Karakterizacija kalcija. svojstva kalcija. Kalcij formula

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Među svim elementima periodnog sustava postoji nekoliko njih, bez kojih ne samo da je moguće razviti razne bolesti u živim organizmima, nego je općenito nemoguće normalno živjeti i rasti. Jedan od njih je kalcij.

Zanimljivo je da kada je u pitanju ovaj metal, kao jednostavna supstanca, nema nikakve koristi za čovjeka, čak ni štete. Međutim, treba samo spomenuti ione Ca²⁺, jer odmah postoji masa točaka koje karakteriziraju njihovu važnost.

Položaj kalcija u periodnom sustavu

Karakterizacija kalcija, kao i bilo kojeg drugog elementa, počinje naznakom njegovog položaja u periodnom sustavu. Na kraju krajeva, omogućuje puno naučiti o ovom atomu:

• core charge;
• broj elektrona i protona, neutrona;
• oksidacijsko stanje, više i niže;
• elektronička konfiguracija i druge važne stvari.

Element koji razmatramo nalazi se u četvrtom velikom periodu druge grupe, glavne podskupine i ima serijski broj 20. Također, kemijski periodni sustav pokazuje atomsku težinu kalcija - 40,08, što je prosjek vrijednost postojećih izotopa ovogatom.

Oksidacijsko stanje je jedno, uvijek konstantno, jednako +2. Formula višeg oksida CaO. Latinski naziv za element je kalcij, otuda simbol za atom Ca.

Karakterizacija kalcija kao jednostavne tvari

U normalnim uvjetima, ovaj element je metal, srebrno bijeli. Formula kalcija kao jednostavne tvari je Ca. Zbog svoje visoke kemijske aktivnosti, može tvoriti mnoge spojeve koji pripadaju različitim klasama.

U čvrstom agregacijskom stanju nije uključen u ljudsko tijelo, stoga je važan za industrijske i tehničke potrebe (uglavnom kemijske sinteze).

Jedan je od najčešćih metala po udjelu u zemljinoj kori, oko 1,5%. Spada u skupinu zemnoalkalijskih, budući da otapanjem u vodi daje lužine, ali se u prirodi javlja u obliku više minerala i soli. Mnogo kalcija (400 mg/l) sadrži morsku vodu.

Kristalna rešetka

Karakteristika kalcija se objašnjava strukturom kristalne rešetke, koja može imati dvije vrste (budući da postoji alfa i beta oblik):

• cubic face-centric;
• usredotočeno na volumen.

Vrsta veze u molekuli je metalna, na mjestima rešetke, kao i kod svih metala, postoje atom-ioni.

Biti u prirodi

U prirodi postoji nekoliko osnovnih tvari koje sadrže ovaj element.

1. Morska voda.
2. Stjene i minerali.
3. Živi organizmi (školjke iškoljke, koštano tkivo i tako dalje).
4. Podzemne vode u zemljinoj kori.

Sljedeće vrste stijena i minerala mogu se identificirati kao prirodni izvori kalcija.

1. Dolomit je mješavina kalcija i magnezijevog karbonata.
2. Fluorit - kalcijev fluorid.
3. Gips - CaSO₄ 2H₂O.
4. Kalcit - kreda, vapnenac, mramor - kalcijev karbonat.
5. Alabaster - CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Ukupno postoji oko 350 različitih minerala i stijena koje sadrže kalcij.

Načini dobivanja

Dugo nije bilo moguće izolirati metal u slobodnom obliku, budući da je njegova kemijska aktivnost visoka, nećete ga naći u čistom obliku u prirodi. Stoga je sve do 19. stoljeća (1808.) predmetni element bio još jedna misterija koju je nosio periodni sustav.

Kalcij kao metal uspio je sintetizirati engleski kemičar Humphrey Davy. On je prvi otkrio značajke interakcije talina čvrstih minerala i soli s električnom strujom. Do danas je još uvijek najrelevantniji način dobivanja ovog metala elektroliza njegovih soli, kao što su:

• mješavina kalcijevih i kalijevih klorida;
• mješavina fluorida i kalcijevog klorida.

Također je moguće ekstrahirati kalcij iz njegovog oksida pomoću aluminotermne metode uobičajene u metalurgiji.

Fizička svojstva

Karakterizacija kalcija u smislu fizičkih parametara može se opisati u nekoliko točaka.

1. Agregatno stanje je čvrsto u normalnim uvjetima.
2. Točka topljenja - 842 ⁰C.
3. Metal je mekan, može se rezati nožem.
4. Boja - srebrno bijela, sjajna.
5. Ima dobra vodljiva i toplinska svojstva.
6. Kada se dugo zagrijava, prelazi u tekućinu, a zatim u stanje pare, gubi svoja metalna svojstva. Vrelište 1484 ⁰C.

Fizička svojstva kalcija imaju jednu značajku. Kada se na metal izvrši pritisak, on u nekom trenutku gubi svoja metalna svojstva i sposobnost vođenja električne energije. Međutim, s daljnjim povećanjem izloženosti, ponovno se obnavlja i očituje se kao supravodnik, nekoliko puta veći od ostalih elemenata u ovim pokazateljima.

Kemijska svojstva

Aktivnost ovog metala je vrlo visoka. Stoga postoje mnoge interakcije u koje kalcij ulazi. Reakcije sa svim nemetalima su mu uobičajene, jer je kao reducir vrlo jak.

1. U normalnim uvjetima lako reagira stvarajući odgovarajuće binarne spojeve s: halogenima, kisikom.
2. Kada se zagrije: vodik, dušik, ugljik, silicij, fosfor, bor, sumpor i drugi.
3. Na otvorenom odmah stupa u interakciju s ugljičnim dioksidom i kisikom, stoga postaje prekriven sivim premazom.
4. Snažno reagira s kiselinama, ponekad zapaljivo.

Zanimljiva svojstva kalcija pojavljuju se kada je u pitanjuo tome u sastavu soli. Dakle, prekrasni špiljski stalaktiti i stalagmiti koji rastu na stropu i zidovima nisu ništa drugo do kalcijev karbonat, nastao tijekom vremena iz vode, ugljičnog dioksida i bikarbonata pod utjecajem procesa unutar podzemnih voda.

S obzirom na to koliko je metal aktivan u svom normalnom stanju, on se pohranjuje u laboratorijima, poput onih alkalnih. U tamnoj staklenoj posudi, sa dobro zatvorenim poklopcem i ispod sloja kerozina ili parafina.

Kvalitativna reakcija na kalcijev ion je boja plamena u prekrasnoj, bogatoj ciglenocrvenoj boji. Također je moguće identificirati metal u sastavu spojeva po netopivim precipitatima nekih njegovih soli (kalcijev karbonat, fluorid, sulfat, fosfat, silikat, sulfit).

Metalni spojevi

Vrste metalnih spojeva su sljedeće:

• oksid;
• hidroksid;
• kalcijeve soli (srednje, kisele, bazične, dvostruke, složene).

Kalcijev oksid je poznat kao živo vapno. CaO se koristi za stvaranje građevinskog materijala (vapno). Ako oksid ugasite vodom, dobivate odgovarajući hidroksid, koji pokazuje svojstva lužine.

Razne kalcijeve soli, koje se koriste u različitim sektorima gospodarstva, od velike su praktične važnosti. Kakve soli postoje, već smo spomenuli gore. Evo primjera vrsta ovih spojeva.

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

U obliku spojeva ove klase kalcij je važan za biološke sustave, budući da su soli izvor iona za tijelo.

Biološka uloga

Koja je važnost kalcija za ljudski organizam? Postoji nekoliko razloga.

1. Ioni ovog elementa su dio međustanične tvari i tkivne tekućine, sudjeluju u regulaciji mehanizama ekscitacije, proizvodnji hormona i neurotransmitera.
2. Kalcij se nakuplja u kostima, zubnoj caklini u količini od oko 2,5% ukupne tjelesne težine. To je dosta i igra važnu ulogu u jačanju ovih struktura, održavanju njihove snage i stabilnosti. Rast tijela bez toga je nemoguć.
3. Zgrušavanje krvi također ovisi o ionima o kojima je riječ.
4. Dio je srčanog mišića, sudjeluje u njegovoj ekscitaciji i kontrakciji.
5. Učesnik je procesa egzocitoze i drugih unutarstaničnih promjena.

Ako količina unesenog kalcija nije dovoljna, dolazi do razvoja bolesti kao što su:

• rahitis;
• osteoporoza;
• bolesti krvi.

Dnevna norma za odraslu osobu je 1000 mg, a za djecu od 9 godina 1300 mg. Kako bi se spriječilo prekomjerno obilje ovog elementa u tijelu, naznačena doza se ne smije prekoračiti. Inačeslučaju, može se razviti bolest crijeva.

Za sva druga živa bića kalcij nije ništa manje važan. Na primjer, mnogi beskralješnjaci, iako nemaju kostur, međutim, vanjska sredstva za njihovo jačanje također su formacije ovog metala. Među njima:

• školjke;
• dagnje i kamenice;
• spužve;
• koraljni polipi.

Svi oni nose na leđima ili, u principu, u procesu života formiraju nekakav vanjski kostur koji ih štiti od vanjskih utjecaja i grabežljivaca. Njegova glavna komponenta su kalcijeve soli.

Krašnjaci, poput ljudi, trebaju ove ione za normalan rast i razvoj i dobivaju ih iz hrane.

Preparati koji sadrže kalcij

Postoji mnogo opcija pomoću kojih je moguće nadoknaditi element koji nedostaje u tijelu. Najbolje od svega, naravno, prirodne metode - proizvodi koji sadrže željeni atom. Međutim, ako je iz nekog razloga to nedovoljno ili nemoguće, medicinski put je također prihvatljiv.

Dakle, popis namirnica koje sadrže kalcij je otprilike ovako:

• mliječni i kiselo-mliječni proizvodi;
• riba;
• zeleno;
• žitarice (heljda, riža, peciva od cjelovitog zrna pšenice);
• nešto agruma (naranče, mandarine);
• mahunarke;
• svi orašasti plodovi (osobito bademi i orasi).

Ako ste alergični na neke proizvode ili ih ne možete koristiti iz nekog drugog razloga, tada napunite razinu željenog elementa u tijelupreparati koji sadrže kalcij pomoći će.

Sve su to soli ovog metala, koje imaju sposobnost da ih tijelo lako apsorbira, brzo se apsorbiraju u krv i crijeva. Među njima, sljedeće su najpopularnije i korištene.

1. Kalcijev klorid - otopina za injekciju ili oralnu primjenu kod odraslih i djece. Razlikuje se po koncentraciji soli u sastavu, koristi se za "vruće injekcije", jer upravo takav osjećaj pri ubrizgavanju izaziva. Oblici voćnog soka dostupni su za lakše gutanje.
2. Kalcijev glukonat. Dostupne u obliku tableta (0,25 ili 0,5 g) i otopina za intravenske injekcije. Često u obliku tableta sadrži razne voćne aditive.
3. Kalcijev laktat - dostupan u tabletama od 0,5 g