kaltsiy deb nomlang. Kaltsiy kimyoviy element sifatida, uning roli. Kaltsiy va uning insoniyat uchun o'rni - Kimyo
TA'RIF
Kaltsiy- davriy jadvalning yigirmanchi elementi. Belgilanishi - Lotin "kaltsiy" dan Ca. To'rtinchi davrda joylashgan, IIA guruhi. Metalllarga ishora qiladi. Asosiy zaryad - 20.
Kaltsiy tabiatdagi eng keng tarqalgan elementlardan biridir. U er qobig'ida taxminan 3% (massa) ni o'z ichiga oladi. Bu kaltsiy karbonat CaCO 3 ning tabiiy navlari bo'lgan ohaktosh va bo'r, shuningdek marmarning ko'plab konlari sifatida paydo bo'ladi. Gips CaSO 4 × 2H 2 O, fosforit Ca 3 (PO 4) 2 va nihoyat, turli xil kaltsiy o'z ichiga olgan silikatlar ham ko'p miqdorda uchraydi.
Oddiy modda shaklida kaltsiy egiluvchan, ancha qattiq metalldir. oq rang(1-rasm). Havoda u tezda oksid qatlami bilan qoplanadi va qizdirilganda yorqin qizg'ish olov bilan yonadi. Kaltsiy sovuq suv bilan nisbatan sekin reaksiyaga kirishadi, lekin undan issiq suv vodorodni tezda siqib chiqaradi, gidroksid hosil qiladi.
Guruch. 1. Kaltsiy. Tashqi ko'rinish.
Kaltsiyning atom va molekulyar og'irligi
Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi (M r) - berilgan molekulaning massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta ekanligini va elementning nisbiy atom massasini (Ar r) ko'rsatadigan raqam. kimyoviy element atomlarining o'rtacha massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta kattaroqdir.
Erkin holatda kaltsiy monotomik Ca molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalari bir xil bo'ladi. Ular 40,078 ga teng.
Kaltsiyning izotoplari
Ma'lumki, tabiatda kaltsiyni to'rtta barqaror izotoplar 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca va 48Ca shaklida topish mumkin, bunda 40Ca izotopi aniq ustunlik qiladi (99,97%). Ularning massa raqamlari mos ravishda 40, 42, 43, 44, 46 va 48 ga teng. 40 Ca kaltsiy izotopi atomining yadrosi yigirma proton va yigirma neytronni o'z ichiga oladi va qolgan izotoplar undan faqat neytronlar soni bilan farq qiladi.
Bilan sun'iy kaltsiy izotoplari mavjud massa raqamlari 34 dan 57 gacha, ular orasida eng barqarori 41 Ca, yarim yemirilish davri 102 ming yil.
Kaltsiy ionlari
Tashqi tomondan energiya darajasi Kaltsiy atomida valentlik bo'lgan ikkita elektron mavjud:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2.
Natijada kimyoviy o'zaro ta'sir kaltsiy o'zining valentlik elektronlarini beradi, ya'ni. ularning donoridir va musbat zaryadlangan ionga aylanadi:
Ca 0 -2e → Ca 2+.
Kaltsiyning molekulasi va atomi
Erkin holatda kaltsiy monotomik Ca molekulalari shaklida mavjud. Kaltsiy atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:
kaltsiy qotishmalari
Kaltsiy ba'zi qo'rg'oshin qotishmalarining qotishma komponenti bo'lib xizmat qiladi.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | Quyidagi o'zgarishlarni amalga oshirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan reaktsiya tenglamalarini yozing: Ca → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2. |
| Javob | Kaltsiyni suvda eritib, siz "ohak suti" deb nomlanuvchi birikmaning bulutli eritmasini olishingiz mumkin - kaltsiy gidroksid: Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2. Karbonat angidridni kaltsiy gidroksid eritmasi orqali o'tkazib, biz kaltsiy karbonat olamiz: 2Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O. Kaltsiy karbonatga suv qo'shib, bu aralashma orqali karbonat angidridni o'tkazishda biz kaltsiy bikarbonatni olamiz: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2. |
Kaltsiy
KALTSIY-men; m.[latdan. calx (calcis) - ohak] Kimyoviy element (Ca), ohaktosh, marmar va boshqalar tarkibiga kiruvchi kumush-oq metall.
◁ Kaltsiy, th, th. K tuzlari.
kaltsiy(lat. Kaltsiy) davriy sistemaning II guruhi kimyoviy elementi ishqoriy yer metallariga kiradi. Lat tilidan ism. kalx, genitiv kaltsis - ohak. Kumush-oq metall, zichligi 1,54 g / sm 3, t pl 842ºC. Oddiy haroratlarda havoda osongina oksidlanadi. Er qobig'ida tarqalishi bo'yicha 5-o'rinni egallaydi (kaltsit, gips, ftorit va boshqalar minerallari). Faol qaytaruvchi modda sifatida ularning birikmalaridan U, Th, V, Cr, Zn, Be va boshqa metallarni olish, po'latlarni, bronzalarni va boshqalarni deoksidlash uchun ishlatiladi, ishqalanishga qarshi materiallar tarkibiga kiradi. Kaltsiy birikmalari qurilishda (ohak, tsement), kaltsiy preparatlari - tibbiyotda qo'llaniladi.
KALTSIYKALTSIY (lat. Kaltsiy), Ca ("kaltsiy" ni o'qing), kimyoviy element Mendeleyev davriy elementlar tizimining IIA guruhida to'rtinchi davrda joylashgan atom raqami 20; atom massasi 40.08. Ishqoriy er elementlari soniga tegishli (sm. Ishqoriy er metallari).
Tabiiy kaltsiy nuklidlar aralashmasidan iborat (sm. NUCLIDE) massa raqamlari bilan 40 (massa bo'yicha 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) va 46 (0,003%). Tashqi elektron qatlam konfiguratsiyasi 4 s 2
. Deyarli barcha birikmalarda kaltsiyning oksidlanish darajasi +2 (valentlik II).
Neytral kaltsiy atomining radiusi 0,1974 nm, Ca 2+ ionining radiusi 0,114 nm (koordinatsion raqami 6 uchun) dan 0,148 nm gacha (koordinatsion raqami 12 uchun). Neytral kaltsiy atomining ketma-ket ionlanish energiyalari mos ravishda 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 va 84,5 eV ni tashkil qiladi. Pauling shkalasida kaltsiyning elektr manfiyligi taxminan 1,0 ga teng. Erkin shaklda kaltsiy kumush-oq metalldir.
Kashfiyot tarixi
Kaltsiy birikmalari tabiatning hamma joyida uchraydi, shuning uchun insoniyat ular bilan qadim zamonlardan beri tanish. Qurilish sanoatida ohak uzoq vaqtdan beri ishlatilgan. (sm. LAYM)(tez ohak va o'chirilgan), uzoq vaqt davomida oddiy modda, "yer" hisoblangan. Biroq, 1808 yilda ingliz olimi G. Davy (sm. DEVI Xamfri) ohakdan yangi metall olishga muvaffaq bo'ldi. Buning uchun Davy simob oksidi bilan ozgina namlangan o'chirilgan ohak aralashmasini elektrolizga duchor qildi va simob katodida hosil bo'lgan amalgamadan yangi metallni ajratib oldi, uni kaltsiy deb atagan (lotincha calx, genus case calcis - ohak). Rossiyada bir muncha vaqt bu metall "ohaktosh" deb nomlangan.
Tabiatda bo'lish
Kaltsiy Yerdagi eng keng tarqalgan elementlardan biridir. U er qobig'i massasining 3,38% ni tashkil qiladi (ko'pligi bo'yicha kislorod, kremniy, alyuminiy va temirdan keyin 5-o'rin). Kaltsiyning yuqori kimyoviy faolligi tufayli tabiatda erkin shaklda topilmaydi. Kaltsiyning katta qismi silikatlarda mavjud. (sm. SILIKALAR) va aluminosilikatlar (sm. ALUMOSILIKATLAR) turli jinslar (granitlar (sm. GRANIT), gneyslar (sm. GNEISS) va h.k.). Cho'kindi jinslar shaklida kaltsiy birikmalari asosan mineral kaltsitdan tashkil topgan bo'r va ohaktosh bilan ifodalanadi. (sm. KALSİT)(CaCO3). Kaltsitning kristalli shakli - marmar tabiatda kamroq uchraydi.
Kaltsiy minerallari, masalan, ohaktosh juda keng tarqalgan. (sm. ohaktosh) SaCO 3 , angidrit (sm. ANGIDRIT) CaSO 4 va gips (sm. GIPS) CaSO 4 2H 2 O, ftorit (sm. FLUORIT) CaF 2, apatit (sm. APATITE) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (sm. DOLOMIT) MgCO 3 CaCO 3. Tabiiy suvda kaltsiy va magniy tuzlarining mavjudligi uning qattiqligini aniqlaydi. (sm. suvning qattiqligi). Kaltsiyning katta miqdori tirik organizmlarning bir qismidir. Shunday qilib, gidroksilapatit Ca 5 (PO 4) 3 (OH) yoki boshqa yozuvda 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - umurtqali hayvonlarning, shu jumladan odamlarning suyak to'qimalarining asosi; koʻpgina umurtqasiz hayvonlarning qobigʻi va qobigʻi, tuxum qobigʻi va boshqalar kaltsiy karbonati CaCO 3 dan hosil boʻladi.
Kvitansiya
Kaltsiy metall CaCl 2 (75-80%) va KCl yoki CaCl 2 va CaF 2 dan tashkil topgan eritmani elektroliz qilish, shuningdek CaO ni 1170-1200 ° S da aluminotermik kamaytirish yo'li bilan olinadi:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Jismoniy va Kimyoviy xossalari
Kaltsiy metali ikkita allotropik modifikatsiyada mavjud (qarang: Allotropiya (sm. ALLOTROPIYA)). 443 °C gacha, a-Ca kubik yuz markazlashtirilgan panjara bilan barqaror (parametr a = 0,558 nm), yuqori b-Ca a-Fe tipidagi kubik tana markazli panjara bilan barqaror (parametr a = 0,448). nm). Kaltsiyning erish nuqtasi 839 ° C, qaynash nuqtasi 1484 ° C, zichligi 1,55 g / sm 3.
Kaltsiyning kimyoviy faolligi yuqori, ammo boshqa barcha gidroksidi tuproq metallariga qaraganda past. U havodagi kislorod, karbonat angidrid va namlik bilan oson reaksiyaga kirishadi, buning natijasida kaltsiy metallining yuzasi odatda xira kulrang bo'ladi, shuning uchun laboratoriyada kaltsiy odatda boshqa gidroksidi tuproq metallari kabi, qatlam ostida mahkam yopiq idishda saqlanadi. kerosin.
Standart potentsiallar qatorida kaltsiy vodorodning chap tomonida joylashgan. Ca 2+ / Ca 0 juftining standart elektrod potentsiali -2,84 V ni tashkil qiladi, shuning uchun kaltsiy suv bilan faol reaksiyaga kirishadi:
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2.
Faol nometallar (kislorod, xlor, brom) bilan kaltsiy normal sharoitda reaksiyaga kirishadi:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO; Ca + Br 2 \u003d CaBr 2.
Havoda yoki kislorodda qizdirilganda kaltsiy yonadi. Kamroq faol bo'lmagan metall bo'lmaganlar (vodorod, bor, uglerod, kremniy, azot, fosfor va boshqalar) bilan kaltsiy qizdirilganda o'zaro ta'sir qiladi, masalan:
Ca + H 2 \u003d CaH 2 (kaltsiy gidrid),
Ca + 6B = CaB 6 (kaltsiy borid),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (kaltsiy nitridi)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (kaltsiy karbid)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (kaltsiy fosfidi), CaP va CaP 5 kompozitsiyalarining kaltsiy fosfidlari ham ma'lum;
2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (kaltsiy silisidi), CaSi, Ca 3 Si 4 va CaSi 2 kompozitsiyalarining kaltsiy silisidlari ham ma'lum.
Yuqoridagi reaktsiyalarning borishi, qoida tariqasida, ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga keladi (ya'ni, bu reaktsiyalar ekzotermik). Metall bo'lmagan barcha birikmalarda kaltsiyning oksidlanish darajasi +2 ga teng. Metall bo'lmagan kaltsiy birikmalarining aksariyati suv bilan oson parchalanadi, masalan:
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O \u003d 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Kaltsiy oksidi odatda asosiy hisoblanadi. Laboratoriya va texnologiyada u karbonatlarning termal parchalanishi orqali olinadi:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Texnik kaltsiy oksidi CaO sönmemiş ohak deb ataladi.
U suv bilan reaksiyaga kirishib, Ca (OH) 2 hosil qiladi va katta miqdorda issiqlik chiqaradi:
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
Shu tarzda olingan Ca (OH) 2 odatda o'chirilgan ohak yoki ohak suti deb ataladi (sm. Ohak suti) kaltsiy gidroksidning suvda eruvchanligi past bo'lganligi sababli (20 ° C da 0,02 mol / l) va uni suvga qo'shganda oq suspenziya hosil bo'ladi.
Kislota oksidlari bilan o'zaro ta'sirlashganda CaO tuzlar hosil qiladi, masalan:
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3; CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.
Ca 2+ ioni rangsizdir. Olovga kaltsiy tuzlari qo'shilsa, olov g'isht qizil rangga aylanadi.
CaCl 2 xlorid, CaBr 2 bromid, CaI 2 yodid va Ca(NO 3) 2 nitrat kabi kaltsiy tuzlari suvda yaxshi eriydi. CaF 2 ftorid, CaCO 3 karbonat, CaSO 4 sulfat, Ca 3 (PO 4) 2 o'rtacha ortofosfat, CaC 2 O 4 oksalat va boshqalar suvda erimaydi.
Muhimi shundaki, o'rtacha kaltsiy karbonat CaCO 3 dan farqli o'laroq, kislotali kaltsiy karbonat (gidrokarbonat) Ca (HCO 3) 2 suvda eriydi. Tabiatda bu quyidagi jarayonlarga olib keladi. Karbonat angidrid bilan to'yingan sovuq yomg'ir yoki daryo suvi er ostiga kirib, ohaktoshlarga tushganda, ularning erishi kuzatiladi:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
Kaltsiy bikarbonat bilan to'yingan suv er yuzasiga chiqadigan va quyosh nurlari bilan isitiladigan joylarda teskari reaktsiya sodir bo'ladi:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Shunday qilib, tabiatda moddalarning katta massalarini ko'chirish mavjud. Natijada er ostida katta chuqurliklar paydo bo'lishi mumkin (Qarang: Karst (sm. Karst (tabiiy hodisa)), g'orlarda esa go'zal tosh "aysiklar" - stalaktitlar hosil bo'ladi (sm. STALAPTITLAR (mineral birikmalar)) va stalagmitlar (sm. STALAGMITLAR).
Suvda erigan kaltsiy bikarbonatning mavjudligi asosan suvning vaqtinchalik qattiqligini aniqlaydi. (sm. suvning qattiqligi). U vaqtinchalik deyiladi, chunki suv qaynatilganda bikarbonat parchalanadi va CaCO 3 cho'kadi. Bu hodisa, masalan, choynakda vaqt o'tishi bilan shkala paydo bo'lishiga olib keladi.
Kaltsiy va uning birikmalaridan foydalanish
Metall kaltsiy uranni metallotermik ishlab chiqarish uchun ishlatiladi (sm. Uran (kimyoviy element)), toriy (sm. TORIUM), titan (sm. TITANIUM (kimyoviy element), sirkoniy (sm. ZIRKONIY), seziy (sm. Seziy) va rubidiy (sm. RUBIDIY).
Tabiiy kaltsiy birikmalari bog'lovchi moddalar ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi (tsement (sm. tsement), gips (sm. GIPS), ohak va boshqalar). Söndürülmüş ohakning bog'lovchi ta'siri vaqt o'tishi bilan kaltsiy gidroksidi havodagi karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishishiga asoslanadi. Davom etayotgan reaksiya natijasida CaCO3 kalsitining ignasimon kristallari hosil bo'lib, ular yaqin atrofdagi toshlar, g'ishtlar va boshqa qurilish materiallariga aylanadi va go'yo ularni bir butunga payvandlaydi. Kristalli kaltsiy karbonat - marmar - nozik pardozlash materiali. Bo'r oqlash uchun ishlatiladi. Ko'p miqdorda ohaktosh quyma temir ishlab chiqarishda iste'mol qilinadi, chunki ular o'tga chidamli aralashmalarni o'tkazishga imkon beradi. Temir ruda(masalan, kvarts SiO 2) nisbatan past eriydigan cüruflarga aylanadi.
Oqartirish dezinfektsiyalash vositasi sifatida juda samarali. (sm. Oqartiruvchi KUKU)- "xlor" Ca(OCl)Cl - aralash xlorid va kaltsiy gipoxlorit (sm. KALTSIY GIPOXLORITI) yuqori oksidlanish kuchiga ega.
Kaltsiy sulfat ham suvsiz birikma shaklida ham, kristalli gidratlar - "yarim suvli" sulfat - alabaster shaklida ham keng qo'llaniladi. (sm. ALEVIZ FRYAZIN (Milan) CaSO 4 0,5H 2 O va ikki suvli sulfat - gips CaSO 4 2H 2 O. Gips qurilishda, haykaltaroshlikda, shlyapa va turli san'at buyumlarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Gips tibbiyotda suyaklarni singan holda tuzatish uchun ham qo'llaniladi.
Kaltsiy xlorid CaCl 2 stol tuzi bilan birga yo'l sirtining muzlanishiga qarshi kurashda ishlatiladi. Kaltsiy ftorid CaF 2 ajoyib optik materialdir.
tanadagi kaltsiy
Kaltsiy biogen element hisoblanadi (sm. BIOGENIK ELEMENTLAR), o'simliklar va hayvonlarning to'qimalarida doimo mavjud. Hayvonlar va odamlarning mineral almashinuvining va o'simliklarning mineral oziqlanishining muhim tarkibiy qismi bo'lgan kaltsiy organizmda amalga oshiriladi. turli funktsiyalar. Tarkibida apatit bor (sm. APATITE), shuningdek, kaltsiy sulfat va karbonat suyak to'qimalarining mineral komponentini hosil qiladi. Og'irligi 70 kg bo'lgan inson tanasida taxminan 1 kg kaltsiy mavjud. Kaltsiy ion kanallari ishida ishtirok etadi (sm. ION KANALLARI), biologik membranalar orqali moddalarni tashishni amalga oshirish, nerv impulsini uzatishda (sm. NERV impulsi), qon koagulyatsiyasi jarayonida (sm. Qon ivishi) va urug'lantirish. Kaltsiferollar organizmdagi kaltsiy almashinuvini tartibga soladi (sm. KALSİFEROLLAR)(D vitamini). Kaltsiyning etishmasligi yoki ko'pligi turli kasalliklarga olib keladi - raxit (sm. RAXET), kalsifikatsiya (sm. KALSINOZ) va hokazo. Shuning uchun inson oziq-ovqatida kaltsiy birikmalari to'g'ri miqdorda bo'lishi kerak (kuniga 800-1500 mg kaltsiy). Kaltsiy miqdori sut mahsulotlari (tvorog, pishloq, sut kabi), ba'zi sabzavotlar va boshqa oziq-ovqatlarda yuqori. Kaltsiy preparatlari tibbiyotda keng qo'llaniladi.
ensiklopedik lug'at. 2009 .
Sinonimlar:Boshqa lug'atlarda "kaltsiy" nima ekanligini ko'ring:
- (Ca) sariq rangli yaltiroq va egiluvchan metall. O'ziga xos tortishish 1.6. Lug'at xorijiy so'zlar rus tiliga kiritilgan. Pavlenkov F., 1907. KALSIY (yangi lat. kalsiy, lat. kalx ohakdan). Kumush rangli metall. Xorijiy so'zlar lug'ati, ...... Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati
KALTSIY- KALTSIY, Kaltsiy, kimyo. element, belgi. Ca, yaltiroq, kristalli kumush rangli oq metall. ishqoriy tuproq metallari guruhiga kiruvchi sinish. Oud. vazni 1,53; da. ichida. 40,07; erish nuqtasi 808 °. Sa eng ...... biridir. Katta tibbiy entsiklopediya
- (Kalsiy), Ca, davriy tizimning II guruhining kimyoviy elementi, atom raqami 20, atom massasi 40,08; ishqoriy tuproq metallarini nazarda tutadi; mp 842 shC. Umurtqali hayvonlarning suyak to'qimalarida, mollyuska qobig'ida, tuxum qobig'ida mavjud. Kaltsiy ...... Zamonaviy entsiklopediya
Metall kumushsimon oq, yopishqoq, egiluvchan, havoda tez oksidlanadi. Erish tezligi pa 800 810 °. Tabiatda u turli xil tuzlar shaklida bo'lib, sariq ustida bo'r, ohaktosh, marmar, fosforitlar, apatitlar, gips va boshqalar konlarini hosil qiladi. dor…… Texnik temir yo'l lug'ati
- (lat. Kaltsiy) Ca, davriy sistemaning II guruhining kimyoviy elementi, atom raqami 20, atom massasi 40,078, ishqoriy yer metallariga kiradi. Bu ism lotincha kalx, genitiv kalcis ohakidan olingan. Kumush oq metall, ...... Katta ensiklopedik lug'at
Kaltsiy(Kalsiy), Ca, Mendeleyev davriy sistemasi II guruh kimyoviy elementi, atom raqami 20, atom massasi 40,08; kumush-oq engil metall. Tabiiy element oltita barqaror izotoplarning aralashmasi: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca va 48 Ca, ulardan 40 Ca eng keng tarqalgan (96,97%).
Ca birikmalari - ohaktosh, marmar, gips (shuningdek, ohak - yonayotgan ohaktosh mahsuloti) qadim zamonlardan beri qurilishda ishlatilgan. 18-asrning oxirigacha kimyogarlar ohakni oddiy modda deb hisoblashgan. 1789 yilda A.Lavuazye ohak, magneziya, barit, alumina va kremniy dioksidi murakkab moddalar ekanligini aytdi. 1808-yilda G.Deyvi hoʻl oʻchirilgan ohakning simob oksidi bilan aralashmasini simob katodi bilan elektrolizga solib, Ca ning amalgamasini tayyorladi va undan simobni haydab chiqargandan soʻng “Kalsiy” (lotincha calxdan) metalni oldi. , genus case calcis - ohak).
Kaltsiyning tabiatda tarqalishi. Yer poʻstida koʻpligi boʻyicha Ca 5-oʻrinni egallaydi (O, Si, Al va Fe dan keyin); tarkibi og'irligi bo'yicha 2,96%. Kuchli migratsiya qiladi va turli geokimyoviy tizimlarda toʻplanib, 385 ta mineral hosil qiladi (minerallar soni boʻyicha 4-oʻrin). Yer mantiyasida Ca kam va, ehtimol, Yer yadrosida undan ham kamroq (temir meteoritlarda 0,02%) mavjud. Yer qobig'ining pastki qismida Ca ustunlik qiladi, asosiy jinslarda to'planadi; Ca ning katta qismi dala shpati - anortit Ca bilan o'ralgan; asosiy jinslarda 6,72%, kislotali (granit va boshqalar) 1,58%. Biosferada Ca ning juda keskin farqlanishi, asosan, "karbonat muvozanati" bilan bog'liq bo'ladi: karbonat angidrid CaCO 3 karbonat bilan o'zaro ta'sirlashganda, eruvchan bikarbonat Ca (HCO 3) 2 hosil bo'ladi: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \ u003d Ca (HCO 3) 2 \u003d Ca 2+ + 2HCO 3-. Bu reaksiya teskari va Ca qayta taqsimlanishining asosi hisoblanadi. Suvlarda CO 2 ning yuqori miqdori bilan Ca eritmada bo'ladi va CO 2 ning past miqdori bilan mineral kalsit CaCO 3 cho'kadi va ohaktosh, bo'r va marmarning kuchli konlarini hosil qiladi.
Biogen migratsiya Ca tarixida ham katta rol o'ynaydi. Metall elementlardan jonli materiyada Ca asosiy hisoblanadi. 10% dan ortiq Ca (ko'proq uglerod) ni o'z ichiga olgan organizmlar ma'lum bo'lib, skeletini Ca birikmalaridan, asosan CaCO 3 dan (ohak o'tlari, ko'plab mollyuskalar, echinodermlar, marjonlar, ildizpoyalar va boshqalar) hosil qiladi. Dengiz skeletlari dafn etilishi bilan. Hayvonlar va o'simliklar suv o'tlari, marjon va boshqa ohaktoshlarning ulkan massalarining to'planishi bilan bog'liq bo'lib, ular er tubiga tushib, mineralizatsiyalanib, turli xil marmarlarga aylanadi.
Nam iqlimi bo'lgan ulkan hududlar (o'rmon zonalari, tundra) Ca ning etishmasligi bilan ajralib turadi - bu erda u tuproqdan osongina yuviladi. Bu tuproq unumdorligining pastligi, uy hayvonlarining past mahsuldorligi, ularning kichikligi va ko'pincha suyak kasalliklari bilan bog'liq. Shunung uchun katta ahamiyatga ega tuproqni ohaklash, uy hayvonlari va qushlarni oziqlantirish va hokazolarga ega. Aksincha, CaCO 3 quruq iqlimda juda kam eriydi, shuning uchun dasht va cho'l landshaftlari Ca ga boy. Gips CaSO 4 2H 2 O ko'pincha sho'r botqoqlarda va sho'r ko'llarda to'planadi.
Daryolar okeanga juda ko'p Ca ni olib keladi, lekin u okean suvida qolmaydi (o'rtacha miqdori 0,04%), lekin organizmlar skeletlarida to'plangan va ular o'lganidan keyin, asosan, tubida cho'kadi. CaCO 3. Ohak loylari barcha okeanlarning tubida 4000 m dan oshmaydigan chuqurlikda keng tarqalgan (CaCO 3 katta chuqurlikda eriydi, u erdagi organizmlar ko'pincha Ca etishmovchiligini boshdan kechiradi).
Yer osti suvlari Ca migratsiyasida muhim rol o'ynaydi. Ohaktosh massivlarida ular joylarda CaCO 3 ni kuchli yuvishadi, bu karstning rivojlanishi, g'orlar, stalaktitlar va stalagmitlarning shakllanishi bilan bog'liq. Oʻtgan geologik davrlar dengizlarida kaltsitdan tashqari Ca fosfatlar (masalan, Qozogʻistondagi Qoratau fosforit konlari), dolomit CaCO 3 ·MgCO 3 va bugʻlanish jarayonida gipsning choʻkishi oʻtgan geologik davrlar dengizlarida keng tarqalgan. .
Geologik tarix jarayonida biogen karbonat hosil bo'lishi kuchaygan, kaltsitning kimyoviy yog'inlari esa kamaygan. Prekembriy dengizlarida (600 million yil oldin) kalkerli skeletga ega hayvonlar yo'q edi; egalladilar keng foydalanish Kembriy davridan beri (marjonlar, gubkalar va boshqalar). Bu prekembriy atmosferasida CO 2 ning yuqori miqdori bilan bog'liq.
Kaltsiyning fizik xossalari. Ca ning a-shaklidagi kristall panjarasi (oddiy haroratda barqaror) yuz markazli kub, a = 5,56Å. Atom radiusi 1,97Å, ion radiusi Ca 2+ 1,04Å. Zichlik 1,54 g/sm3 (20 °C). 464 ° C dan yuqori, olti burchakli b-shakli barqaror. t pl 851 °C, t kip 1482 °C; chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 22 10 -6 (0-300 ° C); issiqlik o'tkazuvchanligi 20 ° C 125,6 Vt / (m K) yoki 0,3 kal / (sm s ° C); solishtirma issiqlik quvvati (0-100 ° C) 623,9 j / (kg K) yoki 0,149 kal / (g ° S); 20 °C da elektr qarshiligi 4,6 10 -8 ohm m yoki 4,6 10 -6 ohm sm; elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 4,57 10 -3 (20 °C). Elastiklik moduli 26 Gn / m 2 (2600 kgf / mm 2); kuchlanish kuchi 60 MN / m 2 (6 kgf / mm 2); elastik chegara 4 MN / m 2 (0,4 kgf / mm 2), rentabellik kuchi 38 MN / m 2 (3,8 kgf / mm 2); cho'zilish 50%; Brinell qattiqligi 200-300 MN / m 2 (20-30 kgf / mm 2). Etarlicha yuqori tozalikdagi kaltsiy plastik, yaxshi bosilgan, o'ralgan va ishlov berilishi mumkin.
Kaltsiyning kimyoviy xossalari. Tashqi konfiguratsiya elektron qobiq atom Ca 4s 2, unga ko'ra birikmalardagi Ca 2 valentli. Kimyoviy jihatdan Ca juda faol. Oddiy haroratlarda Ca havodagi kislorod va namlik bilan osongina o'zaro ta'sir qiladi, shuning uchun u germetik yopiq idishlarda yoki mineral moy ostida saqlanadi. Havoda yoki kislorodda qizdirilganda u yonib, asosiy oksidi CaO ni beradi. Peroksidlar Ca-CaO 2 va CaO 4 ham ma'lum. Dastlab, Ca sovuq suv bilan tez reaksiyaga kirishadi, keyin Ca(OH) 2 plyonkasi hosil bo'lishi sababli reaktsiya sekinlashadi. Ca issiq suv va kislotalar bilan kuchli reaksiyaga kirishib, H 2 ni chiqaradi (konsentrlangan HNO 3 dan tashqari). Sovuqda ftor bilan, xlor va brom bilan - 400 ° C dan yuqori reaksiyaga kirishib, mos ravishda CaF 2, CaCl 2 va CaBr 2 ni beradi. Bu galogenidlar erigan holatda Ca bilan quyi birikmalar - CaF, CaCl deb ataladigan hosil qiladi, bunda Ca rasmiy ravishda monovalentdir. Ca oltingugurt bilan qizdirilganda, kaltsiy sulfid CaS olinadi, ikkinchisi oltingugurt qo'shib, polisulfidlarni (CaS 2, CaS 4 va boshqalar) hosil qiladi. 300-400 ° S haroratda quruq vodorod bilan o'zaro ta'sirlashganda, Ca gidrid CaH 2 - ionli birikma hosil qiladi, unda vodorod anion hisoblanadi. 500 ° C da Ca va azot Ca 3 N 2 nitridi beradi; sovuqda Ca ning ammiak bilan o'zaro ta'siri murakkab ammiak Ca 6 ga olib keladi. Grafit, kremniy yoki fosfor bilan havoga kirmasdan qizdirilganda Ca kaltsiy karbid CaC 2, silitsidlar Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2 va fosfid Ca 3 P 2 ni beradi. Ca Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn va boshqalar bilan intermetall birikmalar hosil qiladi.
Kaltsiy olish. Sanoatda Ca ikki usulda olinadi: 1) CaO va Al kukunining briketlangan aralashmasini 0,01-0,02 mm simob ustuni vakuumida 1200°C da qizdirish orqali. Art.; reaksiya natijasida chiqariladi: 6CaO + 2 Al \u003d 3CaO Al 2 O 3 + 3Ca Ca bug'i sovuq sirtda kondensatsiyalanadi; 2) CaCl 2 va KCl eritmasini suyuq mis-kaltsiy katod bilan elektroliz qilish orqali Cu - Ca (65% Ca) qotishmasi tayyorlanadi, undan Ca 950-1000 ° S haroratda distillanadi. 0,1-0,001 mm Hg gacha bo'lgan vakuum. Art.
Kaltsiydan foydalanish. Sof metall shaklida Ca U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb va ularning birikmalaridan ba'zi nodir tuproq metallari uchun qaytaruvchi sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, po'lat, bronza va boshqa qotishmalarni deoksidlashda, neft mahsulotlaridan oltingugurtni tozalashda, organik suyuqliklarni suvsizlantirishda, argonni azotli aralashmalardan tozalashda va elektr vakuum qurilmalarida gazni yutuvchi sifatida ishlatiladi. Pb-Na-Ca tizimining antifriksion materiallari, shuningdek, elektr qobiqlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan Pb-Ca qotishmalari texnologiyada katta qo'llanildi. kabellar. Qotishma Ca-Si-Ca (silikokalsiy) yuqori sifatli po'latlarni ishlab chiqarishda deoksidlovchi va degasser sifatida ishlatiladi.
tanadagi kaltsiy. Ca hayot jarayonlarining normal borishi uchun zarur bo'lgan biogen elementlardan biridir. U hayvonlar va o'simliklarning barcha to'qimalarida va suyuqliklarida mavjud. Ca dan mahrum bo'lgan muhitda faqat noyob organizmlar rivojlanishi mumkin. Ba'zi organizmlarda Ca miqdori 38% ga etadi; odamlarda - 1,4-2%. O'simlik va hayvon organizmlari hujayralari hujayradan tashqari muhitda Ca 2+, Na + va K + ionlarining qat'iy belgilangan nisbatlariga muhtoj. O'simliklar Ca ni tuproqdan oladi. Ca bilan munosabatlariga ko'ra o'simliklar kalsefil va kalsefoblarga bo'linadi. Hayvonlar Ca ni oziq-ovqat va suvdan oladi. Ca bir qator hujayra tuzilmalarini hosil qilish, tashqi hujayra membranalarining normal o'tkazuvchanligini saqlash, baliq va boshqa hayvonlarning tuxumlarini urug'lantirish va bir qator fermentlarni faollashtirish uchun zarurdir. Ca 2+ ionlari mushak tolasiga qo'zg'alishni o'tkazib, uning qisqarishiga olib keladi, yurak qisqarishi kuchini oshiradi, leykotsitlarning fagotsitar funktsiyasini oshiradi, himoya qon oqsillari tizimini faollashtiradi va uning koagulyatsiyasida ishtirok etadi. Hujayralarda deyarli barcha Ca oqsillar, nuklein kislotalar, fosfolipidlar bilan birikmalar, noorganik fosfatlar va organik kislotalar bilan komplekslar shaklida bo'ladi. Odamlar va yuqori hayvonlarning qon plazmasida faqat 20-40% Ca oqsillar bilan bog'lanishi mumkin. Skeletli hayvonlarda barcha Ca ning 97-99% gacha qurilish materiali sifatida ishlatiladi: umurtqasizlarda, asosan, CaCO 3 (mollyuskalar, marjonlar), umurtqali hayvonlarda, fosfatlar shaklida. Ko'pgina umurtqasiz hayvonlar yangi skelet qurish yoki hayotiy funktsiyalarni ta'minlash uchun eritishdan oldin Ca ni saqlaydi noqulay sharoitlar.
Odamlar va yuqori hayvonlar qonidagi Ca ning miqdori paratiroid va qalqonsimon bezlarning gormonlari tomonidan tartibga solinadi. Bu jarayonlarda D vitamini eng muhim rol o'ynaydi.Ca so'rilishida sodir bo'ladi oldingi qism ingichka ichak. Ca ning assimilyatsiyasi ichakdagi kislotalikning pasayishi bilan yomonlashadi va oziq-ovqat tarkibidagi Ca, P va yog'ning nisbatiga bog'liq. Optimal nisbatlar Sigir sutida Ca / P taxminan 1,3 ni tashkil qiladi (kartoshkada 0,15, loviyada 0,13, go'shtda 0,016). Oziq-ovqatda P yoki oksalat kislotasi ko'p bo'lsa, Ca ning so'rilishi yomonlashadi. Safro kislotalari uning so'rilishini tezlashtiradi. Inson oziq-ovqatidagi optimal Ca/yog' nisbati 1 g yog'ga 0,04-0,08 g Ca ni tashkil qiladi. Ca ning chiqarilishi asosan ichak orqali sodir bo'ladi. Sutemizuvchilar laktatsiya davrida sut bilan juda ko'p Ca ni yo'qotadilar. Yosh hayvonlar va bolalarda fosfor-kaltsiy almashinuvining buzilishi bilan raxit rivojlanadi, kattalardagi hayvonlarda - skeletning tarkibi va tuzilishining o'zgarishi (osteomalaziya).
Kaltsiy (lotincha Kaltsiy, Ca belgisi bilan belgilanadi) atom raqami 20 va atom massasi 40.078. Bu ikkinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi, Dmitriy Ivanovich Mendeleev kimyoviy elementlar davriy jadvalining to'rtinchi davri. Oddiy sharoitlarda oddiy kaltsiy moddasi engil (1,54 g / sm3) egiluvchan, yumshoq, kumushsimon oq rangdagi reaktiv gidroksidi tuproqdir.
Tabiatda kaltsiy oltita izotop aralashmasi sifatida taqdim etiladi: 40Ca (96,97%), 42Ca (0,64%), 43Ca (0,145%), 44Ca (2,06%), 46Ca (0,0033%) va 48Ca (0,185%). Yigirmanchi elementning asosiy izotopi - eng keng tarqalgan - 40Ca, uning izotopik ko'pligi taxminan 97% ni tashkil qiladi. Oltita tabiiy kaltsiy izotoplaridan beshtasi barqaror, oltinchi izotop 48Ca, oltitaning eng og'irligi va juda kam uchraydigan (uning izotopik ko'pligi atigi 0,185%) yaqinda yarimparchalanish davri bilan ikki marta b-emirilishi aniqlangan. 5,3∙1019 yil. Massa raqamlari 39, 41, 45, 47 va 49 bo'lgan sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan izotoplar radioaktivdir. Ko'pincha ular tirik organizmdagi mineral almashinuv jarayonlarini o'rganishda izotop izi sifatida ishlatiladi. Uran reaktorida metall kaltsiy yoki uning birikmalarini neytronlar bilan nurlantirish natijasida olingan 45Ca tuproqlarda sodir bo'ladigan metabolik jarayonlarni o'rganish va o'simliklar tomonidan kaltsiyni o'zlashtirish jarayonlarini o'rganishda muhim rol o'ynaydi. Xuddi shu izotop tufayli eritish jarayonida turli xil po'lat va o'ta toza temirning kaltsiy birikmalari bilan ifloslanish manbalarini aniqlash mumkin bo'ldi.
Kaltsiy birikmalari - marmar, gips, ohaktosh va ohak (yonib turgan ohaktosh mahsuloti) qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lib, qurilish va tibbiyotda keng qo'llanilgan. Qadimgi misrliklar o'zlarining piramidalarini qurishda kaltsiy birikmalaridan foydalanganlar va buyuk Rim aholisi betonni ixtiro qilganlar - maydalangan tosh, ohak va qum aralashmasidan foydalangan holda. 18-asrning oxirigacha kimyogarlar ohak oddiy tana ekanligiga ishonch hosil qilishdi. Faqat 1789 yilda Lavoisier ohak, alyuminiy oksidi va boshqa ba'zi birikmalar murakkab moddalar ekanligini aytdi. 1808 yilda metall kaltsiyni G. Davy elektroliz yo'li bilan oldi.
Metall kaltsiydan foydalanish uning yuqori kimyoviy faolligi bilan bog'liq. U ma'lum metallarning birikmalaridan, masalan, toriy, uran, xrom, tsirkoniy, seziy, rubidiydan tiklash uchun ishlatiladi; po'latdan va boshqa kislorod, oltingugurt qotishmalaridan tozalash uchun; organik suyuqliklarni suvsizlantirish uchun; vakuum qurilmalaridagi gaz qoldiqlarini singdirish uchun. Bundan tashqari, metall kaltsiy ba'zi qotishmalarning qotishma komponenti bo'lib xizmat qiladi. Kaltsiy birikmalari ancha keng qo'llaniladi - ular qurilishda, pirotexnika, shisha ishlab chiqarish, tibbiyot va boshqa ko'plab sohalarda qo'llaniladi.
Kaltsiy eng muhim biogen elementlardan biri bo'lib, u ko'pchilik tirik organizmlar uchun normal hayot jarayonlari uchun zarurdir. Voyaga etgan odamning tanasida bir yarim kilogrammgacha kaltsiy mavjud. U tirik organizmlarning barcha to'qimalarida va suyuqliklarida mavjud. Yigirmanchi element suyak to'qimasini shakllantirish, yurak tezligini, qon ivishini saqlash, tashqi hujayra membranalarining normal o'tkazuvchanligini saqlash va bir qator fermentlarni shakllantirish uchun zarurdir. Kaltsiyning o'simlik va hayvon organizmlarida bajaradigan funktsiyalari ro'yxati juda katta. Faqat noyob organizmlar kaltsiydan mahrum bo'lgan muhitda rivojlanishi mumkinligini aytish kifoya, boshqa organizmlar esa 38% bu elementdan tashkil topgan (inson tanasi atigi 2% kaltsiyni o'z ichiga oladi).
Biologik xossalari
Kaltsiy biogen elementlardan biri bo'lib, uning birikmalari deyarli barcha tirik organizmlarda mavjud (kam sonli organizmlar kaltsiysiz muhitda rivojlanishi mumkin), hayot jarayonlarining normal borishini ta'minlaydi. Yigirmanchi element hayvonlar va o'simliklarning barcha to'qimalari va suyuqliklarida mavjud bo'lib, uning katta qismi (umurtqali hayvonlarda - shu jumladan odamlarda) skelet va tishlarda fosfatlar shaklida (masalan, gidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH yoki 3Ca3) mavjud. (PO4) 2 Ca (OH)2). Yigirmanchi elementning suyak va tishlar uchun qurilish materiali sifatida ishlatilishi hujayrada kaltsiy ionlari ishlatilmasligi bilan bog'liq. Kaltsiy kontsentratsiyasi maxsus gormonlar tomonidan nazorat qilinadi, ularning birgalikdagi harakati suyaklarning tuzilishini saqlaydi va saqlaydi. Ko'pgina umurtqasiz hayvonlarning (mollyuskalar, marjonlar, gubkalar va boshqalar) skeletlari turli shakldagi kaltsiy karbonat CaCO3 (ohak) dan qurilgan. Ko'pgina umurtqasiz hayvonlar yangi skelet qurish yoki noqulay sharoitlarda hayotiy funktsiyalarni ta'minlash uchun eritishdan oldin kaltsiyni saqlaydi. Hayvonlar kaltsiyni oziq-ovqat va suvdan, o'simliklar esa tuproqdan oladi va bu elementga nisbatan kalsefil va kalsefoblarga bo'linadi.
Ushbu muhim iz elementning ionlari qon ivish jarayonlarida, shuningdek, qonning doimiy osmotik bosimini ta'minlashda ishtirok etadi. Bundan tashqari, kaltsiy bir qator hujayra tuzilmalarini shakllantirish, tashqi hujayra membranalarining normal o'tkazuvchanligini ta'minlash, baliq va boshqa hayvonlarning tuxumlarini urug'lantirish va bir qator fermentlarni faollashtirish uchun zarurdir (ehtimol, bu holat shu bilan bog'liqdir). kaltsiy magniy ionlarini almashtiradi). Kaltsiy ionlari qo'zg'alishni mushak tolasiga o'tkazib, uning qisqarishiga olib keladi, yurak qisqarishi kuchini oshiradi, leykotsitlarning fagotsitar funktsiyasini oshiradi, qonning himoya oqsillari tizimini faollashtiradi, ekzotsitozni, shu jumladan gormonlar va neyrotransmitterlarning sekretsiyasini tartibga soladi. Kaltsiy qon tomirlarining o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi - bu elementsiz yog'lar, lipidlar va xolesterin qon tomirlari devorlariga joylashadi. Kaltsiy tanadan og'ir metallar tuzlari va radionuklidlarning chiqarilishiga yordam beradi, antioksidant funktsiyalarni bajaradi. Kaltsiy reproduktiv tizimga ta'sir qiladi, stressga qarshi ta'sirga ega va allergiyaga qarshi ta'sirga ega.
Katta yoshdagi (70 kg og'irlikdagi) organizmdagi kaltsiy miqdori 1,7 kg ni tashkil qiladi (asosan suyak to'qimalarining hujayralararo moddasi tarkibida). Ushbu elementga bo'lgan ehtiyoj yoshga bog'liq: kattalar uchun zarur bo'lgan kunlik nafaqa 800 dan 1000 milligrammgacha, bolalar uchun 600 dan 900 milligramgacha. Bolalar uchun suyaklarning intensiv o'sishi va rivojlanishi uchun kerakli dozani iste'mol qilish ayniqsa muhimdir. Tanadagi kaltsiyning asosiy manbai sut va sut mahsulotlari, qolgan kaltsiy go'sht, baliq va ba'zi o'simlik mahsulotlari (ayniqsa, dukkaklilar) dan olinadi. Kaltsiy kationlarining so'rilishi yo'g'on va ingichka ichaklarda sodir bo'ladi, so'rilishini kislotali muhit, C va D vitaminlari, laktoza (sut kislotasi), to'yinmagan yog'li kislotalar osonlashtiradi. O'z navbatida, aspirin, oksalat kislotasi, estrogen hosilalari yigirmanchi elementning so'rilishini sezilarli darajada kamaytiradi. Shunday qilib, oksalat kislotasi bilan birlashganda, kaltsiy buyrak toshlarining tarkibiy qismlari bo'lgan suvda erimaydigan birikmalarni beradi. Kaltsiy almashinuvida magniyning roli katta - uning etishmasligi bilan kaltsiy suyaklardan "yuvilib" buyraklar (buyrak toshlari) va mushaklarda to'planadi. Umuman olganda, tanada bor murakkab tizim yigirmanchi elementni saqlash va chiqarish, shuning uchun qondagi kaltsiy miqdori aniq tartibga solinadi va to'g'ri ovqatlanish bilan hech qanday kamchilik yoki ortiqcha bo'lmaydi. Uzoq muddatli kaltsiy dietasi kramplar, qo'shma og'riqlar, ich qotishi, charchoq, uyquchanlik, o'sishning kechikishiga olib kelishi mumkin. Ratsionda kaltsiyning uzoq vaqt etishmasligi osteoporozning rivojlanishiga olib keladi. Nikotin, kofein va alkogol organizmdagi kaltsiy etishmasligining sabablaridan biridir, chunki ular siydik bilan uning intensiv chiqarilishiga yordam beradi. Biroq, yigirmanchi elementning (yoki D vitamini) ortiqcha bo'lishi salbiy oqibatlarga olib keladi - giperkalsemiya rivojlanadi, buning natijasida suyaklar va to'qimalarning kuchli kalsifikatsiyasi (asosan siydik tizimiga ta'sir qiladi). Uzoq muddatli kaltsiyning ortiqcha miqdori mushak va asab to'qimalarining faoliyatini buzadi, qon ivishini oshiradi va suyak hujayralari tomonidan sinkning so'rilishini kamaytiradi. Osteoartrit, katarakt, muammolar qon bosimi. Yuqorida aytilganlardan xulosa qilishimiz mumkinki, o'simlik va hayvon organizmlari hujayralari kaltsiy ionlarining qat'iy belgilangan nisbatlariga muhtoj.
Farmakologiya va tibbiyotda kaltsiy birikmalari vitaminlar, tabletkalar, tabletkalar, in'ektsiyalar, antibiotiklar, shuningdek, ampulalar va tibbiy asboblar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Ma'lum bo'lishicha, erkaklar bepushtligining keng tarqalgan sababi bu tanadagi kaltsiy etishmasligidir! Gap shundaki, spermatozoidning boshi butunlay kaltsiydan iborat bo'lgan o'q shaklidagi shaklga ega, bu elementning etarli miqdori bilan spermatozoid membranani engib, tuxumni urug'lantirishga qodir, bepushtlik etarli emas.
Amerikalik olimlar qonda kaltsiy ionlarining etishmasligi xotiraning zaiflashishiga va aqlning pasayishiga olib kelishini aniqladilar. Misol uchun, AQShning taniqli Science News jurnalida mushuklar miya hujayralarida qondan ko'ra ko'proq kaltsiy bo'lsa, shartli refleks rivojlanishini tasdiqlagan tajribalar haqida ma'lum bo'ldi.
juda qadrlanadi qishloq xo'jaligi kaltsiy siyanamid birikmasi, nafaqat sifatida ishlatiladi azotli o'g'it va karbamid manbai - sintetik smolalar ishlab chiqarish uchun eng qimmatli o'g'it va xom ashyo, shuningdek, paxta dalalarini yig'ishtirishni mexanizatsiyalash mumkin bo'lgan modda sifatida. Gap shundaki, bu birikma bilan ishlov berilgandan so‘ng paxta darhol barglarni to‘kib tashlaydi, bu esa odamlarga paxta terish ishlarini mashinalarga qoldirish imkonini beradi.
Kaltsiyga boy oziq-ovqatlar haqida gapirganda, sut mahsulotlari doimo tilga olinadi, lekin sutning o'zi 100 g uchun 120 mg (sigir) dan 170 mg (qo'y) gacha kaltsiyni o'z ichiga oladi; tvorog yanada kambag'al - 100 gramm uchun atigi 80 mg. Sut mahsulotlaridan faqat pishloqda 100 g mahsulot uchun 730 mg (gouda) dan 970 mg (emmental) gacha kaltsiy mavjud. Biroq, yigirmanchi elementning tarkibi bo'yicha rekordchi ko'knori hisoblanadi - 100 gramm ko'knori urug'ida deyarli 1500 mg kaltsiy bor!
Masalan, sovutish zavodlarida ishlatiladigan kaltsiy xlorid CaCl2 ko'plab kimyoviy-texnologik jarayonlarning, xususan, soda ishlab chiqarishning katta chiqindilari hisoblanadi. Biroq, kaltsiy xloridning keng qo'llanilishiga qaramay turli sohalar, uning iste'moli ishlab chiqarishdan sezilarli darajada past. Shu sababli, masalan, soda ishlab chiqaradigan zavodlar yaqinida kaltsiy xlorid sho'r suvidan butun ko'llar hosil bo'ladi. Bunday saqlash havzalari kamdan-kam uchraydi.
Kaltsiy birikmalari qancha iste'mol qilinishini tushunish uchun bir nechta misollar keltirish kerak. Po'lat ishlab chiqarishda ohak fosfor, kremniy, marganets va oltingugurtni yo'qotish uchun ishlatiladi, kislorod-konvertor jarayonida bir tonna po'lat uchun 75 kilogramm ohak iste'mol qilinadi! Yana bir misol, butunlay boshqa soha – oziq-ovqat sanoati. Shakar ishlab chiqarishda kaltsiy saxaratini cho'ktirish uchun xom shakar siropi ohak bilan reaksiyaga kirishadi. Shunday qilib, qamish shakar uchun odatda bir tonna uchun taxminan 3-5 kg ohak kerak, va lavlagi shakar - yuz baravar ko'p, ya'ni har bir tonna shakar uchun yarim tonna ohak kerak!
Suvning "qattiqligi" - bu suvda erigan kaltsiy va magniy tuzlari tomonidan suvga beriladigan bir qator xususiyatlar. Qattiqlik vaqtinchalik va doimiyga bo'linadi. Vaqtinchalik yoki karbonat qattiqligi suvda eruvchan bikarbonatlar Ca (HCO3) 2 va Mg (HCO3) 2 mavjudligidan kelib chiqadi. Karbonatning qattiqligidan qutulish juda oson - suv qaynayotganda bikarbonatlar suvda erimaydigan kaltsiy va magniy karbonatlariga aylanadi, cho'kadi. Doimiy qattiqlik bir xil metallarning sulfatlari va xloridlari tomonidan yaratilgan, ammo undan qutulish ancha qiyin. Qattiq suv nafaqat sovun ko'pikining paydo bo'lishiga to'sqinlik qilgani va shuning uchun kiyimlarni yomonroq yuvganligi uchun emas, balki bug 'qozonlari va qozonxonalarda shkala qatlamini hosil qilishi va shu bilan ularning samaradorligini pasaytirishi va favqulodda vaziyatlarga olib kelishi juda ham yomon. Qizig'i shundaki, ular suvning qattiqligini qanday aniqlashni bilishgan Qadimgi Rim. Reagent sifatida qizil sharob ishlatilgan - uning bo'yoqlari kaltsiy va magniy ionlari bilan cho'kma hosil qiladi.
Kaltsiyni saqlash uchun tayyorlash jarayoni juda qiziq. Metall kaltsiy uzoq vaqt davomida 0,5 dan 60 kg gacha bo'lgan bo'laklar shaklida saqlanadi. Bu "cho'chqalar" qog'oz qoplarga o'raladi, keyin lehimli va bo'yalgan tikuvli galvanizli temir idishlarga joylashtiriladi. Yog'och qutilarga mahkam yopiq idishlar joylashtiriladi. Og'irligi yarim kilogrammdan kam bo'lgan bo'laklarni uzoq vaqt davomida saqlash mumkin emas - oksidlanganda ular tezda oksid, gidroksid va kaltsiy karbonatga aylanadi.
Hikoya
Metall kaltsiy nisbatan yaqinda olingan - 1808 yilda, ammo insoniyat bu metalning birikmalari bilan juda uzoq vaqtdan beri tanish edi. Qadim zamonlardan beri odamlar qurilish va tibbiyotda ohaktosh, bo'r, marmar, alebastr, gips va boshqa kaltsiy o'z ichiga olgan birikmalardan foydalanganlar. Ohaktosh CaCO3, ehtimol, inson tomonidan ishlatiladigan birinchi qurilish materialidir. U Misr piramidalari va Buyuk Xitoy devorini qurishda ishlatilgan. Rossiyadagi ko'plab ibodatxonalar va cherkovlar, shuningdek, qadimgi Moskva binolarining aksariyati ohaktosh - oq tosh yordamida qurilgan. Qadim zamonlarda ham ohaktoshni yoqish orqali odam so'nmagan ohak (CaO) olgan, buni Pliniy Elder (eramizning I asr) va Rim armiyasining shifokori Dioskoridlar o'z inshosida kaltsiy oksidi uchun kiritgan asarlari tasdiqlaydi. "Dori vositalarida" nomi "tez ohak" bugungi kungacha saqlanib qolgan. Va bularning barchasi sof kaltsiy oksidi birinchi marta nemis kimyogari I. tomonidan tasvirlanganiga qaramasdan, keyin faqat 1746 yilda va 1755 yilda kimyogar J. Blek, kuyish jarayonini o'rganib, kuyish paytida ohaktoshning ommaviy yo'qolishi sodir bo'lishini aniqladi. karbonat angidrid gazining chiqishi tufayli:
CaCO3 ↔ CO2 + CaO
Giza piramidalarida ishlatiladigan Misr ohaklari qisman suvsizlangan CaSO4 2H2O gipsiga yoki boshqacha aytganda, 2CaSO4∙H2O alabasteriga asoslangan. Bu, shuningdek, Tutanxamon qabridagi barcha gipslarning asosidir. Kuygan gips (alabaster) misrliklar tomonidan sug'orish inshootlarini qurishda bog'lovchi sifatida ishlatilgan. Tabiiy gipsni yoqish yuqori haroratlar, Misr quruvchilari uning qisman suvsizlanishiga erishdilar va molekuladan nafaqat suv, balki oltingugurt angidrid ham ajralib chiqdi. Keyinchalik, suv bilan suyultirilganda, suv va harorat o'zgarishidan qo'rqmaydigan juda kuchli massa olindi.
Rimliklarni haqli ravishda beton ixtirochilari deb atash mumkin, chunki o'z binolarida ular ushbu qurilish materialining navlaridan birini - ezilgan tosh, qum va ohak aralashmasidan foydalanganlar. Bunday betondan sisternalar qurilishi haqida oqsoqol Pliniyning ta'rifi mavjud: "Sisternalar qurish uchun besh qism sof suv. shag'al qum, eng yaxshi o'chirilgan ohakning ikki qismi va har birining og'irligi bir funtdan oshmaydigan silex (qattiq lava) bo'laklari, aralashtirgandan so'ng, pastki qismini siqib oling va yon yuzalar temir to'qmoqning zarbalari. Italiyaning nam iqlimida beton eng barqaror material edi.
Ma’lum bo‘lishicha, ular keng qo‘llagan kaltsiy birikmalari insoniyatga qadimdan ma’lum bo‘lgan. Biroq, 18-asrning oxirigacha kimyogarlar ohakni oddiy tana deb hisoblashgan, faqat yangi asr arafasida ohak va boshqa kaltsiy birikmalarining tabiatini o'rganish boshlandi. Shunday qilib, Stahl ohakni tuproqli va suvli printsiplardan tashkil topgan murakkab tana ekanligini taklif qildi va Blek o'yuvchi ohak va "qattiq havo" ni o'z ichiga olgan karbonli ohak o'rtasidagi farqni aniqladi. Antuan Loran Lavuazye kalkerli erni (CaO) elementlar soniga, ya'ni oddiy moddalarga bog'ladi, garchi 1789 yilda u ohak, magneziya, barit, alumina va kremniy dioksidi murakkab moddalar ekanligini taklif qilgan, ammo buni faqat isbotlash mumkin bo'ladi. "o'jar tuproq" (kaltsiy oksidi) ni parchalash orqali. Va birinchi bo'lib Xamfri Deyvi muvaffaqiyatga erishdi. Kaliy va natriy oksidlarini elektroliz bilan muvaffaqiyatli parchalashdan so'ng, kimyogar xuddi shu tarzda ishqoriy tuproq metallarini olishga qaror qildi. Biroq, birinchi urinishlar muvaffaqiyatsiz tugadi - ingliz ohakni havoda va yog 'qatlami ostida elektroliz yo'li bilan parchalashga urinib ko'rdi, keyin ohakni trubkada kaliy metalli bilan kuydirdi va boshqa ko'plab tajribalarni o'tkazdi, ammo hech qanday natija bermadi. Nihoyat, simob katodli qurilmada ohakni elektroliz qilish orqali amalgama va undan metall kaltsiy oldi. Tez orada metall olishning bu usuli I. Berzelius va M. Pontin tomonidan takomillashtirildi.
Yangi element o'z nomini oldi Lotin so'zi"calx" (genitiv holatda calcis) - ohak, yumshoq tosh. Kalx (kalx) bo'r, ohaktosh, umuman olganda, tosh tosh, lekin ko'pincha ohak asosidagi ohak deb nomlangan. Ushbu tushuncha qadimgi mualliflar (Vitruvius, Pliniy Elder, Dioscorides) tomonidan ohaktoshni yoqish, ohakni o'chirish va ohak tayyorlashni tasvirlab bergan. Keyinchalik, alkimyogarlar davrasida "kalx" umuman qovurish mahsulotini - xususan, metallarni bildirgan. Shunday qilib, masalan, metall oksidlari metall ohak deb ataldi va kuyish jarayonining o'zi kalsinatsiya (kalsinatio) deb nomlandi. Qadimgi rus retsept bo'yicha adabiyotida najas (loy, loy) so'zi uchraydi, shuning uchun Trinity-Sergius Lavra (XV asr) to'plamida shunday deyilgan: "najas oling, undan pech uchun oltin yasaydilar". “Kalx” so‘zi bilan shak-shubhasiz bog‘liq bo‘lgan kal so‘zi faqat keyinroq go‘ng so‘zi bilan sinonimga aylangan. Rus adabiyotida XIX boshi Asrlar davomida kaltsiy ba'zan kalkerli erning asosi, kalkerli (Shcheglov, 1830), kalkerli (Iovskiy), kaltsiy, kaltsiy (Gess) deb nomlangan.
Tabiatda bo'lish
Kaltsiy sayyoramizdagi eng keng tarqalgan elementlardan biri - tabiatdagi miqdoriy tarkibi bo'yicha beshinchi (metall bo'lmaganlar, faqat kislorod ko'proq tarqalgan - 49,5% va kremniy - 25,3%) va metallar orasida uchinchi (faqat alyuminiy) keng tarqalgan - 7,5% va temir - 5,08%. Klark (er qobig'idagi o'rtacha tarkib) kaltsiy, turli baholarga ko'ra, og'irligi bo'yicha 2,96% dan 3,38% gacha, bu ko'rsatkich taxminan 3% ni tashkil qiladi. Kaltsiy atomining tashqi qobig'i ikkitadan iborat valent elektron, uning yadrosi bilan aloqasi ancha zaif. Shu sababli kaltsiy yuqori kimyoviy faollikka ega va tabiatda erkin holda uchramaydi. Shu bilan birga, u turli xil geokimyoviy tizimlarda faol ravishda ko'chib o'tadi va to'planib, taxminan 400 mineralni hosil qiladi: silikatlar, aluminosilikatlar, karbonatlar, fosfatlar, sulfatlar, borosilikatlar, molibdatlar, xloridlar va boshqalar, bu ko'rsatkich bo'yicha to'rtinchi o'rinni egallaydi. Bazaltik magmalarning erishi jarayonida kaltsiy eritmada to'planadi va asosiy tog' jinslarini hosil qiluvchi minerallar tarkibiga kiradi, fraksiyalanish jarayonida magmaning asosiydan kislotali jinslarga differensiatsiyasi paytida uning miqdori kamayadi. Kaltsiyning asosiy qismi er qobig'ining pastki qismida joylashgan bo'lib, asosiy jinslarda (6,72%) to'planadi; er mantiyasida kaltsiy kam (0,7%) va, ehtimol, er yadrosida ham kamroq (yadroga o'xshash yigirmanchi elementning temir meteoritlarida, atigi 0,02%).
To'g'ri, toshli meteoritlarda kaltsiy klarki 1,4% ni tashkil qiladi (kamdan-kam uchraydigan kaltsiy sulfid), o'rtacha jinslarda - 4,65%, kislotali jinslarda og'irlik bo'yicha 1,58% kaltsiy mavjud. Kaltsiyning asosiy qismi turli jinslarning silikatlari va aluminosilikatlari (granitlar, gneyslar va boshqalar) tarkibida, ayniqsa dala shpati - anortit Ca, shuningdek, diopsid CaMg, vollastonit Ca3 tarkibida mavjud. Cho'kindi jinslar shaklida kaltsiy birikmalari asosan mineral kaltsitdan (CaCO3) tashkil topgan bo'r va ohaktosh bilan ifodalanadi.
Kaltsiy karbonat CaCO3 er yuzidagi eng keng tarqalgan birikmalardan biridir - kaltsiy karbonatiga asoslangan minerallar er yuzasining taxminan 40 million kvadrat kilometrini qoplaydi. Er yuzasining ko'p qismlarida kaltsiy karbonatning muhim cho'kindi konlari mavjud bo'lib, ular qadimgi dengiz organizmlari qoldiqlari - bo'r, marmar, ohaktosh, qobiq jinslari - bularning barchasi kichik aralashmalar bilan CaCO3, kaltsit esa sof CaCO3 dir. Bu minerallarning eng muhimi ohaktosh, aniqrog'i, ohaktoshlardir - axir, har bir kon zichligi, tarkibi va aralashmalar miqdori bilan farq qiladi. Masalan, qobiqli jinslar organik kelib chiqishi ohaktoshidir va kamroq aralashmalarga ega bo'lgan kaltsiy karbonat ohak yoki Islandiya shpatining shaffof kristallarini hosil qiladi. Bo'r kaltsiy karbonatning yana bir keng tarqalgan navidir, ammo marmar, kaltsitning kristalli shakli tabiatda kamroq tarqalgan. Qadimgi geologik davrlarda marmar ohaktoshdan hosil bo'lganligi umumiy qabul qilingan. Er qobig'ining harakati paytida ohaktoshning alohida konlari boshqa jinslar qatlamlari ostida ko'milgan. Yuqori bosim va harorat ta'sirida qayta kristallanish jarayoni sodir bo'ldi va ohaktosh zichroq kristall jinsga - marmarga aylandi. G'alati stalaktitlar va stalagmitlar - mineral aragonit, bu kaltsiy karbonatning yana bir turi. Ortorombik aragonit iliq dengizlarda hosil bo'ladi - Bagama orollari, Florida Keys va Qizil dengiz havzasi aragonit shaklidagi kaltsiy karbonatning ulkan qatlamlaridan hosil bo'ladi. Ftorit CaF2, dolomit MgCO3 CaCO3, angidrit CaSO4, fosforit Ca5 (PO4) 3 (OH, CO3) (turli xil aralashmalar bilan) va apatitlar Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH) - shakllar kabi kaltsiy minerallari ham juda keng tarqalgan. kaltsiy fosfat, alabaster CaSO4 0,5H2O va gips CaSO4 2H2O (kaltsiy sulfat shakllari) va boshqalar. Kaltsiy o'z ichiga olgan minerallarda izomorf o'rnini bosuvchi elementlar - aralashmalar (masalan, natriy, stronsiy, noyob tuproq, radioaktiv va boshqa elementlar) mavjud.
Yigirmanchi elementning katta miqdori mavjud tabiiy suvlar Suvda va havoda yomon eriydigan CaCO3, yaxshi eriydigan Ca (HCO3) 2 va CO2 o'rtasida global "karbonat muvozanati" mavjudligi sababli:
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 = Ca2+ + 2HCO3-
Bu reaktsiya qaytariladi va yigirmanchi elementni qayta taqsimlash uchun asos bo'ladi - suvlarda karbonat angidridning yuqori miqdori bilan kaltsiy eritmada va CO2 ning past miqdori bilan CaCO3 mineral kaltsiti cho'kadi va kuchli konlarni hosil qiladi. ohaktosh, bo'r, marmar.
Tirik organizmlar tarkibiga katta miqdordagi kaltsiy kiradi, masalan, gidroksiapatit Ca5 (PO4) 3OH yoki boshqa yozuvda 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 - umurtqali hayvonlarning suyak to'qimalarining asosi, shu jumladan odamlar. Kaltsiy karbonat CaCO3 ko'plab umurtqasiz hayvonlar, tuxum qobig'i, marjon va hatto marvaridlarning qobig'i va qobig'ining asosiy tarkibiy qismidir.
Ilova
Metall kaltsiy juda kam ishlatiladi. Asosan, bu metall (shuningdek, uning gidridi) metallotermik ishlab chiqarishda qiyin qayta tiklanadigan metallar - uran, titan, toriy, tsirkoniy, seziy, rubidiy va bir qator noyob tuproq metallarini (oksidlar yoki galogenidlar) olishda ishlatiladi. ). Kaltsiy nikel, mis va zanglamaydigan po'lat ishlab chiqarishda qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi. Shuningdek, yigirmanchi element po'lat, bronza va boshqa qotishmalarni deoksidlashda, neft mahsulotlaridan oltingugurtni tozalashda, organik erituvchilarni suvsizlantirishda, argonni azotli aralashmalardan tozalashda va elektr vakuumida gazni yutish uchun ishlatiladi. qurilmalar. Metall kaltsiy Pb-Na-Ca tizimining ishqalanishga qarshi qotishmalarini (rulmanlarda qo'llaniladi), shuningdek, elektr kabellarining qobig'ini tayyorlash uchun ishlatiladigan Pb-Ca qotishmasini ishlab chiqarishda ishlatiladi. Silikokalsiy qotishmasi (Ca-Si-Ca) yuqori sifatli po'latlarni ishlab chiqarishda deoksidlovchi va degasser sifatida ishlatiladi. Kaltsiy alyuminiy qotishmalari uchun qotishma element sifatida ham, magniy qotishmalari uchun modifikatsiya qiluvchi qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Masalan, kaltsiyning kiritilishi alyuminiy rulmanlarning kuchini oshiradi. Sof kaltsiy, shuningdek, qo'rg'oshin doping uchun ishlatiladi, u akkumulyator plitalari, texnik xizmat ko'rsatmaydigan boshlang'ich qo'rg'oshinli akkumulyator batareyalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shuningdek, metall kaltsiy BKA yuqori sifatli kaltsiy babbitlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kaltsiy yordamida quyma temirdagi uglerod miqdori tartibga solinadi va vismut qo'rg'oshindan tozalanadi, po'latdan kislorod, oltingugurt va fosfor tozalanadi. Kaltsiy, shuningdek uning alyuminiy va magniy bilan qotishmalari zaxira termal elektr batareyalarida anod sifatida ishlatiladi (masalan, kaltsiy-xromat elementi).
Biroq, yigirmanchi elementning birikmalari ancha keng qo'llaniladi. Va birinchi navbatda gaplashamiz tabiiy kaltsiy birikmalari haqida. Erdagi eng keng tarqalgan kaltsiy birikmalaridan biri CaCO3 karbonatdir. Sof kaltsiy karbonat mineral kaltsit va ohaktosh, bo'r, marmar, qobiqli jinslar - kichik aralashmalar bilan CaCO3. Kaltsiy va magniy karbonat aralashmasi dolomit deb ataladi. Ohaktosh va dolomit asosan qurilish materiallari, yo'l sirtlari yoki tuproqni kislotasizlantiruvchi sifatida ishlatiladi. Kaltsiy karbonat CaCO3 kaltsiy oksidi (tez ohak) CaO va kaltsiy gidroksidi (o'chirilgan ohak) Ca (OH) 2 ni olish uchun zarurdir. O'z navbatida, CaO va Ca(OH)2 kimyo, metallurgiya va mashinasozlik sanoatining ko'plab sohalarida asosiy moddalardir - kaltsiy oksidi ham erkin shaklda, ham keramik aralashmalarning bir qismi sifatida o'tga chidamli materiallar ishlab chiqarishda ishlatiladi; katta hajmdagi kaltsiy gidroksid pulpa va qog'oz sanoati uchun zarur. Bundan tashqari, Ca (OH) 2 o'simlik zararkunandalariga qarshi kurashish uchun oqartiruvchi (yaxshi oqartiruvchi va dezinfektsiyalovchi), Berthollet tuzi, soda va ba'zi pestitsidlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Po'lat ishlab chiqarishda katta miqdorda ohak iste'mol qilinadi - oltingugurt, fosfor, kremniy va marganetsni olib tashlash uchun. Metallurgiyada ohakning yana bir roli magniy ishlab chiqarishdir. Ohak, shuningdek, po'lat simlarni chizishda moylash materiali sifatida va o'z ichiga olgan chiqindilarni tuzlash suyuqliklarini zararsizlantirishda ishlatiladi. sulfat kislota. Bundan tashqari, ichimlik va sanoat suvlarini tozalashda eng keng tarqalgan kimyoviy reagent bo'lgan ohak (alum yoki temir tuzlari bilan birgalikda suspenziyalarni koagulyatsiya qiladi va cho'kmalarni olib tashlaydi, shuningdek vaqtincha - gidrokarbonat - qattiqlikni olib tashlash orqali suvni yumshatadi). Kundalik hayotda va tibbiyotda cho'kma kaltsiy karbonat kislotani neytrallashtiruvchi vosita, tish pastalarida engil abraziv, dietada qo'shimcha kaltsiy manbai sifatida ishlatiladi. komponent kosmetikadagi saqich va plomba. CaCO3 shuningdek, kauchuk, lateks, bo'yoq va emal va plastmassalarda (og'irligi bo'yicha taxminan 10%) issiqlikka chidamliligi, qattiqligi, qattiqligi va ishlov berish qobiliyatini yaxshilash uchun plomba sifatida ishlatiladi.
Kaltsiy ftorid CaF2 alohida ahamiyatga ega, chunki u mineral (ftorit) shaklida ftorning yagona sanoat muhim manbai hisoblanadi! Kaltsiy ftorid (ftorit) optikada (astronomik ob'ektivlar, linzalar, prizmalar) monokristallar shaklida va lazer materiali sifatida ishlatiladi. Gap shundaki, faqat kaltsiy ftoridli ko'zoynaklar butun spektr hududiga o'tkazuvchan. Kaltsiy volfram (sheelit) monokristal shaklida lazer texnologiyasida, shuningdek, sintilator sifatida ishlatiladi. Kaltsiy xlorid CaCl2 - sho'r suvlarning tarkibiy qismi ham bir xil darajada muhimdir sovutish moslamalari traktorlar va boshqa transport vositalarining shinalarini to'ldirish uchun. Kaltsiy xlorid yordamida yo'llar va yo'laklar qor va muzdan tozalanadi, bu birikma ko'mir va rudani tashish va saqlash vaqtida muzlashdan himoya qilish uchun ishlatiladi, yong'inga chidamli bo'lishi uchun yog'och uning eritmasi bilan singdiriladi. CaCl2 beton aralashmalarida o'rnatish boshlanishini tezlashtirish, betonning dastlabki va yakuniy mustahkamligini oshirish uchun ishlatiladi.
Sun'iy ravishda olingan kaltsiy karbid CaC2 (kaltsiy oksidini koks bilan elektr pechlarida kaltsiylash paytida) asetilen olish va metallarni kamaytirish uchun, shuningdek, kaltsiy siyanamid ishlab chiqarishda ishlatiladi, bu esa o'z navbatida suv bug'lari ta'sirida ammiakni chiqaradi. . Bundan tashqari, kaltsiy siyanamid sintetik qatronlar ishlab chiqarish uchun qimmatbaho o'g'it va xom ashyo bo'lgan karbamid ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kaltsiyni vodorod atmosferasida isitish orqali CaH2 (kaltsiy gidrid) olinadi, u metallurgiyada (metallotermiya) va dala sharoitida vodorod ishlab chiqarishda qo'llaniladi (1 kilogramm kaltsiy gidriddan bir kub metrdan ortiq vodorod olish mumkin). ), masalan, sharlarni to'ldirish uchun ishlatiladi. Laboratoriya amaliyotida kaltsiy gidrid energiyani kamaytiruvchi vosita sifatida ishlatiladi. Mishyak kislotasini ohak bilan neytrallash natijasida olinadigan insektitsid kaltsiy arsenati paxta chig'anoqlari, kuya, tamaki qurti, Kolorado kartoshka qo'ng'iziga qarshi kurashda keng qo'llaniladi. Muhim fungitsidlar mis sulfat va kaltsiy gidroksididan olingan ohak-sulfat spreylari va Bordo aralashmalaridir.
Ishlab chiqarish
Metall kaltsiyni birinchi bo'lib ingliz kimyogari Xamfri Davi oldi. 1808 yilda u anod vazifasini bajaradigan platina plastinkasida ho'l o'chirilgan ohak Ca (OH) 2 simob oksidi HgO bilan elektroliz ishlab chiqardi (simobga botirilgan platina simi katod rolini o'ynadi), buning natijasida Davy simobni haydab, kaltsiy amalgamasini oldi. , kimyogar yangi metallni kashf etdi va uni kaltsiy deb atadi.
Zamonaviy sanoatda erkin metall kaltsiy kaltsiy xlorid CaCl2 eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi, uning nisbati 75-85% va kaliy xlorid KCl (CaCl2 va CaF2 aralashmasidan foydalanish mumkin) yoki kaltsiy oksidini aluminotermik kamaytirish yo'li bilan. CaO 1 170-1 200 ° S haroratda. Elektroliz uchun zarur bo'lgan sof suvsiz kaltsiy xlorid kaltsiy oksidini ko'mir ishtirokida qizdirib xlorlash yoki xlorid kislotaning ohaktoshga ta'sirida olingan CaCl2 ∙ 6H2O ni suvsizlantirish orqali olinadi. Elektrolitik jarayon elektroliz vannasida amalga oshiriladi, unda quruq, tozalangan kaltsiy xlorid tuzi va kaliy xlorid qo'yiladi, bu aralashmaning erish nuqtasini pasaytirish uchun zarurdir. Grafit bloklari vannaning ustiga o'rnatiladi - anod, mis-kaltsiy qotishmasi bilan to'ldirilgan quyma temir yoki po'lat hammom, katod vazifasini bajaradi. Elektroliz jarayonida kaltsiy mis-kaltsiy qotishmasiga o'tib, uni sezilarli darajada boyitadi, boyitilgan qotishmaning bir qismi doimiy ravishda chiqariladi, uning o'rniga kaltsiyda (30-35% Ca) kamaygan qotishma qo'shiladi, shu bilan birga xlor xlor-havo aralashmasini (anod gazlari) hosil qiladi, bu keyinchalik ohak sutining xlorlanishiga o'tadi. Boyitilgan mis-kaltsiy qotishmasi to'g'ridan-to'g'ri qotishma sifatida ishlatilishi yoki tozalash (distillash) uchun yuborilishi mumkin, u erda vakuumda (1000-1080 ° S haroratda va 13-20 kPa qoldiq bosimda) qaysi metalldan distillanadi. yadro tozaligidagi kalsiy olinadi. Yuqori toza kaltsiy olish uchun u ikki marta distillanadi. Elektroliz jarayoni 680-720 ° S haroratda amalga oshiriladi. Haqiqat shundaki, bu elektrolitik jarayon uchun eng maqbul haroratdir - pastroq haroratda kaltsiy bilan boyitilgan qotishma elektrolit yuzasiga suzadi va yuqori haroratda CaCl hosil bo'lishi bilan kaltsiy elektrolitda eriydi. Suyuq katodlar bilan elektroliz paytida kaltsiy va qo'rg'oshin qotishmalari yoki kaltsiy va rux qotishmalari muhandislikda to'g'ridan-to'g'ri qo'rg'oshin (rulmanlar uchun) va rux bilan kaltsiy qotishmalarini olish uchun qo'llaniladi (ko'pikli beton ishlab chiqarish uchun - qotishma namlik bilan o'zaro ta'sirlashganda, vodorod ajralib chiqadi va a. gözenekli tuzilish hosil bo'ladi). Ba'zan jarayon faqat eritilgan elektrolit yuzasi bilan aloqa qiladigan temir sovutilgan katod bilan amalga oshiriladi. Kaltsiy ajralib chiqqach, katod asta-sekin ko'tariladi, qotib qolgan elektrolit qatlami bilan atmosfera kislorodidan himoyalangan eritmadan kaltsiyning novdasi (50-60 sm) chiqariladi. "Teginish usuli" kaltsiy xlorid, temir, alyuminiy, natriy bilan kuchli ifloslangan kaltsiyni olish uchun ishlatiladi, tozalash argon atmosferasida qayta eritish orqali amalga oshiriladi.
Kaltsiyni olishning yana bir usuli - metallotermik - 1865 yilda mashhur rus kimyogari N. N. Beketov tomonidan nazariy asoslab berilgan. Aluminotermik usul reaksiyaga asoslanadi:
6CaO + 2Al → 3CaO Al2O3 + 3Ca
Briketlar kaltsiy oksidi kukunli alyuminiy bilan aralashmasidan presslanadi, ular xrom-nikel po'latdan yasalgan retortga joylashtiriladi va natijada olingan kaltsiy 1170-1200 ° S va 0,7-2,6 Pa qoldiq bosimida distillanadi. Kaltsiy bug 'shaklida olinadi, keyinchalik u sovuq yuzada kondensatsiyalanadi. Kaltsiyni olishning aluminotermik usuli Xitoy, Fransiya va boshqa bir qator mamlakatlarda qo'llaniladi. Sanoat miqyosida kaltsiyni olishning metallotermik usuli Qo'shma Shtatlar tomonidan Ikkinchi Jahon urushi davrida birinchi bo'lib qo'llanilgan. Xuddi shu tarzda, kaltsiyni CaO ni ferrosilikon yoki silikoalyuminiy bilan kamaytirish orqali olish mumkin. Kaltsiy 98-99% tozaligi bilan ingot yoki choyshab shaklida ishlab chiqariladi.
Ikkala usulda ham ijobiy va salbiy tomonlar mavjud. Elektrolitik usul ko'p operatsionli, energiyani ko'p talab qiladi (1 kg kaltsiy uchun 40-50 kVt / soat energiya sarflanadi), bundan tashqari, u ekologik xavfsiz emas, ko'p miqdorda reaktivlar va materiallarni talab qiladi. Biroq, bu usulda kaltsiyning unumi 70-80%, aluminotermik usulda esa atigi 50-60% ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, kaltsiyni olishning metallotermik usuli bilan minus shundaki, takroriy distillashni amalga oshirish kerak, va ortiqcha - kam quvvat sarfi va gaz va suyuqlikning zararli chiqindilari yo'qligi.
Yaqinda metall kaltsiy olishning yangi usuli ishlab chiqildi - u kaltsiy karbidining termal dissotsiatsiyasiga asoslangan: vakuumda 1750 ° C gacha qizdirilganda, karbid kaltsiy bug'lari va qattiq grafit hosil bo'lishi bilan parchalanadi.
20-asrning o'rtalariga qadar metall kaltsiy juda oz miqdorda ishlab chiqarilgan, chunki u deyarli ishlatilmagan. Misol uchun, Amerika Qo'shma Shtatlarida Ikkinchi Jahon urushi davrida 25 tonnadan ortiq kaltsiy iste'mol qilinmagan, Germaniyada esa atigi 5-10 tonna. Faqat 20-asrning ikkinchi yarmida, kaltsiy ko'plab nodir va o'tga chidamli metallarning faol kamaytiruvchisi ekanligi ma'lum bo'lgach, iste'molning tez o'sishi (yiliga taxminan 100 tonna) va natijada ishlab chiqarish o'sishi kuzatildi. bu metall boshlanadi. Uran tetraflorididan uranning metallotermik qaytarilishining tarkibiy qismi sifatida kaltsiy ishlatiladigan yadro sanoatining rivojlanishi bilan (kaltsiy o'rniga magniy qo'llaniladigan Qo'shma Shtatlar bundan mustasno), talab (yiliga taxminan 2000 tonna). ) yigirma raqamli element uchun, shuningdek, uning ishlab chiqarilishi ko'p marta oshdi. Ustida bu daqiqa Xitoy, Rossiya, Kanada va Frantsiyani metall kaltsiyning asosiy ishlab chiqaruvchilari deb hisoblash mumkin. Bu mamlakatlardan kaltsiy AQSh, Meksika, Avstraliya, Shveytsariya, Yaponiya, Germaniya, Buyuk Britaniyaga yuboriladi. Xitoy metallni shunday hajmlarda ishlab chiqarishni boshlagunga qadar kaltsiy metalining narxi barqaror ravishda oshib bordi, jahon bozorida yigirmanchi elementning ortiqcha qismi paydo bo'ldi, bu esa narxning keskin pasayishiga olib keldi.
Jismoniy xususiyatlar
Metall kaltsiy nima? 1808 yilda ingliz kimyogari Xamfri Deyvi tomonidan olingan bu element kattalar tanasidagi massasi 2 kilogrammgacha bo'lgan metallning xususiyatlari qanday?
Kaltsiy oddiy moddasi kumush-oq rangdagi engil metalldir. Kaltsiyning zichligi faqat 1,54 g / sm3 (20 ° C haroratda), bu temir (7,87 g / sm3), qo'rg'oshin (11,34 g / sm3), oltin (19,3 g / sm3) zichligidan sezilarli darajada kam. ) yoki platina (21,5 g/sm3). Kaltsiy alyuminiy (2,70 g/sm3) yoki magniy (1,74 g/sm3) kabi "vaznsiz" metallardan ham engilroq. Natriy (0,97 g / sm3), kaliy (0,86 g / sm3), litiy (0,53 g / sm3) - yigirmanchi elementdan kamroq zichlik bilan bir nechta metallar "maqtanishi" mumkin. Zichligi bo'yicha kaltsiy rubidiyga juda o'xshaydi (1,53 g / sm3). Kaltsiyning erish nuqtasi 851 °C, qaynash nuqtasi 1480 °C. Boshqa gidroksidi tuproq metallari uchun shunga o'xshash erish (biroz pastroq bo'lsa ham) va qaynash nuqtalari stronsiy (770 ° C va 1380 ° C) va bariy (710 ° C va 1640 ° C).
Metall kaltsiy ikkita allotropik modifikatsiyada mavjud: normal haroratda 443 ° C gacha, a-kaltsiy mis tipidagi kubik yuz markazli panjara bilan barqaror bo'lib, parametrlari bilan: a = 0,558 nm, z = 4, kosmik guruhi Fm3m, atom radiusi 1,97 A, ion radiusi Ca2+ 1,04 A; 443-842 ° S harorat oralig'ida b-kaltsiy a-temir tipidagi kubik tana markazli panjara bilan barqaror bo'lib, parametrlari a = 0,448 nm, z = 2, bo'shliq guruhi Im3m. Standart entalpiya a-modifikatsiyadan b-modifikatsiyaga o'tish 0,93 kJ/mol. 0-300 ° S harorat oralig'ida kaltsiy uchun chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 22 10-6. Yigirmanchi elementning 20 ° C da issiqlik o'tkazuvchanligi 125,6 Vt / (m K) yoki 0,3 kal / (sm sek ° C). Maxsus issiqlik 0 dan 100 ° C gacha bo'lgan kaltsiy 623,9 j / (kg K) yoki 0,149 kal / (g ° C) ni tashkil qiladi. 20 ° S da kaltsiyning elektr qarshiligi 4,6 10-8 ohm m yoki 4,6 10-6 ohm sm; yigirma raqamli elementning elektr qarshiligining harorat koeffitsienti 4.57 10-3 (20 ° C da). Kaltsiyning elastiklik moduli 26 Gn / m2 yoki 2600 kgf / mm2; yakuniy kuchlanish kuchi 60 Mn / m2 (6 kgf / mm2); kaltsiy uchun elastiklik chegarasi 4 MN / m2 yoki 0,4 kgf / mm2, oqish quvvati 38 MN / m2 (3,8 kgf / mm2); yigirmanchi elementning nisbiy uzayishi 50%; Brinell kaltsiy qattiqligi 200-300 MN / m2 yoki 20-30 kgf / mm2. Bosimning asta-sekin o'sishi bilan kaltsiy yarimo'tkazgichning xususiyatlarini namoyon qila boshlaydi, lekin so'zning to'liq ma'nosida bitta bo'lib qolmaydi (shu bilan birga, u endi metall emas). Bosimning yanada oshishi bilan kaltsiy metall holatiga qaytadi va o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlarini namoyish qila boshlaydi (o'ta o'tkazuvchanlik harorati simobdan olti baravar yuqori va o'tkazuvchanlik bo'yicha barcha boshqa elementlardan ancha yuqori). Kaltsiyning o'ziga xos xulq-atvori ko'p jihatdan stronsiyga o'xshaydi (ya'ni davriy jadvaldagi parallellar saqlanib qoladi).
Elementar kaltsiyning mexanik xususiyatlari metall oilasining boshqa a'zolaridan farq qilmaydi, ular mukammal strukturaviy materiallardir: yuqori tozalikdagi metall kaltsiy egiluvchan, yaxshi bosilgan va o'ralgan, simga tortilgan, soxtalashtirilgan va kesishga yaroqli - uni tokarlik stanogida aylantirish mumkin. Biroq, strukturaviy materialning barcha bu ajoyib fazilatlariga qaramay, kaltsiy bunday emas - hamma narsaning sababi uning yuqori kimyoviy faolligi. To'g'ri, shuni unutmaslik kerakki, kaltsiy suyak to'qimalarining ajralmas tarkibiy materialidir va uning minerallari qurilish materiali ko'p ming yillar davomida allaqachon.
Kimyoviy xossalari
Kaltsiy atomining tashqi elektron qobig'ining konfiguratsiyasi 4s2 ga teng, bu birikmalardagi yigirmanchi elementning 2 tasining valentligini aniqlaydi. Tashqi qatlamning ikkita elektroni nisbatan osonlik bilan atomlardan ajralib chiqadi, keyin ular musbat ikki marta zaryadlangan ionlarga aylanadi. Shu sababli, kimyoviy faollik jihatidan kaltsiy gidroksidi metallardan (kaliy, natriy, litiy) bir oz pastroqdir. Ikkinchisi kabi, hatto oddiy xona haroratida ham, kaltsiy kislorod, karbonat angidrid va nam havo bilan osongina o'zaro ta'sir qiladi, shu bilan birga CaO oksidi va Ca (OH) 2 gidroksid aralashmasidan zerikarli kulrang plyonka bilan qoplangan. Shuning uchun kaltsiy mineral moy, suyuq kerosin yoki kerosin qatlami ostida germetik yopiq idishda saqlanadi. Kislorod va havoda qizdirilganda kaltsiy yonadi, yorqin qizil olov bilan yonadi va asosiy oksidi CaO hosil bo'ladi, bu oq, tez yonuvchan moddadir, erish nuqtasi taxminan 2600 ° S. Kaltsiy oksidi san'atda so'nmagan ohak yoki kuygan ohak sifatida ham tanilgan. Kaltsiy peroksidlari - CaO2 va CaO4 ham olingan. Kaltsiy suv bilan vodorodning chiqishi bilan reaksiyaga kirishadi (standart potentsiallar qatorida kaltsiy vodorodning chap tomonida joylashgan va uni suvdan siqib chiqarishga qodir) va kaltsiy gidroksid Ca (OH) 2 hosil bo'lishi va sovuq suvda. reaktsiya tezligi asta-sekin pasayadi (yomon eriydigan kaltsiy gidroksid qatlamining shakllanishi tufayli):
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 + Q
Kaltsiy issiq suv bilan kuchliroq o'zaro ta'sir qiladi, vodorodni tezda almashtiradi va Ca (OH) 2 ni hosil qiladi. Kaltsiy gidroksidi Ca (OH) 2 kuchli asos, suvda ozgina eriydi. Kaltsiy gidroksidning to'yingan eritmasi ohak suvi deb ataladi va ishqoriydir. Havoda ohak suvi karbonat angidridning so'rilishi va erimaydigan kaltsiy karbonat hosil bo'lishi tufayli tezda bulutli bo'ladi. Yigirmanchi elementning suv bilan o'zaro ta'sirida sodir bo'ladigan bunday zo'ravon jarayonlarga qaramay, undan farqli o'laroq, ishqoriy metallar, kaltsiyning suv bilan o'zaro ta'siri reaktsiyasi kamroq kuchliroq davom etadi - portlashlar va yonishlarsiz. Umuman olganda, kaltsiyning reaktivligi boshqa gidroksidi tuproq metallariga qaraganda past.
Kaltsiy halogenlar bilan faol birlashadi va shu bilan CaX2 tipidagi birikmalarni hosil qiladi - u sovuqda ftor bilan, 400 ° C dan yuqori haroratda xlor va brom bilan reaksiyaga kirishadi va mos ravishda CaF2, CaCl2 va CaBr2 ni beradi. Ushbu galogenidlar erigan holatda CaX tipidagi kaltsiy monogalidlari bilan hosil bo'ladi - CaF, CaCl, unda kaltsiy rasmiy ravishda monovalentdir. Bu birikmalar faqat digalidlarning erish nuqtalaridan yuqorida barqaror (ular soviganda Ca va CaX2 hosil qilish uchun nomutanosib boʻladi). Bundan tashqari, kaltsiy, ayniqsa qizdirilganda, turli xil metall bo'lmaganlar bilan faol o'zaro ta'sir qiladi: oltingugurt bilan qizdirilganda kaltsiy sulfid CaS olinadi, ikkinchisi oltingugurtni biriktirib, polisulfidlarni (CaS2, CaS4 va boshqalar) hosil qiladi; 300-400 ° S haroratda quruq vodorod bilan o'zaro ta'sirlashganda, kaltsiy CaH2 gidridini hosil qiladi - vodorod anion bo'lgan ionli birikma. Kaltsiy gidridi CaH2 oq tuzga o'xshash modda bo'lib, vodorodni chiqarish uchun suv bilan kuchli reaksiyaga kirishadi:
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2
Azotli atmosferada qizdirilganda (taxminan 500 ° C) kaltsiy yonadi va ikkita kristalli shaklda ma'lum bo'lgan Ca3N2 nitridini hosil qiladi - yuqori haroratli a va past haroratli b. Ca3N4 nitridi kaltsiy amid Ca(NH2)2 ni vakuumda qizdirish orqali ham olingan. Grafit (uglerod), kremniy yoki fosfor bilan havoga kirmasdan qizdirilganda, kaltsiy mos ravishda kaltsiy karbid CaC2, silisidlar Ca2Si, Ca3Si4, CaSi, CaSi2 va fosfidlar Ca3P2, CaP va CaP3 ni beradi. Metall bo'lmagan kaltsiy birikmalarining aksariyati suv bilan oson parchalanadi:
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3
Bor bilan kaltsiy kaltsiy borid CaB6, xalkogenlar bilan - xalkogenidlar CaS, CaSe, CaTe hosil qiladi. CaS4, CaS5, Ca2Te3 polixalkogenidlari ham ma'lum. Kaltsiy turli metallar - alyuminiy, oltin, kumush, mis, qo'rg'oshin va boshqalar bilan intermetalik birikmalar hosil qiladi. Kaltsiy energiyani qaytaruvchi vosita bo'lib, qizdirilganda deyarli barcha metallarni oksidlari, sulfidlari va galogenidlaridan siqib chiqaradi. Kaltsiy suyuq ammiak NH3 da ko'k rangli eritma hosil bo'lishi bilan yaxshi eriydi, uning bug'lanishi ammiakni chiqaradi [Ca (NH3) 6] - metall o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan oltin rangli qattiq birikma. Kaltsiy tuzlari odatda kislota oksidlarining kaltsiy oksidi bilan o'zaro ta'siri, kislotalarning Ca(OH)2 yoki CaCO3 ga ta'siri va suvli elektrolitlar eritmalarida almashinuv reaktsiyalari natijasida olinadi. Ko'pgina kaltsiy tuzlari suvda yaxshi eriydi (CaCl2 xlorid, CaBr2 bromid, CaI2 yodid va Ca(NO3)2 nitrat), ular deyarli har doim kristalli gidratlar hosil qiladi. CaF2 ftorid, CaCO3 karbonat, CaSO4 sulfat, Ca3(PO4)2 ortofosfat, CaC2O4 oksalat va boshqalar suvda erimaydi.
Kaltsiy tabiatda turli birikmalar shaklida juda keng tarqalgan. Er qobig'ida u beshinchi o'rinni egallaydi, 3,25% ni tashkil qiladi va ko'pincha ohaktosh CaCO3, dolomit CaCO3 * MgCO3, gips CaSO4 * 2H2O, fosforit Ca3 (PO4) 2 va flor shpati CaF2 ko'rinishida uchraydi. silikat jinslari tarkibida kaltsiyning muhim qismi. DA dengiz suvi o'rtacha 0,04% (og'irlik) kaltsiyni o'z ichiga oladiKaltsiyning fizik va kimyoviy xossalari
Kaltsiy elementlar davriy tizimining II guruhining ishqoriy tuproq metallari kichik guruhiga kiradi; seriya raqami 20, atom og'irligi 40,08, valentligi 2, atom hajmi 25,9. Kaltsiy izotoplari: 40 (97%), 42 (0,64%), 43 (0,15%), 44 (2,06%), 46 (0,003%), 48 (0,185%). Elektron tuzilma kaltsiy atomlari: 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2. Atomning radiusi 1,97 A, ionning radiusi 1,06 A. 300 ° gacha bo'lgan kaltsiy kristallari markazlashtirilgan yuzlari va 5,53 A yon kattaligi bo'lgan kub shakliga ega, 450 ° dan yuqori - olti burchakli shakl. Kaltsiyning solishtirma ogʻirligi 1,542, erish temperaturasi 851°, qaynash temperaturasi 1487°, erish issiqligi 2,23 kkal/mol, bugʻlanish issiqligi 36,58 kkal/mol. Qattiq kaltsiyning atom issiqlik sig'imi 298-673 ° K uchun Cp = 5,24 + 3,50 * 10v-3 T va 673-1124 ° K uchun Cp = 6,29 + 1,40 * 10v-3T; suyuq kaltsiy uchun Cp = 7,63. Qattiq kaltsiyning entropiyasi 9,95 ± 1, gazsimon 25 ° 37,00 ± 0,01.
Qattiq kaltsiyning bug' bosimini Yu.A. Priselkov va A.N. Nesmeyanov, P. Duglas va D. Tomlin. To'yingan kaltsiy bug'ining elastiklik qiymatlari jadvalda keltirilgan. bitta.
Issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha kaltsiy natriy va kaliyga yaqinlashadi, 20-100 ° haroratda chiziqli kengayish koeffitsienti 25 * 10v-6, 20 ° da elektr qarshiligi 3,43 mk ohm / sm3, 0 dan 100 ° gacha bo'lgan harorat koeffitsienti. elektr qarshilik 0,0036. Elektrokimyoviy ekvivalenti 0,74745 g/a*soat. Kaltsiyning tortishish kuchi 4,4 kg/mm2, Brinell qattiqligi 13, cho'zilish 53%, pasayish koeffitsienti 62%.
Kaltsiy kumush-oq rangga ega, sindirilganda porlaydi. Havoda metall nitrid, oksid va qisman kaltsiy peroksiddan iborat nozik mavimsi-kulrang plyonka bilan qoplangan. Kaltsiy moslashuvchan va egiluvchan; uni stanokda qayta ishlash, burg'ulash, kesish, arralash, presslash, chizish va hokazo. Metall qanchalik toza bo'lsa, uning egiluvchanligi shunchalik yuqori bo'ladi.
Bir qator kuchlanishlarda kaltsiy eng elektromanfiy metallar orasida joylashgan bo'lib, bu uning yuqori kimyoviy faolligini tushuntiradi. Xona haroratida kaltsiy quruq havo bilan reaksiyaga kirishmaydi, 300 ° va undan yuqori haroratda u intensiv oksidlanadi va kuchli qizdirilganda yorqin to'q sariq-qizil olov bilan yonadi. Nam havoda kaltsiy asta-sekin oksidlanib, gidroksidga aylanadi; sovuq suv bilan nisbatan sekin reaksiyaga kirishadi, lekin vodorodni issiq suvdan kuchli siqib chiqaradi, gidroksid hosil qiladi.
Azot kalsiy bilan 300° da, 900° da juda qizgʻin reaksiyaga kirishib, Ca3N2 nitridi hosil qiladi. Vodorod bilan 400 ° haroratda kaltsiy CaH2 gidridini hosil qiladi. Quruq halogenlar bilan, ftordan tashqari, kaltsiy xona haroratida bog'lanmaydi; galogenidlarning intensiv shakllanishi 400 ° va undan yuqorida sodir bo'ladi.
Kuchli sulfat (65-60 ° Be) va nitrat kislotalar sof kaltsiyga zaif ta'sir qiladi. Mineral kislotalarning suvdagi eritmalaridan xlorid kislota, kuchli nitrat kislota va kuchsiz sulfat kislota juda kuchli ta'sir qiladi. Konsentrlangan NaOH eritmalarida va soda eritmalarida kaltsiy deyarli yo'q qilinmaydi.
Ilova
Kaltsiy sanoatning turli sohalarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. So'nggi paytlarda u bir qator metallarni ishlab chiqarishda qaytaruvchi vosita sifatida katta ahamiyatga ega bo'ldi. Sof uran metalli uran ftoridini kalsiy metali bilan qaytarish orqali olinadi. Titan oksidlari, shuningdek, tsirkoniy, toriy, tantal, niobiy va boshqa nodir metallarning oksidlari kaltsiy yoki uning gidridlari bilan qaytarilishi mumkin. Kaltsiy mis, nikel, xrom-nikel qotishmalari, maxsus po'latlar, nikel va qalay bronzalarini ishlab chiqarishda yaxshi deoksidlovchi va degasser bo'lib, oltingugurt, fosfor va uglerodni metallar va qotishmalardan tozalaydi.
Kaltsiy vismut bilan o'tga chidamli birikmalar hosil qiladi, shuning uchun u qo'rg'oshinni vismutdan tozalash uchun ishlatiladi.
Kaltsiy turli xil engil qotishmalarga qo'shiladi. Bu ingotlarning sirtini yaxshilashga, nozikligini va oksidlanish qobiliyatini kamaytirishga yordam beradi. Kaltsiyni o'z ichiga olgan rulman qotishmalari keng qo'llaniladi. Qo'rg'oshin qotishmalari (0,04% Ca) kabel qoplamalarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.
Kaltsiy spirtlarni suvsizlantirish va neft mahsulotlarini oltingugurtdan tozalash uchun erituvchilar uchun ishlatiladi. Yuqori sifatli g'ovakli beton ishlab chiqarish uchun kaltsiy-rux qotishmalari yoki sink-magniy qotishmalari (70% Ca) ishlatiladi. Kaltsiy antifriksion qotishmalarning bir qismidir (qo'rg'oshin-kaltsiy babbitlari).
Kislorod va azotni bog'lash qobiliyati tufayli kaltsiy yoki kaltsiy qotishmalari natriy va boshqa metallar bilan asil gazlarni tozalash uchun va vakuumli radio uskunalarida oluvchi sifatida ishlatiladi. Kaltsiy, shuningdek, dalada vodorod manbai bo'lgan gidrid ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Uglerod bilan kaltsiy CaC2 kaltsiy karbidini hosil qiladi, u ko'p miqdorda asetilen C2H2 ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Rivojlanish tarixi
Devi birinchi marta 1808 yilda nam ohakni simob katodi bilan elektroliz qilish orqali amalgam shaklida kaltsiy oldi. Bunsen 1852 yilda kaltsiy xloridning xlorid kislota eritmasini elektroliz qilish orqali yuqori kaltsiyli amalgam oldi. Bunsen va Matyssen 1855 yilda CaCl2 ni elektroliz qilish orqali sof kaltsiyni va CaF2 ni elektroliz qilish orqali Moissanni olishdi. 1893 yilda Borchers katodli sovutishni qo'llash orqali kaltsiy xloridning elektrolizini sezilarli darajada yaxshiladi; Arndt 1902 yilda elektroliz orqali 91,3% Ca ni o'z ichiga olgan metallni oldi. Ruff va Plata elektroliz haroratini pasaytirish uchun CaCl2 va CaF2 aralashmasidan foydalanganlar; Borchers va Stokem kaltsiyning erish nuqtasidan past haroratda shimgichni olishdi.
Rathenau va Süter kaltsiyni elektrolitik ishlab chiqarish muammosini sensorli katod bilan elektroliz usulini taklif qilish orqali hal qildilar, bu esa tez orada sanoatga aylandi. Kaltsiy qotishmalarini elektroliz yo'li bilan, ayniqsa suyuq katodda olish bo'yicha ko'plab takliflar va urinishlar bo'lgan. F.O. Banzel, boshqa metallarning tuzlari yoki ftoroksidlari qo'shilishi bilan CaF2 ni elektroliz qilish orqali kaltsiy qotishmalarini olish mumkin. Poulenet va Melan suyuq alyuminiy katodda Ca-Al qotishmasini olishdi; Kugelgen va Sevard sink katodida Ca-Zn qotishmasini ishlab chiqardilar. Ca-Zn qotishmalarini tayyorlash 1913 yilda V. Moldengauer va J. Andersen tomonidan o'rganilib, ular qo'rg'oshin katodida Pb-Ca qotishmalarini ham olgan. Koba, Simkins va Gire 2000 A qo'rg'oshin katod xujayrasidan foydalanganlar va 20% oqim samaradorligida 2% Ca bilan qotishma ishlab chiqargan. I. Tselikov va V. Vazinger natriy bilan qotishma olish uchun elektrolitga NaCl qo'shdilar; R.R. Syromyatnikov qotishmani aralashtirib, 40-68% oqim samaradorligiga erishdi. Qo'rg'oshin, rux va mis bilan kaltsiy qotishmalari sanoat miqyosida elektroliz yo'li bilan ishlab chiqariladi.
Kaltsiyni olishning termal usuli katta qiziqish uyg'otdi. Oksidlarning aluminotermik qaytarilishi 1865 yilda H.H. Beketov. 1877 yilda Malet kaltsiy, bariy va stronsiy oksidlari aralashmasini qizdirilganda alyuminiy bilan o'zaro ta'sirini kashf etdi.Vinkler xuddi shu oksidlarni magniy bilan kamaytirishga harakat qildi; Bilz va Vagner vakuumda kaltsiy oksidini alyuminiy bilan qaytarib, metallning past unumini oldilar.Gunz 1929 yilda eng yaxshi natijalarga erishdi. A.I. Voinitskiy 1938 yilda laboratoriyada kaltsiy oksidini alyuminiy va kremniy qotishmalari bilan kamaytirdi. Usul 1938 yilda patentlangan. Ikkinchi jahon urushi oxirida termal usul sanoatda qo'llanilgan.
1859 yilda Karon ishqoriy tuproq metallari bilan natriy qotishmalarini ularning xloridlariga metall natriy ta'sirida olish usulini taklif qildi. Bu usulga ko'ra kalsiy (va barin) qo'rg'oshin bilan qotishmada olinadi.Ikkinchi jahon urushigacha. sanoat ishlab chiqarish kaltsiy elektrolizi Germaniya va Fraksiyaga etkazib berildi. Biterfeldda (Germaniya) 1934-1939 yillarda yiliga 5-10 t kaltsiy ishlab chiqarilgan.AQShning kaltsiyga bo'lgan talabi import hisobidan qoplanib, 1920-1940 yillarda yiliga 10-25 g ni tashkil etgan. 1940 yildan boshlab, Frantsiyadan import to'xtatilgach, Qo'shma Shtatlar elektroliz yo'li bilan sezilarli miqdorda kaltsiy ishlab chiqara boshladi; urush oxirida ular kaltsiyni vakuumli termal usul bilan olishni boshladilar; S. Loomisning so'zlariga ko'ra, uning ishlab chiqarish hajmi kuniga 4,5 tonnaga etdi. Minerale Yarbuk ma'lumotlariga ko'ra, Kanadadagi Dominium Magnezium yiliga kaltsiy ishlab chiqaradi:
Kaltsiyni chiqarish miqyosi haqida ma'lumot o'tgan yillar yo'qolgan.
17.12.2019
Far Cry seriyasi o'z o'yinchilarini barqarorlik bilan xursand qilishda davom etmoqda. Ko'p vaqt davomida ushbu o'yinda nima qilish kerakligi aniq bo'ladi. Ov qilish, omon qolish, qo'lga olish ...
16.12.2019
Yashash maydonining dizaynini yaratishda yashash xonasining ichki qismiga alohida e'tibor berilishi kerak - u sizning "koinotingiz" markaziga aylanadi....
15.12.2019
Iskaladan foydalanmasdan uy qurishni tasavvur qilib bo'lmaydi. Boshqa sohalarda iqtisodiy faoliyat bunday dizaynlar ham qo'llaniladi. FROM...
14.12.2019
Metall buyumlarni doimiy ulash usuli sifatida payvandlash bir asrdan ko'proq vaqt oldin paydo bo'lgan. Shu bilan birga, hozirgi vaqtda uning ahamiyatini ortiqcha baholab bo'lmaydi. DA...
14.12.2019
Atrofdagi makonni optimallashtirish ham kichik, ham katta omborlar uchun juda muhimdir. Bu ishni sezilarli darajada osonlashtiradi va ...
13.12.2019
Metall plitka - tom yopish uchun metall material. Plitalar yuzasi polimer materiallar va sink bilan qoplangan. Tabiiy plitkalar material tomonidan taqlid qilinadi ...
13.12.2019
Sinov uskunalari turli sohalarda keng qo'llanilgan. Uning sifati benuqson bo'lishi kerak. Ushbu maqsadga erishish uchun qurilmalar ...
