агшилт, экзоцитоз, түүний дотор гормон, нейротрансмиттерийн шүүрэл. Хүний эсийн цитоплазм дахь кальцийн агууламж ойролцоогоор 10−4 ммоль/л, эс хоорондын шингэнд 2.5 ммоль/л орчим байдаг.

Кальцийн хэрэгцээ наснаас хамаарна. 19-50 насны насанд хүрэгчид, 4-8 насны хүүхдүүдийг оролцуулан хоногийн хэрэгцээ (RDA) нь 1000 мг (ойролцоогоор 790 мл 1% тослогтой сүүнд агуулагддаг), 9-18 насны хүүхдүүдийг оролцуулан - Өдөрт 1300 мг (ойролцоогоор 1030 мл сүүнд агуулагдах өөх тосны агууламж 1%). Өсвөр насандаа кальци хангалттай хэмжээгээр хэрэглэх нь араг яс хурдан ургадаг тул маш чухал юм. Гэсэн хэдий ч АНУ-д хийсэн судалгаагаар 12-19 насны охидын 11%, хөвгүүдийн 31% нь л хэрэгцээгээ хангадаг. Тэнцвэртэй хоолны дэглэмд кальцийн ихэнх хэсэг (ойролцоогоор 80%) сүүн бүтээгдэхүүнээр хүүхдийн биед ордог. Үлдсэн кальци нь үр тариа (бүтэн үр тарианы талх, Сагаган гэх мэт), буурцагт ургамал, жүрж, ногоон, самар зэргээс бүрддэг. Сүүний тос (цөцгийн тос, цөцгий, цөцгий, цөцгийтэй зайрмаг) дээр үндэслэсэн "сүү идээ" бүтээгдэхүүн нь бараг кальци агуулдаггүй. Сүүн бүтээгдэхүүнд сүүний тос их байх тусам кальци бага байдаг. Гэдэс дэх кальцийн шимэгдэлт нь эс хоорондын (эс дамжсан) ба эс хоорондын (парацеллюляр) гэсэн хоёр аргаар явагддаг. Эхний механизм нь Д аминдэмийн идэвхтэй хэлбэр (кальцитриол) болон түүний гэдэсний рецепторуудын үйлчлэлээр дамждаг. Энэ нь кальцийн бага, дунд зэргийн хэрэглээнд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Хоол тэжээл дэх кальцийн агууламж өндөр байвал эс хоорондын шингээлт нь гол үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь кальцийн концентраци их хэмжээгээр нэмэгддэгтэй холбоотой юм. Эс хоорондын механизмын ачаар кальци нь арван хоёр нугасны дотор илүү их хэмжээгээр шингэдэг (тэнд кальцитриол рецепторуудын хамгийн их концентрацитай байдаг). Эс хоорондын идэвхгүй шилжүүлгийн улмаас кальцийн шингээлт нь нарийн гэдэсний бүх гурван хэсэгт хамгийн идэвхтэй байдаг. Лактоз (сүүний сахар) нь кальцийн парацелляр шингээлтийг дэмждэг.

Кальцийн шимэгдэлтийг зарим амьтны гаралтай өөх тос (үхрийн сүү, үхрийн мах, харин гахайн өөх биш) болон далдуу модны тос дарангуйлдаг. Ийм өөхөнд агуулагдах пальмитик ба стеарины тосны хүчлүүд нь гэдэс дотор хоол боловсруулах явцад хуваагдаж, чөлөөт хэлбэрээрээ кальцийг нягт холбож, кальцийн пальмитат, кальцийн стеарат (уусдаггүй саван) үүсгэдэг. Энэ савангийн хэлбэрээр кальци, өөх тос хоёулаа өтгөнд алга болдог. Энэ механизм нь далдуу модны тос (дал модны олеин) дээр суурилсан нярай хүүхдийн сүүн тэжээлийг хэрэглэдэг нярайд кальцийн шимэгдэлтийг бууруулж, ясны эрдэсжилтийг бууруулж, ясны бат бөх байдлын шууд бус хэмжүүрийг бууруулах үүрэгтэй. Ийм хүүхдүүдэд гэдэс дотор кальцийн саван үүсэх нь өтгөний хатуурал, өтгөний давтамж багасч, регургитаци, колик байнга тохиолддогтой холбоотой байдаг.

Цусан дахь кальцийн концентраци нь олон тооны амин чухал үйл явцад чухал ач холбогдолтой тул нарийн зохицуулагддаг бөгөөд зөв хооллолт, өөх тос багатай сүүн бүтээгдэхүүн, Д витаминыг хангалттай хэрэглэснээр дутагдал үүсдэггүй. Хоол хүнсэндээ кальци ба/эсвэл Д аминдэмийн урт хугацааны дутагдал нь ясны сийрэгжилтийн эрсдлийг нэмэгдүүлж, нярайд рахит үүсгэдэг.

Кальци, Д витаминыг хэтрүүлэн хэрэглэх нь гиперкальциеми үүсгэдэг. 19-50 насны насанд хүрэгчдэд зориулсан хамгийн аюулгүй тун нь өдөрт 2500 мг (ойролцоогоор 340 гр Эдам бяслаг) юм.