칼슘이 함유된 물질은 무엇입니까? 화학 원소로서의 칼슘, 그 역할

칼슘- 두 번째 그룹의 주 하위 그룹 요소, 네 번째 기간 주기율표 D.I. Mendeleev의 화학 원소, 원자 번호 20. 기호 Ca(lat. Calcium)로 표시됩니다. 단순 물질 칼슘(CAS 번호: 7440-70-2)은 부드럽고 화학적으로 활성인 알칼리 토금속인 은- 하얀색.

이름의 역사와 유래

요소의 이름은 Lat에서 유래되었습니다. calx (속격의 경우 calcis) - "석회", "연석". 이는 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비가 전해법으로 칼슘 금속을 분리하여 제안한 것입니다. Davy는 양극 역할을 하는 백금판 위에 습식 소석회와 산화수은 HgO의 혼합물을 전기분해했습니다. 음극은 액체 수은에 담긴 백금 와이어였습니다. 전기분해 결과 칼슘아말감이 얻어졌다. 그로부터 수은을 증류하여 데이비는 칼슘이라는 금속을 얻었습니다. 칼슘 화합물 - 석회석, 대리석, 석고 (석회 - 석회석 소성 생성물)는 수천년 전에 건설에 사용되었습니다. 18세기 말까지 화학자들은 석회를 단순한 고체로 간주했습니다. 1789년에 A. Lavoisier는 석회, 마그네시아, 중정석, 알루미나 및 실리카가 복합 물질이라고 제안했습니다.

자연 속에 존재하기

화학적 활성이 높기 때문에 칼슘은 자연에서 자유 형태로 발생하지 않습니다.

칼슘은 지각 질량의 3.38%를 차지합니다(산소, 규소, 알루미늄, 철 다음으로 5번째로 풍부함).

동위원소

칼슘은 자연계에서 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca, 48 Ca 동위원소의 혼합물로 존재하며, 그 중 가장 흔한 것은 40 Ca로 96.97%를 차지합니다.

6가지 천연 칼슘 동위원소 중 5가지가 안정합니다. 여섯 번째 동위원소 48 Ca는 6개 중 가장 무겁고 매우 희귀한(동위원소 풍부도는 0.187%에 불과) 최근 반감기가 5.3 x 10 19년인 이중 베타 붕괴를 겪는 것으로 밝혀졌습니다.

암석과 광물에서

대부분의 칼슘은 다양한 암석(화강암, 편마암 등)의 규산염과 알루미노규산염, 특히 장석(Ca anorthite)에 함유되어 있습니다.

퇴적암의 형태에서 칼슘 화합물은 주로 광물 방해석(CaCO 3)으로 구성된 분필과 석회암으로 표시됩니다. 방해석의 결정질 형태인 대리석은 자연에서 훨씬 덜 일반적입니다.

방해석 CaCO 3 , 경석고 CaSO 4 , 설화석고 CaSO 4 ·0.5H 2 O 및 석고 CaSO 4 ·2H 2 O, 형석 CaF 2 , 인회석 Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), 백운석과 같은 칼슘 광물 MgCO3·CaCO3 . 자연수에 칼슘과 마그네슘 염이 존재하면 경도가 결정됩니다.

지각에서 활발하게 이동하고 다양한 지구화학적 시스템에 축적되는 칼슘은 385개의 미네랄(네 번째로 많은 미네랄)을 형성합니다.

지각에서의 이동

칼슘의 자연 이동에서 탄산칼슘과 물 및 이산화탄소의 상호 작용과 가용성 중탄산염의 형성의 가역적 반응과 관련된 "탄산염 평형"이 중요한 역할을 합니다.

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

(이산화탄소의 농도에 따라 평형이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다.)

생물학적 이동은 큰 역할을 합니다.

생물권에서는

칼슘 화합물은 거의 모든 동물 및 식물 조직에서 발견됩니다(아래 참조). 상당한 양의 칼슘이 살아있는 유기체에서 발견됩니다. 따라서 수산화인회석 Ca 5 (PO 4) 3 OH, 또는 다른 항목에서 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2는 인간을 포함한 척추동물의 뼈 조직의 기초입니다. 많은 무척추동물, 달걀 껍질 등의 껍질과 껍질은 탄산칼슘 CaCO 3으로 구성됩니다. 인간과 동물의 생체 조직에는 1.4-2% Ca(질량 분율 기준)가 있습니다. 체중 70kg의 인체에서 칼슘 함량은 약 1.7kg입니다(주로 뼈 조직의 세포간 물질에 있음).

영수증

유리 금속 칼슘은 CaCl 2 (75-80%)와 KCl 또는 CaCl 2 및 CaF 2로 구성된 용융물의 전기 분해와 1170-1200 °C에서 CaO의 알루미늄열 환원을 통해 얻습니다.

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

속성

물리적 특성

칼슘 금속은 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 최대 443°C에서 입방체 면심 격자(매개변수 a = 0.558nm)를 갖는 α-Ca는 안정적이며, α-Fe 유형(매개변수 a = 0.448nm)의 입방체 중심 격자를 갖는 β-Ca는 안정적입니다. 더 안정적입니다. 표준 엔탈피 Δ 시간 0 전이 α → β는 0.93 kJ/mol입니다.

화학적 특성

일련의 표준 전위에서 칼슘은 수소의 왼쪽에 위치합니다. Ca 2+ /Ca 0 쌍의 표준 전극 전위는 -2.84 V이므로 칼슘은 물과 활발하게 반응하지만 발화는 없습니다.

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

물에 용해된 중탄산칼슘의 존재 여부에 따라 물의 임시 경도가 크게 결정됩니다. 물이 끓으면 중탄산염이 분해되어 CaCO3가 침전되기 때문에 일시적이라고 합니다. 예를 들어, 이 현상은 시간이 지남에 따라 주전자에 스케일이 형성된다는 사실로 이어집니다.

애플리케이션

칼슘 금속의 응용

칼슘 금속의 주요 용도는 금속, 특히 니켈, 구리 및 스테인리스강 생산의 환원제입니다. 칼슘과 그 수소화물은 크롬, 토륨, 우라늄 등 환원이 어려운 금속을 생산하는 데에도 사용됩니다. 칼슘-납 합금은 배터리 및 베어링 합금에 사용됩니다. 칼슘 과립은 진공 장치에서 공기 흔적을 제거하는 데에도 사용됩니다.

금속열학

순수 금속 칼슘은 희귀 금속 생산을 위한 금속열처리에 널리 사용됩니다.

합금의 합금

순수 칼슘은 납을 합금하는 데 사용되며, 이는 자체 방전이 적고 유지 관리가 필요 없는 스타터 납축전지와 배터리 플레이트 생산에 사용됩니다. 또한 고품질의 칼슘바빗 BKA를 생산하는데 금속칼슘이 사용됩니다.

핵융합

동위원소 48 Ca는 초중원소 생산과 주기율표에서 새로운 원소 발견에 가장 효과적이고 일반적으로 사용되는 물질입니다. 예를 들어, 가속기에서 초중원소를 생성하기 위해 48개의 Ca 이온을 사용하는 경우, 이러한 원소의 핵은 다른 “발사체”(이온)를 사용할 때보다 수백, 수천 배 더 효율적으로 형성됩니다.)의 형태로 사용되며, 금속 환원 및 시안아미드 칼슘 생산(1200°C에서 질소 내 탄화칼슘을 가열하면 발열 반응이 일어나며 시안아미드 용광로에서 수행됨).

칼슘과 알루미늄 및 마그네슘 합금은 예비 열전 배터리의 양극(예: 크롬산 칼슘 원소)으로 사용됩니다. 크롬산칼슘은 음극과 같은 배터리에 사용됩니다. 이러한 배터리의 특징은 적절한 조건에서 매우 긴 수명(수십 년), 모든 조건(공간, 고압)에서 작동할 수 있는 능력, 무게와 부피 측면에서 높은 비에너지입니다. 단점: 수명이 짧습니다. 이러한 배터리는 짧은 시간 동안 막대한 전력을 생성해야 하는 곳에 사용됩니다(탄도미사일, 일부 우주선등등).

또한 골다공증 예방약, 임산부와 노인을 위한 비타민 복합제에도 칼슘화합물이 포함되어 있습니다.

칼슘의 생물학적 역할

칼슘은 식물, 동물, 인간의 몸에서 흔히 발견되는 다량 영양소입니다. 인간과 다른 척추동물에서는 대부분 인산염의 형태로 골격과 치아에 함유되어 있습니다. 대부분의 무척추동물 그룹(해면동물, 산호 폴립, 조개류 등). 칼슘 이온은 혈액 응고 과정뿐만 아니라 혈액의 삼투압을 일정하게 유지하는 데에도 관여합니다. 칼슘 이온은 또한 보편적인 2차 전달자 중 하나로 작용하며 근육 수축, 호르몬 및 신경 전달 물질 분비를 포함한 세포외유출 등 다양한 세포 내 과정을 조절합니다. 인간 세포의 세포질 내 칼슘 농도는 약 10-7 mol입니다. 세포 간액에서 약 10-3 mol.

칼슘 요구량은 연령에 따라 다릅니다. 성인의 일일 필수 섭취량은 800~1000mg, 어린이의 경우 600~900mg으로, 이는 집중적인 골격 성장으로 인해 어린이에게 매우 중요합니다. 음식과 함께 인체에 유입되는 칼슘의 대부분은 유제품에서 발견되며 나머지 칼슘은 고기, 생선 및 일부 식물성 제품(특히 콩과 식물)에서 나옵니다. 흡수는 대장과 소장 모두에서 발생하며 산성 환경, 비타민 D와 비타민 C, 유당, 불포화 지방산에 의해 촉진됩니다. 칼슘 대사에서 마그네슘의 역할은 중요합니다. 결핍되면 칼슘이 뼈에서 "씻겨 나가" 신장(신장 결석)과 근육에 침착됩니다.

아스피린, 옥살산, 에스트로겐 유도체는 칼슘 흡수를 방해합니다. 옥살산과 결합하면 칼슘은 신장 결석의 구성 요소인 수불용성 화합물을 생성합니다.

다음으로 인한 혈중 칼슘 수치 많은 분량이와 관련된 과정은 정확하게 규제되며 적절한 영양 섭취로 결핍이 발생하지 않습니다. 장기간 다이어트를 하지 않으면 경련, 관절통, 졸음, 성장 결함 및 변비가 발생할 수 있습니다. 결핍이 심해지면 지속적인 근육 경련과 골다공증이 발생합니다. 커피와 알코올을 남용하면 일부가 소변으로 배설되므로 칼슘 결핍이 발생할 수 있습니다.

칼슘과 비타민 D를 과도하게 섭취하면 고칼슘혈증이 발생하고 뼈와 조직이 심하게 석회화될 수 있습니다(주로 비뇨기계에 영향을 미침). 장기간의 과잉 섭취는 근육과 신경 조직의 기능을 방해하고 혈액 응고를 증가시키며 뼈 세포의 아연 흡수를 감소시킵니다. 성인의 일일 최대 안전 복용량은 1500~1800mg입니다.

임산부 및 모유 수유 여성 - 1500~2000mg.

천연 칼슘 화합물(분필, 대리석, 석회석, 석고)과 가장 간단한 가공 제품(석회)은 고대부터 사람들에게 알려져 왔습니다. 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비는 수은 음극으로 젖은 소석회(수산화칼슘)를 전기분해하여 칼슘 아말감(칼슘과 수은의 합금)을 얻었습니다. 이 합금에서 수은을 증류하여 데이비는 순수한 칼슘을 얻었습니다.
그는 또한 석회석, 분필 및 기타 부드러운 돌의 이름을 나타내는 라틴어 "calx"에서 새로운 화학 원소의 이름을 제안했습니다.

자연에서 찾아서 얻는 것:

칼슘은 지각에서 다섯 번째로 풍부한 원소(3% 이상)로 많은 암석을 형성하며 그 중 대부분은 탄산칼슘을 기반으로 합니다. 이들 암석 중 일부는 유기 기원(조개암)으로, 살아있는 자연에서 칼슘의 중요한 역할을 보여줍니다. 천연칼슘은 질량수가 40에서 48까지인 6가지 동위원소의 혼합물로, 40개의 Ca가 전체의 97%를 차지합니다. 핵반응으로 인해 방사성 Ca와 같은 다른 칼슘 동위원소도 생성되었습니다.
얻기 위해 단체칼슘, 용융염의 전기분해 또는 알루미늄열요법이 사용됩니다.
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

물리적 특성:

면심이 입방체 격자인 은회색 금속으로, 금속보다 훨씬 단단합니다. 알칼리 금속. 녹는점 842°C, 끓는점 1484°C, 밀도 1.55g/cm3. 약 20K의 높은 압력과 온도에서 초전도체 상태가 됩니다.

화학적 특성:

칼슘은 알칼리 금속만큼 활성이 없지만 미네랄 오일 층 아래나 단단히 밀봉된 금속 드럼에 보관해야 합니다. 이미 상온에서는 수증기뿐 아니라 공기 중의 산소, 질소와도 반응합니다. 가열하면 공기 중에서 붉은 오렌지색 불꽃으로 연소하여 질화물이 혼합된 산화물을 형성합니다. 마그네슘과 마찬가지로 칼슘도 이산화탄소 대기에서 계속 연소됩니다. 가열되면 다른 비금속과 반응하여 구성이 항상 명확하지 않은 화합물을 형성합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
Ca + 6B = CaB 6 또는 Ca + P => Ca 3 P 2 (또한 CaP 또는 CaP 5)
모든 화합물에서 칼슘의 산화 상태는 +2입니다.

가장 중요한 연결:

산화칼슘(CaO)- ("생석회") 흰색 물질인 알칼리성 산화물로 물과 격렬하게 반응하여("급냉") 수산화물로 변합니다. 탄산칼슘을 열분해하여 얻습니다.

수산화칼슘 Ca(OH) 2- ("소석회") 백색 분말, 물에 약간 용해됨(0.16g/100g), 강알칼리. 이산화탄소를 검출하기 위해 용액(“석회수”)이 사용됩니다.

탄산칼슘 CaCO 3- 대부분의 천연 칼슘 광물(분필, 대리석, 석회암, 조개암, 방해석, 아이슬란드 스파)의 기초입니다. 순수한 형태의 물질은 흰색 또는 무색입니다. 결정체 가열하면(900-1000C) 분해되어 산화칼슘을 형성합니다. p-rim이 아니고 산과 반응하며 이산화탄소로 포화된 물에 용해되어 중탄산염으로 변할 수 있습니다. CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. 반대 과정에서는 탄산칼슘 퇴적물, 특히 종유석 및 석순과 같은 형성물이 나타납니다.
또한 백운석 CaCO 3 * MgCO 3의 일부로 자연에서 발견됩니다.

황산칼슘 CaSO4- 백색 물질, 자연적으로 CaSO 4 * 2H 2 O (“석고”, “셀레나이트”). 후자는 조심스럽게 가열되면 (180 C) CaSO 4 * 0.5H 2 O ( "탄 석고", "설화 석고")로 변합니다. 흰색 분말은 물과 혼합하면 다시 CaSO 4 * 2H 2 O를 형성합니다 견고하고 내구성이 뛰어난 소재 형태입니다. 물에 약간 용해되며 과량의 황산에 용해되어 황산수소를 형성할 수 있습니다.

인산칼슘 Ca 3 (PO 4) 2- (“인산염”), 불용성, 영향을 받음 강산더 가용성인 수소수소칼슘과 인산이수소칼슘으로 전환됩니다. 인, 인산, 인산염 비료 생산을 위한 공급원료입니다. 인산칼슘은 인회석, 대략적인 공식 Ca 5 3 Y(여기서 Y = F, Cl 또는 OH 각각)를 갖는 천연 화합물, 불소, 염소 또는 수산화인회석에도 포함됩니다. 인산염과 함께 인회석은 많은 살아있는 유기체의 뼈 골격의 일부입니다. 그리고 남자.

불화칼슘 CaF2 - (자연스러운:"형석", "형석"), 백색의 불용성 물질. 천연광물은 불순물로 인해 다양한 색을 띠게 됩니다. 가열 및 UV 조사 시 어둠 속에서 빛납니다. 이는 금속을 생산할 때 슬래그의 유동성("가용성")을 증가시키며 이는 플럭스로서의 용도를 설명합니다.

염화칼슘 CaCl 2- 무색 그리스도. 물에 잘 녹습니다. 결정성 수화물 CaCl 2 *6H 2 O를 형성합니다. 무수("융합") 염화칼슘은 좋은 건조제입니다.

질산칼슘 Ca(NO 3) 2- ("질산칼슘") 무색. 그리스도. 물에 잘 녹습니다. 불꽃에 붉은 오렌지색을 부여하는 불꽃 구성의 필수 부분입니다.

탄화칼슘 CaС 2- 물과 반응하여 아세틸렌을 형성합니다. 예: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

애플리케이션:

금속 칼슘은 크롬, 희토류 원소, 토륨, 우라늄 등 일부 환원하기 어려운 금속(“칼시오열”)을 생산할 때 강력한 환원제로 사용됩니다. 구리, 니켈, 특수강 및 청동 야금에서 , 칼슘 및 그 합금은 황, 인, 과잉 탄소의 유해한 불순물을 제거하는 데 사용됩니다.
칼슘은 고진공을 얻고 불활성 기체를 정화할 때 소량의 산소와 질소를 결합하는 데에도 사용됩니다.
중성자 과량의 48 Ca 이온은 새로운 화학 원소(예: 원소 No. 114)의 합성에 사용됩니다. 칼슘의 또 다른 동위원소인 45Ca는 칼슘의 생물학적 역할과 환경에서의 이동에 대한 연구에서 방사성 추적자로 사용됩니다.

수많은 칼슘 화합물의 주요 적용 분야는 건축 자재(시멘트, 건축 혼합물, 석고보드 등) 생산입니다.

칼슘은 살아있는 유기체의 거대 원소 중 하나이며 척추 동물의 내부 골격과 많은 무척추 동물의 외부 골격, 즉 알 껍질을 구성하는 데 필요한 화합물을 형성합니다. 칼슘 이온은 또한 세포 내 과정의 조절에 참여하고 혈액 응고를 결정합니다. 어린 시절의 칼슘 부족은 구루병, 노년기의 골다공증으로 이어집니다. 칼슘의 공급원은 유제품, 메밀, 견과류이며 비타민 D에 의해 흡수가 촉진됩니다. 칼슘이 부족하면 칼렉스, 염화칼슘 용액, 글루 콘산 칼슘 등 다양한 약물이 사용됩니다.
인체 내 칼슘의 질량 분율은 1.4-1.7%이고 일일 요구량은 1-1.3g입니다(연령에 따라 다름). 과도한 칼슘 섭취는 고칼슘혈증, 즉 내부 장기에 화합물이 침착되고 혈관에 혈전이 형성될 수 있습니다. 출처:
칼슘 (원소) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (접속 날짜: 2014년 1월 3일).
인기 있는 화학 원소 라이브러리: 칼슘. // URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (2014년 1월 3일).

우파 주립 석유 기술 대학

일반·분석화학과

주제: “칼슘이라는 원소. 속성, 생산, 적용"

그룹 BTS-11-01 Prokaev G.L.의 학생이 준비했습니다.

부교수 Krasko S.A.

소개

이름의 역사와 유래

자연 속에 존재하기

영수증

물리적 특성

화학적 특성

칼슘 금속의 응용

칼슘 화합물의 응용

생물학적 역할

결론

서지

소개

칼슘은 원자 번호 20을 갖는 D.I. Mendeleev의 화학 원소주기 시스템의 네 번째 기간 인 두 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 기호 Ca (lat. Calcium)로 지정됩니다. 단순 물질 칼슘(CAS 번호: 7440-70-2)은 은백색의 부드럽고 반응성이 있는 알칼리 토금속입니다.

칼슘은 알칼리 토금속으로 S원소로 분류됩니다. 외부 전자 수준에서 칼슘은 두 개의 전자를 가지므로 CaO, Ca(OH)2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 등의 화합물을 생성합니다. 칼슘은 전형적인 금속입니다. 칼슘은 산소에 대한 친화력이 높고 산화물에서 거의 모든 금속을 환원하며 상당히 강한 염기 Ca(OH)2를 형성합니다.

20번 원소가 어디에나 존재함에도 불구하고 화학자들조차도 원소 칼슘을 모두 발견한 것은 아닙니다. 그러나 이 금속은 외관과 동작 모두에서 알칼리 금속과 전혀 유사하지 않으며 접촉하면 화재 및 화상의 위험이 있습니다. 공기 중에 안전하게 보관할 수 있으며 물에서도 발화되지 않습니다.

원소 칼슘은 구조 재료로 거의 사용되지 않습니다. 그러기엔 그 사람이 너무 활동적이에요. 칼슘은 산소, 황, 할로겐과 쉽게 반응합니다. 질소와 수소가 있어도 특정 조건에서는 반응합니다. 대부분의 금속에 대해 불활성인 탄소 산화물 환경은 칼슘에 공격적입니다. CO 및 CO2 분위기에서 연소됩니다.

이름의 역사와 유래

칼슘 화합물 - 석회석, 대리석, 석고 (석회 - 석회석 소성 생성물)는 수천년 전에 건설에 사용되었습니다. 18세기 말까지 화학자들은 석회를 단순한 고체로 간주했습니다. 1789년에 A. Lavoisier는 석회, 마그네시아, 중정석, 알루미나 및 실리카가 복합 물질이라고 제안했습니다.

자연 속에 존재하기

화학적 활성이 높기 때문에 칼슘은 자연에서 자유 형태로 발생하지 않습니다.

칼슘은 지각 질량의 3.38%를 차지합니다(산소, 규소, 알루미늄, 철 다음으로 5번째로 풍부함).

동위원소. 칼슘은 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca 및 48Ca 등 6가지 동위원소의 혼합물로 자연에서 발생하며, 그중 가장 흔한 동위원소인 40Ca가 96.97%를 차지합니다.

6가지 천연 칼슘 동위원소 중 5가지가 안정합니다. 여섯 번째 동위원소인 48Ca는 6개 동위원소 중 가장 무겁고 매우 희귀한(동위원소 풍부도는 0.187%에 불과) 최근 반감기가 5.3인 이중 베타 붕괴를 겪는 것으로 발견되었습니다. ×1019 연령.

암석과 광물에서. 대부분의 칼슘은 다양한 암석(화강암, 편마암 등)의 규산염과 알루미노규산염, 특히 장석(Ca anorthite)에 함유되어 있습니다.

퇴적암의 형태에서 칼슘 화합물은 주로 광물 방해석(CaCO3)으로 구성된 백악과 석회암으로 대표됩니다. 방해석의 결정질 형태인 대리석은 자연에서 훨씬 덜 일반적입니다.

방해석 CaCO3, 경석고 CaSO4, 설화석고 CaSO4 0.5H2O 및 석고 CaSO4 2H2O, 형석 CaF2, 인회석 Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), 백운석 MgCO3 CaCO3과 같은 칼슘 광물은 매우 널리 퍼져 있습니다. 자연수에 칼슘과 마그네슘 염이 존재하면 경도가 결정됩니다.

지각에서 활발하게 이동하고 다양한 지구화학적 시스템에 축적되는 칼슘은 385개의 미네랄(네 번째로 많은 미네랄)을 형성합니다.

지각에서의 이동. 칼슘의 자연 이동에서 탄산칼슘과 물 및 이산화탄소의 상호 작용과 가용성 중탄산염의 형성의 가역적 반응과 관련된 "탄산염 평형"이 중요한 역할을 합니다.

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

(이산화탄소의 농도에 따라 평형이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다.)

생물학적 이동. 생물권에서 칼슘 화합물은 거의 모든 동물 및 식물 조직에서 발견됩니다(아래 참조). 상당한 양의 칼슘이 살아있는 유기체에서 발견됩니다. 따라서 수산화인회석 Ca5(PO4)3OH, 또는 다른 항목에서 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2는 인간을 포함한 척추동물의 뼈 조직의 기초입니다. 많은 무척추 동물, 달걀 껍질 등의 껍질과 껍질은 탄산 칼슘 CaCO3으로 구성되어 있으며 인간과 동물의 생체 조직에는 1.4-2% Ca가 있습니다(질량 분율 기준). 체중 70kg의 인체에서 칼슘 함량은 약 1.7kg입니다(주로 뼈 조직의 세포간 물질에 있음).

영수증

유리 금속 칼슘은 CaCl2(75-80%)와 KCl 또는 CaCl2와 CaF2로 구성된 용융물의 전기분해와 1170-1200°C에서 CaO의 알루미늄열 환원을 통해 얻습니다.

CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

탄화칼슘 CaC2의 열해리를 통해 칼슘을 생산하는 방법도 개발되었습니다.

물리적 특성

칼슘 금속은 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 최대 443°C까지 안정적 α -입방 격자를 가진 Ca, 더 높은 안정성 β-Ca 입방체심 격자형 α -Fe. 표준엔탈피 ΔH0 이행 α → β 0.93 kJ/mol입니다.

칼슘은 경금속(d = 1.55)이며 색상은 은백색입니다. 주기율표에서 바로 옆에 있는 나트륨에 비해 더 단단하고 더 높은 온도(851°C)에서 녹습니다. 이는 금속의 칼슘 이온당 전자가 2개 있다는 사실로 설명됩니다. 그렇기 때문에 화학 결합나트륨보다 이온과 전자 가스 사이의 결합이 더 강합니다. ~에 화학 반응칼슘 원자가 전자는 다른 원소의 원자로 전달됩니다. 이 경우 이중 전하 이온이 형성됩니다.

화학적 특성

칼슘은 전형적인 알칼리 토금속이다. 칼슘의 화학적 활성은 높지만 다른 모든 알칼리 토금속보다 낮습니다. 공기 중의 산소, 이산화탄소 및 습기와 쉽게 반응하기 때문에 칼슘 금속의 표면은 일반적으로 흐릿한 회색이므로 실험실에서 칼슘은 일반적으로 다른 알칼리 토금속과 마찬가지로 단단히 닫힌 병에 층 아래에 저장됩니다. 등유 또는 액체 파라핀.

일련의 표준 전위에서 칼슘은 수소의 왼쪽에 위치합니다. Ca2+/Ca0 쌍의 표준 전극 전위는 −2.84V이므로 칼슘은 물과 활발하게 반응하지만 점화되지는 않습니다.

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

칼슘은 정상적인 조건에서 활성 비금속(산소, 염소, 브롬)과 반응합니다.

Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2.

공기나 산소 중에서 가열되면 칼슘이 발화됩니다. 칼슘은 가열되면 덜 활성인 비금속(수소, 붕소, 탄소, 규소, 질소, 인 등)과 반응합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

Ca + H2 = CaH2, Ca + 6B = CaB6,

Ca + N2 = Ca3N2, Ca + 2C = CaC2,

Ca + 2P = Ca3P2(인산칼슘),

CaP 및 CaP5 조성물의 인화칼슘도 알려져 있으며;

Ca + Si = Ca2Si(칼슘 규화물),

CaSi, Ca3Si4 및 CaSi2 조성의 칼슘 규화물도 알려져 있습니다.

위 반응의 발생은 일반적으로 다량의 열 방출을 동반합니다(즉, 이러한 반응은 발열 반응입니다). 비금속을 포함하는 모든 화합물에서 칼슘의 산화 상태는 +2입니다. 비금속을 함유한 대부분의 칼슘 화합물은 물에 의해 쉽게 분해됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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

Ca2+ 이온은 무색입니다. 가용성 칼슘염을 불꽃에 첨가하면 불꽃이 벽돌색으로 변합니다.

CaCl2 염화물, CaBr2 브롬화물, CaI2 요오드화물 및 Ca(NO3)2 질산염과 같은 칼슘염은 물에 잘 녹습니다. 불소 CaF2, 탄산염 CaCO3, 황산염 CaSO4, 오르토인산염 Ca3(PO4)2, 옥살산염 CaC2O4 등은 물에 불용성입니다.

탄산칼슘(CaCO3)과 달리 산성 탄산칼슘(중탄산염) Ca(HCO3) 2 는 물에 용해되는 것이 중요합니다. 본질적으로 이는 다음과 같은 프로세스로 이어집니다. 이산화탄소로 포화된 차가운 비나 강물이 지하로 침투하여 석회암에 떨어지면 용해가 관찰됩니다.

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

중탄산칼슘으로 포화된 물이 지구 표면으로 올라와 가열되는 곳 태양 광선, 역반응이 발생합니다.

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

이것은 자연에서 얼마나 많은 양의 물질이 전달되는지입니다. 결과적으로 지하에는 거대한 틈이 형성될 수 있고, 동굴에는 종유석과 석순과 같은 아름다운 돌 "고드름"이 형성될 수 있습니다.

칼슘 금속 화학적 물리적

칼슘 금속의 주요 용도는 금속, 특히 니켈, 구리 및 스테인리스강 생산의 환원제입니다. 칼슘과 그 수소화물은 크롬, 토륨, 우라늄 등 환원이 어려운 금속을 생산하는 데에도 사용됩니다. 칼슘-납 합금은 배터리 및 베어링 합금에 사용됩니다. 칼슘 과립은 진공 장치에서 공기 흔적을 제거하는 데에도 사용됩니다. 수용성 칼슘 및 마그네슘 염은 전반적인 물 경도를 유발합니다. 물에 소량으로 존재하는 경우 물을 연수라고 합니다. 이러한 염분의 함량이 높으면 물은 단단한 것으로 간주됩니다. 끓여서 경도를 없애고, 물을 완전히 없애기 위해 증류하기도 한다.

금속열학

순수 금속 칼슘은 희귀 금속 생산을 위한 금속열처리에 널리 사용됩니다.

합금의 합금

순수 칼슘은 배터리 플레이트 생산에 사용되는 납 합금과 자체 방전이 적은 유지 관리가 필요 없는 스타터 납축 배터리에 사용됩니다. 또한 고품질의 칼슘바빗 BKA를 생산하는데 금속칼슘이 사용됩니다.

핵융합

48Ca 동위원소는 초중원소 생산과 주기율표에서 새로운 원소 발견에 가장 효과적이고 일반적으로 사용되는 물질입니다. 예를 들어, 48Ca 이온을 사용하여 가속기에서 초중원소를 생성하는 경우 이러한 원소의 핵은 다른 "발사체"(이온)를 사용할 때보다 수백, 수천 배 더 효율적으로 형성됩니다.

칼슘 화합물의 응용

칼슘수소화물. 수소 분위기에서 칼슘을 가열하면 CaH2(수소화칼슘)가 얻어지며, 이는 야금(금속열학) 및 현장에서 수소 생산에 사용됩니다.

광학 및 레이저 재료. 불화칼슘(형석)은 광학(천문 대물렌즈, 렌즈, 프리즘)의 단결정 형태와 레이저 재료로 사용됩니다. 단결정 형태의 텅스텐산칼슘(회중석)은 레이저 기술과 섬광체로 사용됩니다.

탄화칼슘. 탄화칼슘 CaC2는 아세틸렌 생산과 금속 환원 및 칼슘 시안아미드 생산에 널리 사용됩니다(질소에서 탄화칼슘을 1200°C로 가열하면 발열 반응이 일어나며 시안아미드 용광로에서 수행됨). .

화학 전류 소스. 칼슘과 알루미늄 및 마그네슘 합금은 예비 열전 배터리의 양극(예: 크롬산 칼슘 원소)으로 사용됩니다. 크롬산칼슘은 음극과 같은 배터리에 사용됩니다. 이러한 배터리의 특징은 적절한 조건에서 매우 긴 수명(수십 년), 모든 조건(공간, 고압)에서 작동할 수 있는 능력, 무게와 부피 측면에서 높은 비에너지입니다. 단점: 수명이 짧습니다. 이러한 배터리는 단기간 동안 엄청난 전력을 생성해야 하는 경우(탄도 미사일, 일부 우주선 등)에 사용됩니다.

내화 재료. 유리 형태와 세라믹 혼합물의 일부인 산화칼슘은 내화물 생산에 사용됩니다.

약. 의학에서 Ca 약물은 신체의 Ca 이온 부족과 관련된 장애(강상증, 경련증, 구루병)를 제거합니다. Ca 제제는 알레르기 항원에 대한 과민성을 감소시키고 알레르기 질환 (혈청병, 졸음 등)을 치료하는 데 사용됩니다. Ca 제제는 증가된 혈관 투과성을 감소시키고 항염증 효과가 있습니다. 출혈성 혈관염, 방사선병, 염증 과정(폐렴, 흉막염 등) 및 일부 피부 질환에 사용됩니다. 마그네슘 염 중독에 대한 해독제로 심장 근육의 활동을 개선하고 디기탈리스 제제의 효과를 향상시키기 위해 지혈제로 처방됩니다. 다른 약물과 함께 Ca 제제는 노동을 자극하는 데 사용됩니다. Ca 염화물은 경구 및 정맥 주사로 투여됩니다.

Ca 제제에는 다음과 같은 수술에 사용되는 석고(CaSO4)도 포함됩니다. 석고 모형, 초크(CaCO3)는 위액의 산도를 높이고 치약을 제조하기 위해 내복 처방됩니다.

생물학적 역할

칼슘은 식물, 동물, 인간의 몸에서 흔히 발견되는 다량 영양소입니다. 인간과 다른 척추동물에서는 대부분 인산염의 형태로 골격과 치아에 함유되어 있습니다. 대부분의 무척추동물 그룹(해면동물, 산호 폴립, 연체동물 등)의 골격은 다양한 형태의 탄산칼슘(석회)으로 구성됩니다. 칼슘 이온은 혈액 응고 과정뿐만 아니라 혈액의 삼투압을 일정하게 유지하는 데에도 관여합니다. 칼슘 이온은 또한 보편적인 2차 전달자 중 하나로 작용하며 근육 수축, 호르몬 및 신경 전달 물질 분비를 포함한 세포외유출 등 다양한 세포 내 과정을 조절합니다. 인간 세포의 세포질 내 칼슘 농도는 약 10-7 mol입니다. 세포 간액에서 약 10-3 mol.

음식과 함께 인체에 유입되는 칼슘의 대부분은 유제품에서 발견되며 나머지 칼슘은 고기, 생선 및 일부 식물성 제품(특히 콩과 식물)에서 나옵니다. 흡수는 대장과 소장 모두에서 발생하며 산성 환경, 비타민 D와 비타민 C, 유당, 불포화 지방산에 의해 촉진됩니다. 칼슘 대사에서 마그네슘의 역할은 중요합니다. 결핍되면 칼슘이 뼈에서 "씻겨 나가" 신장(신장 결석)과 근육에 침착됩니다.

아스피린, 옥살산, 에스트로겐 유도체는 칼슘 흡수를 방해합니다. 옥살산과 결합하면 칼슘은 신장 결석의 구성 요소인 수불용성 화합물을 생성합니다.

이와 관련된 많은 과정으로 인해 혈액 내 칼슘 함량이 정확하게 조절되고 적절한 영양 섭취로 결핍이 발생하지 않습니다. 장기간 다이어트를 하지 않으면 경련, 관절통, 졸음, 성장 결함 및 변비가 발생할 수 있습니다. 결핍이 심해지면 지속적인 근육 경련과 골다공증이 발생합니다. 커피와 알코올을 남용하면 일부가 소변으로 배설되므로 칼슘 결핍이 발생할 수 있습니다.

제품 칼슘, mg/100g

참깨 783

쐐기풀 713

큰 질경이 412

정어리 기름 330

아이비 부드라 289

개 장미 257

아몬드 252

질경이 피침병. 248

헤이즐넛 226

물냉이 214

콩 건조 201

3세 미만 어린이 - 600 mg.

4~10세 어린이 - 800mg.

10~13세 어린이 - 1000mg.

13~16세 청소년 - 1200mg.

16세 이상 청소년 - 1000mg.

25~50세 성인 - 800~1200mg.

임산부 및 모유 수유 여성 - 1500~2000mg.

결론

칼슘은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나입니다. 자연에는 많은 것이 있습니다. 산맥과 점토암은 칼슘 염으로 형성되고 바다와 강물에서 발견되며 식물과 동물 유기체의 일부입니다.

칼슘은 지속적으로 도시 거주자를 둘러싸고 있습니다. 거의 모든 주요 건축 자재(콘크리트, 유리, 벽돌, 시멘트, 석회)에는 상당한 양의 칼슘이 포함되어 있습니다.

당연히 이러한 화학적 성질을 지닌 칼슘은 자연 상태에서 자유 상태로 존재할 수 없습니다. 그러나 천연 및 인공 칼슘 화합물이 가장 중요해졌습니다.

서지

1.편집위원회: Knunyants I. L. (주필) 화학 백과사전: 5권 - 모스크바: 소련 백과사전, 1990. - T. 2. - P. 293. - 671 pp.

2.도로닌. N.A. 칼슘, Goskhimizdat, 1962. 191 페이지 삽화 포함.

.Dotsenko V.A. - 치료 및 예방 영양. - 질문. 영양, 2001 - N1-p.21-25

4.Bilezikian J. P. 칼슘과 뼈 대사 // In: K. L. Becker, ed.

5.M.H. Karapetyants, S.I. Drakin - 일반 및 무기 화학, 2000. 592페이지, 그림 포함.

칼슘은 자연에서 다양한 화합물의 형태로 매우 흔합니다. 지각에서는 5위로 3.25%를 차지하며 석회석 CaCO3, 백운석 CaCO3*MgCO3, 석고 CaSO4*2H2O, 인산염 Ca3(PO4)2 및 형석 CaF2의 형태로 가장 흔히 발견되며, 그 비중은 매우 높습니다. 규산염 암석의 구성성분 중 칼슘의 비율. 바닷물에는 평균 0.04%(wt)의 칼슘이 포함되어 있습니다.

물리적이고 화학적 특성칼슘

칼슘은 주기율표의 II족 알칼리 토금속의 하위 그룹에 속합니다. 일련번호 20, 원자량 40.08, 원자가 2, 원자량 25.9. 칼슘 동위원소: 40(97%), 42(0.64%), 43(0.15%), 44(2.06%), 46(0,003%), 48(0.185%). 칼슘 원자의 전자 구조: 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2. 원자 반경은 1.97A, 이온 반경은 1.06A입니다. 300°까지 칼슘 결정은 중앙에 면이 있고 측면 크기가 5.53A인 입방체 모양을 가지며, 450° 이상에서는 육각형 모양을 갖습니다. 칼슘의 비중은 1.542, 녹는점 851°, 끓는점 1487°, 융해열 2.23kcal/mol, 기화열 36.58kcal/mol입니다. 고체 칼슘의 원자 열용량 Cр = 5.24 + 3.50*10В-3 T(298-673° K) 및 Cp = 6.29+1.40*10В-3T(673-1124° K); 액체 칼슘의 경우 Cp = 7.63입니다. 고체 칼슘의 엔트로피는 9.95 ± 1이고, 25°에서 기체 상태인 경우 37.00 ± 0.01입니다.
고체 칼슘의 증기 탄성은 Yu.A.에 의해 연구되었습니다. Priselkov 및 A.N. Nesmeyanov, P. Douglas 및 D. Tomlin. 칼슘의 포화 증기압 값이 표에 나와 있습니다. 1.

열전도율 측면에서 칼슘은 나트륨과 칼륨에 접근하며, 20-100°의 온도에서 선팽창 계수는 25 * 10v-6이고, 20°에서 전기 저항률은 3.43 μohm/cm3이며, 0에서 100°까지입니다. 전기 저항의 온도 계수는 0.0036입니다. 전기화학적 등가물 0.74745g/a*h. 칼슘 인장강도 4.4kg/mm2, 브리넬 경도 13, 신율 53%, 상대수축 62%.
칼슘은 은백색을 띠며, 깨지면 빛을 낸다. 공기 중에서 금속은 질화물, 산화물 및 부분적으로 과산화칼슘으로 구성된 얇은 청회색 필름으로 덮여 있습니다. 칼슘은 유연하고 가단성이 있습니다. 선반에서 가공, 드릴링, 절단, 톱질, 압착, 인발 등을 할 수 있습니다. 금속이 순수할수록 연성은 더 커집니다.
전압 계열에서 칼슘은 전기음성도가 가장 높은 금속에 속하며 이는 높은 화학적 활성을 설명합니다. 실온에서 칼슘은 건조한 공기와 반응하지 않으며 300° 이상에서는 집중적으로 산화되며 강한 가열로 밝은 주황색-붉은 불꽃으로 연소됩니다. 습한 공기에서 칼슘은 점차 산화되어 수산화물로 변합니다. 찬물과 상대적으로 느리게 반응하지만 뜨거운 물에서 수소를 격렬하게 대체하여 수산화물을 형성합니다.
질소는 300°의 온도에서 눈에 띄게 칼슘과 반응하고 900°에서 매우 집중적으로 반응하여 질화물 Ca3N2를 형성합니다. 400°의 온도에서 수소와 함께 칼슘은 수소화물 CaH2를 형성합니다. 칼슘은 실온에서 불소를 제외한 건조 할로겐과 결합하지 않습니다. 할로겐화물의 집중적인 형성은 400° 이상에서 발생합니다.
강한 황산(65-60°Be)과 질산은 순수 칼슘에 약한 영향을 미칩니다. 무기산 수용액 중에서 염산은 매우 강하고, 질산은 강하고, 황산은 약하다. 농축된 NaOH 용액과 소다 용액에서는 칼슘이 거의 파괴되지 않습니다.

애플리케이션

칼슘은 다양한 산업 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 최근 그는 인수했다. 큰 중요성다양한 금속 생산 시 환원제로 사용됩니다. 순수한 우라늄 금속은 불화우라늄을 금속칼슘으로 환원시켜 얻는다. 칼슘 또는 그 수소화물은 티타늄 산화물뿐만 아니라 지르코늄, 토륨, 탄탈륨, 니오븀 및 기타 희귀 금속의 산화물을 감소시키는 데 사용될 수 있습니다. 칼슘은 구리, 니켈, 크롬-니켈 합금, 특수강, 니켈 및 주석 청동 생산 시 우수한 탈산제 및 탈기 장치이며 금속 및 합금에서 황, 인 및 탄소를 제거합니다.
칼슘은 비스무트와 내화성 화합물을 형성하므로 비스무트에서 납을 정화하는 데 사용됩니다.
다양한 경합금에 칼슘이 첨가됩니다. 잉곳 표면을 개선하고 입자 크기를 미세화하며 산화를 줄이는 데 도움이 됩니다. 칼슘을 함유한 베어링 합금이 널리 사용됩니다. 납 합금(0.04% Ca)을 사용하여 케이블 피복을 만들 수 있습니다.
칼슘은 석유제품의 탈황을 위한 용매와 알코올의 탈수에 사용됩니다. 칼슘과 아연 또는 아연과 마그네슘(70% Ca)의 합금은 고품질 다공성 콘크리트를 생산하는 데 사용됩니다. 칼슘은 감마합금(납-칼슘 바빗)의 일부입니다.
산소와 질소를 결합하는 능력으로 인해 칼슘 또는 칼슘과 나트륨 및 기타 금속의 합금은 희가스 정화 및 진공 무선 장비의 게터로 사용됩니다. 칼슘은 현장에서 수소의 공급원인 수소화물을 생산하는 데에도 사용됩니다. 탄소와 함께 칼슘은 탄화칼슘 CaC2를 형성하며 이는 아세틸렌 C2H2를 생산하는 데 대량으로 사용됩니다.

개발의 역사

Dewi는 1808년에 수은 음극을 사용하여 젖은 석회를 전기분해하여 처음으로 아말감 형태의 칼슘을 얻었습니다. 1852년에 분젠은 염화칼슘의 염산 용액을 전기분해하여 칼슘 함량이 높은 아말감을 얻었습니다. 1855년 Bunsen과 Matthiessen은 CaCl2를 전기분해하여 순수한 칼슘을 얻었고 Moissan은 CaF2를 전기분해하여 순수한 칼슘을 얻었습니다. 1893년에 Borchers는 음극 냉각을 사용하여 염화칼슘의 전기분해를 크게 개선했습니다. Arndt는 1902년에 91.3%의 Ca를 함유한 금속을 전기분해하여 얻었습니다. Ruff와 Plata는 전기분해 온도를 낮추기 위해 CaCl2와 CaF2의 혼합물을 사용했습니다. Borchers와 Stockham은 칼슘의 녹는점보다 낮은 온도에서 스펀지를 얻었습니다.
칼슘의 전해 생산 문제는 Rathenau와 Suter에 의해 해결되었으며, 터치 음극을 이용한 전기 분해 방법을 제안하여 곧 산업화되었습니다. 특히 액체 음극에서 전기분해를 통해 칼슘 합금을 생산하려는 많은 제안과 시도가 있었습니다. F.O. Banzel, 칼슘 합금은 다른 금속의 염 또는 불산화물을 첨가하여 CaF2를 전기 분해하여 얻을 수 있습니다. Poulene과 Melan은 액체 알루미늄 음극 위에 Ca-Al 합금을 준비했습니다. Kügelgen과 Seward는 아연 음극에서 Ca-Zn 합금을 얻었습니다. Ca-Zn 합금의 생산은 1913년 W. Moldenhauer와 J. Andersen에 의해 연구되었으며, 그들은 또한 납 음극에 Pb-Ca 합금을 준비했습니다. Koba, Simkins 및 Gire는 2000A 납 음극 전해조를 사용하여 전류 효율 20%에서 Ca 2% 합금을 얻었습니다. I. Tselikov와 V. Wasinger는 전해질에 NaCl을 첨가하여 나트륨과의 합금을 얻었습니다. R.R. Syromyatnikov는 합금을 혼합하여 40-68%의 전류 효율을 달성했습니다. 납, 아연, 구리를 함유한 칼슘 합금은 산업 규모의 전기분해를 통해 생산됩니다.
칼슘을 생산하는 열적 방법은 상당한 관심을 끌었습니다. 산화물의 알루미노열 환원은 1865년 H.H. 베케토프. 1877년 Malet는 가열 시 칼슘, 바륨, 산화스트론튬 혼합물과 알루미늄의 상호 작용을 발견했으며, Winkler는 동일한 산화물을 마그네슘으로 환원하려고 했습니다. 빌츠(Biltz)와 바그너(Wagner)는 진공에서 알루미늄으로 산화칼슘을 환원시켜 낮은 금속 수율을 얻었고, 1929년 건즈(Gunz)는 더 나은 결과를 얻었습니다. 일체 포함. 1938년 보이니츠키는 실험실에서 알루미늄과 실리콘 합금으로 산화칼슘을 환원시켰습니다. 이 방법은 1938년에 특허를 받았습니다. 제2차 세계 대전이 끝날 무렵 열적 방법이 산업적으로 응용되었습니다.
1859년에 Caron은 염화물에 금속 나트륨을 작용시켜 알칼리 토금속과 나트륨 합금을 생산하는 방법을 제안했습니다. 이 방법을 사용하여 납과 합금으로 칼슘(및 바린)을 얻습니다. 제2차 세계대전 이전에는 독일과 Fraction에서 전기분해에 의한 칼슘의 산업적 생산이 이루어졌습니다. 독일 비터펠트(Bieterfeld)에서는 1934년부터 1939년까지 연간 5~10톤의 칼슘이 생산되었으며, 미국의 칼슘 수요는 1920~1940년 기간 동안 연간 10~25g에 달하는 수입으로 충당되었습니다. 1940년부터 프랑스로부터의 수입이 중단되자 미국은 전기분해를 통해 상당한 양의 칼슘을 자체 생산하기 시작했습니다. 전쟁이 끝나자 그들은 진공열 방법을 사용하여 칼슘을 얻기 시작했습니다. S. Loomis에 따르면 하루 생산량은 4.5톤에 달했습니다. Minerale Yarbook에 따르면 캐나다의 Dominium Magnesium은 매년 칼슘을 생산합니다.

칼슘 방출 규모에 대한 정보 지난 몇 년를 찾을 수 없다.

17.12.2019

Far Cry 시리즈는 계속해서 안정성으로 플레이어에게 즐거움을 선사하고 있습니다. 오랜 시간이 지나면 이 게임에서 무엇을 해야 하는지 분명해집니다. 사냥, 생존, 포획...

16.12.2019

주거용 디자인을 만들 때, 특별한 관심거실 내부에 주어야합니다. 그것은 "우주"의 중심이 될 것입니다....

15.12.2019

비계를 사용하지 않고 집을 짓는다는 것은 상상할 수 없습니다. 이러한 구조는 다른 경제 활동 영역에서도 사용됩니다. 와 함께...

14.12.2019

용접은 약 100년 전에 금속 제품을 영구적으로 접합하는 방법으로 나타났습니다. 동시에 현재 그 중요성을 과대평가하는 것은 불가능합니다. 안에...

14.12.2019

주변 공간을 최적화하는 것은 소규모 창고와 대규모 창고 모두에 매우 중요합니다. 이는 작업을 크게 단순화하고 다음을 제공합니다...

13.12.2019

금속 타일은 금속 지붕 재료입니다. 시트의 표면은 고분자 재료와 아연으로 코팅되어 있습니다. 자연 타일은 소재를 모방합니다 ...

13.12.2019

테스트 장비는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 품질은 완벽해야합니다. 이 목표를 달성하기 위해 장치에는...

칼슘(칼슘), 캘리포니아, 화학 원소멘델레예프 주기율표의 II족, 원자 번호 20, 원자 질량 40.08; 은백색 경금속. 천연 원소는 6개의 안정 동위원소(40 ca, 42 ca, 43 ca, 44 ca, 46 ca 및 48 ca)의 혼합물이며, 그 중 40 ca가 가장 일반적입니다(96.97%).

Ca 화합물 - 석회석, 대리석, 석고 (석회 - 석회석 소성 제품)는 이미 고대 건설에 사용되었습니다. 18세기 말까지. 화학자들은 석회를 단순한 고체로 간주했습니다. 1789년 A. 라부아지에석회, 마그네시아, 중정석, 알루미나 및 실리카가 복합 물질이라고 제안했습니다. 1808년 데이비그는 젖은 소석회와 산화수은의 혼합물을 수은 음극으로 전기분해하여 아말감 ca를 제조하고, 이로부터 수은을 증류하여 "칼슘"(라틴어 calx, 속격 calcis-석회에서 유래)이라는 금속을 얻었습니다. .

자연에서의 분포. 지각에서의 유병률 측면에서 ca는 5위(O, si, al 및 fe 다음)입니다. 함량은 2.96중량%이다. 활발하게 이동하여 다양한 지구화학적 시스템에 축적되어 385개의 광물(광물 수에서 4위)을 형성합니다. 지구의 맨틀에는 Ca가 거의 없으며, 아마도 지구의 핵(철)에는 훨씬 더 적을 것입니다. 운석 0.02%). ca는 지각의 하부에서 우세하며 주요 암석에 축적됩니다. 대부분의 ca는 장석 anorthite ca에 포함되어 있습니다. 염기성 암석의 함량은 6.72%, 산성 암석(화강암 등)의 함량은 1.58%입니다. 생물권에서는 주로 "탄산염 평형"과 관련된 ca의 매우 날카로운 차별화가 발생합니다. 이산화탄소가 탄산염 caco 3과 상호 작용하면 가용성 중탄산염 Ca (HCO 3) 2가 형성됩니다.

CaCO 3 + h 2 o + co 2<=>Ca(HCO3) 2<=>ca 2+ + 2hco 3 -.

이 반응은 가역적이며 ca. 물에 CO2 함량이 높으면 Ca가 용액에 존재하고, CO2 함량이 낮으면 광물 방해석 CaCO3가 침전되어 두꺼운 석회석, 백악 및 대리석 퇴적물을 형성합니다.

생물학적 이동은 또한 ca의 역사에서 큰 역할을 합니다. 원소의 생체 물질 - 금속 - ca가 주요 요소입니다. 유기체는 10% 이상의 ca(더 많은 탄소)를 함유하고 주로 CaCO3(석회질 조류, 많은 연체동물, 극피동물, 산호, 뿌리줄기 등)에서 나오는 ca 화합물로 골격을 구성하는 것으로 알려져 있습니다. 해양 동식물의 해골 매장은 거대한 조류, 산호 및 기타 석회암 덩어리의 축적과 관련이 있으며, 이는 지구 깊이로 떨어지고 광물화되어 다양한 유형의 대리석으로 변합니다.

습한 기후의 광대한 지역(삼림 지대, 툰드라)은 칼슘 결핍이 특징입니다. 여기서 칼슘은 토양에서 쉽게 침출됩니다. 이는 낮은 토양 비옥도, 가축의 낮은 생산성, 작은 크기 및 종종 골격 질환과 관련이 있습니다. 따라서 토양 석회화, 가축 및 새 먹이 등이 매우 중요합니다. 반대로 건조한 기후에서는 CaCO3가 용해되기 어렵기 때문에 대초원과 사막의 풍경에는 CaCO3가 풍부합니다. 염습지와 염호에서는 종종 축적됩니다. 석고카소 4 · 2시간 2 o.

강은 많은 양의 Ca를 바다로 가져오지만 바닷물에 머무르지 않고(평균 함량 0.04%) 유기체의 골격에 집중되어 있으며, 죽은 후에 주로 CaCO의 형태로 바닥에 퇴적됩니다. 삼. 석회질 미사는 수심 4000도 이하의 모든 바다 바닥에 널리 퍼져 있습니다. 중(깊은 곳에서는 CaCO3가 용해됩니다. 그곳의 유기체는 종종 Ca 결핍을 경험합니다.)

지하수는 캘리포니아 이동에 중요한 역할을 합니다. 석회암 덩어리에서는 일부 지역에서 CaCO3를 활발하게 침출하는데, 이는 개발과 관련이 있습니다. 카르스트, 동굴, 종유석 및 석순의 형성. 방해석 외에도 과거 지질 시대의 바다에는 인산염 ca (예: 카자흐스탄의 Karatau 인산염 퇴적물), 백운석 CaCO 3 · mgco 3 및 증발 중 석호-석고가 광범위하게 퇴적되었습니다.

지질학적 역사의 과정에서 생물학적 탄산염 형성은 증가하고 방해석의 화학적 침전은 감소했습니다. 선캄브리아기 바다(6억 년 전)에는 석회질 골격을 가진 동물이 없었습니다. 그들은 캄브리아기 이후로 널리 퍼졌습니다(산호, 해면 등). 이는 선캄브리아기 대기의 높은 co2 함량과 관련이 있습니다.

물리적, 화학적 특성. a자 모양의 결정 격자(상온에서 안정), 면심 입방체 ㅏ= 5.56A. 원자 반경 1.97 å, 이온 반경 ca 2+, 1.04 å. 밀도 1.54 g/cm 3(20°C). 464°C 이상에서는 육각형 b 형태가 안정적입니다. 티약 851°c, 티킵 1482℃; 선팽창 온도계수 22? 10-6(0-300℃); 20°C에서의 열전도율 125.6 W/(m? K) 또는 0.3 칼로리/(센티미터? 비서℃); 비열 용량 (0-100 °C) 623.9 j/(kg? 에게) 또는 0.149 칼로리/(G? ℃); 20°c에서의 전기 저항률 4.6? 10 -8 옴? 중아니면 4.6? 10 -6 옴? 센티미터; 전기 저항의 온도 계수는 4.57? 10 -3(20°C). 탄성계수 26 GN/m 2 (2600 kgf/mm 2); 인장강도 60 Mn/m 2 (6 kgf/mm 2); 탄력적 한계 4 Mn/m 2 (0,4 kgf/mm 2), 항복강도 38 Mn/m 2 (3,8 kgf/mm 2); 상대 신장 50%; 브리넬 경도 200-300 Mn/m 2 (20-30 kgf/mm 2). 충분히 높은 순도의 K.는 플라스틱이며 쉽게 압축되고 굴려지며 절단이 가능합니다.

원자의 외부 전자 껍질의 구성은 ca 4s 2이며, 이에 따라 화합물의 ca는 2가입니다. 화학적으로 ca는 매우 활동적입니다. 상온에서 Ca는 공기 중의 산소 및 수분과 쉽게 상호작용하므로 밀봉된 용기에 보관하거나 광유 밑에 보관합니다. 공기나 산소 중에서 가열하면 발화하여 염기성 산화물 Cao를 생성합니다. 과산화물 ca - cao 2 및 CaO 4도 알려져 있습니다. Ca는 처음에는 찬물과 빠르게 반응하다가 ca (oh) 2의 필름 형성으로 인해 반응 속도가 느려집니다. ca는 뜨거운 물 및 산과 격렬하게 반응하여 h 2를 방출합니다 (농축된 hno 3 제외). 그것은 추위에 불소, 염소 및 브롬과 반응하여 400 ° C 이상에서 각각 caf 2, cacl 2 및 cabr 2를 생성합니다.이 용융 상태의 할로겐화물은 ca-caf, caci와 함께 소위 하위 화합물을 형성합니다. ca는 공식적으로 1가입니다. 가열하면 황과 함께 ca가 나타납니다. 황화칼슘 cas, 후자는 황을 첨가하여 다황화물(cas 2, cas 4 등)을 형성합니다. 300~400°C에서 건조 수소와 상호작용하면 수소화물 cah 2(수소가 음이온인 이온 화합물)가 형성됩니다. 500°C에서 ca와 질소는 질화물 ca 3 n 2 를 제공합니다. 추위에 CA와 암모니아가 상호 작용하면 복합 암모니아 CA 6이 생성됩니다. 흑연, 규소 또는 인을 공기에 접근시키지 않고 가열하면 ca가 각각 생성됩니다. 탄화칼슘 cac 2, 규화물 casi 2 및 인화물 ca 3 p 2. ca는 al, ag, au, cu, li, mg, pb, sn 등과 금속간 화합물을 형성합니다.

접수 및 신청. 산업계에서 Ca는 두 가지 방법으로 얻습니다. 1) Cao와 Al 분말의 연탄 혼합물을 0.01-0.02의 진공 상태에서 1200°C로 가열하여 얻습니다. mmHg 성.; 반응에 의해 방출: 6cao + 2al = 3 CaO? l 2 o 3 + 3Ca 증기는 차가운 표면에 응축됩니다. 2) 액체 구리-칼슘 음극을 사용하여 용융 cacl 2 및 kcl을 전기분해하여 합금 cu-ca(65% ca)를 제조하고, 이로부터 ca는 진공에서 950-1000°C의 온도에서 증류 제거됩니다. 0.1-0.001 mmHg 성.

순수한 금속 형태로 ca는 u, th, cr, v, zr, cs, rb 및 그 화합물의 일부 희토류 금속에 대한 환원제로 사용됩니다. 또한 철강, 청동 및 기타 합금의 탈산, 석유 제품에서 황 제거, 유기 액체 탈수, 질소 불순물로부터 아르곤 정화 및 전기 진공 장치의 가스 흡수제로 사용됩니다. 기술 분야에서 널리 사용됨 감마재 pb-na-ca 시스템 및 전기 케이블 외장 제조에 사용되는 pb-ca 합금. ca-si-ca(규소-칼슘) 합금은 고품질 철강 생산 시 탈산제 및 탈기제로 사용됩니다. K 화합물 사용에 대한 자세한 내용은 관련 기사를 참조하세요.

A.Ya.Fischer, A.I.Perelman.

체내 칼슘 . ca - 다음 중 하나 영양소정상적인 생활 과정에 필요합니다. 이는 동물과 식물의 모든 조직과 체액에 존재합니다. 칼슘이 없는 환경에서는 희귀 유기체만이 발달할 수 있으며 일부 유기체에서는 칼슘 함량이 38%에 이릅니다. 인간의 경우 - 1.4-2%. 식물과 동물 유기체의 세포는 세포외 환경에서 엄격하게 정의된 ca 2+, na + 및 K + 이온 비율을 요구합니다. 식물은 토양에서 칼슘을 얻습니다. Ca와의 관계에 따라 식물은 다음과 같이 분류됩니다. 칼시파일그리고 종아리 공포증. 동물은 음식과 물에서 칼슘을 얻습니다. ca는 다수의 세포 구조 형성, 외부 세포막의 정상적인 투과성 유지, 어류 및 기타 동물의 난 수정 및 다수의 효소 활성화에 필요합니다. Ca 2+ 이온은 근육 섬유에 흥분을 전달하여 수축을 유발하고 심장 수축력을 증가시키며 백혈구의 식세포 기능을 증가시키고 혈액 단백질 보호 시스템을 활성화하며 응고에 참여합니다. 세포에서 거의 모든 칼슘은 단백질과 화합물의 형태로 발견됩니다. 핵산, 인지질, 무기 인산염 및 유기산과의 복합체. 인간과 고등동물의 혈장에서 칼슘의 20~40%만이 단백질과 연관될 수 있습니다. 골격이 있는 동물의 경우 전체 칼슘의 최대 97-99%가 건축 자재로 사용됩니다. 무척추동물에서는 주로 caco 3(연체동물 껍질, 산호) 형태, 척추동물에서는 인산염 형태로 사용됩니다. 많은 무척추동물은 탈피 전에 칼슘을 저장하여 새로운 골격을 만들거나 불리한 조건에서 필수 기능을 보장합니다.

인간과 고등동물의 혈액 내 칼슘 함량은 부갑상선과 갑상선 호르몬에 의해 조절됩니다. 비타민 D는 이러한 과정에서 중요한 역할을 합니다. 칼슘의 흡수는 소장의 앞쪽 부분에서 발생합니다. Ca의 흡수는 장의 산도가 감소함에 따라 악화되며 음식의 Ca, P 및 지방 비율에 따라 달라집니다. 우유의 최적 ca/p 비율은 약 1.3입니다(감자 0.15, 콩 0.13, 고기 0.016). 음식에 P 또는 옥살산이 너무 많으면 칼슘 흡수가 악화되고 담즙산은 흡수를 가속화합니다. 인간 식품의 최적 Ca/지방 비율은 0.04-0.08입니다. G캘리포니아 1시 G지방 Ca 배설은 주로 장을 통해 발생합니다. 해당 기간의 포유류 젖 분비우유로 칼슘을 많이 잃습니다. 어린 동물과 어린이의 인-칼슘 대사 장애로 인해 구루병, 성인 동물의 경우 - 골격의 구성 및 구조 변화 ( 골연화증).

I. A. Skulsky.

의학에서 ca 약물을 사용하면 신체의 ca 2+ 이온 부족과 관련된 장애(강상증, 경련증, 구루병)가 제거됩니다. CA 제제는 알레르기 항원에 대한 과민성을 감소시키고 알레르기 질환(혈청병, 두드러기, 혈관 부종, 꽃가루 알레르기 등)을 치료하는 데 사용됩니다. CA 제제는 증가된 혈관 투과성을 감소시키고 항염증 효과가 있습니다. 출혈성 혈관염, 방사선병, 염증 및 삼출성 과정(폐렴, 흉막염, 자궁내막염 등) 및 일부 피부 질환에 사용됩니다. 심장 근육의 활동을 개선하고 디기탈리스 제제의 효과를 강화하기 위해 지혈제로 처방됩니다. 약한 이뇨제 및 마그네슘염 중독에 대한 해독제로 사용됩니다. 다른 약물과 함께 ca 약물은 노동을 자극하는 데 사용됩니다. 염화칼슘은 경구 및 정맥 주사로 투여됩니다. 오소칼시놀(복숭아 오일에 특별히 제조된 골분말의 15% 멸균 현탁액)이 조직 치료용으로 제안되었습니다. Ca 약물에는 석고 모형 수술에 사용되는 석고(caso 4)와 위액의 산성도 증가 및 치약 제조를 위해 내부적으로 처방되는 분필(CaCO 3)도 포함됩니다.

문학.:간략한 화학 백과사전, 2권, M., 1963, p. 370-75; Rodyakin V.V., 칼슘, 그 화합물 및 합금, M., 1967; Kaplansky S. Ya., 광물 교환, M. - L., 1938; Vishnyakov S.I., 농장 동물의 거대 요소 대사, M., 1967.