چکیده ها بیانیه داستان

چه موادی حاوی کلسیم هستند؟ کلسیم به عنوان یک عنصر شیمیایی، نقش آن

کلسیم- عنصر زیرگروه اصلی گروه دوم، دوره چهارم جدول تناوبیعناصر شیمیایی D.I. مندلیف، با عدد اتمی 20. با نماد Ca (لات. کلسیم) مشخص می شود. ماده ساده کلسیم (شماره CAS: 7440-70-2) یک فلز خاکی قلیایی نرم و فعال شیمیایی نقره است. سفید.

تاریخچه و ریشه نام

نام عنصر از لات گرفته شده است. calx (در مورد جنسی calcis) - "آهک"، "سنگ نرم". شیمیدان انگلیسی هامفری دیوی که فلز کلسیم را با روش الکترولیتی در سال 1808 جدا کرد، پیشنهاد شد. دیوی مخلوطی از آهک خشک شده مرطوب و اکسید جیوه HgO را روی یک صفحه پلاتین الکترولیز کرد که به عنوان آند عمل می کرد. کاتد یک سیم پلاتینی بود که در جیوه مایع غوطه ور شده بود. در نتیجه الکترولیز، آمالگام کلسیم به دست آمد. دیوی با تقطیر جیوه از آن، فلزی به نام کلسیم به دست آورد. ترکیبات کلسیم - سنگ آهک، سنگ مرمر، گچ (و همچنین آهک - محصول کلسیناسیون سنگ آهک) برای چندین هزار سال پیش در ساخت و ساز استفاده شده است. تا پایان قرن هجدهم شیمیدانان آهک را یک جامد ساده می دانستند. در سال 1789، A. Lavoisier پیشنهاد کرد که آهک، منیزیم، باریت، آلومینا و سیلیس مواد پیچیده ای هستند.

بودن در طبیعت

کلسیم به دلیل فعالیت شیمیایی بالا، به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد.

کلسیم 3.38 درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می دهد (پنجمین پس از اکسیژن، سیلیکون، آلومینیوم و آهن از نظر فراوانی).

ایزوتوپ ها

کلسیم در طبیعت به صورت مخلوطی از شش ایزوتوپ وجود دارد: 40 Ca، 42 Ca، 43 Ca، 44 Ca، 46 Ca و 48 Ca، که رایج ترین آنها 40 Ca است و 96.97 درصد را شامل می شود.

از شش ایزوتوپ طبیعی کلسیم، پنج ایزوتوپ پایدار هستند. ششمین ایزوتوپ 48 Ca، سنگین‌ترین ایزوتوپ در بین شش ایزوتوپ و بسیار نادر (فراوانی ایزوتوپی آن تنها 0.187 درصد است)، اخیراً کشف شد که تحت واپاشی بتا مضاعف با نیمه‌عمر 5.3 x 10 19 سال قرار می‌گیرد.

در سنگ ها و کانی ها

بیشتر کلسیم در سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات های سنگ های مختلف (گرانیت ها، گنیس ها و غیره) به ویژه در فلدسپات - آنورتیت کلسیم موجود است.

به شکل سنگ‌های رسوبی، ترکیبات کلسیم توسط گچ و سنگ‌های آهکی نشان داده می‌شوند که عمدتاً از کلسیت معدنی (CaCO 3) تشکیل شده‌اند. شکل کریستالی کلسیت - مرمر - در طبیعت بسیار کمتر رایج است.

مواد معدنی کلسیم مانند کلسیت CaCO 3، انیدریت CaSO 4، آلاباستر CaSO 4 · 0.5H 2 O و گچ CaSO 4 · 2H 2 O ، فلوریت CaF 2 ، آپاتیت های Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH) ، دولومیت MgCO 3 · CaCO 3 . وجود نمک های کلسیم و منیزیم در آب طبیعی سختی آن را تعیین می کند.

کلسیم که به شدت در پوسته زمین مهاجرت می کند و در سیستم های مختلف ژئوشیمیایی انباشته می شود، 385 ماده معدنی (چهارمین تعداد کانی ها) را تشکیل می دهد.

مهاجرت در پوسته زمین

در مهاجرت طبیعی کلسیم، "تعادل کربنات" نقش مهمی ایفا می کند که با واکنش برگشت پذیر تعامل کربنات کلسیم با آب و دی اکسید کربن با تشکیل بی کربنات محلول مرتبط است:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2 + + 2HCO 3 -

(تعادل بسته به غلظت دی اکسید کربن به چپ یا راست تغییر می کند).

مهاجرت بیوژنیک نقش بزرگی ایفا می کند.

در بیوسفر

ترکیبات کلسیم تقریباً در تمام بافت های حیوانی و گیاهی یافت می شود (همچنین به زیر مراجعه کنید). مقدار قابل توجهی کلسیم در موجودات زنده یافت می شود. بنابراین، هیدروکسی آپاتیت Ca 5 (PO 4) 3 OH، یا در مدخل دیگری، 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2، اساس بافت استخوانی مهره داران، از جمله انسان است. پوسته و پوسته بسیاری از بی مهرگان، پوسته تخم مرغ و غیره از کربنات کلسیم CaCO 3 ساخته شده است. در بدن انسان با وزن 70 کیلوگرم، محتوای کلسیم حدود 1.7 کیلوگرم است (عمدتاً در ماده بین سلولی بافت استخوان).

اعلام وصول

کلسیم فلزی آزاد از طریق الکترولیز مذاب متشکل از CaCl 2 (75-80٪) و KCl یا CaCl 2 و CaF 2 و همچنین کاهش آلومینوگرمیک CaO در دمای 1170-1200 درجه سانتیگراد به دست می آید.

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

خواص

مشخصات فیزیکی

فلز کلسیم در دو تغییر آلوتروپیک وجود دارد. تا دمای 443 درجه سانتیگراد، α-Ca با یک شبکه مکعبی وجه محور (پارامتر a = 0.558 نانومتر) پایدار است؛ β-Ca با یک شبکه مکعبی مرکز محور از نوع α-Fe (پارامتر a = 0.448 نانومتر) است. پایدارتر آنتالپی استاندارد Δ اچ 0 انتقال α → β 0.93 kJ/mol است.

خواص شیمیایی

در سری پتانسیل های استاندارد، کلسیم در سمت چپ هیدروژن قرار دارد. پتانسیل استاندارد الکترود جفت Ca 2 + / Ca 0 2.84- ولت است، به طوری که کلسیم به طور فعال با آب واکنش می دهد، اما بدون احتراق:

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

وجود بی کربنات کلسیم محلول در آب تا حد زیادی سختی موقت آب را تعیین می کند. به این دلیل موقت نامیده می شود که وقتی آب به جوش می آید، بی کربنات تجزیه می شود و CaCO 3 رسوب می کند. این پدیده به عنوان مثال منجر به این واقعیت می شود که در طول زمان رسوب در کتری تشکیل می شود.

کاربرد

کاربردهای فلز کلسیم

کاربرد اصلی فلز کلسیم به عنوان یک عامل کاهنده در تولید فلزات به ویژه نیکل، مس و فولاد ضد زنگ می باشد. کلسیم و هیدرید آن نیز برای تولید فلزات سخت احیا شونده مانند کروم، توریم و اورانیوم استفاده می شود. آلیاژهای کلسیم-سرب در باتری ها و آلیاژهای بلبرینگ استفاده می شوند. گرانول های کلسیم نیز برای حذف آثار هوا از دستگاه های خلاء استفاده می شود.

متالوترمی

کلسیم فلزی خالص به طور گسترده در متالوترمی برای تولید فلزات کمیاب استفاده می شود.

آلیاژسازی آلیاژها

از کلسیم خالص برای آلیاژ سرب استفاده می شود که برای تولید صفحات باتری و باتری های اسید سرب استارتر بدون نیاز به تعمیر و با خود تخلیه کم استفاده می شود. همچنین از کلسیم متالیک برای تولید بابیت های کلسیمی باکیفیت BKA استفاده می شود.

سوخت هسته ای

ایزوتوپ 48 کلسیم موثرترین و پرکاربردترین ماده برای تولید عناصر فوق سنگین و کشف عناصر جدید در جدول تناوبی است. به عنوان مثال، در مورد استفاده از 48 یون کلسیم برای تولید عناصر فوق‌سنگین در شتاب‌دهنده‌ها، هسته‌های این عناصر صدها و هزاران برابر کارآمدتر از زمانی که از سایر «پرتابه‌ها» (یون‌ها) استفاده می‌شود، تشکیل می‌شوند. برای احیای فلزات و همچنین تولید سیانامید کلسیم (با حرارت دادن کاربید کلسیم در نیتروژن در دمای 1200 درجه سانتیگراد، واکنش گرمازا است که در کوره های سیانامید انجام می شود).

کلسیم، و همچنین آلیاژهای آن با آلومینیوم و منیزیم، در باتری های الکتریکی حرارتی پشتیبان به عنوان آند (به عنوان مثال، عنصر کلسیم کرومات) استفاده می شود. کرومات کلسیم در چنین باتری هایی به عنوان کاتد استفاده می شود. ویژگی این نوع باتری‌ها ماندگاری بسیار طولانی (دهه‌ها سال) در شرایط مناسب، قابلیت کارکرد در هر شرایطی (فضا، فشار بالا) و انرژی ویژه بالا از نظر وزن و حجم است. عیب: عمر کوتاه. چنین باتری‌هایی در مواردی استفاده می‌شوند که برای مدت کوتاهی نیاز به ایجاد نیروی الکتریکی عظیم باشد (موشک‌های بالستیک، برخی فضاپیماو غیره.).

علاوه بر این، ترکیبات کلسیم در داروهای پیشگیری از پوکی استخوان و در مجتمع های ویتامین برای زنان باردار و افراد مسن گنجانده شده است.

نقش بیولوژیکی کلسیم

کلسیم یک درشت مغذی رایج در بدن گیاهان، حیوانات و انسان است. در انسان و سایر مهره داران، بیشتر آن در اسکلت و دندان ها به شکل فسفات وجود دارد. اسکلت اکثر گروه های بی مهرگان (اسفنج ها، پولیپ مرجانی، صدف ها و غیره). یون های کلسیم در فرآیندهای لخته شدن خون و همچنین در تضمین فشار اسمزی ثابت خون نقش دارند. یون های کلسیم همچنین به عنوان یکی از پیام رسان های دوم جهانی عمل می کنند و انواع فرآیندهای درون سلولی را تنظیم می کنند - انقباض عضلانی، اگزوسیتوز، از جمله ترشح هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی و غیره. غلظت کلسیم در سیتوپلاسم سلول های انسانی حدود 10-7 مول است. در مایعات بین سلولی حدود 10-3 مول.

نیاز به کلسیم به سن بستگی دارد. برای بزرگسالان، میزان مصرف روزانه مورد نیاز از 800 تا 1000 میلی گرم (میلی گرم) و برای کودکان از 600 تا 900 میلی گرم است که به دلیل رشد شدید اسکلت، برای کودکان بسیار مهم است. بیشتر کلسیمی که با غذا وارد بدن انسان می شود در محصولات لبنی یافت می شود؛ کلسیم باقی مانده از گوشت، ماهی و برخی محصولات گیاهی (به ویژه حبوبات) به دست می آید. جذب هم در روده بزرگ و هم در روده کوچک اتفاق می افتد و توسط محیط اسیدی، ویتامین D و ویتامین C، لاکتوز و اسیدهای چرب غیر اشباع تسهیل می شود. نقش منیزیم در متابولیسم کلسیم مهم است؛ با کمبود آن، کلسیم از استخوان ها "شسته شده" و در کلیه ها (سنگ کلیه) و ماهیچه ها رسوب می کند.

آسپرین، اسید اگزالیک و مشتقات استروژن در جذب کلسیم اختلال ایجاد می کنند. هنگامی که کلسیم با اسید اگزالیک ترکیب می شود، ترکیبات نامحلول در آب تولید می کند که اجزای تشکیل دهنده سنگ کلیه هستند.

سطح کلسیم در خون به دلیل مقدار زیادفرآیندهای مرتبط با آن دقیقاً تنظیم می شوند و با تغذیه مناسب کمبود آن رخ نمی دهد. غیبت طولانی مدت از رژیم غذایی می تواند باعث گرفتگی عضلات، درد مفاصل، خواب آلودگی، نقص رشد و یبوست شود. کمبود عمیق تر منجر به گرفتگی مداوم عضلانی و پوکی استخوان می شود. سوء مصرف قهوه و الکل می تواند باعث کمبود کلسیم شود، زیرا مقداری از آن از طریق ادرار دفع می شود.

دوزهای بیش از حد کلسیم و ویتامین D می تواند باعث هیپرکلسمی و به دنبال آن کلسیفیکاسیون شدید استخوان ها و بافت ها شود (عمدتاً بر سیستم ادراری تأثیر می گذارد). مصرف بیش از حد طولانی مدت باعث اختلال در عملکرد بافت های عضلانی و عصبی، افزایش لخته شدن خون و کاهش جذب روی توسط سلول های استخوانی می شود. حداکثر دوز بی خطر روزانه برای بزرگسالان 1500 تا 1800 میلی گرم است.

  • زنان باردار و شیرده - از 1500 تا 2000 میلی گرم.
  • ترکیبات طبیعی کلسیم (گچ، مرمر، سنگ آهک، گچ) و فرآورده های ساده ترین فرآوری آنها (آهک) از زمان های قدیم برای مردم شناخته شده است. در سال 1808، هامفری دیوی شیمیدان انگلیسی، آهک خشک شده مرطوب (هیدروکسید کلسیم) را با کاتد جیوه الکترولیز کرد و آمالگام کلسیم (آلیاژی از کلسیم و جیوه) به دست آورد. دیوی از این آلیاژ، با تقطیر جیوه، کلسیم خالص به دست آورد.
    او همچنین نام یک عنصر شیمیایی جدید را از لاتین "calx" پیشنهاد کرد که نام سنگ آهک، گچ و سایر سنگ های نرم را نشان می دهد.

    یافتن در طبیعت و به دست آوردن:

    کلسیم پنجمین عنصر فراوان در پوسته زمین است (بیش از 3٪)، سنگ های بسیاری را تشکیل می دهد که بسیاری از آنها بر اساس کربنات کلسیم هستند. برخی از این سنگ ها منشأ آلی دارند (سنگ صدفی) که نقش مهم کلسیم را در طبیعت زنده نشان می دهد. کلسیم طبیعی مخلوطی از 6 ایزوتوپ با اعداد جرمی از 40 تا 48 است که 40 کلسیم 97 درصد کل آن را تشکیل می دهد. واکنش‌های هسته‌ای همچنین ایزوتوپ‌های دیگری از کلسیم را تولید کرده‌اند، برای مثال رادیواکتیو ۴۵ Ca.
    برای گرفتن ماده سادهکلسیم، الکترولیز نمک های مذاب یا آلومینوترمی استفاده می شود:
    4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

    مشخصات فیزیکی:

    یک فلز خاکستری نقره‌ای با یک شبکه مکعبی در مرکز، به طور قابل توجهی سخت‌تر از فلزات قلیایی. نقطه ذوب 842 درجه سانتی گراد، نقطه جوش 1484 درجه سانتی گراد، چگالی 1.55 گرم بر سانتی متر مکعب. در فشارهای بالا و دمای حدود 20 کلوین به حالت ابررسانا می رود.

    خواص شیمیایی:

    کلسیم به اندازه فلزات قلیایی فعال نیست، اما باید در زیر لایه ای از روغن معدنی یا در بشکه های فلزی محکم در بسته نگهداری شود. در حال حاضر در دمای معمولی با اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا و همچنین با بخار آب واکنش می دهد. هنگامی که گرم می شود، در هوا با شعله قرمز نارنجی می سوزد و اکسیدی با مخلوطی از نیتریدها تشکیل می دهد. مانند منیزیم، کلسیم در اتمسفر دی اکسید کربن به سوختن ادامه می دهد. هنگامی که گرم می شود، با سایر غیر فلزات واکنش نشان می دهد و ترکیباتی را تشکیل می دهد که همیشه از نظر ترکیب مشخص نیستند، به عنوان مثال:
    Ca + 6B = CaB 6 یا Ca + P => Ca 3 P 2 (همچنین CaP یا Cap 5)
    کلسیم در تمام ترکیباتش حالت اکسیداسیون 2+ دارد.

    مهمترین ارتباطات:

    اکسید کلسیم CaO- ("آهک سریع") یک ماده سفید، یک اکسید قلیایی، که به شدت با آب ("خاموش") واکنش می دهد و به هیدروکسید تبدیل می شود. از تجزیه حرارتی کربنات کلسیم به دست می آید.

    هیدروکسید کلسیم Ca(OH) 2- ("آهک رانده") پودر سفید، کمی محلول در آب (0.16 گرم / 100 گرم)، قلیایی قوی. یک محلول ("آب آهک") برای تشخیص دی اکسید کربن استفاده می شود.

    کربنات کلسیم CaCO 3- اساس اکثر مواد معدنی کلسیم طبیعی (گچ، سنگ مرمر، سنگ آهک، سنگ پوسته، کلسیت، اسپار ایسلند). در حالت خالص، این ماده سفید یا بی رنگ است. هنگامی که حرارت داده می شود (900-1000 درجه سانتیگراد) تجزیه می شود و اکسید کلسیم را تشکیل می دهد. نه p-rim، با اسیدها واکنش نشان می دهد، می تواند در آب اشباع شده با دی اکسید کربن حل شود و به بی کربنات تبدیل شود: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. فرآیند معکوس منجر به ظهور رسوبات کربنات کلسیم، به ویژه سازندهای خاص مانند استالاکتیت ها و استالاگمیت ها می شود.
    همچنین در طبیعت به عنوان بخشی از دولومیت CaCO 3 * MgCO 3 یافت می شود

    سولفات کلسیم CaSO 4- یک ماده سفید، در طبیعت CaSO 4 * 2H 2 O ("گچ"، "سلنیت"). دومی، هنگامی که با دقت گرم می شود (180 درجه سانتیگراد)، به CaSO 4 * 0.5H 2 O ("گچ سوخته"، "آلباستر") تبدیل می شود - یک پودر سفید رنگ، که وقتی با آب مخلوط می شود، دوباره CaSO 4 * 2H 2 O را تشکیل می دهد. به شکل یک ماده جامد و کاملا بادوام. کمی در آب حل می شود، می تواند در اسید سولفوریک اضافی حل شود و هیدروژن سولفات تشکیل دهد.

    کلسیم فسفات Ca 3 (PO 4) 2- ("فسفوریت")، نامحلول، تحت تأثیر اسیدهای قویبه کلسیم هیدروژن و دی هیدروژن فسفات محلول تر منتقل می شود. مواد اولیه برای تولید فسفر، اسید فسفریک، کودهای فسفاته. فسفات کلسیم همچنین در آپاتیت ها، ترکیبات طبیعی با فرمول تقریبی Ca 5 3 Y، که در آن Y = F، Cl یا OH، به ترتیب، فلوئور، کلر یا هیدروکسی آپاتیت هستند، گنجانده شده است. همراه با فسفریت، آپاتیت ها بخشی از اسکلت استخوانی بسیاری از موجودات زنده هستند، از جمله. و انسان

    کلسیم فلوراید CaF 2 - (طبیعی:"فلوریت"، "فلورسپار")، یک ماده نامحلول به رنگ سفید. کانی های طبیعی به دلیل ناخالصی ها رنگ های متنوعی دارند. در تاریکی هنگام گرم شدن و تحت تابش UV می درخشد. این سیالیت ("جواب پذیری") سرباره ها را هنگام تولید فلزات افزایش می دهد که استفاده از آن را به عنوان یک شار توضیح می دهد.

    کلرید کلسیم CaCl 2- بی رنگ مسیح. به خوبی در آب حل می شود. هیدرات کریستالی CaCl 2 * 6H 2 O را تشکیل می دهد. کلرید کلسیم بی آب ("ذوب شده") یک خشک کننده خوب است.

    نیترات کلسیم Ca(NO 3) 2- ("نیترات کلسیم") بی رنگ. مسیح. به خوبی در آب حل می شود. بخشی جدایی ناپذیر از ترکیبات پیروتکنیک است که به شعله رنگ قرمز نارنجی می دهد.

    کاربید کلسیم CaС 2- با آب واکنش می دهد و استیلن را تشکیل می دهد، به عنوان مثال: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

    کاربرد:

    کلسیم فلزی به عنوان یک عامل احیا کننده قوی در تولید برخی از فلزات سخت احیا شونده ("کلسیوترمی"): کروم، عناصر خاکی کمیاب، توریم، اورانیوم و غیره استفاده می شود. در متالورژی مس، نیکل، فولادهای ویژه و برنزها کلسیم و آلیاژهای آن برای حذف ناخالصی های مضر گوگرد، فسفر، کربن اضافی استفاده می شود.
    کلسیم همچنین برای اتصال مقادیر کمی از اکسیژن و نیتروژن هنگام به دست آوردن خلاء بالا و تصفیه گازهای بی اثر استفاده می شود.
    یون های کلسیم 48 نوترون اضافی برای سنتز عناصر شیمیایی جدید، به عنوان مثال عنصر شماره 114، استفاده می شود. ایزوتوپ دیگر کلسیم، 45Ca، به عنوان یک ردیاب رادیواکتیو در مطالعات نقش بیولوژیکی کلسیم و مهاجرت آن در محیط استفاده می شود.

    زمینه اصلی کاربرد ترکیبات کلسیمی متعدد، تولید مصالح ساختمانی (سیمان، مخلوط های ساختمانی، گچ تخته و غیره) است.

    کلسیم یکی از عناصر درشت موجود در موجودات زنده است که ترکیبات لازم برای ساخت اسکلت داخلی مهره داران و اسکلت خارجی بسیاری از بی مهرگان یعنی پوسته تخم ها را تشکیل می دهد. یون های کلسیم همچنین در تنظیم فرآیندهای درون سلولی شرکت می کنند و لخته شدن خون را تعیین می کنند. کمبود کلسیم در دوران کودکی منجر به راشیتیسم و ​​در سنین بالا به پوکی استخوان می شود. منبع کلسیم لبنیات، گندم سیاه، آجیل است و جذب آن توسط ویتامین D تسهیل می شود و در صورت کمبود کلسیم از داروهای مختلفی استفاده می شود: کلسکس، محلول کلرید کلسیم، گلوکونات کلسیم و ....
    کسر جرمی کلسیم در بدن انسان 1.4-1.7٪ است، نیاز روزانه 1-1.3 گرم (بسته به سن). مصرف بیش از حد کلسیم می تواند منجر به هیپرکلسمی - رسوب ترکیبات آن در اندام های داخلی و تشکیل لخته های خون در رگ های خونی شود. منابع:
    کلسیم (عنصر) // ویکی پدیا. آدرس اینترنتی: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (تاریخ دسترسی: 01/3/2014).
    کتابخانه محبوب عناصر شیمیایی: کلسیم. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (01/3/2014).

    دانشگاه فنی نفت دولتی اوفا

    گروه شیمی عمومی و تجزیه

    با موضوع: «عنصر کلسیم. خواص، تولید، کاربرد"

    تهیه شده توسط دانش آموز گروه BTS-11-01 Prokaev G.L.

    دانشیار Krasko S.A.

    معرفی

    تاریخچه و ریشه نام

    بودن در طبیعت

    اعلام وصول

    مشخصات فیزیکی

    خواص شیمیایی

    کاربردهای فلز کلسیم

    کاربرد ترکیبات کلسیم

    نقش بیولوژیکی

    نتیجه

    کتابشناسی - فهرست کتب

    معرفی

    کلسیم عنصری از زیر گروه اصلی گروه دوم، دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 20 است که با نماد Ca (لات. کلسیم) مشخص می شود. ماده ساده کلسیم (شماره CAS: 7440-70-2) یک فلز خاکی قلیایی نرم و واکنش پذیر به رنگ سفید مایل به نقره ای است.

    کلسیم فلز قلیایی خاکی نامیده می شود و به عنوان عنصر S طبقه بندی می شود. در سطح الکترونیکی بیرونی، کلسیم دارای دو الکترون است، بنابراین ترکیبات CaO، Ca(OH)2، CaCl2، CaSO4، CaCO3 و غیره را می دهد. کلسیم یک فلز معمولی است - میل ترکیبی بالایی با اکسیژن دارد، تقریباً تمام فلزات را از اکسیدهای آنها کاهش می دهد و یک پایه نسبتاً قوی Ca(OH)2 را تشکیل می دهد.

    علیرغم وجود عنصر شماره 20 در همه جا، حتی شیمیدان ها همگی کلسیم عنصری را ندیده اند. اما این فلز چه از نظر ظاهری و چه از نظر رفتاری به هیچ وجه شبیه به فلزات قلیایی نیست که تماس با آنها خطر آتش سوزی و سوختگی را در پی دارد. می توان آن را با خیال راحت در هوا ذخیره کرد، از آب مشتعل نمی شود.

    کلسیم عنصری تقریباً هرگز به عنوان یک ماده ساختاری استفاده نمی شود. او برای این کار بیش از حد فعال است. کلسیم به راحتی با اکسیژن، گوگرد و هالوژن ها واکنش نشان می دهد. حتی با نیتروژن و هیدروژن، تحت شرایط خاص، واکنش نشان می دهد. محیط اکسیدهای کربن که برای اکثر فلزات بی اثر است، برای کلسیم تهاجمی است. در اتمسفر CO و CO2 می سوزد.

    تاریخچه و ریشه نام

    نام عنصر از لات گرفته شده است. calx (در مورد جنسی calcis) - "آهک"، "سنگ نرم". شیمیدان انگلیسی هامفری دیوی که فلز کلسیم را با روش الکترولیتی در سال 1808 جدا کرد، پیشنهاد شد. دیوی مخلوطی از آهک خشک شده مرطوب و اکسید جیوه HgO را روی یک صفحه پلاتین الکترولیز کرد که به عنوان آند عمل می کرد. کاتد یک سیم پلاتینی بود که در جیوه مایع غوطه ور شده بود. در نتیجه الکترولیز، آمالگام کلسیم به دست آمد. دیوی با تقطیر جیوه از آن، فلزی به نام کلسیم به دست آورد.

    ترکیبات کلسیم - سنگ آهک، سنگ مرمر، گچ (و همچنین آهک - محصول کلسیناسیون سنگ آهک) برای چندین هزار سال پیش در ساخت و ساز استفاده شده است. تا پایان قرن هجدهم شیمیدانان آهک را یک جامد ساده می دانستند. در سال 1789، A. Lavoisier پیشنهاد کرد که آهک، منیزیم، باریت، آلومینا و سیلیس مواد پیچیده ای هستند.

    بودن در طبیعت

    کلسیم به دلیل فعالیت شیمیایی بالا، به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد.

    کلسیم 3.38 درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می دهد (پنجمین پس از اکسیژن، سیلیکون، آلومینیوم و آهن از نظر فراوانی).

    ایزوتوپ ها کلسیم در طبیعت به عنوان مخلوطی از شش ایزوتوپ وجود دارد: 40Ca، 42Ca، 43Ca، 44Ca، 46Ca و 48Ca، که در میان آنها رایج ترین - 40Ca - 96.97٪ را تشکیل می دهد.

    از شش ایزوتوپ طبیعی کلسیم، پنج ایزوتوپ پایدار هستند. ششمین ایزوتوپ، 48Ca، سنگین‌ترین ایزوتوپ در بین شش ایزوتوپ و بسیار نادر (فراوانی ایزوتوپی آن تنها 0.187 درصد است)، اخیراً کشف شد که تحت واپاشی مضاعف بتا با نیمه عمر 5.3 قرار می‌گیرد. × 1019 سال ها.

    در سنگ ها و کانی ها. بیشتر کلسیم در سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات های سنگ های مختلف (گرانیت ها، گنیس ها و غیره) به ویژه در فلدسپات - آنورتیت کلسیم موجود است.

    به شکل سنگ‌های رسوبی، ترکیبات کلسیم توسط گچ و سنگ‌های آهکی نشان داده می‌شوند که عمدتاً از کلسیت معدنی (CaCO3) تشکیل شده‌اند. شکل کریستالی کلسیت - مرمر - در طبیعت بسیار کمتر رایج است.

    مواد معدنی کلسیم مانند کلسیت CaCO3، انیدریت CaSO4، آلاباستر CaSO4 0.5H2O و گچ CaSO4 2H2O، فلوریت CaF2، آپاتیت Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)، دولومیت MgCO3 CaCO3 بسیار گسترده هستند. وجود نمک های کلسیم و منیزیم در آب طبیعی سختی آن را تعیین می کند.

    کلسیم که به شدت در پوسته زمین مهاجرت می کند و در سیستم های مختلف ژئوشیمیایی انباشته می شود، 385 ماده معدنی (چهارمین تعداد کانی ها) را تشکیل می دهد.

    مهاجرت در پوسته زمین. در مهاجرت طبیعی کلسیم، "تعادل کربنات" نقش مهمی ایفا می کند که با واکنش برگشت پذیر تعامل کربنات کلسیم با آب و دی اکسید کربن با تشکیل بی کربنات محلول مرتبط است:

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

    (تعادل بسته به غلظت دی اکسید کربن به چپ یا راست تغییر می کند).

    مهاجرت بیوژنیک در بیوسفر، ترکیبات کلسیم تقریباً در تمام بافت‌های حیوانی و گیاهی یافت می‌شود (همچنین به زیر مراجعه کنید). مقدار قابل توجهی کلسیم در موجودات زنده یافت می شود. بنابراین، هیدروکسی آپاتیت Ca5(PO4)3OH، یا در ورودی دیگر، 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2، اساس بافت استخوانی مهره داران، از جمله انسان است. پوسته و پوسته بسیاری از بی مهرگان، پوسته تخم مرغ و غیره از کربنات کلسیم CaCO3 ساخته شده است. در بدن انسان با وزن 70 کیلوگرم، محتوای کلسیم حدود 1.7 کیلوگرم است (عمدتاً در ماده بین سلولی بافت استخوان).

    اعلام وصول

    کلسیم فلزی آزاد از طریق الکترولیز مذاب متشکل از CaCl2 (75-80٪) و KCl یا از CaCl2 و CaF2، و همچنین کاهش آلومینوگرمیک CaO در دمای 1170-1200 درجه سانتیگراد به دست می آید.

    CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

    همچنین روشی برای تولید کلسیم با تفکیک حرارتی کاربید کلسیم CaC2 ایجاد شده است.

    مشخصات فیزیکی

    فلز کلسیم در دو تغییر آلوتروپیک وجود دارد. تا دمای 443 درجه سانتیگراد پایدار است α -Ca با شبکه مکعبی، پایداری بالاتر β-Ca با نوع مشبک بدنه محور مکعبی α -Fe آنتالپی استاندارد ΔH0 انتقال α β 0.93 کیلوژول بر مول است.

    کلسیم یک فلز سبک (d = 1.55) به رنگ نقره ای-سفید است. سخت تر است و در دمای بالاتر (851 درجه سانتیگراد) در مقایسه با سدیم که در کنار آن در جدول تناوبی قرار دارد ذوب می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که در هر یون کلسیم دو الکترون در فلز وجود دارد. از همین رو پیوند شیمیاییپیوند قوی تری بین یون ها و گاز الکترون نسبت به سدیم دارد. در واکنش های شیمیاییالکترون های ظرفیت کلسیم به اتم های عناصر دیگر منتقل می شوند. در این حالت یون های دارای بار مضاعف تشکیل می شوند.

    خواص شیمیایی

    کلسیم یک فلز خاکی قلیایی معمولی است. فعالیت شیمیایی کلسیم زیاد است، اما کمتر از سایر فلزات قلیایی خاکی است. به راحتی با اکسیژن، دی اکسید کربن و رطوبت موجود در هوا واکنش نشان می دهد، به همین دلیل است که سطح فلز کلسیم معمولاً خاکستری مات است، بنابراین در آزمایشگاه، کلسیم معمولاً مانند سایر فلزات قلیایی خاکی در یک شیشه کاملاً بسته در زیر یک لایه ذخیره می شود. نفت سفید یا پارافین مایع

    در سری پتانسیل های استاندارد، کلسیم در سمت چپ هیدروژن قرار دارد. پتانسیل استاندارد الکترود جفت Ca2+/Ca0 2.84- ولت است، بنابراین کلسیم به طور فعال با آب واکنش می دهد، اما بدون احتراق:

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

    کلسیم با غیر فلزات فعال (اکسیژن، کلر، برم) در شرایط عادی واکنش می دهد:

    Ca + O2 = 2CaO، Ca + Br2 = CaBr2.

    هنگامی که در هوا یا اکسیژن گرم می شود، کلسیم مشتعل می شود. کلسیم هنگام گرم شدن با غیر فلزات کمتر فعال (هیدروژن، بور، کربن، سیلیکون، نیتروژن، فسفر و غیره) واکنش می دهد، به عنوان مثال:

    Ca + H2 = CaH2، Ca + 6B = CaB6،

    Ca + N2 = Ca3N2، Ca + 2C = CaC2،

    Ca + 2P = Ca3P2 (کلسیم فسفید)،

    فسفیدهای کلسیم ترکیبات CaP و CaP5 نیز شناخته شده است.

    Ca + Si = Ca2Si (سیلیسید کلسیم)،

    سیلیسیدهای کلسیم از ترکیبات CaSi، Ca3Si4 و CaSi2 نیز شناخته شده اند.

    وقوع واکنش های فوق، به عنوان یک قاعده، با انتشار مقدار زیادی گرما همراه است (یعنی این واکنش ها گرمازا هستند). در تمام ترکیبات دارای غیر فلزات، حالت اکسیداسیون کلسیم 2+ است. بیشتر ترکیبات کلسیم با غیر فلزات به راحتی توسط آب تجزیه می شوند، به عنوان مثال:

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

    یون Ca2+ بی رنگ است. وقتی نمک های کلسیم محلول به شعله اضافه می شود، شعله به رنگ قرمز آجری در می آید.

    نمک های کلسیم مانند کلرید CaCl2، CaBr2 Bromide، CaI2 یدید و Ca(NO3)2 نیترات بسیار محلول در آب هستند. فلوراید CaF2، کربنات CaCO3، سولفات CaSO4، ارتوفسفات Ca3(PO4)2، اگزالات CaC2O4 و برخی دیگر در آب نامحلول هستند.

    مهم است که برخلاف کربنات کلسیم CaCO3، کربنات کلسیم اسیدی (بی کربنات) Ca(HCO3) 2 در آب محلول باشد. در طبیعت، این منجر به فرآیندهای زیر می شود. هنگامی که باران سرد یا آب رودخانه، اشباع شده با دی اکسید کربن، به زیر زمین نفوذ می کند و روی سنگ آهک می افتد، انحلال آنها مشاهده می شود:

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

    در همان جاهایی که آب اشباع شده با بی کربنات کلسیم به سطح زمین می آید و گرم می شود. اشعه های خورشید، واکنش معکوس رخ می دهد:

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

    به این ترتیب توده های بزرگی از مواد در طبیعت منتقل می شوند. در نتیجه، شکاف های بزرگ می توانند در زیر زمین ایجاد شوند و "یخ های" سنگی زیبا - استالاکتیت ها و استالاگمیت ها - در غارها شکل می گیرند.

    وجود بی کربنات کلسیم محلول در آب تا حد زیادی سختی موقت آب را تعیین می کند. به این دلیل موقت نامیده می شود که وقتی آب می جوشد، بی کربنات تجزیه می شود و CaCO3 رسوب می کند. این پدیده به عنوان مثال منجر به این واقعیت می شود که در طول زمان رسوب در کتری تشکیل می شود.

    کلسیم فلز شیمیایی فیزیکی

    کاربرد اصلی فلز کلسیم به عنوان یک عامل کاهنده در تولید فلزات به ویژه نیکل، مس و فولاد ضد زنگ می باشد. کلسیم و هیدرید آن نیز برای تولید فلزات سخت احیا شونده مانند کروم، توریم و اورانیوم استفاده می شود. آلیاژهای کلسیم-سرب در باتری ها و آلیاژهای بلبرینگ استفاده می شوند. گرانول های کلسیم نیز برای حذف آثار هوا از دستگاه های خلاء استفاده می شود. نمک های محلول کلسیم و منیزیم باعث سختی کلی آب می شوند. اگر به مقدار کم در آب وجود داشته باشد، آب نرم نامیده می شود. اگر محتوای این املاح زیاد باشد، آب سخت در نظر گرفته می شود. سختی با جوشاندن از بین می رود، برای از بین بردن کامل آب، گاهی اوقات آن را تقطیر می کنند.

    متالوترمی

    کلسیم فلزی خالص به طور گسترده در متالوترمی برای تولید فلزات کمیاب استفاده می شود.

    آلیاژسازی آلیاژها

    کلسیم خالص برای آلیاژ سرب مورد استفاده برای تولید صفحات باتری و باتری های اسید سرب استارت بدون نیاز به تعمیر و با خود تخلیه کم استفاده می شود. همچنین از کلسیم متالیک برای تولید بابیت های کلسیمی باکیفیت BKA استفاده می شود.

    سوخت هسته ای

    ایزوتوپ 48Ca موثرترین و رایج ترین ماده برای تولید عناصر فوق سنگین و کشف عناصر جدید در جدول تناوبی است. به عنوان مثال، در مورد استفاده از یون‌های 48Ca برای تولید عناصر فوق‌سنگین در شتاب‌دهنده‌ها، هسته‌های این عناصر صدها و هزاران برابر کارآمدتر از سایر «پرتابه‌ها» (یون‌ها) تشکیل می‌شوند.

    کاربرد ترکیبات کلسیم

    هیدرید کلسیم با حرارت دادن کلسیم در اتمسفر هیدروژن، CaH2 (هیدرید کلسیم) به دست می آید که در متالورژی (متالوترمی) و در تولید هیدروژن در مزرعه استفاده می شود.

    مواد نوری و لیزری. کلسیم فلوراید (فلوریت) به صورت تک بلور در اپتیک (آژانس های نجومی، عدسی ها، منشورها) و به عنوان ماده لیزری استفاده می شود. تنگستات کلسیم (شِلیت) به شکل تک کریستال در فناوری لیزر و همچنین به عنوان سوسوزن استفاده می شود.

    کاربید کلسیم. کاربید کلسیم CaC2 به طور گسترده برای تولید استیلن و برای احیای فلزات و همچنین در تولید سیانامید کلسیم استفاده می شود (با حرارت دادن کاربید کلسیم در نیتروژن در دمای 1200 درجه سانتی گراد، واکنش گرمازا است و در کوره های سیانامید انجام می شود). .

    منابع جریان شیمیایی کلسیم، و همچنین آلیاژهای آن با آلومینیوم و منیزیم، در باتری های الکتریکی حرارتی پشتیبان به عنوان آند (به عنوان مثال، عنصر کلسیم کرومات) استفاده می شود. کرومات کلسیم در چنین باتری هایی به عنوان کاتد استفاده می شود. ویژگی چنین باتری هایی ماندگاری بسیار طولانی (دهه ها) در شرایط مناسب، قابلیت کارکرد در هر شرایطی (فضا، فشار بالا)، انرژی ویژه بالا از نظر وزن و حجم است. عیب: عمر کوتاه. چنین باتری‌هایی در مواردی استفاده می‌شوند که برای مدت کوتاهی نیاز به ایجاد نیروی الکتریکی عظیم باشد (موشک‌های بالستیک، برخی فضاپیماها و غیره).

    مواد ضد حریق. اکسید کلسیم، هم به صورت آزاد و هم به عنوان بخشی از مخلوط های سرامیکی، در تولید مواد نسوز استفاده می شود.

    داروها. در پزشکی، داروهای کلسیم، اختلالات مرتبط با کمبود یون کلسیم را در بدن از بین می برند (تتانی، اسپاسموفیلی، راشیتیسم). آماده سازی کلسیم حساسیت به آلرژن ها را کاهش می دهد و برای درمان بیماری های آلرژیک (بیماری سرم، تب خواب آلود و غیره) استفاده می شود. آماده سازی کلسیم افزایش نفوذپذیری عروقی را کاهش می دهد و اثر ضد التهابی دارد. آنها برای واسکولیت هموراژیک، بیماری تشعشع، فرآیندهای التهابی (پنومونی، جنب و غیره) و برخی بیماری های پوستی استفاده می شوند. به عنوان یک عامل هموستاتیک، برای بهبود فعالیت عضله قلب و افزایش اثر داروهای دیژیتال، به عنوان پادزهر برای مسمومیت با نمک های منیزیم تجویز می شود. همراه با سایر داروها، آماده سازی کلسیم برای تحریک زایمان استفاده می شود. کلرید کلسیم به صورت خوراکی و داخل وریدی تجویز می شود.

    آماده سازی کلسیم همچنین شامل گچ (CaSO4) است که در جراحی استفاده می شود گچ گیریو گچ (CaCO3) به صورت خوراکی برای افزایش اسیدیته شیره معده و تهیه پودر دندان تجویز می شود.

    نقش بیولوژیکی

    کلسیم یک درشت مغذی رایج در بدن گیاهان، حیوانات و انسان است. در انسان و سایر مهره داران، بیشتر آن در اسکلت و دندان ها به شکل فسفات وجود دارد. اسکلت اکثر گروه های بی مهرگان (اسفنج ها، پولیپ های مرجانی، نرم تنان و غیره) از اشکال مختلف کربنات کلسیم (آهک) تشکیل شده است. یون های کلسیم در فرآیندهای لخته شدن خون و همچنین در تضمین فشار اسمزی ثابت خون نقش دارند. یون های کلسیم همچنین به عنوان یکی از پیام رسان های دوم جهانی عمل می کنند و انواع فرآیندهای درون سلولی را تنظیم می کنند - انقباض عضلانی، اگزوسیتوز، از جمله ترشح هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی و غیره. غلظت کلسیم در سیتوپلاسم سلول های انسانی حدود 10-7 مول است. در مایعات بین سلولی حدود 10-3 مول.

    بیشتر کلسیمی که با غذا وارد بدن انسان می شود در محصولات لبنی یافت می شود؛ کلسیم باقی مانده از گوشت، ماهی و برخی محصولات گیاهی (به ویژه حبوبات) به دست می آید. جذب هم در روده بزرگ و هم در روده کوچک اتفاق می افتد و توسط محیط اسیدی، ویتامین D و ویتامین C، لاکتوز و اسیدهای چرب غیر اشباع تسهیل می شود. نقش منیزیم در متابولیسم کلسیم مهم است؛ با کمبود آن، کلسیم از استخوان ها "شسته شده" و در کلیه ها (سنگ کلیه) و ماهیچه ها رسوب می کند.

    آسپرین، اسید اگزالیک و مشتقات استروژن در جذب کلسیم اختلال ایجاد می کنند. هنگامی که کلسیم با اسید اگزالیک ترکیب می شود، ترکیبات نامحلول در آب تولید می کند که اجزای تشکیل دهنده سنگ کلیه هستند.

    به دلیل تعداد زیاد فرآیندهای مرتبط با آن، محتوای کلسیم در خون دقیقاً تنظیم می شود و با تغذیه مناسب کمبودی ایجاد نمی شود. غیبت طولانی مدت از رژیم غذایی می تواند باعث گرفتگی عضلات، درد مفاصل، خواب آلودگی، نقص رشد و یبوست شود. کمبود عمیق تر منجر به گرفتگی مداوم عضلانی و پوکی استخوان می شود. سوء مصرف قهوه و الکل می تواند باعث کمبود کلسیم شود، زیرا مقداری از آن از طریق ادرار دفع می شود.

    دوزهای بیش از حد کلسیم و ویتامین D می تواند باعث هیپرکلسمی و به دنبال آن کلسیفیکاسیون شدید استخوان ها و بافت ها شود (عمدتاً بر سیستم ادراری تأثیر می گذارد). مصرف بیش از حد طولانی مدت باعث اختلال در عملکرد بافت های عضلانی و عصبی، افزایش لخته شدن خون و کاهش جذب روی توسط سلول های استخوانی می شود. حداکثر دوز بی خطر روزانه برای بزرگسالان 1500 تا 1800 میلی گرم است.

    محصولات کلسیم، mg/100 گرم

    کنجد 783

    گزنه 713

    چنار بزرگ 412

    ساردین در روغن 330

    پیچک بودرا 289

    رز سگ 257

    بادام 252

    نیزه چنار. 248

    فندق ۲۲۶

    شاهی 214

    سویا خشک 201

    کودکان زیر 3 سال - 600 میلی گرم.

    کودکان 4 تا 10 ساله - 800 میلی گرم.

    کودکان 10 تا 13 ساله - 1000 میلی گرم.

    نوجوانان 13 تا 16 ساله - 1200 میلی گرم.

    جوانان 16 سال و بالاتر - 1000 میلی گرم.

    بزرگسالان از 25 تا 50 سال - از 800 تا 1200 میلی گرم.

    زنان باردار و شیرده - از 1500 تا 2000 میلی گرم.

    نتیجه

    کلسیم یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین است. در طبیعت مقدار زیادی از آن وجود دارد: رشته کوه ها و سنگ های رسی از نمک های کلسیم تشکیل شده اند، در آب دریاها و رودخانه ها یافت می شود و بخشی از موجودات گیاهی و جانوری است.

    کلسیم دائماً ساکنان شهرها را احاطه می کند: تقریباً تمام مصالح ساختمانی اصلی - بتن، شیشه، آجر، سیمان، آهک - حاوی این عنصر در مقادیر قابل توجهی هستند.

    به طور طبیعی با داشتن چنین خواص شیمیایی، کلسیم نمی تواند در طبیعت در حالت آزاد وجود داشته باشد. اما ترکیبات کلسیم - چه طبیعی و چه مصنوعی - اهمیت زیادی پیدا کرده اند.

    کتابشناسی - فهرست کتب

    1.هیئت تحریریه: Knunyants I. L. (سریراستار) دایره المعارف شیمی: در 5 جلد - مسکو: دایره المعارف شوروی، 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 pp.

    2.دورونین. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 pp. with illustrations.

    .دوتسنکو V.A. - تغذیه درمانی و پیشگیرانه. - سوال تغذیه، 1380 - N1-p.21-25

    4.Bilezikian J. P. متابولیسم کلسیم و استخوان // در: K. L. Becker, ed.

    5.م.ح. کاراپتیانس، S.I. دراکین - شیمی عمومی و معدنی، 2000. 592 ص با تصاویر.

    کلسیم در طبیعت به شکل ترکیبات مختلف بسیار رایج است. در پوسته زمین، با 3.25 درصد در رتبه پنجم قرار دارد و اغلب به شکل سنگ آهک CaCO3، دولومیت CaCO3*MgCO3، گچ CaSO4*2H2O، فسفوریت Ca3(PO4)2 و فلورسپار CaF2 یافت می شود. نسبت کلسیم در ترکیب سنگ های سیلیکات. آب دریا به طور متوسط ​​حاوی 0.04 درصد (وزنی) کلسیم است

    فیزیکی و خواص شیمیاییکلسیم


    کلسیم در زیر گروه فلزات قلیایی خاکی گروه دوم جدول تناوبی عناصر قرار دارد. شماره سریال 20, وزن اتمی 40.08، ظرفیت 2، حجم اتمی 25.9. ایزوتوپ های کلسیم: 40 (97%)، 42 (0.64%)، 43 (0.15%)، 44 (2.06%)، 46 (0.003%)، 48 (0.185%). ساختار الکترونیکی اتم کلسیم: 1s2، 2s2p6، 3s2p6، 4s2. شعاع اتمی 1.97 A، شعاع یون 1.06 A است. تا 300 درجه، بلورهای کلسیم شکل یک مکعب با وجه های مرکزی و اندازه ضلع 5.53 A، بالای 450 درجه آنها به شکل شش ضلعی است. وزن مخصوص کلسیم 1.542، نقطه ذوب 851 درجه، نقطه جوش 1487 درجه، گرمای همجوشی 2.23 کیلو کالری بر مول، گرمای تبخیر 36.58 کیلوکالری در مول است. ظرفیت گرمایی اتمی کلسیم جامد Cr = 5.24 + 3.50 * 10 В-3 T برای 298-673 ° K و Cp = 6.29 + 1.40 * 10 В-3T برای 673-1124 ° K. برای کلسیم مایع Cp = 7.63. آنتروپی کلسیم جامد 1 ± 9.95، گازی در 0.01 ± 37.00 25 درجه است.
    کشش بخار کلسیم جامد توسط Yu.A. پریسلکوف و A.N. نسمیانوف، پی داگلاس و دی. تاملین. مقادیر فشار بخار اشباع کلسیم در جدول آورده شده است. 1.

    از نظر هدایت حرارتی، کلسیم به سدیم و پتاسیم نزدیک می شود، در دماهای 20-100 درجه ضریب انبساط خطی 25 * 10v-6 است، در 20 درجه مقاومت الکتریکی 3.43 μ اهم بر سانتی متر مکعب، از 0 تا 100 درجه است. ضریب دمایی مقاومت الکتریکی 0.0036 است. معادل الکتروشیمیایی 0.74745 g/a*h. استحکام کششی کلسیم 4.4 کیلوگرم بر میلی متر مربع، سختی برینل 13، کشیدگی 53 درصد، انقباض نسبی 62 درصد.
    کلسیم رنگ سفید مایل به نقره ای دارد و وقتی شکسته شود می درخشد. در هوا، فلز با یک لایه نازک خاکستری مایل به آبی از نیترید، اکسید و تا حدی پراکسید کلسیم پوشیده شده است. کلسیم انعطاف پذیر و چکش خوار است. می توان آن را روی تراش پردازش کرد، سوراخ کرد، برش داد، اره کرد، پرس کرد، کشید و غیره.
    در سری ولتاژ، کلسیم در میان الکترونگاتیوترین فلزات قرار دارد که فعالیت شیمیایی بالای آن را توضیح می دهد. در دمای اتاق، کلسیم با هوای خشک واکنش نشان نمی دهد، در دمای 300 درجه و بالاتر به شدت اکسید می شود و با حرارت قوی با شعله نارنجی مایل به قرمز روشن می سوزد. در هوای مرطوب، کلسیم به تدریج اکسید می شود و به هیدروکسید تبدیل می شود. با آب سرد نسبتاً آهسته واکنش نشان می دهد، اما به شدت هیدروژن را از آب گرم جابجا می کند و هیدروکسید تشکیل می دهد.
    نیتروژن با کلسیم به طور قابل توجهی در دمای 300 درجه و به شدت در دمای 900 درجه با تشکیل نیترید Ca3N2 واکنش می دهد. با هیدروژن در دمای 400 درجه، کلسیم هیدرید CaH2 را تشکیل می دهد. کلسیم در دمای اتاق به هالوژن های خشک متصل نمی شود، به استثنای فلوئور. تشکیل شدید هالیدها در 400 درجه و بالاتر رخ می دهد.
    اسیدهای سولفوریک قوی (65-60 درجه Be) و نیتریک اثر ضعیفی بر کلسیم خالص دارند. در بین محلول های آبی اسیدهای معدنی، اسید کلریدریک بسیار قوی، اسید نیتریک قوی و اسید سولفوریک ضعیف است. در محلول های غلیظ NaOH و محلول های سودا، کلسیم تقریباً از بین نمی رود.

    کاربرد


    کلسیم به طور فزاینده ای در صنایع مختلف استفاده می شود. به تازگی او به دست آورد پراهمیتبه عنوان یک عامل کاهنده در تولید تعدادی از فلزات. فلز اورانیوم خالص از احیای فلورید اورانیوم با فلز کلسیم به دست می آید. از کلسیم یا هیدریدهای آن می توان برای کاهش اکسیدهای تیتانیوم و همچنین اکسیدهای زیرکونیوم، توریم، تانتالم، نیوبیم و سایر فلزات کمیاب استفاده کرد. کلسیم در تولید مس، نیکل، آلیاژهای کروم- نیکل، فولادهای ویژه، نیکل و قلع برنزها، اکسیدکننده و گاززدای خوبی است و گوگرد، فسفر و کربن را از فلزات و آلیاژها حذف می کند.
    کلسیم با بیسموت ترکیبات نسوز تشکیل می دهد، بنابراین برای تصفیه سرب از بیسموت استفاده می شود.
    کلسیم به آلیاژهای سبک مختلف اضافه می شود. این به بهبود سطح شمش، اندازه دانه ریز و کاهش اکسیداسیون کمک می کند. آلیاژهای بلبرینگ حاوی کلسیم به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. برای ساخت روکش کابل می توان از آلیاژهای سرب (0.04 درصد کلسیم) استفاده کرد.
    کلسیم برای آبگیری الکل ها و حلال ها برای گوگرد زدایی فرآورده های نفتی استفاده می شود. آلیاژهای کلسیم با روی یا روی و منیزیم (70 درصد کلسیم) برای تولید بتن متخلخل با کیفیت بالا استفاده می شود. کلسیم بخشی از آلیاژهای ضد اصطکاک (بابیت سرب-کلسیم) است.
    با توجه به توانایی اتصال اکسیژن و نیتروژن، کلسیم یا آلیاژهای کلسیم با سدیم و سایر فلزات برای تصفیه گازهای نجیب و به عنوان گیرنده در تجهیزات رادیویی خلاء استفاده می شود. از کلسیم برای تولید هیدرید نیز استفاده می شود که منبع هیدروژن در مزرعه است. کلسیم با کربن، کاربید کلسیم CaC2 را تشکیل می دهد که در مقادیر زیادی برای تولید استیلن C2H2 استفاده می شود.

    تاریخ توسعه


    دیوی برای اولین بار در سال 1808 با استفاده از الکترولیز آهک مرطوب با کاتد جیوه، کلسیم را به شکل آمالگام به دست آورد. در سال 1852، Bunsen با الکترولیز محلول اسید کلریدریک کلرید کلسیم، آمالگامی با محتوای کلسیم بالا به دست آورد. در سال 1855، Bunsen و Matthiessen کلسیم خالص را با الکترولیز CaCl2 و Moissan با الکترولیز CaF2 به دست آوردند. در سال 1893، Borchers به ​​طور قابل توجهی الکترولیز کلرید کلسیم را با استفاده از خنک کننده کاتدی بهبود بخشید. آرندت در سال 1902 با الکترولیز فلزی حاوی 91.3 درصد کلسیم بدست آورد. راف و پلاتا از مخلوطی از CaCl2 و CaF2 برای کاهش دمای الکترولیز استفاده کردند. بورچرز و استکهام اسفنجی را در دمای کمتر از نقطه ذوب کلسیم به دست آوردند.
    مشکل تولید الکترولیتی کلسیم توسط راتناو و سوتر حل شد و روش الکترولیز با کاتد لمسی را پیشنهاد کردند که به زودی صنعتی شد. پیشنهادات و تلاش های زیادی برای تولید آلیاژهای کلسیم با الکترولیز، به ویژه بر روی کاتد مایع وجود دارد. به گفته F.O. آلیاژهای بانزل، کلسیم را می توان با الکترولیز CaF2 با افزودن نمک یا فلوراکسید سایر فلزات به دست آورد. پولن و ملان یک آلیاژ Ca-Al روی یک کاتد آلومینیوم مایع تهیه کردند. کوگلگن و سیوارد یک آلیاژ Ca-Zn روی کاتد روی به دست آوردند. تولید آلیاژهای Ca-Zn در سال 1913 توسط W. Moldenhauer و J. Andersen مورد مطالعه قرار گرفت و آنها همچنین آلیاژهای Pb-Ca را روی کاتد سرب تهیه کردند. کوبا، سیمکینز و گیر از الکترولیز کاتد سرب 2000 A استفاده کردند و آلیاژی با 2% کلسیم با بازده جریان 20% بدست آوردند. I. Tselikov و V. Wasinger NaCl را به الکترولیت اضافه کردند تا آلیاژی با سدیم بدست آورند. R.R. Syromyatnikov آلیاژ را مخلوط کرد و 40-68٪ خروجی جریان را به دست آورد. آلیاژهای کلسیم با سرب، روی و مس با الکترولیز در مقیاس صنعتی تولید می شوند
    روش حرارتی تولید کلسیم توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. احیای آلومینوگرمیک اکسیدها در سال 1865 توسط H.H. بکتوف. در سال 1877، مالت برهمکنش مخلوطی از اکسیدهای کلسیم، باریم و استرانسیم را با آلومینیوم در هنگام گرم شدن کشف کرد. بیلتز و واگنر با احیای اکسید کلسیم با آلومینیوم در خلاء، بازدهی کمی از فلز به دست آوردند. Gunz در سال 1929 به نتایج بهتری دست یافت. A.I. Voinitsky در سال 1938 اکسید کلسیم را در آزمایشگاه با آلیاژهای آلومینیوم و سیلیکون کاهش داد. این روش در سال 1938 به ثبت رسید. در پایان جنگ جهانی دوم، روش حرارتی کاربرد صنعتی پیدا کرد.
    در سال 1859، کارون روشی را برای تولید آلیاژهای سدیم با فلزات قلیایی خاکی با اثر سدیم فلزی بر روی کلریدهای آنها پیشنهاد کرد. با استفاده از این روش کلسیم (و بارین) در آلیاژی با سرب به دست می آید.قبل از جنگ جهانی دوم، تولید صنعتی کلسیم به روش الکترولیز در آلمان و فراکشن انجام می شد. در بیترفلد (آلمان) در دوره 1934 تا 1939 سالانه 10-5 تن کلسیم تولید می شد که نیاز ایالات متحده به کلسیم از طریق واردات تامین می شد که در دوره 1920-1940 به میزان 10-25 گرم در سال بود. از سال 1940، زمانی که واردات از فرانسه متوقف شد، ایالات متحده شروع به تولید کلسیم در مقادیر قابل توجهی از طریق الکترولیز کرد. در پایان جنگ آنها شروع به بدست آوردن کلسیم با استفاده از روش خلاء حرارتی کردند. به گفته S. Loomis، تولید آن به 4.5 تن در روز رسید. با توجه به Minerale Yarbook، دومینیوم منیزیم در کانادا سالانه کلسیم تولید می کند:

    اطلاعات در مورد مقیاس آزادسازی کلسیم به پایان رسیده است سال های گذشتهگم شده اند.

    17.12.2019

    سری Far Cry همچنان بازیکنان خود را با ثبات خوشحال می کند. بعد از گذشت زمان زیادی مشخص می شود که در این بازی چه کاری باید انجام دهید. شکار، بقا، اسیر...

    16.12.2019

    هنگام ایجاد یک طراحی مسکونی، توجه ویژهباید به فضای داخلی اتاق نشیمن داده شود - به مرکز "جهان" شما تبدیل خواهد شد...

    15.12.2019

    تصور ساختن خانه بدون استفاده از داربست غیرممکن است. چنین ساختارهایی در سایر زمینه های فعالیت اقتصادی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. با...

    14.12.2019

    جوشکاری به عنوان روشی برای اتصال دائمی محصولات فلزی کمی بیش از یک قرن پیش ظاهر شد. در عین حال، در حال حاضر نمی توان اهمیت آن را دست بالا گرفت. که در...

    14.12.2019

    بهینه سازی فضای اطراف هم برای انبارهای کوچک و هم برای انبارهای بزرگ بسیار مهم است. این کار کار را بسیار ساده می کند و ...

    13.12.2019

    کاشی های فلزی مواد فلزی سقف هستند. سطح ورق ها با مواد پلیمری و روی پوشانده شده است. کاشی های طبیعی با مواد تقلید می شوند ...

    13.12.2019

    تجهیزات تست به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده شده است. کیفیت آن باید بی عیب و نقص باشد. برای رسیدن به این هدف، دستگاه ها مجهز به...

    کلسیم(کلسیم)، حدود عنصر شیمیاییگروه دوم از سیستم تناوبی مندلیف، عدد اتمی 20، جرم اتمی 40.08; فلز روشن نقره ای-سفید. عنصر طبیعی مخلوطی از شش ایزوتوپ پایدار است: 40 ca، 42 ca، 43 ca، 44 ca، 46 ca و 48 ca، که 40 ca رایج ترین (96.97٪) است.

    ترکیبات کلسیم - سنگ آهک، سنگ مرمر، گچ (و همچنین آهک - محصول تکلیس سنگ آهک) قبلاً در ساخت و ساز در دوران باستان استفاده می شد. تا پایان قرن هجدهم. شیمیدانان آهک را یک جامد ساده می دانستند. در سال 1789 A. لاووازیهپیشنهاد کرد که آهک، منیزیم، باریت، آلومینا و سیلیس مواد پیچیده ای هستند. در سال 1808 دیویاو با قرار دادن مخلوطی از آهک خشک شده مرطوب با اکسید جیوه به الکترولیز با کاتد جیوه، کلسیم آمالگامی تهیه کرد و با تقطیر جیوه از آن، فلزی به نام «کلسیم» (از لاتین calx، calcis - lime) به دست آورد. .

    پراکندگی در طبیعت از نظر شیوع در پوسته زمین، ca در رتبه پنجم (پس از O، si، al و fe) قرار دارد. محتوای 2.96 درصد وزنی. به شدت مهاجرت می کند و در سیستم های مختلف ژئوشیمیایی تجمع می یابد و 385 ماده معدنی را تشکیل می دهد (مقام چهارم در تعداد کانی ها). کلسیم کمی در گوشته زمین و احتمالاً حتی کمتر در هسته زمین (در آهن) وجود دارد شهاب سنگ ها 0.02٪. ca در قسمت پایین پوسته زمین غالب است و در سنگهای اصلی تجمع می یابد. بیشتر کلسیم در فلدسپات آنورتیت کلسیم موجود است. محتوای سنگ های بازی 6.72 درصد، در سنگ های اسیدی (گرانیت ها و غیره) 1.58 درصد است. در بیوسفر، تمایز فوق العاده شدید کلسیم رخ می دهد که عمدتاً با "تعادل کربنات" مرتبط است: هنگامی که دی اکسید کربن با کربنات caco 3 برهمکنش می کند، بی کربنات Ca (HCO 3) 2 تشکیل می شود:

    CaCO 3 + h 2 o + co 2<=>Ca (HCO 3) 2<=>ca 2+ + 2hco 3 -.

    این واکنش برگشت پذیر است و مبنای توزیع مجدد ca. با مقدار CO2 زیاد در آب، کلسیم در محلول است و با مقدار CO2 کم، کلسیت معدنی CaCO3 رسوب می کند و رسوبات ضخیمی از سنگ آهک، گچ و مرمر را تشکیل می دهد.

    مهاجرت بیوژنیک نیز نقش بزرگی در تاریخ حدود ایفا می کند. در ماده زنده عناصر - فلزات - ca اصلی است. ارگانیسم هایی شناخته شده اند که حاوی بیش از 10 درصد کلسیم (کربن بیشتر) هستند و اسکلت خود را از ترکیبات کلسیم، عمدتاً از CaCO 3 (جلبک های آهکی، بسیاری از نرم تنان، خارپوستان، مرجان ها، ریزوم ها و غیره) می سازند. دفن اسکلت حیوانات و گیاهان دریایی با تجمع توده های عظیم جلبک ها، مرجان ها و سایر سنگ های آهکی همراه است که با فرو رفتن در اعماق زمین و کانی سازی به انواع سنگ مرمر تبدیل می شوند.

    مناطق وسیع با آب و هوای مرطوب (مناطق جنگلی، تندرا) با کمبود کلسیم مشخص می شود - در اینجا به راحتی از خاک شسته می شود. این امر با حاصلخیزی پایین خاک، بهره وری پایین حیوانات اهلی، اندازه کوچک آنها و اغلب بیماری های اسکلتی همراه است. بنابراین آهک زدن خاک ها، تغذیه حیوانات اهلی و پرندگان و ... از اهمیت بالایی برخوردار است. برعکس، در آب و هوای خشک، CaCO 3 به سختی حل می شود، بنابراین مناظر استپ ها و بیابان ها غنی از حدود است. در باتلاق های نمک و دریاچه های نمک اغلب تجمع می یابد گچ caso 4 · 2h 2 o.

    رودخانه‌ها مقدار زیادی کلسیم به اقیانوس می‌آورند، اما در آب اقیانوس نمی‌ماند (متوسط ​​محتوای 0.04%)، بلکه در اسکلت موجودات متمرکز شده و پس از مرگ آنها عمدتاً به شکل CaCO به پایین رسوب می‌کند. 3. سیلت های آهکی در ته تمام اقیانوس ها در اعماق بیش از 4000 گسترده است. متر(در اعماق زیاد، CaCO 3 حل می شود، موجودات زنده اغلب کمبود کلسیم را تجربه می کنند).

    آب های زیرزمینی نقش مهمی در مهاجرت کلسیم ایفا می کنند. در توده های سنگ آهک، در برخی نقاط به شدت CaCO3 را شسته می کنند که با توسعه همراه است. کارستتشکیل غارها، استالاکتیت ها و استالاگمیت ها. علاوه بر کلسیت، در دریاهای دوره های زمین شناسی گذشته رسوب گسترده ای از فسفات های ca (به عنوان مثال، ذخایر فسفریتی Karatau در قزاقستان)، دولومیت CaCO 3 · mgco 3، و در تالاب ها در طول تبخیر - گچ وجود داشت.

    در طول تاریخ زمین شناسی، تشکیل کربنات بیوژنیک افزایش و بارش شیمیایی کلسیت کاهش یافت. در دریاهای پرکامبرین (بیش از 600 میلیون سال پیش) هیچ حیوانی با اسکلت آهکی وجود نداشت. آنها از زمان کامبرین (مرجان ها، اسفنج ها و غیره) گسترده شدند. این با محتوای بالای co 2 در جو پرکامبرین همراه است.

    خواص فیزیکی و شیمیایی. شبکه کریستالی a شکل ca (پایدار در دمای معمولی)، مکعب وجه محور آ= 5.56 å. شعاع اتمی 1.97 å، شعاع یونی ca 2+، 1.04 å. چگالی 1.54 گرم بر سانتی متر 3(20 درجه سانتیگراد). در دمای بالای 464 درجه سانتیگراد، فرم شش ضلعی b پایدار است. تی pl 851 درجه سانتیگراد، تیکیپ 1482 درجه سانتیگراد; ضریب دمایی انبساط خطی 22؟ 10 -6 (0-300 درجه سانتیگراد)؛ هدایت حرارتی در 20 درجه سانتیگراد 125.6 W/(m? K) یا 0.3 cal/(سانتی متر? ثانیهدرجه سانتیگراد)؛ ظرفیت گرمایی ویژه (0-100 درجه سانتیگراد) 623.9 j/(کیلوگرم? به) یا 0.149 cal/(جی? درجه سانتیگراد)؛ مقاومت الکتریکی در 20 درجه سانتی گراد 4.6؟ 10 -8 اهم? متریا 4.6؟ 10 -6 اهم? سانتی متر; ضریب دمایی مقاومت الکتریکی 4.57؟ 10 -3 (20 درجه سانتیگراد). مدول الاستیسیته 26 Gn/m 2 (2600 kgf/mm 2) استحکام کششی 60 Mn/m 2 (6 kgf/mm 2) حد الاستیک 4 Mn/m 2 (0,4 kgf/mm 2) قدرت تسلیم 38 Mn/m 2 (3,8 kgf/mm 2) کشیدگی نسبی 50%؛ سختی برینل 200-300 Mn/m 2 (20-30 kgf/mm 2). K. با خلوص کافی پلاستیکی است، به راحتی فشرده می شود، نورد می شود و قابل برش است.

    پیکربندی لایه الکترونی بیرونی اتم ca 4s 2 است که طبق آن ca در ترکیبات 2 ظرفیتی است. از نظر شیمیایی ca بسیار فعال است. در دمای معمولی، کلسیم به راحتی با اکسیژن و رطوبت موجود در هوا تعامل می کند، بنابراین در ظروف در بسته یا زیر روغن معدنی ذخیره می شود. هنگامی که در هوا یا اکسیژن گرم می شود، مشتعل می شود و اکسید اساسی cao را می دهد. پراکسیدهای ca - cao 2 و CaO 4 نیز شناخته شده اند. Ca در ابتدا به سرعت با آب سرد واکنش نشان می دهد، سپس به دلیل تشکیل فیلمی از ca (oh) 2 واکنش کند می شود. در سرما با فلوئور و با کلر و برم - بالای 400 درجه سانتیگراد واکنش می دهد و به ترتیب caf 2، cacl 2 و cabr 2 می دهد. این هالیدها در حالت مذاب به اصطلاح زیرترکیباتی با ca - caf، caci در که ca به طور رسمی تک ظرفیتی است. هنگامی که گرم می شود، کلسیم با گوگرد به دست می آید سولفید کلسیم cas، دومی گوگرد اضافه می کند و پلی سولفیدها را تشکیل می دهد (cas 2، cas 4 و غیره). برهمکنش با هیدروژن خشک در دمای 300-400 درجه سانتیگراد، هیدرید cah 2 را تشکیل می دهد - یک ترکیب یونی که در آن هیدروژن یک آنیون است. در دمای 500 درجه سانتی گراد و نیتروژن حدود 3 n2 نیترید می دهد. برهمکنش کلسیم با آمونیاک در سرما منجر به آمونیاک پیچیده ca 6 می شود. وقتی بدون دسترسی هوا با گرافیت، سیلیکون یا فسفر گرم می شود، به ترتیب کلسیم می دهد کاربید کلسیم cac 2، سیلیسید casi 2 و فسفید ca 3 p 2. ca ترکیبات بین فلزی را با al، ag، au، cu، li، mg، pb، sn و غیره تشکیل می دهد.

    رسید و درخواست. در صنعت، کلسیم به دو روش به دست می آید: 1) با حرارت دادن مخلوط بریکت شده از پودر کائو و آل در دمای 1200 درجه سانتی گراد در خلاء 0.01-0.02. میلی متر جیوه خیابان. آزاد شده توسط واکنش: 6cao +2al = 3 CaO؟ بخارات l 2 o 3 + 3Ca روی سطح سرد متراکم می شوند. 2) با الکترولیز مذاب cacl 2 و kcl با یک کاتد مس-کلسیم مایع، آلیاژ cu - ca (65٪ ca) تهیه می شود که از آن کلسیم در دمای 950-1000 درجه سانتیگراد در خلاء تقطیر می شود. از 0.1-0.001 میلی متر جیوه خیابان.

    به شکل یک فلز خالص، ca به عنوان یک عامل کاهنده برای u، th، cr، v، zr، cs، rb و برخی از فلزات خاکی کمیاب از ترکیبات آنها استفاده می شود. همچنین برای اکسید زدایی فولادها، برنزها و سایر آلیاژها، برای حذف گوگرد از فرآورده های نفتی، برای آبگیری مایعات آلی، برای تصفیه آرگون از ناخالصی های نیتروژن و به عنوان جاذب گاز در دستگاه های خلاء الکتریکی استفاده می شود. به طور گسترده در فناوری استفاده می شود مواد ضد اصطکاکسیستم‌های pb-na-ca و همچنین آلیاژهای pb-ca که برای ساخت روکش کابل‌های برق استفاده می‌شوند. آلیاژ ca-si-ca (سیلیکو کلسیم) به عنوان یک عامل اکسید زدا و عامل گاززدایی در تولید فولادهای با کیفیت بالا استفاده می شود. برای اطلاع از کاربرد ترکیبات پتاسیم به مقالات مربوطه مراجعه کنید.

    A. Ya. Fischer، A. I. Perelman.

    کلسیم در بدن . ca - یکی از مواد مغذیبرای روند طبیعی فرآیندهای زندگی ضروری است. در تمام بافت ها و مایعات جانوران و گیاهان وجود دارد. فقط موجودات کمیاب می توانند در محیطی عاری از کلسیم رشد کنند؛ در برخی از موجودات، محتوای کلسیم به 38٪ می رسد. در انسان - 1.4-2٪. سلول‌های موجودات گیاهی و جانوری به نسبت‌های کاملاً مشخصی از یون‌های ca2+، na+ و K+ در محیط‌های خارج سلولی نیاز دارند. گیاهان کلسیم را از خاک بدست می آورند. با توجه به رابطه آنها با کلسیم، گیاهان به دو دسته تقسیم می شوند کلسیفیل هاو کلسفوف ها. حیوانات کلسیم را از غذا و آب بدست می آورند. ca برای تشکیل تعدادی از ساختارهای سلولی، حفظ نفوذپذیری طبیعی غشای سلولی خارجی، برای لقاح تخم‌های ماهی و سایر حیوانات و فعال شدن تعدادی آنزیم ضروری است. یون های Ca 2+ تحریک را به فیبر عضلانی منتقل می کنند و باعث انقباض آن، افزایش نیروی انقباضات قلب، افزایش عملکرد فاگوسیتیتیک لکوسیت ها، فعال شدن سیستم پروتئین های محافظ خون و مشارکت در انعقاد آن می شوند. در سلول ها، تقریباً تمام کلسیم به شکل ترکیباتی با پروتئین ها یافت می شود. اسیدهای نوکلئیک، فسفولیپیدها، در کمپلکس هایی با فسفات های معدنی و اسیدهای آلی. در پلاسمای خون انسان و حیوانات بالاتر، تنها 20-40 درصد کلسیم می تواند با پروتئین ها مرتبط باشد. در حیوانات دارای اسکلت، تا 97-99٪ از کل کلسیم به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شود: در بی مهرگان عمدتا به شکل کاکو 3 (پوسته نرم تنان، مرجان)، در مهره داران - به شکل فسفات. بسیاری از بی مهرگان کلسیم را قبل از پوست اندازی ذخیره می کنند تا اسکلت جدیدی بسازند یا از عملکردهای حیاتی خود در شرایط نامساعد اطمینان حاصل کنند.

    محتوای کلسیم در خون انسان و حیوانات بالاتر توسط هورمون های پاراتیروئید و غدد تیروئید تنظیم می شود. ویتامین D نقش مهمی در این فرآیندها دارد. جذب کلسیم در قسمت قدامی روده کوچک اتفاق می افتد. جذب کلسیم با کاهش اسیدیته در روده بدتر می شود و به نسبت کلسیم، فسفر و چربی موجود در غذا بستگی دارد. نسبت بهینه ca/p در شیر گاو حدود 1.3 است (در سیب زمینی 0.15، در لوبیا 0.13، در گوشت 0.016). با افزایش فسفر یا اسید اگزالیک در غذا، جذب کلسیم بدتر می شود، اسیدهای صفراوی جذب آن را تسریع می کنند. نسبت بهینه کلسیم به چربی در غذای انسان 0.04-0.08 است جیحدود 1 جیچربی دفع کلسیم عمدتاً از طریق روده انجام می شود. پستانداران در طول دوره شیردهیمقدار زیادی کلسیم را با شیر از دست بدهید با اختلال در متابولیسم فسفر-کلسیم در حیوانات جوان و کودکان، راشیتیسم، در حیوانات بالغ - تغییرات در ترکیب و ساختار اسکلت ( استئومالاسی).

    I. A. Skulsky.

    در پزشکی، استفاده از داروهای کلسیم، اختلالات مرتبط با کمبود یون های ca 2+ را در بدن از بین می برد (تتانی، اسپاسموفیلی، راشیتیسم). آماده سازی CA حساسیت به آلرژن ها را کاهش می دهد و برای درمان بیماری های آلرژیک (بیماری سرم، کهیر، آنژیوادم، تب یونجه و غیره) استفاده می شود. آماده سازی CA افزایش نفوذپذیری عروقی را کاهش می دهد و اثر ضد التهابی دارد. از آنها برای واسکولیت هموراژیک، بیماری تشعشع، فرآیندهای التهابی و اگزوداتیو (پنومونی، جنب، آندومتریت و غیره) و برخی بیماری های پوستی استفاده می شود. به عنوان عوامل هموستاتیک برای بهبود فعالیت عضله قلب و افزایش اثر داروهای دیژیتال تجویز می شود. به عنوان دیورتیک ضعیف و به عنوان پادزهر برای مسمومیت با نمک های منیزیم. همراه با سایر داروها، داروهای کلسیم برای تحریک زایمان استفاده می شود. کلرید کلسیم به صورت خوراکی و داخل وریدی تجویز می شود. Ossocalcinol (15% سوسپانسیون استریل پودر استخوان مخصوص تهیه شده در روغن هلو) برای بافت درمانی پیشنهاد شده است. داروهای کلسیم همچنین شامل گچ (caso 4) است که در جراحی برای گچ گیری استفاده می شود و گچ (CaCO 3) که به صورت داخلی برای افزایش اسیدیته شیره معده و برای تهیه پودر دندان تجویز می شود.

    روشن:دایره المعارف مختصر شیمی، ج 2، م.، 1963، ص. 370-75; Rodyakin V.V.، کلسیم، ترکیبات و آلیاژهای آن، M.، 1967; Kaplansky S. Ya., Mineral Exchange, M. - L., 1938; ویشنیاکوف S.I.، متابولیسم عناصر ماکرو در حیوانات مزرعه، M.، 1967.