TANIM

Kalsiyum- Periyodik tablonun yirminci elementi. Tanım - Latince "kalsiyum" dan Ca. Dördüncü periyotta yer alan IIA grubu. Metalleri ifade eder. Çekirdek yükü 20'dir.

Kalsiyum doğada en çok bulunan elementlerden biridir. Yerkabuğunda yaklaşık %3 (kütle) içerir. Kalsiyum karbonat CaCO 3'ün doğal çeşitleri olan mermerin yanı sıra çok sayıda kireçtaşı ve tebeşir tortusu olarak oluşur. Alçı CaSO 4 × 2H 2 O, fosforit Ca3 (PO 4) 2 ve son olarak çeşitli kalsiyum içeren silikatlar da büyük miktarlarda bulunur.

Basit bir madde biçimindeki kalsiyum, dövülebilir, oldukça sert bir metaldir. Beyaz renk(Şek. 1). Havada hızla bir oksit tabakasıyla kaplanır ve ısıtıldığında parlak kırmızımsı bir alevle yanar. Kalsiyum soğuk suyla nispeten yavaş reaksiyona girer, ancak sıcak su Hidrojeni hızla değiştirerek hidroksit oluşturur.

Pirinç. 1. Kalsiyum. Dış görünüş.

Kalsiyumun atomik ve moleküler ağırlığı

Bir maddenin bağıl moleküler ağırlığı (M r), belirli bir molekülün kütlesinin kaç kez bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden daha büyük olduğunu ve bir elementin bağıl atom kütlesinin (Ar r) olduğunu gösteren bir sayıdır. bir kimyasal elementin ortalama atom kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç katı olduğudur.

Serbest halde kalsiyum monoatomik Ca molekülleri şeklinde bulunduğundan, atomik ve moleküler kütlelerinin değerleri aynıdır. 40.078'e eşittirler.

Kalsiyum izotopları

Doğada kalsiyumun 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca ve 48Ca olmak üzere dört kararlı izotop şeklinde bulunabildiği ve 40Ca izotopunun (%99.97) açık bir baskın olduğu bilinmektedir. Kütle numaraları sırasıyla 40, 42, 43, 44, 46 ve 48'dir. Kalsiyum izotopu 40 Ca atomunun çekirdeği yirmi proton ve yirmi nötron içerir ve kalan izotoplar ondan sadece nötron sayısında farklılık gösterir.

ile yapay kalsiyum izotopları vardır. kütle numaraları 34'ten 57'ye, aralarında en kararlı olanı 102 bin yıllık yarı ömre sahip 41 Ca'dır.

kalsiyum iyonları

Dışarıda enerji seviyesi Kalsiyum atomunun değerlik olan iki elektronu vardır:

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

Sonuç olarak kimyasal etkileşim kalsiyum değerlik elektronlarını bağışlar, yani. donörüdür ve pozitif yüklü bir iyona dönüşür:

Ca 0 -2e → Ca 2+.

Molekül ve kalsiyum atomu

Serbest durumda, kalsiyum monoatomik Ca molekülleri şeklinde bulunur. Kalsiyum atomunu ve molekülünü karakterize eden bazı özellikler şunlardır:

kalsiyum alaşımları

Kalsiyum, bazı kurşun alaşımlarının alaşım bileşeni olarak işlev görür.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak

Aşağıdaki dönüşümleri gerçekleştirmek için kullanılabilecek reaksiyon denklemlerini yazın: Ca → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2.

Cevap

Kalsiyumu suda çözerek, "kireç sütü" - kalsiyum hidroksit olarak bilinen bir bileşiğin bulanık bir çözeltisini elde edebilirsiniz: Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2. Karbondioksiti bir kalsiyum hidroksit çözeltisinden geçirerek kalsiyum karbonat elde ederiz: 2Ca(OH) 2 + CO 2 → CaC03 + H 2 O. Kalsiyum karbonata su ekleyerek ve bu karışımdan karbondioksiti geçirmeye devam ederek kalsiyum bikarbonat elde ederiz: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2.

Kalsiyum

KALSİYUM-BEN; m.[lat. calx (kalsis) - kireç] Kimyasal bir element (Ca), kireçtaşı, mermer vb.

◁ Kalsiyum, th, th. K tuzları.

kalsiyum

(lat. Kalsiyum), periyodik sistemin II. grubunun kimyasal elementi, toprak alkali metallere aittir. Lat'ten isim. calx, genitif kalsis - kireç. Gümüş-beyaz metal, yoğunluk 1.54 g/cm3, t lütfen 842ºC. Normal sıcaklıklarda, havada kolayca oksitlenir. Yerkabuğundaki yaygınlık açısından 5. sırada yer alır (mineraller kalsit, alçı, florit vb.). Aktif indirgeyici ajan olarak U, Th, V, Cr, Zn, Be ve diğer metallerin bileşiklerinden elde edilmesinde, çeliklerin, bronzların vb. deokside edilmesinde kullanılır. Sürtünme önleyici malzemelerin bileşimine dahil edilir. Kalsiyum bileşikleri inşaatta (kireç, çimento), kalsiyum müstahzarlarında - tıpta kullanılır.

KALSİYUM

KALSİYUM (lat. Kalsiyum), Ca ("kalsiyum" okuyun), kimyasal element atom numarası 20 ile, Mendeleev'in periyodik element sisteminin IIA grubunda dördüncü periyotta yer alır; atom kütlesi 40.08. Alkali toprak elementlerinin sayısına aittir. (santimetre. ALKALİ TOPRAK METALLERİ).
Doğal kalsiyum, nüklidlerin bir karışımından oluşur. (santimetre. NÜKLİD) kütle numaraları 40 (kütlece %96,94), 44 (%2,09), 42 (%0,667), 48 (%0,187), 43 (%0,135) ve 46 (%0,003) ile. Dış elektron katmanı konfigürasyonu 4 s 2 . Hemen hemen tüm bileşiklerde, kalsiyumun oksidasyon durumu +2'dir (değerlik II).
Nötr kalsiyum atomunun yarıçapı 0.1974 nm'dir, Ca2+ iyonunun yarıçapı 0.114 nm'den (6 koordinasyon numarası için) 0.148 nm'ye (koordinasyon numarası 12 için) kadardır. Nötr bir kalsiyum atomunun sıralı iyonlaşma enerjileri sırasıyla 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 ve 84.5 eV'dir. Pauling ölçeğinde, kalsiyumun elektronegatifliği yaklaşık 1.0'dır. Serbest formunda kalsiyum gümüşi beyaz bir metaldir.
keşif geçmişi
Kalsiyum bileşikleri doğada her yerde bulunur, bu nedenle insanlık onlara eski zamanlardan beri aşinadır. Kireç uzun süredir inşaat sektöründe kullanılmaktadır. (santimetre. MİSKET LİMONU)(sönmüş ve sönmüş), uzun süre basit bir madde olarak kabul edilen "toprak". Ancak, 1808'de İngiliz bilim adamı G. Davy (santimetre. DEVI Humphrey) kireçten yeni bir metal elde etmeyi başardı. Bunu yapmak için Davy, hafif nemlendirilmiş sönmüş kireç ile cıva oksit karışımını elektrolize tabi tuttu ve cıva katodunda oluşan amalgamdan, kalsiyum olarak adlandırdığı (Latince calx, cins durumda calcis - kireçten) yeni bir metal izole etti. Rusya'da bir süredir bu metale "kireçtaşı" adı verildi.
Doğada olmak
Kalsiyum yeryüzünde en bol bulunan elementlerden biridir. Yerkabuğunun kütlesinin %3,38'ini oluşturur (oksijen, silisyum, alüminyum ve demirden sonra bolca 5. sıra). Kalsiyumun yüksek kimyasal aktivitesi nedeniyle doğada serbest halde bulunmaz. Kalsiyumun çoğu silikatlarda bulunur. (santimetre. SİLİKATLAR) ve alüminosilikatlar (santimetre. ALÜMOSİLİKATLAR)çeşitli kayalar (granitler (santimetre. GRANİT), gnayslar (santimetre. GNAYS) vb.). Sedimanter kayalar şeklinde, kalsiyum bileşikleri, esas olarak mineral kalsitten oluşan tebeşir ve kireçtaşı ile temsil edilir. (santimetre. KALSİT)(CaCO3). Kalsitin kristal formu - mermer - doğada çok daha az bulunur.
Kireçtaşı gibi kalsiyum mineralleri oldukça yaygındır. (santimetre. KİREÇ TAŞI)СaCO 3 , anhidrit (santimetre. ANHİDRİT) CaSO 4 ve alçı (santimetre. ALÇI) CaSO 4 2H 2 O, florit (santimetre. FLORİT) CaF 2 , apatit (santimetre. APATİT) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (santimetre. dolomit) MgCO3 CaCO3. Doğal sudaki kalsiyum ve magnezyum tuzlarının varlığı sertliğini belirler. (santimetre. SU SERTLIĞI). Önemli miktarda kalsiyum canlı organizmaların bir parçasıdır. Dolayısıyla, hidroksilapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH) veya başka bir girişte 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - insanlar dahil omurgalıların kemik dokusunun temeli; Birçok omurgasızın, yumurta kabuğunun vb. kabukları ve kabukları kalsiyum karbonat CaCO 3'ten yapılmıştır.
Fiş
Kalsiyum metali, CaCl2 (%75-80) ve KCl'den veya CaCl2 ve CaF2'den oluşan bir eriyiğin elektrolizi ve ayrıca CaO'nun 1170-1200 ° C'de alüminotermik indirgenmesiyle elde edilir:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Fiziksel ve Kimyasal özellikler
Kalsiyum metali iki allotropik modifikasyonda bulunur (bkz. (santimetre. ALLOTROPİ)). 443 °C'ye kadar, yüz merkezli kübik kafesli a-Ca kararlıdır (parametre a = 0,558 nm), daha yüksek b-Ca, a-Fe tipi kübik gövde merkezli kafesli (parametre a = 0.448) kararlıdır nm). Kalsiyumun erime noktası 839 °C, kaynama noktası 1484 °C, yoğunluğu 1,55 g/cm3'tür.
Kalsiyumun kimyasal aktivitesi yüksektir, ancak diğer tüm alkalin toprak metallerinden daha düşüktür. Kalsiyum metal yüzeyinin genellikle donuk gri olması nedeniyle havadaki oksijen, karbondioksit ve nem ile kolayca reaksiyona girer, bu nedenle laboratuvarda kalsiyum genellikle diğer alkalin toprak metalleri gibi sıkıca kapalı bir kavanozda bir tabaka altında depolanır. gazyağı.
Standart potansiyeller serisinde, kalsiyum hidrojenin solunda yer alır. Ca2+ /Ca0 çiftinin standart elektrot potansiyeli -2.84 V'dir, böylece kalsiyum aktif olarak suyla reaksiyona girer:
Ca + 2H20 \u003d Ca (OH) 2 + H 2.
Aktif metal olmayan maddelerle (oksijen, klor, brom), kalsiyum normal koşullar altında reaksiyona girer:
2Ca + O2 \u003d 2CaO; Ca + Br2 \u003d CaBr 2.
Havada veya oksijende ısıtıldığında kalsiyum tutuşur. Daha az aktif metal olmayan maddelerle (hidrojen, bor, karbon, silikon, azot, fosfor ve diğerleri), kalsiyum ısıtıldığında etkileşime girer, örneğin:
Ca + H2 \u003d CaH2 (kalsiyum hidrit),
Ca + 6B = CaB 6 (kalsiyum borür),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kalsiyum nitrür)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (kalsiyum karbür)
3Ca + 2P = Ca3P2 (kalsiyum fosfit), CaP ve CaP5 bileşimlerinin kalsiyum fosfitleri de bilinmektedir;
2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (kalsiyum silisit), CaSi, Ca 3 Si 4 ve CaSi 2 bileşimlerinin kalsiyum silisitleri de bilinmektedir.
Yukarıdaki reaksiyonların seyrine, kural olarak, büyük miktarda ısı salınımı eşlik eder (yani, bu reaksiyonlar ekzotermiktir). Metal olmayan tüm bileşiklerde, kalsiyumun oksidasyon durumu +2'dir. Metal olmayan kalsiyum bileşiklerinin çoğu su ile kolayca ayrışır, örneğin:
CaH 2 + 2H20 \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca3 N2 + 3H20 \u003d 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Kalsiyum oksit tipik olarak baziktir. Laboratuvarda ve teknolojide karbonatların termal ayrışmasıyla elde edilir:
CaCO3 \u003d CaO + CO2.
Teknik kalsiyum oksit CaO, sönmemiş kireç olarak adlandırılır.
Ca (OH) 2 oluşturmak için su ile reaksiyona girer ve büyük miktarda ısı açığa çıkarır:
CaO + H20 \u003d Ca (OH) 2.
Bu şekilde elde edilen Ca (OH) 2 genellikle sönmüş kireç veya kireç sütü olarak adlandırılır. (santimetre. KİREÇ SÜTÜ) Kalsiyum hidroksitin sudaki çözünürlüğünün düşük olması nedeniyle (20°C'de 0.02 mol/l) ve suya ilave edildiğinde beyaz bir süspansiyon oluşur.
Asit oksitlerle etkileşime girdiğinde CaO, örneğin tuzlar oluşturur:
CaO + CO2 \u003d CaC03; CaO + SO3 \u003d CaSO 4.
Ca2+ iyonu renksizdir. Aleve kalsiyum tuzları eklendiğinde alev tuğla kırmızısına döner.
CaCl 2 klorür, CaBr 2 bromür, CaI 2 iyodür ve Ca(NO 3) 2 nitrat gibi kalsiyum tuzları suda yüksek oranda çözünür. CaF 2 florür, CaCO 3 karbonat, CaSO 4 sülfat, Ca 3 (PO 4) 2 ortalama ortofosfat, CaC 2 O 4 oksalat ve diğerleri suda çözünmezler.
Önemli olan, ortalama kalsiyum karbonat CaCO 3'ün aksine, asidik kalsiyum karbonat (hidrokarbonat) Ca (HCO 3) 2'nin suda çözünür olmasıdır. Doğada, bu aşağıdaki süreçlere yol açar. Karbondioksitle doymuş soğuk yağmur veya nehir suyu yeraltına girdiğinde ve kireçtaşlarına düştüğünde, çözünmeleri gözlenir:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
Kalsiyum bikarbonatla doygun suyun yeryüzüne çıktığı ve güneş ışınlarıyla ısıtıldığı aynı yerlerde, ters reaksiyon meydana gelir:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Yani doğada büyük kütleli maddelerin transferi vardır. Sonuç olarak, yeraltında büyük düşüşler oluşabilir (bkz. (santimetre. Karst (doğal fenomen))) ve güzel taş "buz sarkıtları" - mağaralarda sarkıtlar oluşur (santimetre. STALAPTİTLER (mineral oluşumları)) ve dikitler (santimetre. dikitler).
Suda çözünmüş kalsiyum bikarbonatın varlığı, suyun geçici sertliğini büyük ölçüde belirler. (santimetre. SU SERTLIĞI). Geçici olarak adlandırılır çünkü su kaynatıldığında bikarbonat ayrışır ve CaCO 3 çöker. Bu fenomen, örneğin, su ısıtıcısında zamanla kireç oluşmasına yol açar.
Kalsiyum ve bileşiklerinin kullanımı
Uranyumun metalotermik üretimi için metalik kalsiyum kullanılır. (santimetre. Uranyum (kimyasal element)), toryum (santimetre. TORYUM), titanyum (santimetre. TİTANYUM (kimyasal element)), zirkonyum (santimetre. ZİRKONYUM) sezyum (santimetre. SEZYUM) ve rubidyum (santimetre. RUBİDYUM).
Doğal kalsiyum bileşikleri bağlayıcıların (çimento) üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. (santimetre.ÇİMENTO), alçıtaşı (santimetre. ALÇI), kireç vb.). Sönmüş kirecin bağlayıcı etkisi, zamanla kalsiyum hidroksitin havadaki karbondioksit ile reaksiyona girmesine dayanır. Devam eden reaksiyonun bir sonucu olarak, yakındaki taşlara, tuğlalara ve diğer yapı malzemelerine dönüşen ve sanki onları tek bir bütün halinde kaynaklayan iğne benzeri CaCO3 kalsit kristalleri oluşur. Kristal kalsiyum karbonat - mermer - ince kaplama malzemesi. Badana için tebeşir kullanılır. Dökme demir üretiminde refrakter safsızlıkların transferine izin verdiği için büyük miktarlarda kireçtaşı tüketilir. Demir cevheri(örneğin, kuvars Si02) nispeten düşük erime noktalı cüruflara dönüştürülür.
Çamaşır suyu dezenfektan olarak çok etkilidir. (santimetre. BEYAZLATICI PUDRA)- "klor" Ca(OCl)Cl - karışık klorür ve kalsiyum hipoklorit (santimetre. KALSİYUM HİPOKLORİT) yüksek oksitleme gücü ile.
Kalsiyum sülfat da yaygın olarak kullanılır, hem susuz bir bileşik formunda hem de kristalli hidratlar formunda bulunur - sözde "yarı sulu" sülfat - kaymaktaşı (santimetre. ALEVİZ FRYAZIN (Milanca)) CaSO 4 0.5H 2 O ve iki su sülfat - alçı CaSO 4 2H 2 O. Alçı, inşaat, heykel, sıva ve çeşitli sanat ürünlerinin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Alçı, kırık durumunda kemikleri düzeltmek için tıpta da kullanılır.
Kalsiyum klorür CaCl2, yol yüzeylerinin buzlanmasıyla mücadele etmek için sofra tuzu ile birlikte kullanılır. Kalsiyum florür CaF 2 mükemmel bir optik malzemedir.
vücuttaki kalsiyum
Kalsiyum biyojenik bir elementtir (santimetre. BİYOJENİK ELEMENTLER), bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunur. Hayvanların ve insanların mineral metabolizmasının ve bitkilerin mineral beslenmesinin önemli bir bileşeni olan kalsiyum, vücutta çeşitli fonksiyonlar. apatit içerir (santimetre. APATİT), kalsiyum sülfat ve karbonatın yanı sıra kemik dokusunun mineral bileşenini oluşturur. 70 kg ağırlığındaki insan vücudu yaklaşık 1 kg kalsiyum içerir. Kalsiyum iyon kanallarının çalışmasında yer alır (santimetre.İYON KANALLARI) sinir impulsunun iletilmesinde biyolojik zarlardan maddelerin taşınmasını gerçekleştirmek (santimetre. SİNİR İmpuls), kan pıhtılaşma sürecinde (santimetre. KAN PIHTILAŞMASI) ve gübreleme. Kalsiferoller vücuttaki kalsiyum metabolizmasını düzenler (santimetre. KALSİFEROLLER)(D vitamini). Kalsiyum eksikliği veya fazlalığı çeşitli hastalıklara yol açar - raşitizm (santimetre. RAŞİTİZM), kireçlenme (santimetre. KALSİNOZ) vb. Bu nedenle insan gıdaları doğru miktarlarda (günde 800-1500 mg kalsiyum) kalsiyum bileşikleri içermelidir. Kalsiyum içeriği süt ürünlerinde (süzme peynir, peynir, süt gibi), bazı sebzelerde ve diğer gıdalarda yüksektir. Kalsiyum preparatları tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır.

ansiklopedik sözlük. 2009 .

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde "kalsiyum" un ne olduğunu görün:

- (Ca) sarı parlak ve dövülebilir metal. Spesifik yer çekimi 1.6. Sözlük yabancı kelimeler Rus diline dahildir. Pavlenkov F., 1907. KALSİYUM (lat. calx kirecinden yeni lat. kalsiyum). Gümüş renkli metal. Yabancı kelimeler sözlüğü, ... ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

KALSİYUM- KALSİYUM, Kalsiyum, kimya. eleman, karakter Ca, kristalli parlak, gümüşi beyaz metal. alkali toprak metalleri grubuna ait kırılma. Ud. ağırlık 1.53; de. içinde. 40.07; erime noktası 808°. Sa çok biridir ... ... Büyük Tıp Ansiklopedisi

- (Kalsiyum), Ca, periyodik sistemin II. grubunun kimyasal elementi, atom numarası 20, atom kütlesi 40.08; alkalin toprak metallerine atıfta bulunur; mp 842shC. Omurgalıların kemik dokusunda, yumuşakça kabuklarında, yumurta kabuklarında bulunur. Kalsiyum ... ... Modern Ansiklopedi

Metal gümüşi beyaz, viskoz, dövülebilir, havada hızla oksitlenir. Erime hızı pa 800 810°. Doğada, tebeşir, kalker, mermer, fosforit, apatit, alçıtaşı vb. birikintileri oluşturan çeşitli tuzlar şeklinde bulunur. Sarı üzerinde. dor…… Teknik demiryolu sözlüğü

- (lat. Kalsiyum) Periyodik sistemin II. grubunun kimyasal bir elementi olan Ca, atom numarası 20, atom kütlesi 40.078, alkali toprak metallerine aittir. Adı, Latince calx, genitif calcis kirecinden gelmektedir. Simli beyaz metal, ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

Kalsiyum(Kalsiyum), Ca, Mendeleev periyodik sisteminin II. grubunun kimyasal elementi, atom numarası 20, atom kütlesi 40.08; gümüş-beyaz hafif metal. Doğal element altı kararlı izotopun bir karışımıdır: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca ve 48 Ca, bunlardan 40 Ca en yaygın olanıdır (%96.97).

Ca bileşikleri - kireçtaşı, mermer, alçı (ve kireç - yanan kireçtaşı ürünü) eski zamanlardan beri inşaatta kullanılmıştır. 18. yüzyılın sonuna kadar kimyacılar kireci basit bir madde olarak görüyorlardı. 1789'da A. Lavoisier, kireç, magnezya, barit, alümina ve silisin karmaşık maddeler olduğunu öne sürdü. 1808'de G. Davy, cıva oksit ile ıslak sönmüş kireç karışımını bir cıva katodu ile elektrolize tabi tutarak, bir Ca amalgamı hazırladı ve cıvayı ondan uzaklaştırdıktan sonra "Kalsiyum" (Latince calx'tan) adlı bir metal elde etti. , cins durumda kalsis - kireç) .

Kalsiyumun doğada dağılımı. Yerkabuğundaki bolluk açısından Ca 5. sırada yer alır (O, Si, Al ve Fe'den sonra); içerik ağırlıkça %2,96. Şiddetli bir şekilde göç eder ve çeşitli jeokimyasal sistemlerde birikerek 385 mineral oluşturur (mineral sayısı bakımından 4. sırada). Dünya'nın mantosunda çok az Ca vardır ve muhtemelen Dünya'nın çekirdeğinde daha da azdır (demir meteoritlerde %0.02). Ca, yerkabuğunun alt kısmında baskındır ve temel kayaçlarda birikir; Ca'nın çoğu feldspat - anortit Ca içinde bulunur; içeriği bazik kayaçlarda %6.72, asidik (granit ve diğerleri) %1.58'dir. Biyosferde, esas olarak "karbonat dengesi" ile ilişkili olarak son derece keskin bir Ca farklılaşması meydana gelir: karbondioksit, CaCO 3 karbonat ile etkileşime girdiğinde, çözünür bikarbonat Ca (HCO 3) 2 oluşur: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \ u003d Ca (HCO 3) 2 \u003d Ca 2+ + 2HCO 3-. Bu reaksiyon tersine çevrilebilir ve Ca yeniden dağılımının temelidir. Sularda yüksek CO 2 içeriği ile Ca çözelti halindedir ve düşük CO 2 içeriği ile mineral kalsit CaCO 3 çökelerek güçlü kireçtaşı, tebeşir ve mermer birikintileri oluşturur.

Biyojenik göç, Ca'nın tarihinde de büyük bir rol oynar. Element-metallerden canlı maddede, Ca esastır. %10'dan fazla Ca (daha fazla karbon) içeren ve iskeletlerini esas olarak CaC03'ten (kireçli algler, birçok yumuşakçalar, derisidikenliler, mercanlar, rizomlar, vb.) Ca bileşiklerinden oluşturan organizmalar bilinmektedir. Denizin iskeletlerinin gömülmesiyle. Hayvanlar ve bitkiler, dünyanın derinliklerine dalan ve mineralize olan, çeşitli mermer türlerine dönüşen devasa alg, mercan ve diğer kireçtaşı kütlelerinin birikmesiyle ilişkilidir.

Nemli iklime sahip büyük alanlar (orman bölgeleri, tundra) Ca eksikliği ile karakterize edilir - burada topraktan kolayca süzülür. Bu, düşük toprak verimliliği, evcil hayvanların düşük verimliliği, küçük boyutları ve genellikle iskelet hastalıkları ile ilişkilidir. Bu yüzden büyük önem toprak kireçlenmesine, evcil hayvanların ve kuşların beslenmesine vb. sahiptir. Aksine, CaCO 3 kuru bir iklimde çok az çözünür, bu nedenle bozkır ve çöl manzaraları Ca açısından zengindir. Alçı CaSO 4 2H 2 O genellikle tuz bataklıklarında ve tuz göllerinde birikir.

Nehirler okyanusa çok fazla Ca getirir, ancak okyanus suyunda oyalanmaz (ortalama içerik% 0.04'tür), ancak organizmaların iskeletlerinde yoğunlaşır ve ölümlerinden sonra esas olarak dipte birikir. CaCO3 . Kireç siltleri, tüm okyanusların dibinde 4000 m'den fazla olmayan derinliklerde yaygındır (CaCO3 büyük derinliklerde çözülür, organizmalar genellikle Ca eksikliği yaşarlar).

Yeraltı suyu Ca göçünde önemli bir rol oynar. Kireçtaşı masiflerinde, karst gelişimi, mağara oluşumu, sarkıt ve dikitler ile ilişkili olan yerlerde CaCO3'ü kuvvetli bir şekilde süzerler. Kalsitin yanı sıra, geçmiş jeolojik çağların denizlerinde, Ca fosfatların (örneğin, Kazakistan'daki Karatau fosforit yatakları), dolomit CaCO 3 ·MgCO 3'ün ve buharlaşma sırasında alçıtaşının birikmesi, geçmiş jeolojik çağların denizlerinde yaygındı. .

Jeolojik tarih boyunca, kalsitin kimyasal çökelmesi azalırken, biyojenik karbonat oluşumu arttı. Prekambriyen denizlerinde (600 milyon yıl önce) kalkerli iskeletli hayvanlar yoktu; onlar edindiler geniş kullanım Kambriyen'den beri (mercanlar, süngerler vb.). Bu, Prekambriyen atmosferinde yüksek CO2 içeriğine atfedilir.

Kalsiyumun fiziksel özellikleri. Ca'nın α-formunun kristal kafesi (normal sıcaklıkta kararlı) yüzey merkezli kübiktir, a = 5.56Â. Atom yarıçapı 1.97Â, iyon yarıçapı Ca 2+ 1.04Â. Yoğunluk 1,54 g/cm3 (20 °C). 464 °C'nin üzerinde altıgen β-formu stabildir. t pl 851 °C, t kip 1482 °C; doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı 22 10 -6 (0-300 °C); 20 °C'de termal iletkenlik 125,6 W/(m K) veya 0,3 cal/(cm s °C); özgül ısı kapasitesi (0-100 °C) 623,9 j/(kg K) veya 0,149 cal/(g °C); 20 °C'de elektrik direnci 4,6 10 -8 ohm m veya 4,6 10 -6 ohm cm; elektrik direncinin sıcaklık katsayısı 4.57 10 -3 (20 °C). Elastisite modülü 26 Gn / m 2 (2600 kgf / mm 2); çekme mukavemeti 60 MN / m 2 (6 kgf / mm 2); elastik limit 4 MN / m2 (0,4 kgf / mm 2), akma dayanımı 38 MN / m2 (3,8 kgf / mm2); uzama %50; Brinell sertliği 200-300 MN / m 2 (20-30 kgf / mm 2). Yeterince yüksek saflıkta kalsiyum plastiktir, iyi preslenir, haddelenir ve işlenebilir.

Kalsiyumun kimyasal özellikleri. Harici yapılandırma elektron kabuğu Ca4s2 atomu, buna göre bileşiklerdeki Ca 2 değerlidir. Kimyasal olarak Ca çok aktiftir. Normal sıcaklıklarda Ca, havadaki oksijen ve nem ile kolayca etkileşime girer, bu nedenle hava geçirmez şekilde kapatılmış kaplarda veya mineral yağ altında depolanır. Havada veya oksijende ısıtıldığında tutuşur ve bazik oksit CaO'yu verir. Peroksitler Ca-CaO 2 ve CaO 4 de bilinmektedir. İlk başta Ca, soğuk su ile hızlı bir şekilde reaksiyona girer, daha sonra bir Ca(OH)2 filminin oluşması nedeniyle reaksiyon yavaşlar. Ca, sıcak su ve asitlerle kuvvetli bir şekilde reaksiyona girerek H2'yi serbest bırakır (konsantre HNO 3 hariç). Soğukta flor ile ve 400 ° C'nin üzerinde klor ve brom ile reaksiyona girerek sırasıyla CaF 2, CaCl 2 ve CaBr 2 verir. Ca ile erimiş haldeki bu halojenürler, Ca'nın resmi olarak tek değerli olduğu CaF, CaCl adlı alt bileşikler olarak adlandırılır. Ca kükürt ile ısıtıldığında, kalsiyum sülfür CaS elde edilir, ikincisi sülfür ekleyerek polisülfitler oluşturur (CaS 2, CaS 4 ve diğerleri). 300-400 ° C'de kuru hidrojen ile etkileşime giren Ca, hidrojenin bir anyon olduğu iyonik bir bileşik olan bir hidrit CaH2 oluşturur. 500 °C'de Ca ve nitrojen, Ca3N2 nitrür verir; soğukta Ca'nın amonyak ile etkileşimi karmaşık amonyak Ca6'ya yol açar. Grafit, silikon veya fosfor ile havaya erişim olmadan ısıtıldığında Ca, sırasıyla kalsiyum karbür CaC2 , silisitler Ca2Si, CaSi, CaSi2 ve fosfit Ca3P2 verir. Ca, Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn ve diğerleri ile intermetalik bileşikler oluşturur.

Kalsiyum almak. Endüstride Ca iki şekilde elde edilir: 1) Briketlenmiş bir CaO ve Al tozu karışımının 1200 °C'de 0,01-0,02 mm Hg'lik bir vakumda ısıtılmasıyla. Sanat.; reaksiyonla salınan: 6CaO + 2 Al \u003d 3CaO Al 2 O 3 + 3Ca Ca buharı soğuk bir yüzeyde yoğunlaşır; 2) bir sıvı bakır-kalsiyum katot ile bir CaCl2 ve KCl eriyiğinin elektrolizi ile, Ca'nın 950-1000 ° C sıcaklıkta damıtıldığı bir Cu - Ca (% 65 Ca) alaşımı hazırlanır. 0.1-0.001 mm Hg'lik bir vakum. Sanat.

Kalsiyum kullanımı. Saf metal formunda Ca, U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb ve bunların bileşiklerinden bazı nadir toprak metalleri için indirgeyici ajan olarak kullanılır. Ayrıca çeliklerin, bronzların ve diğer alaşımların deoksidasyonunda, petrol ürünlerinden kükürtün giderilmesinde, organik sıvıların dehidrasyonunda, argonun nitrojen safsızlıklarından arındırılmasında ve elektrikli vakum cihazlarında gaz emici olarak kullanılır. Pb-Na-Ca sisteminin sürtünme önleyici malzemelerinin yanı sıra, elektrik kabuklarının imalatında kullanılan Pb-Ca alaşımları, teknolojide büyük uygulama almıştır. kablolar. Alaşım Ca-Si-Ca (silikokalsiyum), yüksek kaliteli çeliklerin üretiminde oksijen giderici ve gaz giderici olarak kullanılır.

vücutta kalsiyum. Ca, yaşam süreçlerinin normal seyri için gerekli olan biyojenik elementlerden biridir. Hayvanların ve bitkilerin tüm doku ve sıvılarında bulunur. Ca içermeyen bir ortamda sadece nadir organizmalar gelişebilir. Bazı organizmalarda Ca içeriği %38'e ulaşır; insanlarda - 1.4-2. Bitki ve hayvan organizmalarının hücreleri, hücre dışı ortamda kesin olarak tanımlanmış Ca 2+ , Na + ve K + iyon oranlarına ihtiyaç duyar. Bitkiler Ca'yı topraktan alır. Ca ile olan ilişkilerine göre bitkiler kalsefiller ve kalsefoblar olarak ikiye ayrılır. Hayvanlar Ca'yı yiyecek ve sudan alırlar. Ca bir dizi hücresel yapının oluşumu, dış hücre zarlarının normal geçirgenliğinin korunması, balık ve diğer hayvanların yumurtalarının döllenmesi ve bir dizi enzimin aktive edilmesi için gereklidir. Ca2+ iyonları uyarımı kas lifine iletir, kasılmasına neden olur, kalp kasılmalarının gücünü arttırır, lökositlerin fagositik fonksiyonunu arttırır, koruyucu kan proteinleri sistemini aktive eder ve pıhtılaşmasına katılır. Hücrelerde hemen hemen tüm Ca, proteinler, nükleik asitler, fosfolipitler, inorganik fosfatlar ve organik asitler ile kompleksler halinde bileşikler şeklindedir. İnsanların ve daha yüksek hayvanların kan plazmasında, sadece %20-40 Ca proteinlerle ilişkilendirilebilir. İskeletli hayvanlarda, yapı malzemesi olarak tüm Ca'nın %97-99'u kullanılır: omurgasızlarda, esas olarak CaC03 (yumuşakça kabukları, mercanlar), omurgalılarda, fosfatlar şeklinde. Birçok omurgasız, yeni bir iskelet oluşturmak veya yaşamsal işlevleri sağlamak için deri değiştirmeden önce Ca'yı depolar. olumsuz koşullar.

İnsanların ve yüksek hayvanların kanındaki Ca içeriği, paratiroid ve tiroid bezlerinin hormonları tarafından düzenlenir. D vitamini bu süreçlerde en önemli rolü oynar. ön kısım ince bağırsak. Ca'nın asimilasyonu, bağırsakta asitliğin azalmasıyla kötüleşir ve gıdadaki Ca, P ve yağ oranına bağlıdır. Optimum oranlarİnek sütündeki Ca / P yaklaşık 1,3'tür (patateste 0,15, fasulyede 0,13, ette 0,016). Gıdada fazla P veya oksalik asit ile Ca emilimi bozulur. Safra asitleri emilimini hızlandırır. İnsan gıdasındaki optimal Ca/yağ oranı, 1 g yağ başına 0,04-0,08 g Ca'dır. Ca atılımı esas olarak bağırsaklar yoluyla gerçekleşir. Emzirme döneminde memeliler sütle çok fazla Ca kaybederler. Genç hayvanlarda ve çocuklarda fosfor-kalsiyum metabolizmasının ihlali ile yetişkin hayvanlarda raşitizm gelişir - iskeletin bileşiminde ve yapısında bir değişiklik (osteomalazi).

Kalsiyum (Latince Kalsiyum, Ca sembolü ile gösterilir), atom numarası 20 olan bir elementtir ve atom kütlesi 40.078. Dmitry Ivanovich Mendeleev'in periyodik kimyasal element tablosunun dördüncü periyodu olan ikinci grubun ana alt grubunun bir elementidir. Normal koşullar altında, basit bir madde kalsiyum, gümüşi beyaz renkte hafif (1.54 g / cm3) dövülebilir, yumuşak, reaktif toprak alkali metaldir.

Doğada, kalsiyum altı izotopun bir karışımı olarak sunulur: 40Ca (%96,97), 42Ca (%0,64), 43Ca (%0,145), 44Ca (%2,06), 46Ca (%0,0033) ve 48Ca (%0,185). Yirminci elementin ana izotopu - en yaygın olanı - 40Ca'dır, izotopik bolluğu yaklaşık% 97'dir. Altı doğal kalsiyum izotopundan beşi stabildir, altıncı izotop 48Ca, altının en ağırı ve oldukça nadirdir (izotopik bolluğu sadece %0.185'tir), son zamanlarda yarılanma ömrü ile çift β-bozunmasına uğradığı bulunmuştur. 5.3∙1019 yıl. 39, 41, 45, 47 ve 49 kütle numaralarına sahip yapay olarak üretilen izotoplar radyoaktiftir. Çoğu zaman, canlı bir organizmada mineral metabolizması süreçlerinin incelenmesinde izotop izleyici olarak kullanılırlar. Bir uranyum reaktöründe metalik kalsiyumun veya onun bileşiklerinin nötronlarla ışınlanmasıyla elde edilen 45Ca, topraklarda meydana gelen metabolik süreçlerin incelenmesinde ve bitkiler tarafından kalsiyum asimilasyonu süreçlerinin incelenmesinde önemli bir rol oynar. Aynı izotop sayesinde, eritme işlemi sırasında çeşitli derecelerde çelik ve ultra saf demirin kalsiyum bileşikleri ile kontaminasyon kaynaklarını tespit etmek mümkün oldu.

Kalsiyum bileşikleri - mermer, alçı, kireçtaşı ve kireç (yanan kireçtaşı ürünü) eski zamanlardan beri bilinmektedir ve inşaat ve tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Eski Mısırlılar piramitlerinin yapımında kalsiyum bileşikleri kullandılar ve büyük Roma'nın sakinleri betonu icat etti - kırma taş, kireç ve kum karışımı kullanarak. 18. yüzyılın sonuna kadar kimyacılar kirecin basit bir cisim olduğuna ikna olmuşlardı. Sadece 1789'da Lavoisier kireç, alümina ve diğer bazı bileşiklerin karmaşık maddeler olduğunu öne sürdü. 1808'de G. Davy tarafından elektroliz yoluyla metalik kalsiyum elde edildi.

Metalik kalsiyum kullanımı, yüksek kimyasal aktivitesi ile ilişkilidir. Toryum, uranyum, krom, zirkonyum, sezyum, rubidyum gibi belirli metallerin bileşiklerinden geri kazanım için kullanılır; çelikten ve diğer bazı oksijen alaşımlarından kükürt çıkarmak için; organik sıvıların dehidrasyonu için; vakum cihazlarında gaz kalıntılarının emilmesi için. Ayrıca metalik kalsiyum, bazı alaşımların alaşım bileşeni olarak işlev görür. Kalsiyum bileşikleri çok daha yaygın olarak kullanılır - inşaat, piroteknik, cam üretimi, tıp ve diğer birçok alanda kullanılırlar.

Kalsiyum en önemli biyojenik elementlerden biridir; çoğu canlı organizma için normal yaşam süreçleri için gereklidir. Bir yetişkinin vücudu bir buçuk kilograma kadar kalsiyum içerir. Canlıların tüm doku ve sıvılarında bulunur. Yirminci element, kemik dokusunun oluşumu, kalp atış hızının korunması, kanın pıhtılaşması, dış hücre zarlarının normal geçirgenliğinin korunması ve bir dizi enzimin oluşumu için gereklidir. Kalsiyumun bitki ve hayvan organizmalarında gerçekleştirdiği işlevlerin listesi çok uzundur. Kalsiyumdan yoksun bir ortamda sadece nadir organizmaların gelişebildiğini, diğer organizmaların ise %38'inin bu elementten oluştuğunu söylemek yeterlidir (insan vücudu sadece yaklaşık %2 kalsiyum içerir).

biyolojik özellikler

Kalsiyum biyojenik elementlerden biridir, bileşikleri hemen hemen tüm canlı organizmalarda bulunur (kalsiyumdan yoksun bir ortamda az sayıda organizma gelişebilir), normal yaşam süreçlerini sağlar. Yirminci element, hayvanların ve bitkilerin tüm dokularında ve sıvılarında bulunur, çoğu (omurgalı organizmalarda - insanlar dahil) iskelette ve dişlerde fosfatlar şeklinde bulunur (örneğin, hidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH veya 3Ca3 (PO4)2Ca(OH)2). Yirminci elementin kemikler ve dişler için yapı malzemesi olarak kullanılması, hücrede kalsiyum iyonlarının kullanılmamasından kaynaklanmaktadır. Kalsiyum konsantrasyonu özel hormonlar tarafından kontrol edilir, birleşik eylemleri kemiklerin yapısını korur ve korur. Çoğu omurgasız grubunun (yumuşakçalar, mercanlar, süngerler ve diğerleri) iskeletleri, çeşitli kalsiyum karbonat CaCO3 (kireç) formlarından yapılmıştır. Birçok omurgasız, yeni bir iskelet oluşturmak veya olumsuz koşullarda hayati fonksiyonları sağlamak için tüy dökmeden önce kalsiyum depolar. Hayvanlar yiyecek ve sudan kalsiyum alırlar ve topraktan bitkiler ve bu elementle ilgili olarak kalsefillere ve kalsefoblara ayrılır.

Bu önemli eser elementin iyonları, kanın pıhtılaşma süreçlerinde ve ayrıca kanın sabit bir ozmotik basıncının sağlanmasında rol oynar. Ek olarak, bir dizi hücresel yapının oluşumu, dış hücre zarlarının normal geçirgenliğinin korunması, balıkların ve diğer hayvanların yumurtalarının döllenmesi ve bir dizi enzimin aktive edilmesi için kalsiyum gereklidir (belki de bu durum gerçeklerden kaynaklanmaktadır). kalsiyumun magnezyum iyonlarının yerini alması). Kalsiyum iyonları uyarımı kas lifine iletir, kasılmasına neden olur, kalp kasılmalarının gücünü arttırır, lökositlerin fagositik fonksiyonunu arttırır, koruyucu kan proteinleri sistemini aktive eder, hormonların ve nörotransmitterlerin salgılanması dahil olmak üzere ekzositozu düzenler. Kalsiyum kan damarlarının açıklığını etkiler - bu element olmadan yağlar, lipidler ve kolesterol kan damarlarının duvarlarına yerleşir. Kalsiyum, vücuttan ağır metal tuzlarının ve radyonüklidlerin atılımını teşvik eder, antioksidan işlevleri yerine getirir. Kalsiyum üreme sistemini etkiler, stres önleyici etkiye sahiptir ve anti alerjik etkiye sahiptir.

Bir yetişkinin vücudundaki (70 kg ağırlığındaki) kalsiyum içeriği 1,7 kg'dır (esas olarak kemik dokusunun hücreler arası maddesinin bileşiminde). Bu öğeye duyulan ihtiyaç yaşa bağlıdır: yetişkinler için gerekli günlük ödenek 800 ila 1.000 miligram, çocuklar için 600 ila 900 miligramdır. Çocuklar için özellikle kemiklerin yoğun büyümesi ve gelişmesi için gerekli dozun tüketilmesi önemlidir. Vücuttaki ana kalsiyum kaynağı süt ve süt ürünleridir, kalsiyumun geri kalanı et, balık ve bazı bitkisel ürünlerden (özellikle baklagiller) gelir. Kalsiyum katyonlarının emilimi kalın ve ince bağırsaklarda meydana gelir, emilim asidik bir ortam, C ve D vitaminleri, laktoz (laktik asit) ve doymamış yağ asitleri tarafından kolaylaştırılır. Buna karşılık, aspirin, oksalik asit, östrojen türevleri yirminci elementin emilimini önemli ölçüde azaltır. Böylece, oksalik asit ile birleştiğinde kalsiyum, böbrek taşlarının bileşenleri olan suda çözünmeyen bileşikler verir. Magnezyumun kalsiyum metabolizmasındaki rolü büyüktür - eksikliği ile kalsiyum kemiklerden “yıkanır” ve böbreklerde (böbrek taşları) ve kaslarda birikir. Genel olarak vücudun sahip olduğu karmaşık bir sistem yirminci elementin depolanması ve salınması, bu nedenle kandaki kalsiyum içeriği tam olarak düzenlenir ve doğru beslenme ile eksiklik veya fazlalık olmaz. Uzun süreli kalsiyum diyeti kramplara, eklem ağrısına, kabızlığa, yorgunluğa, uyuşukluğa, büyüme geriliğine neden olabilir. Diyette uzun süreli kalsiyum eksikliği osteoporoz gelişimine yol açar. Nikotin, kafein ve alkol, idrarla yoğun atılımına katkıda bulundukları için vücuttaki kalsiyum eksikliğinin nedenlerinden bazılarıdır. Bununla birlikte, yirminci elementin (veya D vitamini) fazlalığı olumsuz sonuçlara yol açar - sonucu kemiklerin ve dokuların yoğun kalsifikasyonu olan (esas olarak üriner sistemi etkiler) hiperkalsemi gelişir. Uzun süreli kalsiyum fazlalığı, kas ve sinir dokularının işleyişini bozar, kanın pıhtılaşmasını artırır ve kemik hücreleri tarafından çinko emilimini azaltır. Osteoartrit, katarakt, ile ilgili sorunlar tansiyon. Yukarıdakilerden, bitki ve hayvan organizmalarının hücrelerinin kesin olarak tanımlanmış kalsiyum iyon oranlarına ihtiyaç duyduğu sonucuna varabiliriz.

Farmakoloji ve tıpta, vitaminler, tabletler, haplar, enjeksiyonlar, antibiyotiklerin yanı sıra ampullerin ve tıbbi aletlerin imalatında kalsiyum bileşikleri kullanılır.

Erkek kısırlığının oldukça yaygın bir nedeninin vücutta kalsiyum eksikliği olduğu ortaya çıktı! Gerçek şu ki, spermatozoonun başı, bu elementin yeterli bir miktarı ile tamamen kalsiyumdan oluşan ok şeklinde bir oluşuma sahiptir, spermatozoon zarın üstesinden gelebilir ve yumurtayı dölleyebilir, yetersiz kısırlık meydana gelir.

Amerikalı bilim adamları, kandaki kalsiyum iyonlarının eksikliğinin hafızanın zayıflamasına ve zekanın azalmasına yol açtığını bulmuşlardır. Örneğin, ünlü ABD dergisi Science News'den, kedilerin ancak beyin hücreleri kandan daha fazla kalsiyum içerdiğinde koşullu bir refleks geliştirdiğini doğrulayan deneyler hakkında bilgi edinildi.

çok değerli tarım kalsiyum siyanamid bileşiği, sadece azotlu gübre ve bir üre kaynağı - sentetik reçinelerin üretimi için en değerli gübre ve hammadde, aynı zamanda pamuk tarlalarının hasatını mekanikleştirmenin mümkün olduğu bir madde olarak. Gerçek şu ki, bu bileşikle işlendikten sonra pamuk, yaprakları hemen döküyor ve bu da insanların pamuk toplama işlemini makinelere bırakmasına izin veriyor.

Kalsiyum açısından zengin gıdalardan bahsederken her zaman süt ürünlerinden bahsedilir, ancak sütün kendisi 100 g başına 120 mg (inek) ila 170 mg (koyun) kalsiyum içerir; süzme peynir daha da fakirdir - 100 gramda sadece 80 mg. Süt ürünlerinden sadece peynir, 100 g ürün başına 730 mg (gouda) ila 970 mg (emmental) kalsiyum içerir. Bununla birlikte, yirminci elementin içeriği için rekor sahibi haşhaştır - 100 gram haşhaş tohumu neredeyse 1.500 mg kalsiyum içerir!

Örneğin soğutma tesislerinde kullanılan kalsiyum klorür CaCl2, özellikle büyük ölçekli soda üretimi olmak üzere birçok kimyasal-teknolojik işlemin atık ürünüdür. Kalsiyum klorürün yaygın olarak kullanılmasına rağmen, Çeşitli bölgeler tüketimi, üretiminden önemli ölçüde düşüktür. Bu nedenle, örneğin soda üreten fabrikaların yakınında, kalsiyum klorürlü tuzlu sudan bütün göller oluşur. Bu tür depolama havuzları nadir değildir.

Kalsiyum bileşiklerinin ne kadar tüketildiğini anlamak için sadece birkaç örnek vermekte fayda var. Çelik üretiminde fosfor, silisyum, manganez ve kükürtün giderilmesi için kireç kullanılır; oksijen dönüştürücü prosesinde ise bir ton çelik başına 75 kilogram kireç tüketilir! Başka bir örnek ise tamamen farklı bir alandan - gıda endüstrisinden. Şeker üretiminde, kalsiyum sakaratı çökeltmek için ham şeker şurubu kireç ile reaksiyona girer. Bu nedenle, şeker kamışı genellikle ton başına yaklaşık 3-5 kg ​​kireç ve pancar şekeri gerektirir - yüz kat daha fazla, yani bir ton şeker başına yaklaşık yarım ton kireç!

Suyun "sertliği", içinde çözünmüş kalsiyum ve magnezyum tuzlarının suya verdiği bir takım özelliklerdir. Sertlik geçici ve kalıcı olarak ikiye ayrılır. Geçici veya karbonat sertliği, suda çözünür bikarbonatlar Ca (HCO3) 2 ve Mg (HCO3) 2'nin varlığından kaynaklanır. Karbonat sertliğinden kurtulmak çok kolaydır - su kaynatıldığında, bikarbonatlar suda çözünmeyen kalsiyum ve magnezyum karbonatlara dönüşür, çöker. Kalıcı sertlik, aynı metallerin sülfatları ve klorürleri tarafından oluşturulur, ancak ondan kurtulmak çok daha zordur. Sert su sadece sabun köpüğü oluşumunu engellediği ve bu nedenle çamaşırları daha kötü yıkadığı için değil, buhar kazanlarında ve kazan tesislerinde bir kireç tabakası oluşturması, dolayısıyla verimliliklerini düşürmesi ve acil durumlara yol açması çok daha kötüdür. İlginç olan - suyun sertliğini nasıl belirleyeceklerini biliyorlardı. Antik Roma. Reaktif olarak kırmızı şarap kullanıldı - boyaları kalsiyum ve magnezyum iyonları ile bir çökelti oluşturur.

Kalsiyumun depolama için hazırlanma süreci çok ilginçtir. Metalik kalsiyum, 0,5 ila 60 kg ağırlığındaki parçalar halinde uzun süre depolanır. Bu "domuzlar" kağıt torbalarda paketlenir, daha sonra lehimli ve boyalı dikişlerle galvanizli demir kaplara yerleştirilir. Sıkıca kapatılmış kaplar ahşap kutulara yerleştirilir. Yarım kilogramdan daha hafif olan parçalar uzun süre saklanamaz - oksitlendiğinde hızla oksit, hidroksit ve kalsiyum karbonata dönüşürler.

Hikaye

Metalik kalsiyum nispeten yakın zamanda elde edildi - 1808'de, ancak insanlık bu metalin bileşiklerini çok uzun zamandır tanıyor. Eski zamanlardan beri insanlar inşaat ve tıpta kireçtaşı, tebeşir, mermer, kaymaktaşı, alçıtaşı ve diğer kalsiyum içeren bileşikleri kullanmışlardır. Kireçtaşı CaCO3 büyük olasılıkla insan tarafından kullanılan ilk yapı malzemesiydi. Mısır piramitlerinin ve Çin Seddi'nin yapımında kullanılmıştır. Rusya'daki birçok tapınak ve kilise ile eski Moskova binalarının çoğu kireçtaşı - beyaz taş kullanılarak inşa edilmiştir. Antik çağda bile, kireçtaşı yakarak, bir kişi, makalesinde kalsiyum oksit için tanıttığı Roma ordusunda bir doktor olan Yaşlı Pliny (MS 1. yüzyıl) ve Dioscorides'in çalışmalarında kanıtlandığı gibi sönmemiş kireç (CaO) aldı. “İlaçlarda”, bugüne kadar hayatta kalan "sönmemiş kireç" adı. Ve tüm bunlar, saf kalsiyum oksidin ilk olarak Alman kimyager I tarafından tanımlanmasına rağmen. Daha sonra, sadece 1746'da ve 1755'te, ateşleme sürecini inceleyen kimyager J. Black, ateşleme sırasında kütlesel kireç kaybının meydana geldiğini ortaya çıkardı. karbondioksit gazı salınımı nedeniyle:

CaCO3 ↔ CO2 + CaO

Giza piramitlerinde kullanılan Mısır harçları, kısmen kurumuş alçıtaşı CaSO4 2H2O'ya veya başka bir deyişle kaymaktaşı 2CaSO4∙H2O'ya dayanıyordu. Aynı zamanda Tutankamon'un mezarındaki tüm sıvaların temelidir. Yanmış alçı (kaymaktaşı) Mısırlılar tarafından sulama tesislerinin yapımında bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Doğal alçı yüksek sıcaklıklar, Mısırlı inşaatçılar kısmi dehidrasyonunu başardılar ve sadece su değil, aynı zamanda sülfürik anhidrit de molekülden ayrıldı. Daha sonra su ile seyreltildiğinde sudan ve sıcaklık dalgalanmalarından korkmayan çok güçlü bir kütle elde edildi.

Romalılar haklı olarak betonun mucitleri olarak adlandırılabilir, çünkü binalarında bu yapı malzemesinin çeşitlerinden birini kullandılar - kırma taş, kum ve kireç karışımı. Bu tür betondan sarnıçların yapımının Yaşlı Pliny tarafından bir açıklaması vardır: çakıl kumu, iki parça en iyi söndürülmüş kireç ve her biri bir pounddan daha ağır olmayan sileks (sert lav) parçaları, karıştırıldıktan sonra tabanı sıkıştırın ve yan yüzeyler demir tokmak darbeleri. İtalya'nın nemli ikliminde beton en istikrarlı malzemeydi.

Yaygın olarak kullandıkları kalsiyum bileşiklerinin uzun zamandır insanlık tarafından bilindiği ortaya çıktı. Bununla birlikte, 18. yüzyılın sonuna kadar, kimyacılar kireci basit bir cisim olarak gördüler, ancak yeni yüzyılın arifesinde kirecin ve diğer kalsiyum bileşiklerinin doğası üzerine çalışmalar başladı. Böylece Stahl, kirecin topraklı ve sulu ilkelerden oluşan karmaşık bir gövde olduğunu öne sürdü ve Black, kostik kireç ile "sabit hava" içeren karbonik kireç arasında bir fark oluşturdu. Antoine Laurent Lavoisier, kireçli toprağı (CaO) elementlerin sayısına, yani basit maddelere bağladı, ancak 1789'da kireç, magnezya, barit, alümina ve silisin karmaşık maddeler olduğunu öne sürdü, ancak bunu kanıtlamak sadece mümkün olacak. "inatçı toprağı" (kalsiyum oksit) parçalayarak. Ve başarılı olan ilk kişi Humphrey Davy oldu. Potasyum ve sodyum oksitlerin elektroliz ile başarılı bir şekilde ayrıştırılmasından sonra, kimyager aynı şekilde toprak alkali metaller elde etmeye karar verdi. Bununla birlikte, ilk denemeler başarısız oldu - İngiliz, kireci havada ve bir yağ tabakası altında elektroliz yoluyla ayrıştırmaya çalıştı, ardından kireci bir tüp içinde potasyum metali ile kalsine etti ve başka birçok deney yaptı, ancak boşuna. Son olarak, cıva katotlu bir cihazda, kirecin elektrolizi ve ondan metalik kalsiyum ile bir amalgam elde etti. Çok geçmeden, bu metal elde etme yöntemi I. Berzelius ve M. Pontin tarafından geliştirildi.

Yeni eleman adını şuradan aldı: Latince kelime"calx" (genitif durumda kalsis) - kireç, yumuşak taş. Calx (calx) tebeşir, kireçtaşı, genel olarak bir çakıl taşı, ancak çoğu zaman kireç bazlı bir harç olarak adlandırıldı. Bu kavram aynı zamanda eski yazarlar (Vitruvius, Yaşlı Pliny, Dioscorides) tarafından kireçtaşının yanmasını, kirecin söndürülmesini ve harçların hazırlanmasını tarif etmek için de kullanılmıştır. Daha sonra, simyacılar çemberinde "calx", genel olarak - özellikle metaller - kavurma ürününü ifade etti. Bu nedenle, örneğin, metal oksitlere metalik kireç adı verildi ve ateşleme işleminin kendisine kalsinasyon (kalsinatio) adı verildi. Eski Rus reçete literatüründe dışkı (çamur, kil) kelimesi bulunur, bu nedenle Trinity-Sergius Lavra (XV yüzyıl) koleksiyonunda şöyle der: “dışkı al, ondan fırın için altın yaparlar.” Ancak daha sonra, şüphesiz "calx" kelimesiyle ilişkili olan cal kelimesi, gübre kelimesiyle eşanlamlı hale geldi. Rus edebiyatında erken XIX Yüzyıllar boyunca, kalsiyum bazen kalkerli toprak, kalkerli (Shcheglov, 1830), kalkerli (Iovsky), kalsiyum, kalsiyum (Hess) olarak adlandırıldı.

Doğada olmak

Kalsiyum gezegenimizdeki en yaygın elementlerden biridir - doğadaki kantitatif içerik açısından beşinci (metal olmayanlardan sadece oksijen daha yaygındır -% 49.5 ve silikon -% 25.3) ve metaller arasında üçüncü (sadece alüminyum daha yaygın - %7,5 ve demir - %5,08). Clarke (yerkabuğundaki ortalama içerik) çeşitli tahminlere göre ağırlıkça %2,96 ile %3,38 arasında değişmektedir, bu rakamın kesinlikle yaklaşık %3 olduğunu söyleyebiliriz. Kalsiyum atomunun dış kabuğu iki değerlik elektronuçekirdeğe olan bağı oldukça zayıftır. Bu nedenle kalsiyum yüksek kimyasal aktiviteye sahiptir ve doğada serbest halde bulunmaz. Bununla birlikte, çeşitli jeokimyasal sistemlerde aktif olarak göç eder ve birikir, yaklaşık 400 mineral oluşturur: silikatlar, alüminosilikatlar, karbonatlar, fosfatlar, sülfatlar, borosilikatlar, molibdatlar, klorürler ve diğerleri, bu göstergede dördüncü sırada yer alır. Bazaltik magmaların erimesi sırasında, kalsiyum eriyikte birikir ve magmanın bazik kayalardan asidik kayalara farklılaşması sırasında içeriğinin azaldığı fraksiyonlanma sırasında ana kaya oluşturan minerallerin bileşimine girer. Kalsiyum çoğunlukla yer kabuğunun alt kısmında yer alır ve ana kayalarda birikir (%6,72); dünyanın mantosunda çok az kalsiyum vardır (%0.7) ve muhtemelen dünyanın çekirdeğinde daha da azdır (yirminci elementin demir meteoritlerinde çekirdeğe benzer, sadece %0.02).

Doğru, taşlı göktaşlarındaki kalsiyum clarke% 1.4'tür (nadir kalsiyum sülfür bulunur), orta kayalarda -% 4.65, asidik kayalar ağırlıkça% 1.58 kalsiyum içerir. Kalsiyumun ana kısmı, özellikle feldispat - anortit Ca'da ve ayrıca diyopsit CaMg, volastonit Ca3'te çeşitli kayaların (granitler, gnayslar, vb.) Silikat ve alüminosilikatlarının bileşiminde bulunur. Sedimanter kayaçlar biçimindeki kalsiyum bileşikleri, esas olarak mineral kalsitten (CaCO3) oluşan tebeşir ve kireçtaşı ile temsil edilir.

Kalsiyum karbonat CaCO3, Dünya'daki en yaygın bileşiklerden biridir - kalsiyum karbonata dayalı mineraller, dünya yüzeyinin yaklaşık 40 milyon kilometrekaresini kaplar. Dünya yüzeyinin birçok yerinde, eski deniz organizmalarının - tebeşir, mermer, kireçtaşı, kabuklu kayaların - kalıntılarından oluşan önemli tortul kalsiyum karbonat birikintileri vardır - bunların hepsi küçük safsızlıklara sahip CaCO3'tür ve kalsit saf CaCO3'tür. Bu minerallerin en önemlisi kireçtaşı, daha doğrusu kireçtaşlarıdır - sonuçta, her birikinti yoğunluk, bileşim ve kirlilik miktarı bakımından farklılık gösterir. Örneğin, kabuklu kaya organik kökenli kireçtaşıdır ve daha az safsızlık içeren kalsiyum karbonat, şeffaf kireç kristalleri veya İzlanda spar'ı oluşturur. Tebeşir, bir başka yaygın kalsiyum karbonat çeşididir, ancak kalsitin kristal formu olan mermer, doğada çok daha az yaygındır. Eski jeolojik çağlarda mermerin kalkerden oluştuğu genel olarak kabul edilmektedir. Yerkabuğunun hareketi sırasında, bireysel kireçtaşı birikintileri diğer kayaların katmanlarının altına gömüldü. Yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi altında yeniden kristalleşme süreci gerçekleşti ve kireçtaşı daha yoğun bir kristal kaya - mermere dönüştü. Tuhaf sarkıt ve dikitler - başka bir kalsiyum karbonat çeşidi olan mineral aragonit. Ortorombik aragonit ılık denizlerde oluşur - Bahamalar, Florida Keys ve Kızıldeniz havzası, aragonit şeklinde büyük kalsiyum karbonat katmanlarından oluşur. Ayrıca florit CaF2, dolomit MgCO3 CaCO3, anhidrit CaSO4, fosforit Ca5 (PO4) 3 (OH, CO3) (çeşitli safsızlıklarla) ve apatitler Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH) gibi kalsiyum mineralleri oldukça yaygındır. kalsiyum fosfat, kaymaktaşı CaSO4 0.5H2O ve alçıtaşı CaSO4 2H2O (kalsiyum sülfat formları) ve diğerleri. Kalsiyum içeren minerallerde izomorfik olarak yer değiştiren elementler-safsızlıklar vardır (örneğin, sodyum, stronsiyum, nadir toprak, radyoaktif ve diğer elementler).

Yirminci elementin büyük bir kısmı doğal sular suda ve havada az çözünür CaCO3, yüksek oranda çözünür Ca (HCO3)2 ve CO2 arasında küresel bir "karbonat dengesi" bulunması nedeniyle:

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

Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür ve yirminci elementin yeniden dağıtılmasının temelidir - sularda yüksek miktarda karbon dioksit, kalsiyum çözeltidedir ve düşük CO2 içeriği ile mineral kalsit CaCO3 çöker ve güçlü tortular oluşturur. kireçtaşı, tebeşir, mermer.

Canlı organizmaların bileşiminde önemli miktarda kalsiyum bulunur, örneğin hidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH veya başka bir girişte 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 - omurgalıların kemik dokusunun temeli, insanlar dahil. Kalsiyum karbonat CaCO3 birçok omurgasız, yumurta kabuğu, mercan ve hatta incinin kabuklarının ve kabuklarının ana bileşenidir.

Başvuru

Metalik kalsiyum oldukça nadiren kullanılır. Temel olarak, bu metal (ve hidriti), geri kazanılması zor metallerin - uranyum, titanyum, toryum, zirkonyum, sezyum, rubidyum ve bunların bileşiklerinden (oksitler veya halojenürler) bir dizi nadir toprak metallerinin metalotermik üretiminde kullanılır. ). Kalsiyum, nikel, bakır ve paslanmaz çelik üretiminde indirgeyici ajan olarak kullanılır. Ayrıca yirminci element, çeliklerin, bronzların ve diğer alaşımların deoksidasyonu için, petrol ürünlerinden kükürtün uzaklaştırılması için, organik çözücülerin dehidrasyonu için, argonun nitrojen safsızlıklarından arındırılması için ve elektrik vakumunda bir gaz emici olarak kullanılır. cihazlar. Metalik kalsiyum, Pb-Na-Ca sisteminin (yataklarda kullanılan) sürtünme önleyici alaşımlarının üretiminde ve ayrıca elektrik kablolarının kılıfını yapmak için kullanılan Pb-Ca alaşımında kullanılır. Silikokalsiyum alaşımı (Ca-Si-Ca), yüksek kaliteli çeliklerin üretiminde oksijen giderici ve gaz giderici olarak kullanılır. Kalsiyum, hem alüminyum alaşımları için bir alaşım elementi olarak hem de magnezyum alaşımları için modifiye edici bir katkı maddesi olarak kullanılır. Örneğin, kalsiyumun eklenmesi alüminyum yatakların gücünü arttırır. Saf kalsiyum ayrıca akü plakalarının, düşük kendi kendine deşarj olan bakım gerektirmeyen marşlı kurşun asit akülerin imalatında kullanılan kurşun doping için de kullanılır. Ayrıca, yüksek kaliteli kalsiyum babitleri BKA'nın üretimi için metalik kalsiyum kullanılır. Kalsiyum yardımı ile dökme demirdeki karbon içeriği düzenlenir ve bizmut kurşundan, oksijen, kükürt ve fosfor çelikten arındırılır. Kalsiyum, alüminyum ve magnezyumlu alaşımlarının yanı sıra, yedek termal elektrik pillerinde anot olarak kullanılır (örneğin, kalsiyum-kromat elementi).

Bununla birlikte, yirminci elementin bileşikleri çok daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Ve her şeyden önce Konuşuyoruz doğal kalsiyum bileşikleri hakkında. Dünyadaki en yaygın kalsiyum bileşiklerinden biri CaCO3 karbonattır. Saf kalsiyum karbonat mineral kalsittir ve kireçtaşı, tebeşir, mermer, kabuklu kaya - CaCO3 ile küçük safsızlıklar. Kalsiyum ve magnezyum karbonat karışımına dolomit denir. Kireçtaşı ve dolomit esas olarak yapı malzemeleri, yol yüzeyleri veya toprak asit giderici olarak kullanılır. Kalsiyum karbonat CaCO3, kalsiyum oksit (sönmemiş kireç) CaO ve kalsiyum hidroksit (sönmüş kireç) Ca(OH)2 elde etmek için gereklidir. Buna karşılık, CaO ve Ca(OH)2 kimya, metalurji ve mühendislik endüstrilerinin birçok alanında ana maddelerdir - refrakter malzemelerin üretiminde hem serbest formda hem de seramik karışımlarının bir parçası olarak kalsiyum oksit kullanılır; Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinin muazzam hacimlerde kalsiyum hidroksite ihtiyacı vardır. Ayrıca Ca (OH) 2, ağartıcı (iyi bir ağartıcı ve dezenfektan), Berthollet tuzu, soda ve bazı pestisitlerin üretiminde bitki zararlılarını kontrol etmek için kullanılır. Çelik üretiminde çok miktarda kireç tüketilir - kükürt, fosfor, silikon ve manganez çıkarmak için. Metalurjide kirecin bir diğer rolü de magnezyum üretimidir. Kireç ayrıca çelik tel çekmede ve aşağıdakileri içeren atık dekapaj sıvılarının nötralizasyonunda yağlayıcı olarak kullanılır. sülfürik asit. Ayrıca, içme ve sanayi sularının arıtımında en yaygın kimyasal reaktif olan kireçtir (şap veya demir tuzları ile birlikte süspansiyonları pıhtılaştırır ve tortuyu giderir ve ayrıca geçici - hidrokarbonat - sertliği gidererek suyu yumuşatır). Günlük yaşamda ve tıpta çökeltilmiş kalsiyum karbonat, asit nötralize edici bir ajan, diş macunlarında hafif bir aşındırıcı, diyetlerde ek bir kalsiyum kaynağı olarak kullanılır. bileşen kozmetikte sakız ve dolgu maddesi. CaCO3 ayrıca kauçuklarda, latekslerde, boyalarda ve emayelerde ve plastiklerde (ağırlıkça yaklaşık %10) ısı direncini, sertliğini, sertliğini ve işlenebilirliğini geliştirmek için dolgu maddesi olarak kullanılır.

Kalsiyum florür CaF2 özellikle önemlidir, çünkü mineral (florit) formundaki tek endüstriyel olarak önemli flor kaynağıdır! Kalsiyum florür (florit) optikte (astronomik hedefler, lensler, prizmalar) tek kristaller şeklinde ve lazer malzemesi olarak kullanılır. Gerçek şu ki, yalnızca kalsiyum florür camları tüm spektrum bölgesine geçirgendir. Tek kristal formundaki kalsiyum tungstat (şelit) lazer teknolojisinde ve ayrıca bir sintilatör olarak kullanılır. Aynı derecede önemli olan kalsiyum klorür CaCl2 - tuzlu suların bir bileşenidir. soğutma üniteleri ve traktörlerin ve diğer araçların lastiklerini doldurmak için. Kalsiyum klorür yardımı ile yollar ve kaldırımlar kar ve buzdan temizlenir, bu bileşik kömür ve cevherin nakliye ve depolama sırasında donmasını önlemek için kullanılır, ahşabın yangına dayanıklı olması için solüsyonu ile emprenye edilir. CaCl2, beton karışımlarında priz başlangıcını hızlandırmak, betonun ilk ve son mukavemetini arttırmak için kullanılır.

Yapay olarak elde edilen kalsiyum karbür CaC2 (kok ile kalsiyum oksitin elektrikli fırınlarında kalsinasyon sırasında), asetilen elde etmek ve metalleri azaltmak için ve ayrıca su buharının etkisi altında amonyak salan kalsiyum siyanamid üretiminde kullanılır. . Ayrıca, sentetik reçinelerin üretimi için değerli bir gübre ve hammadde olan üre üretimi için kalsiyum siyanamid kullanılır. Kalsiyumun hidrojen atmosferinde ısıtılmasıyla, metalurjide (metallotermi) ve sahada hidrojen üretiminde kullanılan CaH2 (kalsiyum hidrit) elde edilir (1 kilogram kalsiyum hidritten bir metreküpten fazla hidrojen elde edilebilir). ), örneğin balonları doldurmak için kullanılır. Laboratuar uygulamasında, enerjik bir indirgeyici ajan olarak kalsiyum hidrit kullanılır. Arsenik asidin kireç ile nötralize edilmesiyle elde edilen insektisit kalsiyum arsenat, pamuk biti, morina güvesi, tütün kurdu, Colorado patates böceğini kontrol etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Önemli fungisitler, bakır sülfat ve kalsiyum hidroksitten elde edilen kireç-sülfat spreyleri ve Bordo karışımlarıdır.

Üretme

Metalik kalsiyumu ilk elde eden İngiliz kimyager Humphry Davy idi. 1808'de, anot görevi gören bir platin plaka üzerinde ıslak sönmüş kireç Ca (OH) 2 ile cıva oksit HgO karışımının bir elektrolizini üretti (cıvaya batırılmış bir platin tel katot görevi gördü), bunun sonucunda Davy, cıvayı dışarı atarak bir kalsiyum amalgamı elde etti. , kimyager kalsiyum adını verdiği yeni bir metal keşfetti.

Modern endüstride, serbest metalik kalsiyum, oranı %75-85 olan bir kalsiyum klorür CaCl2 ve potasyum klorür KCl'nin (CaCl2 ve CaF2 karışımı kullanılabilir) elektrolizi veya kalsiyum oksidin aluminotermik indirgenmesiyle elde edilir. 1 170-1 200 ° C sıcaklıkta CaO Elektroliz için gerekli olan saf susuz kalsiyum klorür, kalsiyum oksidin kömür varlığında ısıtılarak klorlanması veya hidroklorik asidin kireçtaşı üzerindeki etkisiyle elde edilen CaCl2 ∙ 6H2O'nun dehidrasyonu ile elde edilir. Elektrolitik işlem, karışımın erime noktasını düşürmek için gerekli olan kuru, saflaştırılmış kalsiyum klorür tuzu ve potasyum klorürün yerleştirildiği bir elektroliz banyosunda gerçekleşir. Grafit bloklar banyonun üzerine yerleştirilir - bir anot, bakır-kalsiyum alaşımı ile doldurulmuş bir dökme demir veya çelik banyo, bir katot görevi görür. Elektroliz işleminde, kalsiyum bakır-kalsiyum alaşımına geçer, onu önemli ölçüde zenginleştirir, zenginleştirilmiş alaşımın bir kısmı sürekli olarak çıkarılır, bunun yerine kalsiyumda tükenmiş bir alaşım (% 30-35 Ca) eklenir, aynı zamanda klor eklenir. daha sonra kireç sütünün klorlanmasına giden bir klor-hava karışımı (anot gazları) oluşturur. Zenginleştirilmiş bakır-kalsiyum alaşımı doğrudan bir alaşım olarak kullanılabilir veya saflaştırma (damıtma) için gönderilebilir, burada vakumda damıtılır (1000-1080 ° C sıcaklıkta ve 13-20 kPa artık basınçta) metalden nükleer saflıkta kalsiyum elde edilir. Yüksek saflıkta kalsiyum elde etmek için iki kez damıtılır. Elektroliz işlemi 680-720 °C sıcaklıkta gerçekleştirilir. Gerçek şu ki, bu elektrolitik işlem için en uygun sıcaklıktır - daha düşük bir sıcaklıkta, kalsiyumla zenginleştirilmiş alaşım elektrolitin yüzeyine yüzer ve daha yüksek bir sıcaklıkta kalsiyum elektrolitte CaCl oluşumu ile çözülür. Sıvı katotlarla elektroliz sırasında, kalsiyum ve kurşun alaşımları veya kalsiyum ve çinko alaşımları, kurşun (yataklar için) ve çinko (köpük beton üretmek için) ile kalsiyum alaşımları elde etmek için mühendislikte doğrudan kullanılır - alaşım nem ile etkileşime girdiğinde, hidrojen açığa çıkar ve bir gözenekli yapı oluşturulur). Bazen işlem, yalnızca erimiş elektrolitin yüzeyi ile temas halinde olan demir soğutmalı bir katot ile gerçekleştirilir. Kalsiyum serbest bırakılırken, katot kademeli olarak yükseltilir, eriyikten bir çubuk (50-60 cm) kalsiyum çekilir, bir katılaştırılmış elektrolit tabakası ile atmosferik oksijenden korunur. Kalsiyum klorür, demir, alüminyum, sodyum ile yoğun şekilde kirlenmiş kalsiyum elde etmek için "dokunma yöntemi" kullanılır, saflaştırma bir argon atmosferinde yeniden eritilerek gerçekleştirilir.

Kalsiyum - metalotermik - elde etmek için başka bir yöntem, ünlü Rus kimyager N. N. Beketov tarafından 1865 gibi erken bir tarihte teorik olarak doğrulandı. Alüminotermik yöntem reaksiyona dayanır:

6CaO + 2Al → 3CaO Al2O3 + 3Ca

Briketler, toz alüminyum ile bir kalsiyum oksit karışımından preslenir, bir krom-nikel çelik imbik içine yerleştirilir ve elde edilen kalsiyum, 1170-1200 ° C'de ve 0.7-2.6 Pa'lık bir artık basınçta damıtılır. Kalsiyum, daha sonra soğuk bir yüzey üzerinde yoğunlaştırılan buhar şeklinde elde edilir. Kalsiyum elde etmenin alüminotermik yöntemi Çin, Fransa ve bir dizi başka ülkede kullanılmaktadır. Endüstriyel ölçekte, metalotermik kalsiyum elde etme yöntemi, İkinci Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri tarafından kullanılan ilk yöntemdi. Aynı şekilde CaO'nun ferrosilikon veya silikoalüminyum ile indirgenmesiyle de kalsiyum elde edilebilir. Kalsiyum, %98-99 saflıkta külçe veya levha şeklinde üretilir.

Artıları ve eksileri her iki yöntemde de mevcuttur. Elektrolitik yöntem çok işlemlidir, enerji yoğundur (1 kg kalsiyum başına 40-50 kWh enerji tüketilir), ayrıca çevre açısından güvenli değildir, çok miktarda reaktif ve malzeme gerektirir. Ancak bu yöntemle kalsiyum verimi %70-80 iken, alüminotermik yöntemle verim sadece %50-60'tır. Ek olarak, metalotermik kalsiyum elde etme yöntemiyle, eksi, tekrarlanan damıtmanın gerekli olması ve artı, düşük güç tüketiminde ve gaz ve sıvı zararlı emisyonların yokluğunda olmasıdır.

Çok uzun zaman önce, metalik kalsiyum elde etmek için yeni bir yöntem geliştirildi - kalsiyum karbürün termal ayrışmasına dayanır: vakumda 1.750 ° C'ye ısıtılır, karbür kalsiyum buharı ve katı grafit oluşumu ile ayrışır.

20. yüzyılın ortalarına kadar, neredeyse hiç kullanılmadığı için metalik kalsiyum çok küçük miktarlarda üretildi. Örneğin, İkinci Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri'nde 25 tondan fazla kalsiyum tüketilmedi ve Almanya'da sadece 5-10 ton kalsiyum tüketildi. Sadece 20. yüzyılın ikinci yarısında, kalsiyumun birçok nadir ve refrakter metalin aktif bir indirgeyici ajanı olduğu netleştiğinde, tüketimde hızlı bir artış (yılda yaklaşık 100 ton) ve bunun sonucunda üretimde hızlı bir artış oldu. bu metal başlar. Uranyumun uranyum tetraflorürden metalotermik indirgenmesinin bir bileşeni olarak kalsiyumun kullanıldığı nükleer endüstrinin gelişmesiyle (kalsiyum yerine magnezyumun kullanıldığı Amerika Birleşik Devletleri hariç), talep (yılda yaklaşık 2.000 ton) ) yirmi numaralı eleman için olduğu kadar üretimi de kat kat artmıştır. Üzerinde şu anÇin, Rusya, Kanada ve Fransa, metalik kalsiyumun ana üreticileri olarak kabul edilebilir. Bu ülkelerden kalsiyum ABD, Meksika, Avustralya, İsviçre, Japonya, Almanya, Büyük Britanya'ya gönderilmektedir. Kalsiyum metali fiyatları, Çin'in metali öyle hacimlerde üretmeye başlayana kadar istikrarlı bir şekilde yükseldi ki, dünya pazarında yirminci elementin fazlası ortaya çıktı ve bu da fiyatta keskin bir düşüşe yol açtı.

Fiziksel özellikler

Metalik kalsiyum nedir? 1808'de İngiliz kimyager Humphrey Davy tarafından elde edilen, bir yetişkinin vücudundaki kütlesi 2 kilograma kadar çıkabilen bir metal olan bu elementin özellikleri nelerdir?

Basit madde kalsiyum gümüşi beyaz hafif bir metaldir. Kalsiyum yoğunluğu sadece 1,54 g/cm3'tür (20 °C sıcaklıkta), bu da demir (7,87 g/cm3), kurşun (11,34 g/cm3), altın (19,3 g/cm3) yoğunluğundan önemli ölçüde daha düşüktür. ) veya platin (21.5 g/cm3). Kalsiyum, alüminyum (2.70 g/cm3) veya magnezyum (1.74 g/cm3) gibi "ağırlıksız" metallerden bile daha hafiftir. Birkaç metal, yirminci elementinkinden daha düşük bir yoğunluğa "övünebilir" - sodyum (0.97 g / cm3), potasyum (0.86 g / cm3), lityum (0.53 g / cm3). Yoğunluk açısından, kalsiyum rubidyuma çok benzer (1.53 g/cm3). Kalsiyumun erime noktası 851 °C, kaynama noktası 1480 °C'dir. Diğer alkalin toprak metalleri için benzer erime (biraz daha düşük olsa da) ve kaynama noktaları stronsiyum (770 °C ve 1380 °C) ve baryumdur (710 °C ve 1640 °C).

Metalik kalsiyum iki allotropik modifikasyonda bulunur: 443 ° C'ye kadar normal sıcaklıklarda, a-kalsiyum, bakır tipinde kübik yüz merkezli bir kafes ile aşağıdaki parametrelerle stabildir: a = 0.558 nm, z = 4, uzay grubu Fm3m, atom yarıçapı 1,97 A, iyonik yarıçap Ca2+ 1,04 A; 443-842 °C sıcaklık aralığında, β-kalsiyum, a = 0.448 nm, z = 2 parametreleri, Im3m uzay grubu parametreleriyle α-demir tipi kübik gövde merkezli kafes ile stabildir. standart entalpiα-modifikasyonundan β-modifikasyonuna geçiş 0.93 kJ/mol'dür. 0-300 °C sıcaklık aralığında kalsiyum için doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı 22 10-6'dır. Yirminci elemanın 20 °C'deki ısıl iletkenliği 125,6 W/(m K) veya 0,3 cal/(cm sn °C)'dir. Özısı 0 ila 100 ° C aralığındaki kalsiyum 623.9 j / (kg K) veya 0.149 cal / (g ° C) 'dir. Kalsiyumun 20°C'de elektrik direnci 4,6 10-8 ohm m veya 4,6 10-6 ohm cm'dir; yirmi 4,57 10-3 (20 °C'de) elemanının elektrik direncinin sıcaklık katsayısı. Kalsiyum 26 Gn/m2 veya 2600 kgf/mm2 elastisite modülü; nihai çekme mukavemeti 60 Mn/m2 (6 kgf/mm2); kalsiyum için elastik sınır 4 MN / m2 veya 0.4 kgf / mm2'dir, akma dayanımı 38 MN / m2'dir (3,8 kgf / mm2); yirminci elemanın nispi uzaması %50; Brinell kalsiyum sertliği 200-300 MN/m2 veya 20-30 kgf/mm2. Basınçta kademeli bir artışla, kalsiyum bir yarı iletkenin özelliklerini sergilemeye başlar, ancak kelimenin tam anlamıyla bir olmaz (aynı zamanda artık bir metal de değildir). Basıncın daha da artmasıyla, kalsiyum metalik duruma döner ve süperiletkenlik özellikleri sergilemeye başlar (süper iletkenlik sıcaklığı cıvanınkinden altı kat daha yüksektir ve iletkenlikteki diğer tüm elementleri çok aşar). Kalsiyumun benzersiz davranışı birçok yönden stronsiyuma benzer (yani, periyodik tablodaki paralellikler korunur).

Elementel kalsiyumun mekanik özellikleri, mükemmel yapısal malzemeler olan metal ailesinin diğer üyelerinden farklı değildir: yüksek saflıkta metalik kalsiyum sünektir, iyi preslenir ve haddelenir, tel haline getirilir, dövülür ve kesmeye uygundur - tornada açılabilir. Bununla birlikte, yapısal bir malzemenin tüm bu mükemmel özelliklerine rağmen, kalsiyum böyle değildir - her şeyin nedeni yüksek kimyasal aktivitesidir. Doğru, kalsiyumun kemik dokusunun vazgeçilmez bir yapısal malzemesi olduğunu ve minerallerinin inşaat malzemesi zaten binlerce yıldır.

Kimyasal özellikler

Kalsiyum atomunun dış elektron kabuğunun konfigürasyonu, bileşiklerdeki yirminci elementin 2'sinin değerini belirleyen 4s2'dir. Dış tabakanın iki elektronu, daha sonra pozitif çift yüklü iyonlara dönüştürülen atomlardan nispeten kolayca ayrılır. Bu nedenle, kimyasal aktivite açısından kalsiyum, alkali metallerden (potasyum, sodyum, lityum) sadece biraz daha düşüktür. İkincisi gibi, normal oda sıcaklığında bile, kalsiyum, CaO oksit ve Ca (OH) 2 hidroksit karışımından donuk gri bir filmle kaplanırken oksijen, karbondioksit ve nemli hava ile kolayca etkileşime girer. Bu nedenle kalsiyum, bir mineral yağ, sıvı parafin veya kerosen tabakası altında hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kapta depolanır. Oksijen ve havada ısıtıldığında, kalsiyum tutuşur, parlak kırmızı bir alevle yanar ve erime noktası yaklaşık 2600 ° C olan beyaz, oldukça yanıcı bir madde olan bazik oksit CaO oluşur. Kalsiyum oksit, teknikte sönmemiş kireç veya yanmış kireç olarak da bilinmektedir. Kalsiyum peroksitler - CaO2 ve CaO4 - de elde edilmiştir. Kalsiyum, hidrojen salınımı (standart potansiyeller serisinde, kalsiyum hidrojenin solunda bulunur ve onu sudan çıkarabilir) ve kalsiyum hidroksit Ca (OH) 2 oluşumu ve soğuk suda su ile reaksiyona girer. reaksiyon hızı yavaş yavaş azalır (az çözünür bir kalsiyum hidroksit tabakasının oluşmasından dolayı):

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 + Q

Kalsiyum, sıcak su ile daha kuvvetli bir şekilde etkileşir, hızla hidrojenin yerini alır ve Ca(OH)2 oluşturur. Kalsiyum hidroksit Ca (OH) 2, suda az çözünür, güçlü bir bazdır. Doymuş bir kalsiyum hidroksit çözeltisine kireç suyu denir ve alkalidir. Havada, karbon dioksitin emilmesi ve çözünmeyen kalsiyum karbonat oluşumu nedeniyle kireçli su hızla bulanıklaşır. Yirminci elementin su ile etkileşimi sırasında meydana gelen bu tür şiddetli süreçlere rağmen, yine de, alkali metaller, kalsiyumun su ile etkileşiminin reaksiyonu daha az güçlü bir şekilde ilerler - patlamalar ve tutuşmalar olmadan. Genel olarak, kalsiyumun reaktivitesi diğer toprak alkali metallerden daha düşüktür.

Kalsiyum aktif olarak halojenlerle birleşir, böylece CaX2 tipi bileşikler oluşturur - soğukta flor ile ve 400 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda klor ve brom ile reaksiyona girerek sırasıyla CaF2, CaCl2 ve CaBr2 verir. Erimiş haldeki bu halojenürler, kalsiyumun resmi olarak tek değerli olduğu CaX tipi - CaF, CaCl kalsiyum monohalojenürleri ile oluşur. Bu bileşikler sadece dihalojenürlerin erime noktalarının üzerinde stabildir (soğutmada Ca ve CaX2 oluşturmak için orantısızdırlar). Ek olarak, kalsiyum, özellikle ısıtıldığında, çeşitli metal olmayanlarla aktif olarak etkileşime girer: kükürt ile ısıtıldığında, kalsiyum sülfür CaS elde edilir, ikincisi kükürt bağlar ve polisülfidler oluşturur (CaS2, CaS4 ve diğerleri); 300-400 ° C sıcaklıkta kuru hidrojen ile etkileşime giren kalsiyum, hidrojenin bir anyon olduğu iyonik bir bileşik olan bir hidrit CaH2 oluşturur. Kalsiyum hidrit CaH2, hidrojen salmak için suyla şiddetli reaksiyona giren beyaz tuz benzeri bir maddedir:

CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

Nitrojen atmosferinde ısıtıldığında (yaklaşık 500 ° C), kalsiyum tutuşur ve iki kristal formda bilinen Ca3N2 nitrürü oluşturur - yüksek sıcaklık α ve düşük sıcaklık β. Nitrür Ca3N4, kalsiyum amid Ca(NH2)2'nin vakumda ısıtılmasıyla da elde edildi. Kalsiyum, grafit (karbon), silikon veya fosfor ile havaya erişim olmadan ısıtıldığında sırasıyla kalsiyum karbür CaC2, silisitler Ca2Si, Ca3Si4, CaSi, CaSi2 ve fosfitler Ca3P2, CaP ve CaP3 verir. Metal olmayan kalsiyum bileşiklerinin çoğu su ile kolayca ayrışır:

CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3

Bor ile kalsiyum, kalkojenler - kalkojenitler CaS, CaSe, CaTe ile kalsiyum borür CaB6'yı oluşturur. Polikalkojenitler CaS4, CaS5, Ca2Te3 de bilinmektedir. Kalsiyum, çeşitli metallerle - alüminyum, altın, gümüş, bakır, kurşun ve diğerleri ile intermetalik bileşikler oluşturur. Enerjik bir indirgeyici ajan olan kalsiyum, ısıtıldığında hemen hemen tüm metalleri oksitlerinden, sülfürlerinden ve halojenürlerinden uzaklaştırır. Kalsiyum, sıvı amonyak NH3'te, buharlaşması amonyak [Ca (NH3) 6] - metalik iletkenliğe sahip altın renkli katı bir bileşik salan mavi bir çözelti oluşturarak iyi çözünür. Kalsiyum tuzları genellikle asit oksitlerin kalsiyum oksit ile etkileşimi, asitlerin Ca(OH)2 veya CaCO3 üzerindeki etkisi ve sulu elektrolit çözeltilerinde değişim reaksiyonları ile elde edilir. Birçok kalsiyum tuzu suda yüksek oranda çözünür (CaCl2 klorür, CaBr2 bromür, CaI2 iyodür ve Ca(NO3)2 nitrat), hemen hemen her zaman kristalli hidratlar oluştururlar. CaF2 florür, CaCO3 karbonat, CaSO4 sülfat, Ca3(PO4)2 ortofosfat, CaC2O4 oksalat ve diğerleri suda çözünmezler.

Kalsiyum, doğada çeşitli bileşikler şeklinde çok yaygındır. Yerkabuğunda,% 3.25'lik bir payla beşinci sırada yer alır ve çoğunlukla kireçtaşı CaCO3, dolomit CaCO3 * MgCO3, alçıtaşı CaSO4 * 2H2O, fosforit Ca3 (PO4) 2 ve fluorspar CaF2 şeklinde bulunur, sayılmaz Silikat kayalarının bileşiminde önemli bir kalsiyum oranı. AT deniz suyu ortalama %0.04 (ağırlık) kalsiyum içerir

Kalsiyumun fiziksel ve kimyasal özellikleri

Kalsiyum, periyodik elementler sisteminin II. grubunun alkali toprak metallerinin alt grubundadır; seri numarası 20, atom ağırlığı 40.08, değerlik 2, atom hacmi 25.9. Kalsiyum izotopları: 40 (%97), 42 (%0,64), 43 (%0,15), 44 (%2,06), 46 (%0,003), 48 (%0,185). elektronik yapı kalsiyum atomları: 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2. Atomun yarıçapı 1.97 A, iyonun yarıçapı 1.06 A'dır. 300 ° 'ye kadar kalsiyum kristalleri, ortalanmış yüzleri olan bir küp şeklinde ve 450 °'nin üzerinde - altıgen bir şekil olan 5.53 A'lık bir kenar boyutuna sahiptir. Kalsiyumun özgül ağırlığı 1.542, erime noktası 851°, kaynama noktası 1487°, füzyon ısısı 2.23 kcal/mol, buharlaşma ısısı 36.58 kcal/mol'dür. Katı kalsiyumun atomik ısı kapasitesi 298-673°K için Cp = 5.24 + 3.50*10v-3 T ve 673-1124°K için Cp = 6.29+1.40*10v-3T; sıvı kalsiyum için Cp = 7.63. Katı kalsiyumun entropisi 9.95 ± 1, gaz halinde 25° 37.00 ± 0.01.
Katı kalsiyumun buhar basıncı Yu.A. Priselkov ve A.N. Nesmeyanov, P. Douglas ve D. Tomlin. Doymuş kalsiyum buharının elastikiyet değerleri tabloda verilmiştir. bir.

Termal iletkenlik açısından, kalsiyum sodyum ve potasyuma yaklaşır, 20-100 ° sıcaklıklarda doğrusal genleşme katsayısı 25 * 10v-6, 20 ° elektrik direncinde 3.43 μ ohm / cm3, 0 ila 100 ° sıcaklık katsayısı elektrik direnci 0.0036. Elektrokimyasal eşdeğer 0.74745 g/a*h. Kalsiyumun çekme mukavemeti 4,4 kg/mm2, Brinell sertliği 13, uzama %53, küçültme oranı %62.
Kalsiyum gümüşi beyaz bir renge sahiptir, kırıldığında parlar. Havada metal, ince mavimsi gri bir nitrür, oksit ve kısmen kalsiyum peroksit filmi ile kaplanmıştır. Kalsiyum esnek ve dövülebilirdir; torna tezgahında işlenebilir, delinebilir, kesilebilir, testereyle kesilebilir, preslenebilir, çekilebilir, vb. Metal ne kadar saf olursa sünekliği o kadar yüksek olur.
Bir dizi voltajda, kalsiyum, yüksek kimyasal aktivitesini açıklayan en elektronegatif metaller arasında yer alır. Oda sıcaklığında, kalsiyum kuru hava ile reaksiyona girmez, 300 ° ve üzerinde yoğun şekilde oksitlenir ve güçlü ısıtma ile parlak turuncu-kırmızımsı bir alevle yanar. Nemli havada, kalsiyum yavaş yavaş oksitlenir ve hidroksite dönüşür; soğuk suyla nispeten yavaş reaksiyona girer, ancak hidrojeni sıcak sudan kuvvetli bir şekilde değiştirerek hidroksit oluşturur.
Azot, Ca3N2 nitrürünü oluşturmak için 300°'de kalsiyum ile belirgin ve 900°'de çok yoğun reaksiyona girer. 400° sıcaklıktaki hidrojen ile kalsiyum, hidrit CaH2'yi oluşturur. Flor hariç kuru halojenlerde kalsiyum oda sıcaklığında bağlanmaz; 400° ve üzerinde yoğun halojenür oluşumu meydana gelir.
Güçlü sülfürik (65-60 ° Be) ve nitrik asitler saf kalsiyum üzerinde zayıf etki eder. Mineral asitlerin sulu çözeltilerinden hidroklorik asit, kuvvetli nitrik asit ve zayıf sülfürik asit çok kuvvetli hareket eder. Konsantre NaOH çözeltilerinde ve soda çözeltilerinde kalsiyum neredeyse yok olmaz.

Başvuru

Kalsiyum çeşitli endüstrilerde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Son zamanlarda bir takım metallerin üretiminde indirgeyici ajan olarak büyük önem kazanmıştır. Saf uranyum metali, uranyum florürün kalsiyum metali ile indirgenmesiyle elde edilir. Titanyum oksitlerin yanı sıra zirkonyum, toryum, tantal, niyobyum ve diğer nadir metallerin oksitleri, kalsiyum veya hidritleri ile indirgenebilir. Kalsiyum, bakır, nikel, krom-nikel alaşımları, özel çelikler, nikel ve kalay bronzlarının üretiminde iyi bir oksijen giderici ve gaz gidericidir; metallerden ve alaşımlardan kükürt, fosfor ve karbonu giderir.
Kalsiyum bizmut ile refrakter bileşikler oluşturur, bu nedenle kurşunu bizmuttan arındırmak için kullanılır.
Çeşitli hafif alaşımlara kalsiyum eklenir. Külçelerin yüzeyinin iyileştirilmesine, inceliğine ve oksitlenebilirliğin azalmasına katkıda bulunur. Kalsiyum içeren yatak alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır. Kablo kılıfları yapmak için kurşun alaşımları (%0.04 Ca) kullanılabilir.
Kalsiyum, petrol ürünlerinin kükürtten arındırılması için alkollerin ve çözücülerin dehidrasyonu için kullanılır. Yüksek kaliteli gözenekli beton üretmek için kalsiyum-çinko alaşımları veya çinko-magnezyum alaşımları (%70 Ca) kullanılır. Kalsiyum, sürtünme önleyici alaşımların (kurşun-kalsiyum babitleri) bir parçasıdır.
Oksijen ve nitrojeni bağlama yeteneği nedeniyle, sodyum ve diğer metallerle kalsiyum veya kalsiyum alaşımları, soy gazları saflaştırmak için ve vakumlu radyo ekipmanında alıcı olarak kullanılır. Kalsiyum ayrıca sahada bir hidrojen kaynağı olan hidrit üretmek için de kullanılır. Karbon ile kalsiyum, asetilen C2H2 üretmek için büyük miktarlarda kullanılan kalsiyum karbür CaC2'yi oluşturur.

Gelişim tarihi

Devi ilk olarak 1808'de ıslak kirecin cıva katodu ile elektrolizini kullanarak amalgam formunda kalsiyum elde etti. 1852'de Bunsen, bir hidroklorik asit kalsiyum klorür çözeltisinin elektrolizi ile yüksek kalsiyum içeriğine sahip bir amalgam elde etti. 1855'te Bunsen ve Mathyssen, CaCl2'nin elektrolizi ile saf kalsiyum ve CaF2'nin elektrolizi ile Moissan elde ettiler. 1893'te Borchers, katot soğutma uygulayarak kalsiyum klorürün elektrolizini önemli ölçüde geliştirdi; Arndt, 1902'de elektroliz yoluyla %91.3 Ca içeren bir metal elde etti. Ruff ve Plata, elektroliz sıcaklığını düşürmek için bir CaCl2 ve CaF2 karışımı kullandı; Borchers ve Stockem, kalsiyumun erime noktasının altındaki bir sıcaklıkta bir sünger elde ettiler.
Rathenau ve Süter, yakında endüstriyel hale gelen bir dokunmatik katot ile bir elektroliz yöntemi önererek elektrolitik kalsiyum üretimi problemini çözdüler. Kalsiyum alaşımlarını elektroliz yoluyla, özellikle sıvı bir katot üzerinde elde etmek için birçok öneri ve girişimde bulunulmuştur. F.O.'ya göre Banzel, diğer metallerin tuzları veya floroksitlerinin eklenmesiyle CaF2'nin elektrolizi ile kalsiyum alaşımları elde etmek mümkündür. Poulenet ve Melan, sıvı alüminyum katot üzerinde bir Ca-Al alaşımı elde ettiler; Kugelgen ve Seward, çinko katot üzerinde bir Ca-Zn alaşımı üretti. Ca-Zn alaşımlarının hazırlanması, 1913 yılında kurşun katot üzerinde Pb-Ca alaşımlarını da elde eden V. Moldengauer ve J. Andersen tarafından incelenmiştir. Koba, Simkins ve Gire, 2000 A kurşun katot hücre kullandılar ve %20'lik bir akım verimliliğinde %2 Ca içeren bir alaşım ürettiler. I. Tselikov ve V. Wazinger, sodyumlu bir alaşım elde etmek için elektrolite NaCl ekledi; R.R. Syromyatnikov alaşımı karıştırdı ve %40-68 akım verimi elde etti. Kurşun, çinko ve bakır içeren kalsiyum alaşımları, endüstriyel ölçekte elektroliz ile üretilir.
Kalsiyum elde etmenin termal yöntemi büyük ilgi uyandırmıştır. Oksitlerin alüminotermik indirgenmesi 1865 yılında H.H. Beketov. 1877'de Malet, ısıtıldığında bir kalsiyum, baryum ve stronsiyum oksit karışımının alüminyum ile etkileşimini keşfetti.Winkler bu aynı oksitleri magnezyum ile indirgemeye çalıştı; Bilz ve Wagner, vakumda kalsiyum oksidi alüminyum ile indirgeyerek düşük bir metal verimi elde etti.1929'da Gunz en iyi sonuçları elde etti. yapay zeka 1938'de Voinitsky, laboratuvarda kalsiyum oksidi alüminyum ve siliko alaşımlarıyla azalttı. Yöntem, 1938'de patentlendi. İkinci Dünya Savaşı'nın sonunda, termal yöntem endüstriyel olarak kullanıldı.
1859'da Caron, metalik sodyumun klorürleri üzerindeki etkisiyle alkali toprak metalleriyle sodyum alaşımları elde etmek için bir yöntem önerdi. Bu yönteme göre kurşunlu bir alaşımda kalsiyum (ve barin) elde edilir.İkinci Dünya Savaşı'na kadar. endüstriyel üretim Almanya ve Fraksiyon'a kalsiyum elektrolizi sağlandı. 1934'ten 1939'a kadar olan dönemde Biterfeld'de (Almanya) yılda 5-10 ton kalsiyum üretildi.1920-1940 döneminde ABD'nin kalsiyum talebi yılda 10-25 gr olan ithalatla karşılandı. 1940'tan beri, Fransa'dan ithalat durduğunda, Amerika Birleşik Devletleri elektroliz yoluyla önemli miktarlarda kalsiyum üretmeye başladı; savaşın sonunda vakumlu termal yöntemle kalsiyum almaya başladılar; S. Loomis'e göre, üretimi günde 4,5 tona ulaştı. Minerale Yarbuk'a göre, Kanada'daki Dominium Magnesium yılda kalsiyum üretti:

Kalsiyum salınımı ölçeği hakkında bilgi son yıllar eksik.

17.12.2019

Far Cry serisi istikrarıyla oyuncularını memnun etmeye devam ediyor. Çok uzun bir süre boyunca bu oyunda ne yapmanız gerektiği netleşiyor. Avlanma, hayatta kalma, yakalama...

16.12.2019

Bir yaşam alanı tasarımı oluştururken, oturma odasının iç kısmına özel dikkat gösterilmelidir - "evreninizin" merkezi olacaktır....

15.12.2019

İskele kullanmadan bir ev inşa etmeyi hayal etmek imkansızdır. Diğer alanlarda ekonomik aktivite bu tür tasarımlar da kullanılmaktadır. İTİBAREN...

14.12.2019

Metal ürünlerin kalıcı bir şekilde bağlanması için bir yöntem olarak kaynak, bir asırdan biraz fazla bir süre önce ortaya çıktı. Aynı zamanda, şu anda önemi fazla tahmin edilemez. ...

14.12.2019

Çevredeki alanı optimize etmek hem küçük hem de büyük depolar için son derece önemlidir. Bu, işi büyük ölçüde basitleştirir ve sağlar ...

13.12.2019

Metal kiremit - çatı için metal malzeme. Levhaların yüzeyi polimerik malzemeler ve çinko ile kaplanmıştır. Doğal karolar malzeme tarafından taklit edilir ...

13.12.2019

Test cihazları çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kalitesi kusursuz olmalıdır. Bu hedefe ulaşmak için, cihazlar ile donatılmıştır ...