ما هي المواد التي تحتوي على الكالسيوم؟ الكالسيوم كعنصر كيميائي ودوره

الكالسيوم- عنصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية، الفترة الرابعة الجدول الدوريالعناصر الكيميائية لـ D.I. Mendeleev، برقم ذري 20. يُشار إليه بالرمز Ca (lat. كالسيوم). المادة البسيطة الكالسيوم (رقم CAS: 7440-70-2) عبارة عن معدن ترابي قلوي ناعم ونشط كيميائيًا، وهو معدن فضي. أبيض.

تاريخ وأصل الاسم

اسم العنصر يأتي من اللات. كالكس (في الحالة التناسلية كالسيس) - "الجير"، "الحجر الناعم". تم اقتراحه من قبل الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي، الذي عزل معدن الكالسيوم بطريقة التحليل الكهربائي في عام 1808. قام ديفي بالتحليل الكهربائي لخليط من الجير المطفأ الرطب وأكسيد الزئبق HgO على لوح من البلاتين، والذي كان بمثابة الأنود. كان الكاثود عبارة عن سلك بلاتيني مغمور في الزئبق السائل. نتيجة للتحليل الكهربائي، تم الحصول على ملغم الكالسيوم. وبعد تقطير الزئبق منه، حصل ديفي على معدن يسمى الكالسيوم. تم استخدام مركبات الكالسيوم - الحجر الجيري والرخام والجبس (وكذلك الجير - منتج تكلس الحجر الجيري) في البناء منذ عدة آلاف من السنين. حتى نهاية القرن الثامن عشر، كان الكيميائيون يعتبرون الجير مادة صلبة بسيطة. في عام 1789، اقترح أ. لافوازييه أن الجير والمغنيسيا والباريت والألومينا والسيليكا هي مواد معقدة.

التواجد في الطبيعة

بسبب نشاطه الكيميائي العالي، لا يتواجد الكالسيوم بشكل حر في الطبيعة.

يمثل الكالسيوم 3.38% من كتلة القشرة الأرضية (خامس أكثر العناصر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون والألومنيوم والحديد).

النظائر

يوجد الكالسيوم في الطبيعة كخليط من ستة نظائر: 40 Ca، 42 Ca، 43 Ca، 44 Ca، 46 Ca و48 Ca، وأكثرها شيوعًا هو 40 Ca ويمثل 96.97%.

من بين النظائر الطبيعية الستة للكالسيوم، هناك خمسة نظائر مستقرة. النظير السادس 48 Ca، وهو الأثقل من بين النظائر الستة والنادر جدًا (تبلغ نسبة نظائره 0.187٪ فقط)، تم اكتشافه مؤخرًا ليخضع لاضمحلال بيتا المزدوج مع عمر نصف يبلغ 5.3 × 10 19 عامًا.

في الصخور والمعادن

يوجد معظم الكالسيوم في السيليكات والألومينوسيليكات من الصخور المختلفة (الجرانيت والنيس وما إلى ذلك) ، وخاصة في الفلسبار - الأنورثيت Ca.

وفي صورة الصخور الرسوبية، تتمثل مركبات الكالسيوم بالطباشير والحجر الجيري، وتتكون بشكل رئيسي من معدن الكالسيت (CaCO 3). الشكل البلوري للكالسيت - الرخام - أقل شيوعًا في الطبيعة.

معادن الكالسيوم مثل الكالسيت CaCO 3 والأنهيدريت CaSO 4 والمرمر CaSO 4 · 0.5H 2 O والجبس CaSO 4 · 2H 2 O، الفلوريت CaF 2، الأباتيت Ca 5 (PO 4) 3 (F، Cl، OH)، الدولوميت MgCO 3 · كربونات الكالسيوم 3 . إن وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم في المياه الطبيعية يحدد صلابتها.

يشكل الكالسيوم، الذي يهاجر بقوة في القشرة الأرضية ويتراكم في مختلف الأنظمة الجيوكيميائية، 385 معدنًا (رابع أكبر عدد من المعادن).

الهجرة في القشرة الأرضية

في الهجرة الطبيعية للكالسيوم، يلعب "توازن الكربونات" دورًا مهمًا، المرتبط بالتفاعل العكسي لتفاعل كربونات الكالسيوم مع الماء وثاني أكسيد الكربون مع تكوين بيكربونات قابلة للذوبان:

كربونات الكالسيوم 3 + H2O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(ينزاح التوازن إلى اليسار أو اليمين حسب تركيز ثاني أكسيد الكربون).

تلعب الهجرة الحيوية دورًا كبيرًا.

في المحيط الحيوي

توجد مركبات الكالسيوم في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية تقريبًا (انظر أيضًا أدناه). توجد كمية كبيرة من الكالسيوم في الكائنات الحية. وبالتالي، فإن هيدروكسيباتيت Ca 5 (PO 4) 3 OH، أو، في مدخل آخر، 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2، هو أساس النسيج العظمي للفقاريات، بما في ذلك البشر؛ تتكون أصداف وأصداف العديد من اللافقاريات وقشور البيض وما إلى ذلك من كربونات الكالسيوم CaCO 3. يوجد في الأنسجة الحية للإنسان والحيوان 1.4-2٪ Ca (بنسبة الكتلة)؛ في جسم الإنسان الذي يزن 70 كجم، يبلغ محتوى الكالسيوم حوالي 1.7 كجم (بشكل رئيسي في المادة الخلوية للأنسجة العظمية).

إيصال

يتم الحصول على الكالسيوم المعدني الحر عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور يتكون من CaCl 2 (75-80%) وKCl أو CaCl 2 وCaF 2، بالإضافة إلى الاختزال الألوميني الحراري لـ CaO عند 1170-1200 درجة مئوية:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.

ملكيات

الخصائص الفيزيائية

معدن الكالسيوم موجود في تعديلين متآصلين. حتى 443 درجة مئوية، تكون α-Ca مع شبكة مكعبة محورها الوجه (المعلمة a = 0.558 نانومتر) مستقرة؛ β-Ca مع شبكة مكعبة محورها الجسم من النوع α-Fe (المعلمة a = 0.448 نانومتر) تكون مستقرة أكثر استقرارا. الانثالبي القياسي Δ ح 0 الانتقال α → β هو 0.93 كيلوجول / مول.

الخواص الكيميائية

في سلسلة الجهود القياسية، يقع الكالسيوم على يسار الهيدروجين. إن جهد القطب القياسي لزوج Ca 2+ /Ca 0 هو −2.84 فولت، بحيث يتفاعل الكالسيوم بشكل نشط مع الماء، ولكن بدون اشتعال:

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 + Q.

إن وجود بيكربونات الكالسيوم المذابة في الماء يحدد إلى حد كبير صلابة الماء المؤقتة. ويسمى مؤقتا لأنه عندما يغلي الماء، تتحلل البيكربونات ويترسب كربونات الكالسيوم. تؤدي هذه الظاهرة، على سبيل المثال، إلى حقيقة أن الحجم يتشكل في الغلاية بمرور الوقت.

طلب

تطبيقات معدن الكالسيوم

الحرارة المعدنية

يستخدم الكالسيوم المعدني النقي على نطاق واسع في علم المعادن لإنتاج المعادن النادرة.

صناعة السبائك

يستخدم الكالسيوم النقي في صناعة سبائك الرصاص، والتي تستخدم لإنتاج ألواح البطاريات وبطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة مع انخفاض التفريغ الذاتي. كما يتم استخدام الكالسيوم المعدني لإنتاج بابيتس الكالسيوم عالي الجودة BKA.

الاندماج النووي

النظير 48 Ca هو المادة الأكثر فعالية والأكثر استخدامًا لإنتاج العناصر فائقة الثقل واكتشاف عناصر جديدة في الجدول الدوري. على سبيل المثال، في حالة استخدام أيونات 48 Ca لإنتاج عناصر فائقة الثقل في المسرعات، فإن نواة هذه العناصر تتشكل بكفاءة مئات وآلاف المرات مقارنة باستخدام "المقذوفات" (الأيونات) الأخرى. لاختزال المعادن، وكذلك في إنتاج سياناميد الكالسيوم (عن طريق تسخين كربيد الكالسيوم في النيتروجين عند 1200 درجة مئوية، يكون التفاعل طاردًا للحرارة، ويتم إجراؤه في أفران السياناميد).

يتم استخدام الكالسيوم، وكذلك سبائكه مع الألومنيوم والمغنيسيوم، في البطاريات الكهربائية الحرارية الاحتياطية كأنود (على سبيل المثال، عنصر كرومات الكالسيوم). يستخدم كرومات الكالسيوم في البطاريات مثل الكاثود. خصوصية هذه البطاريات هي العمر الافتراضي الطويل للغاية (عقود) في حالة مناسبة، والقدرة على العمل في أي ظروف (المساحة، والضغوط العالية)، والطاقة النوعية العالية من حيث الوزن والحجم. العيب: عمر قصير. تُستخدم هذه البطاريات عندما يكون من الضروري توليد طاقة كهربائية هائلة لفترة قصيرة من الزمن (الصواريخ الباليستية، بعضها مركبة فضائيةوإلخ.).

بالإضافة إلى ذلك، تدخل مركبات الكالسيوم في أدوية الوقاية من هشاشة العظام، وفي مجمعات الفيتامينات للنساء الحوامل وكبار السن.

الدور البيولوجي للكالسيوم

الكالسيوم هو أحد المغذيات الكبيرة الشائعة في جسم النباتات والحيوانات والبشر. وفي البشر والفقاريات الأخرى، يوجد معظمه في الهيكل العظمي والأسنان على شكل فوسفات. الهياكل العظمية لمعظم مجموعات اللافقاريات (الإسفنج، الشعاب المرجانية، المحار، الخ). وتشارك أيونات الكالسيوم في عمليات تخثر الدم، وكذلك في ضمان الضغط الأسموزي المستمر للدم. تعمل أيونات الكالسيوم أيضًا كأحد الرسل الثاني العالمي وتنظم مجموعة متنوعة من العمليات داخل الخلايا - تقلص العضلات، وإخراج الخلايا، بما في ذلك إفراز الهرمونات والناقلات العصبية، وما إلى ذلك. ويبلغ تركيز الكالسيوم في سيتوبلازم الخلايا البشرية حوالي 10−7 مول، في السوائل بين الخلايا حوالي 10− 3 مول.

تعتمد متطلبات الكالسيوم على العمر. بالنسبة للبالغين، تتراوح الجرعة اليومية المطلوبة من 800 إلى 1000 مليجرام، وللأطفال من 600 إلى 900 مليجرام، وهو أمر مهم جدًا للأطفال بسبب النمو المكثف للهيكل العظمي. معظم الكالسيوم الذي يدخل جسم الإنسان مع الطعام يوجد في منتجات الألبان، أما باقي الكالسيوم فيأتي من اللحوم والأسماك وبعض المنتجات النباتية (خاصة البقوليات). يحدث الامتصاص في كل من الأمعاء الغليظة والدقيقة ويتم تسهيله من خلال البيئة الحمضية وفيتامين د وفيتامين ج واللاكتوز والأحماض الدهنية غير المشبعة. دور المغنيسيوم مهم في استقلاب الكالسيوم، فمع نقصه، يتم "غسل" الكالسيوم من العظام وترسب في الكلى (حصوات الكلى) والعضلات.

يتداخل الأسبرين وحمض الأكساليك ومشتقات الإستروجين مع امتصاص الكالسيوم. عند دمجه مع حمض الأكساليك، ينتج الكالسيوم مركبات غير قابلة للذوبان في الماء والتي تشكل مكونات حصوات الكلى.

مستويات الكالسيوم في الدم بسبب كمية كبيرةيتم تنظيم العمليات المرتبطة به بدقة، ومع التغذية السليمة لا يحدث النقص. الغياب المطول عن النظام الغذائي يمكن أن يسبب تشنجات وآلام المفاصل والنعاس وعيوب النمو والإمساك. يؤدي النقص الأعمق إلى تشنجات العضلات المستمرة وهشاشة العظام. تعاطي القهوة والكحول يمكن أن يسبب نقص الكالسيوم، حيث يتم إفراز جزء منه في البول.

الجرعات المفرطة من الكالسيوم وفيتامين د يمكن أن تسبب فرط كالسيوم الدم، يليه تكلس شديد في العظام والأنسجة (يؤثر بشكل رئيسي على الجهاز البولي). الفائض على المدى الطويل يعطل عمل الأنسجة العضلية والأعصاب، ويزيد من تخثر الدم ويقلل من امتصاص خلايا العظام للزنك. الحد الأقصى للجرعة اليومية الآمنة للبالغين هي 1500 إلى 1800 ملليجرام.

النساء الحوامل والمرضعات – من 1500 إلى 2000 ملغ.

مركبات الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والجبس) ومنتجات معالجتها البسيطة (الجير) معروفة للناس منذ العصور القديمة. في عام 1808، قام الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي بتحليل الجير المطفأ الرطب (هيدروكسيد الكالسيوم) كهربائيًا باستخدام كاثود الزئبق وحصل على ملغم الكالسيوم (سبيكة من الكالسيوم والزئبق). ومن هذه السبيكة، وبعد تقطير الزئبق، حصل ديفي على الكالسيوم النقي.
كما اقترح اسم عنصر كيميائي جديد، من الكلمة اللاتينية "كالكس" التي تشير إلى اسم الحجر الجيري والطباشير والأحجار الناعمة الأخرى.

البحث في الطبيعة والحصول على:

الكالسيوم هو العنصر الخامس الأكثر وفرة في القشرة الأرضية (أكثر من 3%)، ويشكل العديد من الصخور، يعتمد الكثير منها على كربونات الكالسيوم. بعض هذه الصخور هي من أصل عضوي (الصخور الصدفية)، مما يدل على الدور الهام للكالسيوم في الطبيعة الحية. الكالسيوم الطبيعي عبارة عن خليط من 6 نظائر بأعداد كتلية من 40 إلى 48، حيث يمثل 40 Ca 97% من المجموع. أنتجت التفاعلات النووية أيضًا نظائر أخرى من الكالسيوم، على سبيل المثال المشعة 45 Ca.
للحصول على مادة بسيطةيستخدم الكالسيوم أو التحليل الكهربائي للأملاح المنصهرة أو الألومنيوم:
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

الخصائص الفيزيائية:

معدن رمادي فضي مع شبكة مكعبة مركزية الوجه، أصعب بكثير من الفلزات القلوية. درجة الانصهار 842 درجة مئوية، نقطة الغليان 1484 درجة مئوية، الكثافة 1.55 جم/سم3. عند ضغوط عالية ودرجات حرارة تبلغ حوالي 20 كلفن، فإنه يدخل في حالة الموصلية الفائقة.

الخواص الكيميائية:

الكالسيوم ليس نشطا مثل المعادن القلوية، ولكن يجب تخزينه تحت طبقة من الزيوت المعدنية أو في براميل معدنية محكمة الغلق. بالفعل في درجات الحرارة العادية يتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الهواء، وكذلك مع بخار الماء. عند تسخينه، يحترق في الهواء بلهب أحمر برتقالي، ويشكل أكسيدًا مع خليط من النتريدات. مثل المغنيسيوم، يستمر الكالسيوم في الاحتراق في جو من ثاني أكسيد الكربون. عند تسخينه، فإنه يتفاعل مع غير المعادن الأخرى، مكونًا مركبات ليست دائمًا واضحة في تركيبها، على سبيل المثال:
Ca + 6B = CaB 6 أو Ca + P => Ca 3 P 2 (أيضًا CaP أو CaP 5)
الكالسيوم في جميع مركباته لديه حالة أكسدة +2.

أهم الإتصالات:

أكسيد الكالسيوم CaO- ("الجير الحي") مادة بيضاء، أكسيد قلوي، يتفاعل بقوة مع الماء ("المروي") ويتحول إلى هيدروكسيد. تم الحصول عليها عن طريق التحلل الحراري لكربونات الكالسيوم.

هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2- ("الجير المطفأ") مسحوق أبيض، قابل للذوبان قليلاً في الماء (0.16 جم/100 جم)، قلوي قوي. يستخدم محلول ("ماء الجير") للكشف عن ثاني أكسيد الكربون.

كربونات الكالسيوم CaCO3- أساس معظم معادن الكالسيوم الطبيعية (الطباشير والرخام والحجر الجيري والصخور الصدفية والكالسيت والصاري الأيسلندي). وتكون المادة في شكلها النقي بيضاء أو عديمة اللون. بلورات، عند تسخينها (900-1000 درجة مئوية) تتحلل مكونة أكسيد الكالسيوم. لا ف-ريم، يتفاعل مع الأحماض، قادر على الذوبان في الماء المشبع بثاني أكسيد الكربون، ويتحول إلى بيكربونات: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. وتؤدي العملية العكسية إلى ظهور رواسب كربونات الكالسيوم، وخاصة التكوينات مثل الهوابط والصواعد
ويوجد أيضًا في الطبيعة كجزء من الدولوميت CaCO 3 * MgCO 3

كبريتات الكالسيوم CaSO4- مادة بيضاء، في الطبيعة CaSO 4 * 2H 2 O ("الجبس"، "سيلينيت"). هذا الأخير، عند تسخينه بعناية (180 درجة مئوية)، يتحول إلى CaSO 4 *0.5H 2 O ("الجبس المحروق"، "المرمر") - مسحوق أبيض، والذي، عند مزجه بالماء، يشكل CaSO 4 *2H 2 O مرة أخرى على شكل مادة صلبة ومتينة للغاية. قابل للذوبان قليلا في الماء، ويمكن أن يذوب في حمض الكبريتيك الزائد، وتشكيل كبريتات الهيدروجين.

فوسفات الكالسيوم كا 3 (ص 4) 2- ("الفوسفوريت")، غير قابل للذوبان، تحت التأثير أحماض قويةيمر إلى هيدروجين الكالسيوم القابل للذوبان وفوسفات ثنائي الهيدروجين. مواد خام لإنتاج الفوسفور وحامض الفوسفوريك والأسمدة الفوسفاتية. يتم أيضًا تضمين فوسفات الكالسيوم في الأباتيت، وهو مركبات طبيعية لها الصيغة التقريبية Ca 5 3 Y، حيث Y = F أو Cl أو OH، على التوالي، الفلور أو الكلور أو الهيدروكسيباتيت. جنبا إلى جنب مع الفوسفوريت، الأباتيت هي جزء من الهيكل العظمي للعديد من الكائنات الحية، بما في ذلك. والرجل.

فلوريد الكالسيوم CaF2 - (طبيعي:"الفلوريت"، "الفلورسبار")، وهي مادة غير قابلة للذوبان ذات لون أبيض. المعادن الطبيعية لها ألوان متنوعة بسبب الشوائب. يتوهج في الظلام عند تسخينه وتحت الأشعة فوق البنفسجية. فهو يزيد من سيولة ("الانصهار") للخبث عند إنتاج المعادن، وهو ما يفسر استخدامه كتدفق.

كلوريد الكالسيوم CaCl 2- عديم اللون السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. يشكل هيدرات بلورية CaCl 2 * 6H 2 O. يعتبر كلوريد الكالسيوم اللامائي ("المدمج") مادة مجففة جيدة.

نترات الكالسيوم Ca(NO3)2- ("نترات الكالسيوم") عديم اللون. السيد المسيح. إنه جيد الذوبان في الماء. جزء لا يتجزأ من تركيبات الألعاب النارية التي تعطي اللهب لونًا أحمر برتقاليًا.

كربيد الكالسيوم CaС2- يتفاعل مع الماء ويشكل الأسيتيلين، على سبيل المثال: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

طلب:

يستخدم الكالسيوم المعدني كعامل اختزال قوي في إنتاج بعض المعادن التي يصعب اختزالها ("الحرارة الكلسية"): الكروم، والعناصر الأرضية النادرة، والثوريوم، واليورانيوم، وما إلى ذلك. وفي تعدين النحاس والنيكل والفولاذ الخاص والبرونز ويستخدم الكالسيوم وسبائكه لإزالة الشوائب الضارة من الكبريت والفوسفور والكربون الزائد.
يستخدم الكالسيوم أيضًا لربط كميات صغيرة من الأكسجين والنيتروجين عند الحصول على فراغ عالي وتنقية الغازات الخاملة.
يتم استخدام أيونات النيوترونات 48 Ca الزائدة لتخليق عناصر كيميائية جديدة، على سبيل المثال العنصر رقم 114، . يتم استخدام نظير آخر للكالسيوم، 45Ca، كتتبع إشعاعي في دراسات الدور البيولوجي للكالسيوم وهجرته في البيئة.

المجال الرئيسي لتطبيق العديد من مركبات الكالسيوم هو إنتاج مواد البناء (الأسمنت، مخاليط البناء، اللوح الجصي، الخ).

الكالسيوم هو أحد العناصر الكبيرة في الكائنات الحية، حيث يشكل مركبات ضرورية لبناء الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات والهيكل العظمي الخارجي للعديد من اللافقاريات، وهي قشرة البيض. تشارك أيونات الكالسيوم أيضًا في تنظيم العمليات داخل الخلايا وتحديد تخثر الدم. يؤدي نقص الكالسيوم في مرحلة الطفولة إلى الكساح، وفي الشيخوخة - إلى هشاشة العظام. مصدر الكالسيوم هو منتجات الألبان والحنطة السوداء والمكسرات، ويسهل امتصاصه فيتامين د. في حالة نقص الكالسيوم، يتم استخدام أدوية مختلفة: كالسيكس، محلول كلوريد الكالسيوم، غلوكونات الكالسيوم، إلخ.
تبلغ نسبة الكالسيوم في جسم الإنسان 1.4-1.7٪، والاحتياجات اليومية هي 1-1.3 جم (حسب العمر). الإفراط في تناول الكالسيوم يمكن أن يؤدي إلى فرط كالسيوم الدم - ترسب مركباته في الأعضاء الداخلية، وتشكيل جلطات الدم في الأوعية الدموية. مصادر:
الكالسيوم (عنصر) // ويكيبيديا. عنوان URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (تاريخ الوصول: 01/3/2014).
المكتبة الشعبية للعناصر الكيميائية: الكالسيوم. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).

جامعة ولاية أوفا التقنية للبترول

قسم الكيمياء العامة والتحليلية

حول الموضوع: “عنصر الكالسيوم. الخصائص والإنتاج والتطبيق"

من إعداد طالب المجموعة BTS-11-01 Prokaev G.L.

أستاذ مشارك كراسكو S.A.

مقدمة

تاريخ وأصل الاسم

التواجد في الطبيعة

إيصال

الخصائص الفيزيائية

الخواص الكيميائية

تطبيقات معدن الكالسيوم

تطبيق مركبات الكالسيوم

الدور البيولوجي

خاتمة

فهرس

مقدمة

الكالسيوم هو عنصر من عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية، الفترة الرابعة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev، برقم ذري 20. تم تحديده بالرمز Ca (lat. كالسيوم). مادة الكالسيوم البسيطة (رقم CAS: 7440-70-2) عبارة عن معدن ترابي قلوي ناعم ومتفاعل ذو لون أبيض فضي.

يسمى الكالسيوم فلزًا قلويًا ترابيًا ويصنف على أنه عنصر S. على المستوى الإلكتروني الخارجي، يحتوي الكالسيوم على إلكترونين، لذلك يعطي مركبات: CaO، Ca(OH)2، CaCl2، CaSO4، CaCO3، إلخ. الكالسيوم معدن نموذجي - فهو ذو انجذاب كبير للأكسجين، ويختزل جميع المعادن تقريبًا من أكاسيدها، ويشكل قاعدة قوية إلى حد ما Ca(OH)2.

على الرغم من انتشار العنصر رقم 20 في كل مكان، فحتى الكيميائيون لم يروا جميعًا عنصر الكالسيوم. لكن هذا المعدن، سواء في المظهر أو في السلوك، لا يشبه على الإطلاق المعادن القلوية، التي يكون الاتصال بها محفوفًا بخطر الحرائق والحروق. يمكن تخزينه بأمان في الهواء، ولا يشتعل من الماء.

لا يستخدم عنصر الكالسيوم أبدًا كمادة هيكلية. إنه نشيط جدًا لذلك. يتفاعل الكالسيوم بسهولة مع الأكسجين والكبريت والهالوجينات. حتى مع النيتروجين والهيدروجين، في ظل ظروف معينة، فإنه يتفاعل. بيئة أكاسيد الكربون، الخاملة بالنسبة لمعظم المعادن، تعتبر عدوانية بالنسبة للكالسيوم. يحترق في جو يتكون من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.

تاريخ وأصل الاسم

تم استخدام مركبات الكالسيوم - الحجر الجيري والرخام والجبس (وكذلك الجير - منتج تكلس الحجر الجيري) في البناء منذ عدة آلاف من السنين. حتى نهاية القرن الثامن عشر، كان الكيميائيون يعتبرون الجير مادة صلبة بسيطة. في عام 1789، اقترح أ. لافوازييه أن الجير والمغنيسيا والباريت والألومينا والسيليكا هي مواد معقدة.

التواجد في الطبيعة

بسبب نشاطه الكيميائي العالي، لا يتواجد الكالسيوم بشكل حر في الطبيعة.

النظائر. يوجد الكالسيوم في الطبيعة كخليط من ستة نظائر: 40Ca، 42Ca، 43Ca، 44Ca، 46Ca و48Ca، من بينها الأكثر شيوعًا - 40Ca - يمثل 96.97٪.

من بين النظائر الطبيعية الستة للكالسيوم، هناك خمسة نظائر مستقرة. النظير السادس، 48Ca، وهو الأثقل من بين النظائر الستة والنادر جدًا (تبلغ نسبة نظائره 0.187٪ فقط)، تم اكتشافه مؤخرًا وهو يخضع لاضمحلال بيتا المزدوج مع عمر نصف يبلغ 5.3 ×1019 سنين.

في الصخور والمعادن. يوجد معظم الكالسيوم في السيليكات والألومينوسيليكات من الصخور المختلفة (الجرانيت والنيس وما إلى ذلك) وخاصة في الفلسبار - كا أنورثيت.

وفي صورة الصخور الرسوبية، تتمثل مركبات الكالسيوم بالطباشير والحجر الجيري، وتتكون بشكل رئيسي من معدن الكالسيت (CaCO3). الشكل البلوري للكالسيت - الرخام - أقل شيوعًا في الطبيعة.

معادن الكالسيوم مثل الكالسيت CaCO3، الأنهيدريت CaSO4، المرمر CaSO4 · 0.5H2O والجبس CaSO4 · 2H2O، الفلوريت CaF2، الأباتيت Ca5 (PO4) 3 (F، Cl، OH)، الدولوميت MgCO3 CaCO3 منتشرة على نطاق واسع. إن وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم في المياه الطبيعية يحدد صلابتها.

الهجرة في القشرة الأرضية. في الهجرة الطبيعية للكالسيوم، يلعب "توازن الكربونات" دورًا مهمًا، المرتبط بالتفاعل العكسي لتفاعل كربونات الكالسيوم مع الماء وثاني أكسيد الكربون مع تكوين بيكربونات قابلة للذوبان:

CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca (HCO3)2 ↔ Ca2+ + 2HCO3ˉ

(ينزاح التوازن إلى اليسار أو اليمين حسب تركيز ثاني أكسيد الكربون).

الهجرة البيولوجية. في المحيط الحيوي، توجد مركبات الكالسيوم في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية تقريبًا (انظر أيضًا أدناه). توجد كمية كبيرة من الكالسيوم في الكائنات الحية. وبالتالي، فإن هيدروكسيباتيت Ca5(PO4)3OH، أو، في مدخل آخر، 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2، هو أساس الأنسجة العظمية للفقاريات، بما في ذلك البشر؛ تتكون أصداف وأصداف العديد من اللافقاريات، وقشور البيض، وما إلى ذلك من كربونات الكالسيوم CaCO3، ويوجد في الأنسجة الحية للإنسان والحيوان 1.4-2% Ca (بنسبة الكتلة)؛ في جسم الإنسان الذي يزن 70 كجم، يبلغ محتوى الكالسيوم حوالي 1.7 كجم (بشكل رئيسي في المادة الخلوية للأنسجة العظمية).

إيصال

يتم الحصول على الكالسيوم المعدني الحر عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور يتكون من CaCl2 (75-80%) وKCl أو من CaCl2 وCaF2، بالإضافة إلى اختزال ألوميني حراري لـ CaO عند 1170-1200 درجة مئوية:

CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

كما تم تطوير طريقة لإنتاج الكالسيوم عن طريق التفكك الحراري لكربيد الكالسيوم CaC2

الخصائص الفيزيائية

معدن الكالسيوم موجود في تعديلين متآصلين. مستقر حتى 443 درجة مئوية α -Ca مع شعرية مكعبة، استقرار أعلى β-Ca مع نوع شعرية مكعبة محورها الجسم α -الحديد. المحتوى الحراري القياسي ΔH0 انتقال α → β هو 0.93 كيلوجول / مول.

الكالسيوم معدن خفيف (د = 1.55)، أبيض فضي اللون. وهو أصلب ويذوب عند درجة حرارة أعلى (851 درجة مئوية) مقارنة بالصوديوم الذي يقع بجانبه في الجدول الدوري. ويفسر ذلك حقيقة وجود إلكترونين لكل أيون كالسيوم في المعدن. لهذا الرابطة الكيميائيةلديه رابطة أقوى بين الأيونات وغاز الإلكترون من الصوديوم. في التفاعلات الكيميائيةيتم نقل إلكترونات التكافؤ الكالسيوم إلى ذرات العناصر الأخرى. في هذه الحالة، يتم تشكيل أيونات مشحونة بشكل مضاعف.

الخواص الكيميائية

الكالسيوم هو معدن ترابي قلوي نموذجي. النشاط الكيميائي للكالسيوم مرتفع، ولكنه أقل من جميع المعادن الأرضية القلوية الأخرى. يتفاعل بسهولة مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والرطوبة الموجودة في الهواء، ولهذا السبب عادة ما يكون سطح معدن الكالسيوم رماديًا باهتًا، لذلك يتم تخزين الكالسيوم في المختبر عادةً، مثل المعادن الأرضية القلوية الأخرى، في وعاء مغلق بإحكام تحت طبقة. الكيروسين أو البارافين السائل.

في سلسلة الجهود القياسية، يقع الكالسيوم على يسار الهيدروجين. جهد القطب القياسي لزوج Ca2+/Ca0 هو −2.84 فولت، لذلك يتفاعل الكالسيوم بشكل نشط مع الماء، ولكن بدون اشتعال:

2H2O = Ca(OH)2 + H2 + Q.

يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات النشطة (الأكسجين، الكلور، البروم) في الظروف العادية:

Ca + O2 = 2CaO، Ca + Br2 = CaBr2.

عند تسخينه في الهواء أو الأكسجين، يشتعل الكالسيوم. يتفاعل الكالسيوم مع اللافلزات الأقل نشاطًا (الهيدروجين، البورون، الكربون، السيليكون، النيتروجين، الفوسفور وغيرها) عند تسخينه، على سبيل المثال:

Ca + H2 = CaH2، Ca + 6B = CaB6،

Ca + N2 = Ca3N2، Ca + 2C = CaC2،

Ca + 2P = Ca3P2 (فوسفيد الكالسيوم)،

ومن المعروف أيضًا أن فوسفيدات الكالسيوم ذات التركيبات CaP وCaP5؛

Ca + Si = Ca2Si (مبيد سيليسيوم الكالسيوم)،

ومن المعروف أيضًا أن مبيدات سيليسيوم الكالسيوم ذات التركيبات CaSi وCa3Si4 وCaSi2.

عادة ما يكون حدوث التفاعلات المذكورة أعلاه مصحوبًا بإطلاق كمية كبيرة من الحرارة (أي أن هذه التفاعلات طاردة للحرارة). في جميع المركبات التي تحتوي على اللافلزات، تكون حالة أكسدة الكالسيوم +2. معظم مركبات الكالسيوم مع اللافلزات تتحلل بسهولة بالماء، على سبيل المثال:

CaH2+ 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2,N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3.

أيون Ca2+ عديم اللون. عند إضافة أملاح الكالسيوم القابلة للذوبان إلى اللهب، يتحول اللهب إلى اللون الأحمر القرميدي.

أملاح الكالسيوم مثل كلوريد CaCl2 وبروميد CaBr2 ويوديد CaI2 ونترات Ca(NO3)2 شديدة الذوبان في الماء. غير قابلة للذوبان في الماء هي الفلورايد CaF2، والكربونات CaCO3، والكبريتات CaSO4، والأرثوفوسفات Ca3(PO4)2، والأكسالات CaC2O4 وبعض الآخرين.

من المهم، على عكس كربونات الكالسيوم CaCO3، أن كربونات الكالسيوم الحمضية (بيكربونات) Ca(HCO3) 2 قابلة للذوبان في الماء. في الطبيعة، وهذا يؤدي إلى العمليات التالية. عندما تخترق الأمطار الباردة أو مياه النهر المشبعة بثاني أكسيد الكربون تحت الأرض وتسقط على الحجر الجيري، يلاحظ ذوبانها:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2.

وفي نفس الأماكن التي يصل فيها الماء المشبع ببيكربونات الكالسيوم إلى سطح الأرض ويسخن أشعة الشمسفيحدث التفاعل العكسي:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O.

هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل كميات كبيرة من المواد في الطبيعة. ونتيجة لذلك، يمكن أن تتشكل فجوات ضخمة تحت الأرض، وتتشكل "رقاقات ثلجية" حجرية جميلة - الهوابط والصواعد - في الكهوف.

إن وجود بيكربونات الكالسيوم المذابة في الماء يحدد إلى حد كبير صلابة الماء المؤقتة. ويسمى مؤقتا لأنه عندما يغلي الماء، تتحلل البيكربونات ويترسب CaCO3. تؤدي هذه الظاهرة، على سبيل المثال، إلى حقيقة أن الحجم يتشكل في الغلاية بمرور الوقت.

معدن الكالسيوم كيميائي فيزيائي

الاستخدام الرئيسي لمعدن الكالسيوم هو كعامل اختزال في إنتاج المعادن، وخاصة النيكل والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ. ويستخدم الكالسيوم وهيدريده أيضًا لإنتاج معادن يصعب اختزالها مثل الكروم والثوريوم واليورانيوم. تستخدم سبائك الرصاص والكالسيوم في البطاريات والسبائك الحاملة. تُستخدم حبيبات الكالسيوم أيضًا لإزالة آثار الهواء من أجهزة التفريغ. تسبب أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم القابلة للذوبان صلابة المياه بشكل عام. إذا كانت موجودة في الماء بكميات صغيرة، فإن الماء يسمى الماء الناعم. وإذا كان محتوى هذه الأملاح مرتفعاً، يعتبر الماء عسراً. تتم إزالة الصلابة عن طريق الغليان، وللتخلص تمامًا من الماء، يتم تقطيره أحيانًا.

الحرارة المعدنية

يستخدم الكالسيوم المعدني النقي على نطاق واسع في علم المعادن لإنتاج المعادن النادرة.

صناعة السبائك

يُستخدم الكالسيوم النقي في صناعة سبائك الرصاص المستخدمة في إنتاج ألواح البطاريات وبطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة مع انخفاض التفريغ الذاتي. كما يتم استخدام الكالسيوم المعدني لإنتاج بابيتس الكالسيوم عالي الجودة BKA.

الاندماج النووي

يعد نظير 48Ca المادة الأكثر فعالية والأكثر استخدامًا لإنتاج العناصر فائقة الثقل واكتشاف عناصر جديدة في الجدول الدوري. على سبيل المثال، في حالة استخدام أيونات 48Ca لإنتاج عناصر فائقة الثقل في المسرعات، فإن نوى هذه العناصر تتشكل بكفاءة مئات وآلاف المرات مقارنة باستخدام "المقذوفات" (الأيونات) الأخرى.

تطبيق مركبات الكالسيوم

هيدريد الكالسيوم. عن طريق تسخين الكالسيوم في جو هيدروجيني، يتم الحصول على CaH2 (هيدريد الكالسيوم)، والذي يستخدم في علم المعادن (علم المعادن) وفي إنتاج الهيدروجين في الحقل.

المواد البصرية والليزر. يستخدم فلوريد الكالسيوم (الفلوريت) على شكل بلورات مفردة في البصريات (الأهداف الفلكية، العدسات، المنشورات) وكمادة ليزر. يتم استخدام تنغستات الكالسيوم (السكيليت) على شكل بلورات مفردة في تكنولوجيا الليزر وأيضًا كمصباح وميض.

كربيد الكالسيوم. يستخدم كربيد الكالسيوم CaC2 على نطاق واسع لإنتاج الأسيتيلين واختزال المعادن، وكذلك في إنتاج سياناميد الكالسيوم (عن طريق تسخين كربيد الكالسيوم في النيتروجين عند 1200 درجة مئوية، يكون التفاعل طاردًا للحرارة، ويتم إجراؤه في أفران السياناميد). .

مصادر التيار الكيميائي. يتم استخدام الكالسيوم، وكذلك سبائكه مع الألومنيوم والمغنيسيوم، في البطاريات الكهربائية الحرارية الاحتياطية كأنود (على سبيل المثال، عنصر كرومات الكالسيوم). يستخدم كرومات الكالسيوم في البطاريات مثل الكاثود. خصوصية هذه البطاريات هي العمر الافتراضي الطويل للغاية (عقود) في حالة مناسبة، والقدرة على العمل في أي ظروف (المساحة، والضغوط العالية)، والطاقة النوعية العالية من حيث الوزن والحجم. العيب: عمر قصير. تُستخدم هذه البطاريات عندما يكون من الضروري توليد طاقة كهربائية هائلة لفترة زمنية قصيرة (الصواريخ الباليستية، وبعض المركبات الفضائية، وما إلى ذلك).

مواد مقاومة للحريق. يستخدم أكسيد الكالسيوم، سواء في شكل حر أو كجزء من مخاليط السيراميك، في إنتاج المواد المقاومة للحرارة.

الأدوية. في الطب، تقضي أدوية الكالسيوم على الاضطرابات المرتبطة بنقص أيونات الكالسيوم في الجسم (تكزز، التشنج، الكساح). تعمل مستحضرات الكالسيوم على تقليل فرط الحساسية لمسببات الحساسية وتستخدم لعلاج أمراض الحساسية (مرض المصل والحمى النعاس وما إلى ذلك). مستحضرات الكالسيوم تقلل من زيادة نفاذية الأوعية الدموية ولها تأثير مضاد للالتهابات. يتم استخدامها لالتهاب الأوعية الدموية النزفية، ومرض الإشعاع، والعمليات الالتهابية (الالتهاب الرئوي، ذات الجنب، وما إلى ذلك) وبعض الأمراض الجلدية. يوصف كعامل مرقئ، لتحسين نشاط عضلة القلب وتعزيز تأثير مستحضرات الديجيتال، كمضاد للتسمم بأملاح المغنيسيوم. جنبا إلى جنب مع أدوية أخرى، يتم استخدام مستحضرات الكالسيوم لتحفيز المخاض. يُعطى كلوريد الكالسيوم عن طريق الفم أو الوريد.

تشتمل مستحضرات الكالسيوم أيضًا على الجبس (CaSO4) المستخدم في العمليات الجراحية يلقي الجصوالطباشير (CaCO3) يوصف عن طريق الفم لزيادة حموضة عصير المعدة ولتحضير مسحوق الأسنان.

الدور البيولوجي

الكالسيوم هو أحد المغذيات الكبيرة الشائعة في جسم النباتات والحيوانات والبشر. وفي البشر والفقاريات الأخرى، يوجد معظمه في الهيكل العظمي والأسنان على شكل فوسفات. تتكون الهياكل العظمية لمعظم مجموعات اللافقاريات (الإسفنج، والزوائد اللحمية المرجانية، والرخويات، وما إلى ذلك) من أشكال مختلفة من كربونات الكالسيوم (الجير). وتشارك أيونات الكالسيوم في عمليات تخثر الدم، وكذلك في ضمان الضغط الأسموزي المستمر للدم. تعمل أيونات الكالسيوم أيضًا كأحد الرسل الثاني العالمي وتنظم مجموعة متنوعة من العمليات داخل الخلايا - تقلص العضلات، وإخراج الخلايا، بما في ذلك إفراز الهرمونات والناقلات العصبية، وما إلى ذلك. ويبلغ تركيز الكالسيوم في سيتوبلازم الخلايا البشرية حوالي 10−7 مول، في السوائل بين الخلايا حوالي 10− 3 مول.

معظم الكالسيوم الذي يدخل جسم الإنسان مع الطعام يوجد في منتجات الألبان، أما باقي الكالسيوم فيأتي من اللحوم والأسماك وبعض المنتجات النباتية (خاصة البقوليات). يحدث الامتصاص في كل من الأمعاء الغليظة والدقيقة ويتم تسهيله من خلال البيئة الحمضية وفيتامين د وفيتامين ج واللاكتوز والأحماض الدهنية غير المشبعة. دور المغنيسيوم مهم في استقلاب الكالسيوم، فمع نقصه، يتم "غسل" الكالسيوم من العظام وترسب في الكلى (حصوات الكلى) والعضلات.

نظرًا للعدد الكبير من العمليات المرتبطة به، يتم تنظيم محتوى الكالسيوم في الدم بدقة، ومع التغذية السليمة لا يحدث نقص. الغياب المطول عن النظام الغذائي يمكن أن يسبب تشنجات وآلام المفاصل والنعاس وعيوب النمو والإمساك. يؤدي النقص الأعمق إلى تشنجات العضلات المستمرة وهشاشة العظام. تعاطي القهوة والكحول يمكن أن يسبب نقص الكالسيوم، حيث يتم إفراز جزء منه في البول.

المنتجات كالسيوم ملجم/100 جم

سمسم 783

نبات القراص 713

موز كبير 412

سردين بالزيت 330

اللبلاب بودرا 289

ارتفع الكلب 257

اللوز 252

عازف لسان الحمل. 248

البندق 226

الجرجير 214

فول الصويا الجاف 201

الأطفال أقل من 3 سنوات - 600 ملغ.

الأطفال من 4 إلى 10 سنوات - 800 ملغ.

الأطفال من 10 إلى 13 سنة - 1000 ملغ.

المراهقون من 13 إلى 16 سنة – 1200 ملغ.

الشباب 16 سنة فما فوق - 1000 ملغ.

البالغين من 25 إلى 50 سنة - من 800 إلى 1200 ملغ.

النساء الحوامل والمرضعات – من 1500 إلى 2000 ملغ.

خاتمة

الكالسيوم هو أحد العناصر الأكثر وفرة على وجه الأرض. ويوجد بكثرة في الطبيعة: فالسلاسل الجبلية والصخور الطينية تتشكل من أملاح الكالسيوم، وهي موجودة في مياه البحار والأنهار، وهي جزء من الكائنات الحية النباتية والحيوانية.

يحيط الكالسيوم باستمرار بسكان المدن: تحتوي جميع مواد البناء الرئيسية تقريبًا - الخرسانة والزجاج والطوب والأسمنت والجير - على هذا العنصر بكميات كبيرة.

وبطبيعة الحال، وجود مثل هذه الخصائص الكيميائية، لا يمكن للكالسيوم أن يوجد في الطبيعة في حالة حرة. لكن مركبات الكالسيوم - الطبيعية منها والاصطناعية - اكتسبت أهمية قصوى.

فهرس

1.هيئة التحرير: كنونيانتس آي إل (رئيس التحرير) الموسوعة الكيميائية: في 5 مجلدات - موسكو: الموسوعة السوفيتية، 1990. - ت. 2. - ص 293. - 671 ص.

2.دورونين. N. A. الكالسيوم، Goskhimizdat، 1962. 191 ص. مع الرسوم التوضيحية.

.دوتسينكو ف. - التغذية العلاجية والوقائية. - سؤال. التغذية، 2001 - ن1-ص.21-25

4.Bilezikian J. P. استقلاب الكالسيوم والعظام // In: K. L. Becker، ed.

5.م.ح. كارابيتيانتس، إس.آي. دراكين - الكيمياء العامة وغير العضوية، 2000. 592 ص. مع الرسوم التوضيحية.

الكالسيوم شائع جدًا في الطبيعة على شكل مركبات مختلفة. في القشرة الأرضية، يحتل المرتبة الخامسة، حيث يمثل 3.25%، ويوجد في أغلب الأحيان على شكل حجر جيري CaCO3، دولوميت CaCO3*MgCO3، جبس CaSO4*2H2O، فوسفوريت Ca3(PO4)2 وفلورسبار CaF2، لا يحتسب نسبة كبيرة. نسبة الكالسيوم في تركيب صخور السيليكات. تحتوي مياه البحر على متوسط 0.04% (بالوزن) من الكالسيوم

البدنية و الخواص الكيميائيةالكالسيوم

يوجد الكالسيوم في المجموعة الفرعية للمعادن الأرضية القلوية للمجموعة الثانية من الجدول الدوري للعناصر؛ رقم سري 20, الوزن الذري 40.08، التكافؤ 2، الحجم الذري 25.9. نظائر الكالسيوم: 40 (97%)، 42 (0.64%)، 43 (0.15%)، 44 (2.06%)، 46 (0,003%)، 48 (0.185%). التركيب الإلكتروني لذرة الكالسيوم: 1s2، 2s2p6، 3s2p6، 4s2. نصف القطر الذري هو 1.97 أ، نصف قطر الأيون هو 1.06 أ. حتى 300 درجة، تكون بلورات الكالسيوم على شكل مكعب ذو أوجه مركزية وحجم جانبي 5.53 أ، وأكثر من 450 درجة لها شكل سداسي. الثقل النوعي للكالسيوم هو 1.542، نقطة الانصهار 851 درجة، نقطة الغليان 1487 درجة، حرارة الانصهار 2.23 كيلو كالوري / مول، حرارة التبخر 36.58 كيلو كالوري / مول. السعة الحرارية الذرية للكالسيوم الصلب Chr = 5.24 + 3.50*10V-3 T عند 298-673° K وCp = 6.29+1.40*10V-3T عند 673-1124° K؛ للكالسيوم السائل Cp = 7.63. إنتروبيا الكالسيوم الصلب هي 9.95 ± 1، وفي الحالة الغازية عند 25° 37.00 ± 0.01.
تمت دراسة مرونة بخار الكالسيوم الصلب بواسطة Yu.A. بريسيلكوف وأ.ن. نسميانوف، ب. دوغلاس ود. توملين. وترد في الجدول قيم ضغط البخار المشبع للكالسيوم. 1.

من حيث التوصيل الحراري، يقترب الكالسيوم من الصوديوم والبوتاسيوم، عند درجات حرارة 20-100 درجة يكون معامل التمدد الخطي 25 * 10v-6، عند 20 درجة تكون المقاومة الكهربائية 3.43 ميكرو أوم / سم 3، من 0 إلى 100 درجة معامل درجة حرارة المقاومة الكهربائية هو 0.0036. المكافئ الكهروكيميائي 0.74745 جم/أ*ساعة. قوة شد الكالسيوم 4.4 كجم/مم2، صلابة برينل 13، الاستطالة 53%، الانكماش النسبي 62%.
الكالسيوم له لون أبيض فضي ويلمع عند كسره. في الهواء، يُغطى المعدن بطبقة رقيقة رمادية مزرقة من النتريد والأكسيد وبيروكسيد الكالسيوم جزئيًا. الكالسيوم مرن ومرن. يمكن معالجتها على مخرطة، أو حفرها، أو قطعها، أو نشرها، أو ضغطها، أو رسمها، وما إلى ذلك. كلما كان المعدن أنقى، زادت ليونته.
في سلسلة الجهد، يقع الكالسيوم من بين أكثر المعادن سالبية كهربية، مما يفسر نشاطه الكيميائي العالي. في درجة حرارة الغرفة، لا يتفاعل الكالسيوم مع الهواء الجاف، عند 300 درجة وما فوقها يتأكسد بشكل مكثف، ومع تسخين قوي يحترق بلهب برتقالي محمر مشرق. في الهواء الرطب، يتأكسد الكالسيوم تدريجيا، ويتحول إلى هيدروكسيد؛ يتفاعل ببطء نسبيًا مع الماء البارد، لكنه يزيح الهيدروجين من الماء الساخن بقوة، مكونًا الهيدروكسيد.
يتفاعل النيتروجين مع الكالسيوم بشكل ملحوظ عند درجة حرارة 300 درجة مئوية وبشكل مكثف للغاية عند درجة حرارة 900 درجة مئوية لتكوين نيتريد Ca3N2. مع الهيدروجين عند درجة حرارة 400 درجة مئوية، يشكل الكالسيوم هيدريد CaH2. لا يرتبط الكالسيوم بالهالوجينات الجافة، باستثناء الفلور، في درجة حرارة الغرفة؛ يحدث التكوين المكثف للهاليدات عند 400 درجة وما فوق.
الكبريتيك القوي (65-60 درجة بي) وأحماض النيتريك لها تأثير ضعيف على الكالسيوم النقي. من بين المحاليل المائية للأحماض المعدنية، حمض الهيدروكلوريك قوي جدًا، وحمض النيتريك قوي، وحمض الكبريتيك ضعيف. في محاليل NaOH المركزة ومحاليل الصودا، لا يتم تدمير الكالسيوم تقريبًا.

طلب

يستخدم الكالسيوم بشكل متزايد في مختلف الصناعات. حصل مؤخرا أهمية عظيمةكعامل اختزال في إنتاج عدد من المعادن. يتم الحصول على معدن اليورانيوم النقي عن طريق اختزال فلوريد اليورانيوم مع معدن الكالسيوم. يمكن استخدام الكالسيوم أو هيدريداته لاختزال أكاسيد التيتانيوم، وكذلك أكاسيد الزركونيوم والثوريوم والتنتالوم والنيوبيوم وغيرها من المعادن النادرة. يعتبر الكالسيوم مزيلًا جيدًا للأكسدة ومزيلًا للغازات في إنتاج النحاس والنيكل وسبائك النيكل والكروم والفولاذ الخاص وبرونز النيكل والقصدير؛ فهو يزيل الكبريت والفوسفور والكربون من المعادن والسبائك.
يشكل الكالسيوم مركبات حرارية مع البزموت، لذلك يتم استخدامه لتنقية الرصاص من البزموت.
يضاف الكالسيوم إلى السبائك الخفيفة المختلفة. فهو يساعد على تحسين سطح السبائك وحجم الحبوب الدقيقة وتقليل الأكسدة. تستخدم السبائك الحاملة التي تحتوي على الكالسيوم على نطاق واسع. يمكن استخدام سبائك الرصاص (0.04% Ca) لصنع أغلفة الكابلات.
يستخدم الكالسيوم لتجفيف الكحوليات والمذيبات لإزالة الكبريت من المنتجات البترولية. تستخدم سبائك الكالسيوم مع الزنك أو مع الزنك والمغنيسيوم (70% Ca) لإنتاج خرسانة مسامية عالية الجودة. الكالسيوم جزء من السبائك المضادة للاحتكاك (بابيت الرصاص والكالسيوم).
نظرًا لقدرتها على ربط الأكسجين والنيتروجين، تُستخدم سبائك الكالسيوم أو الكالسيوم مع الصوديوم والمعادن الأخرى في تنقية الغازات النبيلة وكأداة في أجهزة الراديو الفراغية. ويستخدم الكالسيوم أيضًا لإنتاج الهيدريد، وهو مصدر للهيدروجين في الحقل. مع الكربون، يشكل الكالسيوم كربيد الكالسيوم CaC2، والذي يستخدم بكميات كبيرة لإنتاج الأسيتيلين C2H2.

تاريخ التطور

حصل ديوي لأول مرة على الكالسيوم على شكل ملغم في عام 1808، وذلك باستخدام التحليل الكهربائي للجير الرطب مع كاثود الزئبق. في عام 1852، حصل بنسن على ملغم يحتوي على نسبة عالية من الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول حمض الهيدروكلوريك من كلوريد الكالسيوم. في عام 1855، حصل بنسن وماتيسين على الكالسيوم النقي عن طريق التحليل الكهربائي لـ CaCl2 والمويسان عن طريق التحليل الكهربائي لـ CaF2. في عام 1893، قام بورشرز بتحسين التحليل الكهربائي لكلوريد الكالسيوم بشكل ملحوظ باستخدام التبريد الكاثودي؛ حصل أرندت في عام 1902 عن طريق التحليل الكهربائي على معدن يحتوي على 91.3% من الكالسيوم. استخدم روف وبلاتا خليطًا من CaCl2 وCaF2 لتقليل درجة حرارة التحليل الكهربائي؛ حصل بورشرز وستوكهام على إسفنجة عند درجة حرارة أقل من نقطة انصهار الكالسيوم.
تم حل مشكلة إنتاج الكالسيوم بالتحليل الكهربائي بواسطة راثيناو وسوتر، حيث اقترحا طريقة التحليل الكهربائي باستخدام كاثود اللمس، والتي سرعان ما أصبحت صناعية. كانت هناك العديد من المقترحات والمحاولات لإنتاج سبائك الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي، وخاصة على الكاثود السائل. وفقًا لـ F.O. يمكن الحصول على سبائك البنزيل من الكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمركب CaF2 مع إضافة أملاح أو فلوروكسيدات معادن أخرى. قام بولين وميلان بإعداد سبيكة Ca-Al على كاثود من الألومنيوم السائل؛ حصل كوجلجن وسيوارد على سبيكة Ca-Zn على كاثود الزنك. تمت دراسة إنتاج سبائك الكالسيوم والزنك في عام 1913 من قبل دبليو مولدنهاور وجي أندرسن، وقاموا أيضًا بإعداد سبائك الرصاص والكالسيوم على كاثود الرصاص. استخدم كوبا وسيمكينز وجير محللًا كهربيًا من كاثود الرصاص 2000 أمبير وحصلوا على سبيكة تحتوي على 2% من الكالسيوم بكفاءة تيار تبلغ 20%. أضاف I. Tselikov و V. Wasinger كلوريد الصوديوم إلى المنحل بالكهرباء للحصول على سبيكة تحتوي على الصوديوم؛ ر.ر. قام سيرومياتنيكوف بخلط السبيكة وحقق 40-68% من الناتج الحالي. يتم إنتاج سبائك الكالسيوم مع الرصاص والزنك والنحاس عن طريق التحليل الكهربائي على نطاق صناعي
لقد اجتذبت الطريقة الحرارية لإنتاج الكالسيوم اهتمامًا كبيرًا. تم اكتشاف الاختزال الألوميني الحراري للأكاسيد في عام 1865 على يد سموه. بيكيتوف. وفي عام 1877، اكتشف ماليت تفاعل خليط من أكاسيد الكالسيوم والباريوم والسترونتيوم مع الألومنيوم عند تسخينه، وحاول وينكلر اختزال نفس الأكاسيد باستخدام المغنيسيوم؛ حصل بيلتز وفاجنر، عن طريق اختزال أكسيد الكالسيوم بالألمنيوم في الفراغ، على محصول منخفض من المعدن، وحقق جونز في عام 1929 نتائج أفضل. منظمة العفو الدولية. قام فوينتسكي في عام 1938 بتخفيض أكسيد الكالسيوم في المختبر باستخدام سبائك الألومنيوم والسيليكون. وقد حصلت هذه الطريقة على براءة اختراع في عام 1938. وفي نهاية الحرب العالمية الثانية، تلقت الطريقة الحرارية تطبيقًا صناعيًا.
في عام 1859، اقترح كارون طريقة لإنتاج سبائك الصوديوم مع معادن ترابية قلوية عن طريق تأثير الصوديوم المعدني على كلوريداتها. وباستخدام هذه الطريقة، يتم الحصول على الكالسيوم (والبارين) في سبيكة تحتوي على الرصاص.قبل الحرب العالمية الثانية، كان الإنتاج الصناعي للكالسيوم عن طريق التحليل الكهربائي يتم في ألمانيا والفراكشن. وفي بيترفيلد (ألمانيا)، في الفترة من 1934 إلى 1939، تم إنتاج 5-10 أطنان من الكالسيوم سنوياً. وتمت تغطية حاجة الولايات المتحدة من الكالسيوم عن طريق الواردات التي بلغت 10-25 جراماً سنوياً في الفترة 1920-1940. منذ عام 1940، عندما توقفت الواردات من فرنسا، بدأت الولايات المتحدة في إنتاج الكالسيوم بكميات كبيرة عن طريق التحليل الكهربائي. وفي نهاية الحرب بدأوا في الحصول على الكالسيوم باستخدام طريقة الفراغ الحراري؛ وبحسب إس. لوميس، فقد بلغ إنتاجها 4.5 طن يومياً. وفقًا لمينيرالي ياربوك، أنتجت شركة Dominium Magnesium في كندا الكالسيوم سنويًا:

معلومات عن حجم إطلاق الكالسيوم السنوات الاخيرةمفقود.

17.12.2019

تواصل سلسلة Far Cry إسعاد لاعبيها بالاستقرار. بعد مرور الكثير من الوقت، يصبح من الواضح ما عليك القيام به في هذه اللعبة. الصيد، والبقاء على قيد الحياة، والقبض...

16.12.2019

عند إنشاء تصميم سكني، انتباه خاصيجب أن تعطى للجزء الداخلي من غرفة المعيشة - ستصبح مركز "الكون" الخاص بك....

15.12.2019

من المستحيل تخيل بناء منزل دون استخدام السقالات. وتستخدم هذه الهياكل أيضا في مجالات أخرى من النشاط الاقتصادي. مع...

14.12.2019

ظهر اللحام كوسيلة لربط المنتجات المعدنية بشكل دائم منذ ما يزيد قليلاً عن قرن من الزمان. وفي الوقت نفسه، من المستحيل المبالغة في تقدير أهميتها في الوقت الراهن. في...

14.12.2019

يعد تحسين المساحة المحيطة أمرًا في غاية الأهمية لكل من المستودعات الصغيرة والكبيرة. وهذا يبسط العمل إلى حد كبير ويوفر...

13.12.2019

البلاط المعدني عبارة عن مواد تسقيف معدنية. سطح الصفائح مطلي بمواد البوليمر والزنك. يتم تقليد البلاط الطبيعي بالمواد...

13.12.2019

تم استخدام معدات الاختبار على نطاق واسع في مختلف المجالات. يجب أن تكون جودتها لا تشوبها شائبة. ولتحقيق هذا الهدف تم تجهيز الأجهزة...

الكالسيوم(الكالسيوم)، كاليفورنيا، عنصر كيميائيالمجموعة الثانية من نظام مندليف الدوري، العدد الذري 20، الكتلة الذرية 40.08؛ معدن خفيف أبيض فضي. العنصر الطبيعي عبارة عن خليط من ستة نظائر مستقرة: 40 كاليفورنيا، 42 كاليفورنيا، 43 كاليفورنيا، 44 كاليفورنيا، 46 كاليفورنيا و48 كاليفورنيا، منها 40 كاليفورنيا هو الأكثر شيوعا (96.97٪).

مركبات الكالسيوم - الحجر الجيري والرخام والجبس (وكذلك الجير - منتج تكلس الحجر الجيري) كانت تستخدم بالفعل في البناء في العصور القديمة. حتى نهاية القرن الثامن عشر. اعتبر الكيميائيون الجير مادة صلبة بسيطة. في عام 1789 ه. لافوازييهاقترح أن الجير والمغنيسيا والباريت والألومينا والسيليكا هي مواد معقدة. في عام 1808 ديفيمن خلال إخضاع خليط من الجير المطفأ الرطب مع أكسيد الزئبق للتحليل الكهربائي باستخدام كاثود الزئبق، قام بتحضير ملغم ca، ومن خلال تقطير الزئبق منه حصل على معدن يسمى "الكالسيوم" (من الكلس اللاتيني، الكلس المضاف - الجير). .

التوزيع في الطبيعة. من حيث الانتشار في القشرة الأرضية، تحتل كاليفورنيا المرتبة الخامسة (بعد O وsi وal وfe)؛ محتوى 2.96% بالوزن. يهاجر بقوة ويتراكم في مختلف الأنظمة الجيوكيميائية مكونًا 385 معدنًا (المركز الرابع في عدد المعادن). يوجد القليل من الكالسيوم في عباءة الأرض وربما أقل في قلب الأرض (في الحديد النيازك 0.02%). يسود كاليفورنيا في الجزء السفلي من القشرة الأرضية، ويتراكم في الصخور الرئيسية؛ معظم الكالسيوم موجود في الفلسبار أنورثيت كاليفورنيا؛ المحتوى في الصخور الأساسية 6.72% وفي الصخور الحمضية (الجرانيت وغيرها) 1.58%. في المحيط الحيوي، يحدث تمايز حاد بشكل استثنائي للكالسيوم، يرتبط بشكل رئيسي بـ "توازن الكربونات": عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع كربونات الكاكو 3، يتم تشكيل بيكربونات الكالسيوم القابلة للذوبان (HCO 3) 2:

كربونات الكالسيوم 3 + ح 2 س + كو 2<=>الكالسيوم (HCO3) 2<=>كاليفورنيا 2+ + 2hco 3 -.

رد الفعل هذا قابل للعكس وهو الأساس لإعادة توزيع الكالسيوم. مع وجود نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون في الماء، يكون الكالسيوم في محلول، ومع انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون، يترسب معدن الكالسيت CaCO3، مما يشكل رواسب سميكة من الحجر الجيري والطباشير والرخام.

تلعب الهجرة الحيوية أيضًا دورًا كبيرًا في تاريخ كاليفورنيا. في المادة الحية للعناصر - المعادن - كاليفورنيا هو العنصر الرئيسي. من المعروف أن الكائنات الحية تحتوي على أكثر من 10% من الكالسيوم (المزيد من الكربون)، وتبني هيكلها العظمي من مركبات الكالسيوم، وبشكل رئيسي من كربونات الكالسيوم 3 (الطحالب الجيرية، والعديد من الرخويات، وشوكيات الجلد، والمرجان، والجذور، وما إلى ذلك). ويرتبط دفن الهياكل العظمية للحيوانات والنباتات البحرية بتراكم كتل هائلة من الطحالب والمرجان والأحجار الجيرية الأخرى، والتي تغوص في أعماق الأرض وتتمعدن وتتحول إلى أنواع مختلفة من الرخام.

تتميز المناطق الشاسعة ذات المناخ الرطب (مناطق الغابات والتندرا) بنقص الكالسيوم - وهنا يتم ترشيحها بسهولة من التربة. ويرتبط ذلك بانخفاض خصوبة التربة، وانخفاض إنتاجية الحيوانات الأليفة، وصغر حجمها، وأمراض الهيكل العظمي في كثير من الأحيان. لذلك، فإن تجوير التربة وتغذية الحيوانات الأليفة والطيور وما إلى ذلك له أهمية كبيرة. على العكس من ذلك، في المناخات الجافة يصعب ذوبان كربونات الكالسيوم 3، لذا فإن المناظر الطبيعية في السهوب والصحاري غنية بالكالسيوم. غالبًا ما يتراكم في المستنقعات المالحة والبحيرات المالحة جبسالحالة 4 · ساعتان و2 ظهرًا.

تجلب الأنهار الكثير من الكالسيوم إلى المحيط، ولكنها لا تبقى في مياه المحيط (متوسط المحتوى 0.04٪)، ولكنها تتركز في الهياكل العظمية للكائنات الحية، وبعد وفاتها، تترسب في القاع بشكل رئيسي في شكل كربونات الكالسيوم. 3. ينتشر الطمي الجيري في قاع جميع المحيطات على أعماق لا تزيد عن 4000 م(في أعماق كبيرة، يذوب كربونات الكالسيوم 3؛ والكائنات الحية هناك غالبا ما تعاني من نقص الكالسيوم).

تلعب المياه الجوفية دورًا مهمًا في هجرة كاليفورنيا. في كتل الحجر الجيري، في بعض الأماكن، يقومون بترشيح CaCO 3 بقوة، والذي يرتبط بالتطور الكارستية، تشكيل الكهوف والهوابط والصواعد. بالإضافة إلى الكالسيت، في بحار العصور الجيولوجية الماضية، كان هناك ترسب واسع النطاق للفوسفات كاليفورنيا (على سبيل المثال، رواسب كاراتاو الفوسفوريت في كازاخستان)، الدولوميت كربونات الكالسيوم 3 · ملغمكو 3، وفي البحيرات أثناء التبخر - الجبس.

على مدار التاريخ الجيولوجي، زاد تكوين الكربونات الحيوية وانخفض الترسيب الكيميائي للكالسيت. في بحار ما قبل الكمبري (منذ أكثر من 600 مليون سنة) لم تكن هناك حيوانات ذات هياكل عظمية كلسية؛ لقد أصبحت منتشرة على نطاق واسع منذ العصر الكمبري (الشعاب المرجانية، والإسفنج، وما إلى ذلك). ويرتبط هذا بالمحتوى العالي من ثاني أكسيد الكربون في جو عصر ما قبل الكمبري.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية. شبكة بلورية على شكل حرف A (مستقرة عند درجة الحرارة العادية)، مكعبة مركزية الوجه أ= 5.56 أ. نصف القطر الذري 1.97 å، نصف القطر الأيوني 2+، 1.04 å. الكثافة 1.54 جم / سم 3(20 درجة مئوية). فوق 464 درجة مئوية، يكون الشكل b السداسي مستقرًا. رر 851 درجة مئوية، ركيب 1482 درجة مئوية؛ معامل درجة حرارة التمدد الخطي 22؟ 10 -6 (0-300 درجة مئوية)؛ الموصلية الحرارية عند 20 درجة مئوية 125.6 ث/(م؟ ك) أو 0.3 كال/(سم? ثانيةدرجة مئوية)؛ السعة الحرارية النوعية (0-100 درجة مئوية) 623.9 ي/(كجم? ل) أو 0.149 كال/(ز؟ درجة مئوية)؛ المقاومة الكهربائية عند 20 درجة مئوية 4.6؟ 10-8 أوم? مأو 4.6؟ 10-6 أوم? سم; معامل درجة الحرارة للمقاومة الكهربائية 4.57؟ 10 -3 (20 درجة مئوية). معامل المرونة 26 جن / م 2 (2600 كجم ق / مم 2); قوة الشد 60 من / م 2 (6 كجم ق / مم 2); حد المرونة 4 من / م 2 (0,4 كجم ق / مم 2) قوة الخضوع 38 من / م 2 (3,8 كجم ق / مم 2); استطالة نسبية 50%؛ صلابة برينل 200-300 من / م 2 (20-30 كجم ق / مم 2). K. ذو درجة نقاء عالية بما فيه الكفاية وهو عبارة عن بلاستيك، وسهل الضغط عليه، ولفه، وقابل للقطع.

تكوين غلاف الإلكترون الخارجي للذرة هو ca 4s 2، والذي بموجبه يكون ca في المركبات 2 التكافؤ. كيميائيا كاليفورنيا نشط جدا. في درجات الحرارة العادية، يتفاعل الكالسيوم بسهولة مع الأكسجين والرطوبة الموجودة في الهواء، لذلك يتم تخزينه في حاويات محكمة الغلق أو تحت الزيوت المعدنية. عند تسخينه في الهواء أو الأكسجين، فإنه يشتعل، مما يعطي أكسيد كاو الأساسي. ومن المعروف أيضًا أن البيروكسيدات ca - cao 2 و CaO 4. يتفاعل Ca بسرعة مع الماء البارد في البداية، ثم يتباطأ التفاعل بسبب تكوين طبقة من ca (oh) 2. يتفاعل ca بقوة مع الماء الساخن والأحماض، ويطلق h 2 (باستثناء hno 3 المركز). يتفاعل مع الفلور في البرد، ومع الكلور والبروم - أعلى من 400 درجة مئوية، مما يعطي الكاف 2، والكاكل 2، والكابر 2، على التوالي. وتشكل هذه الهاليدات في الحالة المنصهرة ما يسمى بالمركبات الفرعية مع كاليفورنيا - كاف، كاسي، في والتي كاليفورنيا أحادية التكافؤ رسميا. عند تسخينه، يتحول كاليفورنيا إلى الكبريت كبريتيد الكالسيوم cas، يضيف الأخير الكبريت، ويشكل polysulfides (cas 2، cas 4، وما إلى ذلك). التفاعل مع الهيدروجين الجاف عند 300-400 درجة مئوية يشكل هيدريد كاه 2 - وهو مركب أيوني يكون فيه الهيدروجين أنيونًا. عند 500 درجة مئوية كاليفورنيا والنيتروجين يعطي نيتريد كاليفورنيا 3 ن 2؛ تفاعل الكالسيوم مع الأمونيا في البرد يؤدي إلى الأمونيا المعقدة كاليفورنيا 6. عند تسخينه دون وصول الهواء مع الجرافيت أو السيليكون أو الفوسفور، كاليفورنيا يعطي على التوالي كربيد الكالسيوم CAC 2، مبيدات السيليكات CASI 2 والفوسفيد CA 3 P 2. Ca تشكل مركبات بين المعادن مع al، ag، au، cu، li، mg، pb، sn، إلخ.

الاستلام والتطبيق. في الصناعة، يتم الحصول على الكالسيوم بطريقتين: 1) عن طريق تسخين خليط من قوالب الكالسيوم ومسحوق آل عند 1200 درجة مئوية في فراغ من 0.01-0.02. ملم زئبق شارع.; يتحرر بواسطة التفاعل: 6cao +2al = 3 CaO؟ تتكثف أبخرة l 2 o 3 + 3Ca على سطح بارد ؛ 2) عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور cacl 2 و kcl مع كاثود النحاس والكالسيوم السائل، يتم تحضير سبيكة cu - ca (65٪ ca)، والتي يتم تقطير ca منها عند درجة حرارة 950-1000 درجة مئوية في الفراغ من 0.1-0.001 ملم زئبق شارع.

في شكل معدن نقي، يتم استخدام ca كعامل اختزال لـ u، th، cr، v، zr، cs، rb وبعض المعادن الأرضية النادرة من مركباتها. كما أنه يستخدم لإزالة الأكسدة من الفولاذ والبرونز والسبائك الأخرى، لإزالة الكبريت من المنتجات البترولية، لتجفيف السوائل العضوية، لتنقية الأرجون من شوائب النيتروجين وكممتص للغاز في أجهزة التفريغ الكهربائية. تستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا مواد مضادة للاحتكاكأنظمة pb-na-ca، بالإضافة إلى سبائك pb-ca المستخدمة في تصنيع أغلفة الكابلات الكهربائية. يتم استخدام سبيكة ca-si-ca (سيليكو-كالسيوم) كعامل إزالة الأكسدة وعامل تفريغ الغاز في إنتاج الفولاذ عالي الجودة. للحصول على معلومات حول استخدام مركبات K، راجع المقالات ذات الصلة.

إيه يا فيشر، إيه آي بيرلمان.

الكالسيوم في الجسم . كاليفورنيا - واحد من العناصر الغذائيةضرورية للسير الطبيعي لعمليات الحياة. وهو موجود في جميع أنسجة وسوائل الحيوانات والنباتات. الكائنات الحية النادرة فقط هي التي يمكنها التطور في بيئة خالية من الكالسيوم، وفي بعض الكائنات يصل محتوى الكالسيوم إلى 38%؛ في البشر - 1.4-2٪. تتطلب خلايا الكائنات النباتية والحيوانية نسبًا محددة بدقة من أيونات ca 2+ وna + وK + في البيئات خارج الخلية. تحصل النباتات على كاليفورنيا من التربة. وفقا لعلاقتها مع كاليفورنيا، وتنقسم النباتات إلى محبو الكالسيومو رهاب الكالسيوم. تحصل الحيوانات على الكالسيوم من الغذاء والماء. الكالسيوم ضروري لتكوين عدد من الهياكل الخلوية، والحفاظ على النفاذية الطبيعية لأغشية الخلايا الخارجية، ولتخصيب بيض الأسماك والحيوانات الأخرى، وتنشيط عدد من الإنزيمات. تنقل أيونات Ca 2+ الإثارة إلى الألياف العضلية، مما يؤدي إلى انقباضها، وزيادة قوة انقباضات القلب، وزيادة وظيفة البلعمة للكريات البيضاء، وتنشيط نظام بروتينات الدم الواقية، والمشاركة في تخثره. في الخلايا، يتم العثور على جميع الكالسيوم تقريبًا على شكل مركبات تحتوي على بروتينات، احماض نووية، الدهون الفوسفاتية، في مجمعات تحتوي على الفوسفات غير العضوي والأحماض العضوية. في بلازما الدم لدى البشر والحيوانات العليا، يمكن ربط 20-40٪ فقط من الكالسيوم بالبروتينات. في الحيوانات ذات الهيكل العظمي، يتم استخدام ما يصل إلى 97-99٪ من إجمالي الكالسيوم كمواد بناء: في اللافقاريات بشكل رئيسي على شكل كاكاو 3 (أصداف الرخويات والشعاب المرجانية)، في الفقاريات - على شكل فوسفات. تقوم العديد من اللافقاريات بتخزين الكالسيوم قبل طرح الريش لبناء هيكل عظمي جديد أو لضمان الوظائف الحيوية في ظروف غير مواتية.

يتم تنظيم محتوى الكالسيوم في دم البشر والحيوانات العليا بواسطة هرمونات الغدة الدرقية والغدة الدرقية. ويلعب فيتامين د دورًا حاسمًا في هذه العمليات. يحدث امتصاص الكالسيوم في الجزء الأمامي من الأمعاء الدقيقة. يتدهور امتصاص الكالسيوم مع انخفاض الحموضة في الأمعاء ويعتمد على نسبة الكالسيوم والفسفور والدهون في الطعام. تبلغ النسبة المثلى لنسبة الكالسيوم في الحليب في حليب البقر حوالي 1.3 (في البطاطس 0.15، في الفول 0.13، في اللحوم 0.016). مع زيادة حمض الفسفور أو حمض الأكساليك في الطعام، يزداد امتصاص الكالسيوم سوءًا، وتسرع الأحماض الصفراوية من امتصاصه. النسب المثالية للكالسيوم/الدهون في غذاء الإنسان هي 0.04-0.08 زكاليفورنيا بنسبة 1 زسمين يحدث إفراز الكالسيوم بشكل رئيسي من خلال الأمعاء. الثدييات خلال هذه الفترة الرضاعةتفقد الكثير من الكالسيوم مع الحليب. مع اضطرابات استقلاب الفوسفور والكالسيوم في الحيوانات الصغيرة والأطفال، الكساحفي الحيوانات البالغة - تغيرات في تكوين وبنية الهيكل العظمي ( تلين العظام).

آي إيه سكولسكي.

في الطب، يؤدي استخدام أدوية الكالسيوم إلى القضاء على الاضطرابات المرتبطة بنقص أيونات الكالسيوم 2+ في الجسم (تكزز، التشنج، الكساح). تعمل مستحضرات CA على تقليل فرط الحساسية لمسببات الحساسية وتستخدم لعلاج أمراض الحساسية (مرض المصل، الشرى، الوذمة الوعائية، حمى القش، إلخ). تعمل مستحضرات CA على تقليل نفاذية الأوعية الدموية المتزايدة ولها تأثير مضاد للالتهابات. يتم استخدامها لالتهاب الأوعية الدموية النزفية، ومرض الإشعاع، والعمليات الالتهابية والنضحية (الالتهاب الرئوي، ذات الجنب، التهاب بطانة الرحم، وما إلى ذلك) وبعض الأمراض الجلدية. يوصف كعوامل مرقئية لتحسين نشاط عضلة القلب وتعزيز تأثير مستحضرات الديجيتال. كمدرات بول ضعيفة وكمضاد للتسمم بأملاح المغنيسيوم. تُستخدم أدوية كاليفورنيا، جنبًا إلى جنب مع أدوية أخرى، لتحفيز المخاض. يتم إعطاء كلوريد الكالسيوم عن طريق الفم والوريد. تم اقتراح Ossocalcinol (معلق معقم بنسبة 15٪ من مسحوق العظام المحضر خصيصًا في زيت الخوخ) لعلاج الأنسجة. تشمل أدوية الكالسيوم أيضًا الجبس (كاسو 4)، المستخدم في جراحة القوالب الجصية، والطباشير (CaCO 3)، الموصوف داخليًا لزيادة حموضة عصير المعدة ولتحضير مسحوق الأسنان.

أشعل.:الموسوعة الكيميائية المختصرة، المجلد الثاني، م، 1963، ص. 370-75؛ Rodyakin V.V.، الكالسيوم ومركباته وسبائكه، M.، 1967؛ Kaplansky S. Ya.، Mineral Exchange، M.-L.، 1938؛ فيشنياكوف إس آي، استقلاب العناصر الكبيرة في حيوانات المزرعة، م، 1967.