Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Кальций

КАЛЬЦИЙ (от лат. calx, род. падеж calcis - известь; лат. Calcium), Са, хим. элемент II гр. периодич. системы, относится к щелочноземельным элементам, ат. н. 20, ат. м. 40,08. Прир. К. состоит из шести стабильных изотопов - 40Са (96,94%), 44Са (2,09%), 42Са (0,667%), 48Са (0,187%), 43Са (0,135%) и 46Са (0,003%). Поперечные сечения (10-28 м2) захвата тепловых нейтронов изотопов с маc. ч. 40, 42, 44, 46 и 48 равны соотв. 0,22, 40, 0,63, 0,25 и 1,1. Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s2; степень окисления +2, очень редко +1; энергии ионизации Са0 : Са+ : Са2+ соотв. равны 6,11308 и 11,8714 эВ; электроотрицательность по
Полингу 1,0; атомный радиус 0,197 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) Са2+ 0,114 нм (6), 0,126 нм (8), 0,137 нм (10), 0,148 нм (12).
По распространенности в земной коре К. занимает пятое место (после О, Si, Al, Fe), его содержание в земной коре составляет 3,38% по массе. Встречается только в виде соед., в основном солей кислородсодержащих к-т; известно ок. 400 минералов, содержащих К. Очень распространены разл. силикаты и алюмосиликаты, напр., анортит Са[Al2Si2O8], диопсид CaMg[Si2O6], волластонит Са3[Si3O9]. Кроме них пром. значение имеют кальцит СаСО3 (прир. формы - известняк, мел, мрамор), доломит CaMg(CO3)2, фосфорит Са5(РО4)3(ОН, СО3) (с разл. примесями), апатиты Са5(PO4)3(F, Cl), гипс CaSO4 .2H2O, флюорит CaF2 и др. Большое кол-во К. находится в прир. водах вследствие существования глобального карбонатного равновесия между практически нерастворимым СаСО3, хорошо р-римым Са(НСО3)2 и находящимся в воде и воздухе СО2. Значительное кол-во К. содержится в организмах мн. животных, напр., гидроксилапатит - в костной ткани позвоночных, СаСО3 - в раковинах моллюсков, яичной скорлупе.
Свойства. К. - серебристо-белый металл. Существует в двух аллотропных модификациях: до 443 °С устойчив a-Са с кубич. гранецентрир. решеткой типа Сu, а = 0,558 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m, плотн. 1,54 г/см3; в интервале 443-842 °С - b-Са с кубич. объемноцентрир. решеткой типа a-Fe, а = 0,448 нм, z = 2, пространств. группа Im3m; DH0 перехода a D b 0,93 кДж/моль. Т. пл. 842 °С, т. кип. 1495 °С DH0пл 8,54 кДж/моль, DH0исп 151,9 кДж/моль; для a-Са: С°р 25,9 Дж/(моль.К), S0298 41,6 Дж/(моль.К); для b-Са: С°p [Дж/(моль.К)] = 6,276 + 32,384.10-3T + 10,460.105T-2 (716-1115 К); для жидкого К. С°р 31 Дж/(моль.К); ур-ния температурной зависимости давления пара над твердым и жидким К. соотв. (в мм рт. ст.): lgp = 6,090 - 9051 /Т - 0,783.10-3T + l,030 lgT (500-1700 К), lgp = 53,652 - 12827/T + 2,002.10-3Т - 14,485 lgT (490-2700 К); температурный коэф. линейного расширения 22.10-6 К-1 (273-573 К); r 4,6.10-8Ом.м (293 К); теплопроводность 125,6 Вт/(м.К) при 293 К. Пластичен; модуль упругости 26 ГПа, spаст 60 МПа, sсж 4 МПа, предел текучести 38 МПа, твердость по Бринеллю 200-300 МПа. Стандартный электродный потенциал Ca2+/Ca0 — 2,84 В. На воздухе, содержащем пары воды, К. быстро покрывается слоем смеси оксида СаО и гидроксида Са(ОН)2. Он интенсивно окисляется кислородом до СаО; при нагр. в кислороде и на воздухе воспламеняется. С водой К. реагирует с выделением Н2 и образованием Са(ОН)2, причем в холодной воде скорость р-ции постепенно уменьшается вследствие образования на пов-сти металла слоя малорастворимого Са(ОН)2. Интенсивно реагирует с галогенами, давая СаХ2. При нагр. К. с расплавами его галогенидов образуются моногалогениды СаХ, к-рые стабильны только выше т-р плавления дигалогенидов (они диспропорционируют при охлаждении с образованием Са и СаХ2). С Н2 при нагр. К. дает гидрид СаН2, в к-ром водород является анионом. При нагр. в атмосфере азота загорается и образует нитрид Ca3N2, известный в двух кристаллич. формах - высокотемпературной a (плотн. 2,63 г/см3) и низкотемпературной b (коричневого цвета); т. пл. 1195°С. Нитрид Ca3N4 получен при нагр. в вакууме амида Ca(NH2)2. С углеродом К. образует кальция карбид СаС2, с бором -борид СаВ6 (т. пл. 2235 °С), с кремнием - силициды Ca2Si (т. пл. ~ 900 °С, с разл.), CaSi (т. пл. 1245°С), Ca3Si4 (т. пл. 1020 °С, с разл.) и CaSi2 (т. пл. 1000 °С), с фосфором - фосфиды Са3Р2, СаР и СаР3, с халькогенами - халькогениды CaS (т. пл. 2525°С), CaSe (т. пл. 1470°С), СаТе (т. пл. 1510°С). Известны также полихалькогениды CaS4, CaS5, Са2Те3. К. образует соединения с мн. металлами, в частности с Ag, Au, Al, Cu, Mg, Rb. Металлич. К. вытесняет из расплавов солей большинство др. металлов. К. хорошо раств. в жидком NH3 с образованием синего р-ра, при испарении к-рого выделяется аммиакат [Са(NН3)6] - твердое соед. золотистого цвета с металлич. проводимостью; разлагается на Са и NH3 при 12°С; воспламеняется на воздухе. К. медленно реагирует с жидким NH3 (быстро - в присут. Pt) с выделением Н2 и образованием амида Ca(NH2)2. Соли К. обычно получают взаимод. кислотных оксидов с СаО, действием к-т на Са(ОН)2 или СаСО3, обменными р-циями в водных р-рах электролитов. Мн. соли хорошо раств. в воде, они почти всегда образуют кристаллогидраты. В структуре богатых водой кристаллогидратов ион Са2+ обычно окружен 6, иногда 7-9 молекулами Н2О, расстояние Са - Н2О равно 0,233-0,241 нм. Соли К. бесцветны (если бесцветен анион). Пероксид СаО2 получают по р-ции Са(ОН)2 + Н2О2 : СаО2 + 2Н2О. Из р-ра выделяется октагидрат, удалением воды из него получают безводный СаО2. Комплексы, содержащие ион Са2+, образуются в водных р-рах, преим. с кислородсодержащими хелатообразующими лигандами, в частности комплексонами, напр. [Са(ЭДТА)]2- (ЭДТА - анион этилендиаминотетрауксусной к-ты). На образовании хелатных комплексов ионов Са2+ с анионами полифосфорных к-т основано действие полифосфатов Na как умягчителей воды. В неводных р-рителях ион Са2+ образует комплексы с молекулами р-рителя; из таких р-ров часто кристаллизуются сольваты солей К. В водной среде сольватокомплексы обычно разрушаются и превращаются в аквакомплексы.
Получение. В пром-сти К. получают электролизом расплава СаСl2 (75-85%) + КСl, а также алюмотермич. восстановлением СаО. Необходимый для электролиза чистый безводный СаСl2 производят хлорированием СаО при нагр. в присут. угля или обезвоживанием СаСl2.2О, полученного действием соляной к-ты на известняк. По мере выделения К. в электролит добавляют СаСl2. Электролиз ведут с графитовым анодом, катодом служит жидкий сплав Са (62 65%) + Сu. Содержание К. в сплаве постоянно возрастает. Часть обогащенного сплава периодически извлекают и добавляют сплав, обедненный К. (30-35% Са). Т-ра процесса 680-720 °С; при более низкой т-ре обогащенный К. сплав всплывает на пов-сть электролита, а при более высокой происходит растворение К. в электролите с образованием СаСl. На 1 кг Са расходуется энергии 40-50 кВт.ч. Из сплава Са + Сu К. отгоняют в вакуумной реторте при 1000-1080 °С и остаточном давлении 13-20 кПа. Для получения высокочистого К. его перегоняют дважды. При электролизе с жидкими катодами из сплавов Са + Рb или Са + Zn непосредственно получают используемые в технике сплавы К. с Рb (для подшипников) и с Zn (для получения пенобетона - при взаимод. сплава с влагой выделяется Н2 и создается пористая структура). Иногда процесс ведут с железным охлаждаемым катодом, к-рый только соприкасается с пов-стью расплавл. электролита. По мере выделения К. катод постепенно поднимают, вытягивают из расплава стержень из К., защищенный от кислорода воздуха слоем затвердевшего электролита. Алюмотермич. метод основан на р-ции: 6СаО + 2Аl : 3СаО.Аl2О3 + 3Са. Из смеси СаО с порошкообразным Аl прессуют брикеты; их помещают в реторту из хромоникелевой стали и отгоняют образовавшийся К. при 1170-1200 °С и остаточном давлении 0,7-2,6 Па. Аналогично К. может быть также получен восстановлением СаО ферросилицием или силикоалюминием. К. выпускают в виде слитков или листов с чистотой 98-99%.
Определение. Качественно К. обнаруживают микрокристаллич. методом путем осаждения его в виде оксалата, сульфата, (NH4)2Ca[Fe(CN)6], тартрата, иодата, комплексов К. с пикролоновой к-той, 8-гидроксихинолином и др. труднорастворимых соед. (ион К. образует правильные кристаллы с мн. реагентами). Количественно К. определяют комплексонометрич. титрованием в щелочной среде трилоном Б (натриевая соль этилендиаминотетрауксусной к-ты) в присут. индикаторов (эриохром черный Т, мурексид, флуорексон и др.). Применяют также гравиметрич. методы определения К. в виде сульфата, молибдата, оксалата. Для определения малых концентраций и следовых кол-в используют эмиссионный спектральный анализ, атомно-абсорбц. спектроскопию, пламенную фотометрию и рентгеновскую флуоресценцию. Чувствительность этих методов 10-2-10-6% по массе К. От др. элементов К. отделяют осаждением в виде сульфата, молибдата или оксалата, экстракцией трибутилфосфатом, экстрагентом азо-окси-БН в полярных р-рителях, ионным обменом либо хроматографически.
Применение. К. применяют при металлотермич. получении U, Th, Ti, Zr, Cs, Rb и нек-рых лантаноидов из их соед., для удаления примесей кислорода, азота, серы, фосфора из сталей, бронз и др. сплавов, обезвоживания орг. жидкостей, очистки Аr от примеси N2, как геттер в вакуумных устройствах, легирующий элемент для алюминиевых сплавов, как модифицирующую добавку для магниевых сплавов. Сплавы Са + Рb антифрикц. материалы в произ-ве подшипников. Несравненно большее применение находят соед. К. См., напр., Вяжущие материалы, Кальция алюминаты, Кальция гипохлорит, Кальция карбид, Кальция оксид, Кальция силикаты, Кальция фосфаты, Кальция фторид. Мировое произ-во соед. К. и материалов, содержащих К. (в т.ч. сплавов), ок. 1 млрд. т/год. Металлич. К. впервые получил в 1808 Г. Дэви. Лит.: Родякин В. В., Кальций, его соединения и сплавы, М., 1967; Фрумина Н С., Кручкова Е. С., Муштакова С. П., Аналитическая химия кальция, М., 1974. С. И. Дракин, П. М. Чукуров.


16. www.medpulse.ru: Когда хлеб становится ядом
08.12.2008
... пшеницу, рожь, ячмень и овес! От привычных хлеба и теста можно не отказываться, если заменить пшеничную муку картофелем, рисом, соей или мукой из фасоли. А вот продукты, богатые белком и солями кальция, должны занять прочное место в рационе. Это отварная рыба, картофель, гречка, творог, кефир, яблоки, шиповник». ...
17. www.medpulse.ru: Для борьбы с неизвестной болезнью Тибет засадят крапивой
21.10.2008
... что для эффективной борьбы с уровской болезнью необходимо снабдить население нормальным питанием, в состав которого включён весь спектр необходимых микроэлементов. Нехватку витаминов А, Д и кальция, свойственную для жителей Тибета, эксперты предложили восполнить включением в ежедневный рацион крапивы. Как утверждают медики, это растение, в случае его правильного приготовления, очень вкусное, ...
18. www.medpulse.ru: Гипертонию можно вылечить пчелиным ядом?
26.09.2008
... работу каналов иона, которые отвечают за рециркуляцию соли в почках и за сердцебиение. Через каналы иона из клеток и в клетки проходят маленькие ионы, например, натрий, кальций, калий. Именно благодаря наличию данной системы гипертонию можно лечить качественно новым способом. В яде медоносной пчелы содержится токсин тертиапин или TPN. Он способен ...
19. www.medpulse.ru: Артериальная гипертония развивается у женщин и у мужчин по разным причинам
22.09.2008
... являются физическая активность, окружность талии, употребление алкоголя и ряд генов. У представительниц прекрасного пола факторами, определяющими эту предрасположенность, являются потребление кальция и абсолютно иной ряд генов, сообщает MedLinks.ru. ...
20. www.medpulse.ru: Куриное яйцо лечит легкие и желудок
29.04.2008
... сахаром желток куриного яйца – тоже неплохое средство для смягчения кашля.В традиционной русской медицине при лечении туберкулеза использовалось средство, которое называлось кальциевой настойкой или кальцеумитом. Дл его приготовления берут 10 лимонов, 6 свежих яиц, 400 г липового меда и три четверти стакана коньяка. Лимоны выжимают и их соком заливают неразбитые яйца. Емкость ...
21. www.medpulse.ru: Кому не стоит соблюдать Великий пост
11.03.2008
... для таких больных пост также противопоказан. Не надо насильственно вовлекать в пост детей. Многие дети и без того, по данным специальных исследований, страдают от недостатка кальция. Поэтому не стоит создавать этот дефицит искусственно. Вообще же с медицинской точки зрения пост полезен для здоровья. В принципе любому здоровому человеку желательно хотя бы раз в неделю давать ...
22. www.ecosever.ru: Нанотехнологии помогают костной ткани быстрее расти
25.09.2007
... покрытие сейчас производят в Томске. Метод его изготовления называется "биоинжинирингом". Он основан на температурной обработке плёнки, нанесённой на фосфат кальция. Все клинические испытания уже подтвердили уникальную эффективность этого ...
23. www.medpulse.ru: Меню для укрепления костей
16.07.2007
... в определенных количествах.«С точки зрения диетологии наиболее эффективным способом профилактики остеопороза является достаточное употребление продуктов, богатых кальцием, - говорит диетолог Клиники лечебного питания Института питания, Михаил Гурвич. – Это, прежде всего, молоко и молочные продукты, а также зелень – укроп, петрушка, шпинат.Еще ...
24. www.yoki.ru: Американская нация спасется тремя стаканами молока
10.06.2007
... свойства кальция и витамина D, содержащихся в молочных продуктах, обнаружили американские ученые по итогам четырехлетнего исследования. Оказалось, что, если выпивать в день примерно по три стакана молока, то риск ...
25. www.yoki.ru: Продукты, которые делают нас неотразимыми
22.05.2007
... устрицы с чесночным маслом в духовке и есть с морскими водорослями. Сыр Эмменталь Твердый сладковатый сыр - настоящий концентрат кальция (более 300 мг в 25 г сыра), который, как известно, служит строительным материалом для костей и зубов. Эмменталь также укрепляет ногти и способствует их более быстрому росту.Другие твердые сыры ...
26. www.ecosever.ru: Кальций в молоке вреден мозгу
16.05.2007
... align=left vspace=5 border=1/>Ученые опубликовали неутешительные для любителей всевозможных творожков и йогуртов данные. Они установили, что кальций, содержащийся в молочных продуктах, может разрушать мозг. ...
27. www.yoki.ru: Кальций, содержащийся в молочных продуктах, вреден мозгу
15.05.2007
... опубликовали неутешительные для любителей всевозможных творожков и йогуртов данные. Они установили, что кальций, содержащийся в молочных продуктах, может разрушать мозг.Этот элемент, присутствующий в молоке, может сужать кровяные сосуды, приводя к слабоумию у пожилых людей. Кроме того, ...
28. www.yoki.ru: Вес помогут сбросить молочные продукты
22.01.2007
... лишь изредка включать насыщенные жиры в свой рацион, поправились.Молочные продукты (молоко, йогурт и т. д.) регулируют количество жировых клеток, так как содержат кальций. Полученным данным еще нельзя доверять на 100 %, предупреждают эксперты-диетологи. Необходимы дополнительные исследования, сообщает «Woman Journal» ...
29. www.yoki.ru: Секс полезен для зубов
15.12.2006
... сексом, кроме положительного влияния на организм человека в целом, благотворно влияют и на отдельные органы, в частности, зубы. Цинк, кальций и другие минеральные вещества, которые, как доказано, замедляют разрушение зубов, содержатся в спермоплазме. Сообщает Век ...
30. www.yoki.ru: В таблице Менделеева пополнение
17.10.2006
... align="justify">В Дубне на базе ускорителя Объединенного института ядерных исследований проводились четырехлетние эксперименты по синтезу. В результате бомбардировки элемента «калифорния» изотопами кальция получилось новое вещество, которое займет 118 строчку в таблице Менделеева.Свое название предложили создатели - «московий» — однако последнее слово останется за международным ...
<  1 2 3 4 >
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Ваше здоровье Энциклопеди Адреса Реклама
Видео