Кальций (Ca, Calcium) — влияние на организм, польза и вред, описание
История кальция
Кальций был открыт в 1808 году Хэмфри Дэви, который путём электролиза гашеной извести и оксида ртути получил амальгаму кальция, в результате процесса выгонки ртути из которой и остался металл, получивший название кальций. На латыни известь звучит как calx, именно это название и было выбрано английским химиком для открытого вещества.
Общая характеристика кальция
Кальций является элементом главной подгруппы II группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 20 и атомную массу 40,08. Принятое обозначение – Ca (от латинского — Calcium).
Физические и химические свойства
Кальций является химически активным мягким щелочным металлом серебристо-белого цвета. Из-за взаимодействия с кислородом и углекислым газом поверхность металла тускнеет, поэтому кальций нуждается в особом режиме хранения – в обязательном порядке плотно закрытая ёмкость, в которой металл заливают слоем жидкого парафина или керосина.
Суточная потребность в кальции
Кальций – наиболее известный из необходимых человеку микроэлементов, суточная потребность в нём составляет от 700 до 1500 мг для здорового взрослого человека, но она увеличивается во время беременности и лактации, это нужно учитывать и получать кальций в виде препаратов.
Нахождение в природе
Кальций имеет очень высокую химическую активность, поэтому в свободном (чистом) виде не встречается в природе. Тем не менее, является пятым по распространённости в земной коре, в виде соединений имеется в осадочных (известняк, мел) и горных породах (гранит), много кальция содержит полевой шпат анорит.
В живых организмах распространён достаточно широко, его наличие обнаружено в растениях, организмах животных и человека, где он присутствует, в основном, в составе зубов и костной ткани.
Продукты питания богатые кальцием
Источники кальция: молочные и кисломолочные продукты (основной источник кальция), брокколи, капуста, шпинат, листья репы, капуста цветная, спаржа. Кальций содержат также яичные желтки, бобы, чечевица, орехи, инжир (calorizator). Еще хороший источник пищевого кальция — мягкие кости лосося и сардин, любые морепродукты. Чемпионом по содержанию кальция является кунжут, но только – в свежем виде.
В организм кальций должен поступать в определенном соотношении с фосфором. Оптимальным соотношением этих элементов принято считать 1 : 1,5 (Са : Р). Поэтому правильно употреблять продукты питания, богатые этими минералами одновременно, например, говяжью печень и печень жирных сортов рыб, зелёный горошек, яблоки и редис.
Усвояемость кальция
Препятствием для нормального усвоения кальция из пищевых продуктов является употребление в пищу углеводов в виде сладостей и щелочей, которые нейтрализуют соляную кислоту желудка, необходимую для растворения кальция. Процесс усвоения кальция достаточно сложен, поэтому иногда недостаточно получать его только с пищей, необходим дополнительный приём микроэлемента.
Взаимодействие с другими
Для улучшения всасывания кальция в кишечнике необходим витамин D, который имеет свойство облегчать процесс усвоения кальция. При приёме кальция (в виде добавок) в процессе еды происходит блокировка всасывания железа, но приём препаратов кальция отдельно от пищи никак не влияет на этот процесс.
Полезные свойства кальция и его влияние на организм
Почти весь кальций организма (от 1 до 1,5 кг) находится в костях и зубах. Кальций участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц, процессах свертываемости крови, входит в состав ядра и мембран клеток, клеточных и тканевых жидкостей, обладает антиаллергическим и противовоспалительным действием, предотвращает ацидоз, активирует ряд ферментов и гормонов. Кальций также участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, оказывает действие, противоположное натрию.
Признаки нехватки кальция
Признаками нехватки кальция в организме являются такие, на первый взгляд, не связанные между собой симптомы:
- нервозность, ухудшение настроения;
- учащённое сердцебиение;
- судороги, онемение конечностей;
- замедление роста и детей;
- повышенное артериальное давление;
- расслоение и ломкость ногтей;
- боль в суставах, понижение «болевого порога»;
- обильные менструации.
Причины нехватки кальция
Причинами нехватки кальция могут служить несбалансированные диеты (особенно голодания), низкое содержание кальция в пище, курение и увлечение кофе и кофеинсодержащими напитками, дисбактериоз, болезни почек, щитовидной железы, беременность, периоды лактации и менопаузы.
Признаки избытка кальция
Избыток кальция, который может возникнуть при чрезмерном употреблении молочных продуктов или неконтролируемом приёме препаратов, характеризуется сильной жаждой, тошнотой, рвотой, потерей аппетита, слабостью и усиленным мочеотделением.
Применение кальция в жизни
Кальций нашёл применение в металлотермическом получении урана, в виде природных соединений используется как сырьё для производства гипса и цемент, как средство дезинфекции (всем известная хлорка
Автор: Виктория Н. (специально для Calorizator.ru)
Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.
кальций Инстаграм фото
кальций Инстаграм фото‘; window.adSenseCodeRow = »; window.adsType = ‘adsense’; /* Передача данных в angular */ window.photosInJson = [{«id»:»2271115107172287488″,»is_carousel»:false,»is_video»:false,»is_image»:true,»shortcode»:»B-Enyg3BwQA»,»created_time»:1584958040,»user_has_liked»:null,»filter»:»»,»caption»:{«text»:»\u2b55 \u0412\u044b \u0437\u043d\u0430\u043b\u0438 \u043e \u0442\u043e\u043c, \u0447\u0442\u043e \u043a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u0439 \u043d\u0435\u043b\u044c\u0437\u044f \u043f\u0440\u0438\u043d\u0438\u043c\u0430\u0442\u044c \u0432 \u043e\u0434\u0438\u043d\u043e\u0447\u043a\u0443? \u2800 \n\u041d\u0443, \u0442\u043e\u0447\u043d\u0435\u0435, \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e. \u041d\u043e \u0434\u043e\u043b\u0436\u043d\u043e\u0433\u043e \u044d\u0444\u0444\u0435\u043a\u0442\u0430 \u043d\u0435 \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442. \u2800 \ud83d\udd35 \u041a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u0439 \u0424\u043e\u0440\u0435\u0432\u0435\u0440 \u2013 \u044d\u0442\u043e \u043a\u043e\u043c\u043f\u043b\u0435\u043a\u0441 \u041a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u0439 + \u0412\u0438\u0442\u0430\u043c\u0438\u043d \u0414 + \u041c\u0430\u0433\u043d\u0438\u0439. \n\u0418\u043c\u0435\u043d\u043d\u043e \u0442\u0430\u043a\u043e\u0435 \u0441\u043e\u0447\u0435\u0442\u0430\u043d\u0438\u0435 \u043f\u0440\u0438\u043d\u0438\u043c\u0430\u0435\u0442\u0441\u044f \u0436\u0435\u043b\u0443\u0434\u043a\u043e\u043c \u043b\u0443\u0447\u0448\u0435 \u0432\u0441\u0435\u0433\u043e. \u2800 \u25fd \u041a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u0439 \u2013 \u0447\u0443\u0442\u044c \u043b\u0438 \u043d\u0435 \u0441\u0430\u043c\u044b\u0439 \u0432\u0430\u0436\u043d\u044b\u0439 \u044d\u043b\u0435\u043c\u0435\u043d\u0442 \u0432 \u0442\u0435\u043b\u0435. \u041e\u043d \u043f\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f\u0430\u0435\u0442 \u043f\u0440\u044f\u043c\u0438\u043a\u043e\u043c \u0438\u0437 \u043f\u0438\u0449\u0438. \u0410 \u0435\u0441\u043b\u0438 \u0432 \u043f\u0438\u0449\u0435 \u0435\u0433\u043e \u043d\u0435 \u0445\u0432\u0430\u0442\u0430\u0435\u0442 \u2013 \u0442\u0435\u043b\u043e \u0437\u0430\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u0442 \u0435\u0433\u043e \u0438\u0437 \u043a\u043e\u0441\u0442\u0435\u0439. \n\u0421\u0430\u043c\u043e\u0435 \u0433\u043b\u0430\u0432\u043d\u043e\u0435 \u0443\u0441\u043b\u043e\u0432\u0438\u0435: \u043f\u043e\u0442\u0440\u0435\u0431\u043b\u044f\u0442\u044c \u0441\u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u043a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u044f, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u0435\u0433\u043e \u043f\u043e\u0442\u0435\u0440\u0438 \u043d\u0435 \u043f\u0440\u0435\u0432\u044b\u0448\u0430\u043b\u0438 \u0435\u0433\u043e \u043f\u043e\u0442\u0440\u0435\u0431\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f. \u2800 \n\u0421 \u0432\u043e\u0437\u0440\u0430\u0441\u0442\u043e\u043c \u043e\u043d \u0432\u044b\u043c\u044b\u0432\u0430\u0435\u0442\u0441\u044f \u0438\u0437 \u043e\u0440\u0433\u0430\u043d\u0438\u0437\u043c\u0430, \u0438 \u043c\u044b \u043d\u0443\u0436\u0434\u0430\u0435\u043c\u0441\u044f \u0432 \u043d\u0451\u043c \u0432\u0441\u0451 \u0441\u0438\u043b\u044c\u043d\u0435\u0435 \u0438 \u0441\u0438\u043b\u044c\u043d\u0435\u0435. \u041e\u0441\u043e\u0431\u0435\u043d\u043d\u043e \u0441\u0438\u043b\u044c\u043d\u043e \u0441\u0442\u0440\u0430\u0434\u0430\u044e\u0442 \u043e\u0442 \u0435\u0433\u043e \u043d\u0435\u0445\u0432\u0430\u0442\u043a\u0438 \u0436\u0435\u043d\u0449\u0438\u043d\u044b \u0432 \u043f\u0435\u0440\u0438\u043e\u0434 \u043c\u0435\u043d\u043e\u043f\u0430\u0443\u0437\u044b. \n\u0418 \u0441\u0442\u043e\u0438\u0442 \u043f\u043e\u043d\u0438\u043c\u0430\u0442\u044c, \u0447\u0442\u043e \u043e\u0434\u043d\u043e\u0439 \u043a\u043e\u0440\u0440\u0435\u043a\u0442\u0438\u0440\u043e\u0432\u043a\u043e\u0439 \u043f\u0438\u0442\u0430\u043d\u0438\u044f \u0442\u0443\u0442 \u043d\u0435 \u043e\u0442\u0434\u0435\u043b\u0430\u0435\u0448\u044c\u0441\u044f. \u2800 \n\u0421 \u043f\u043e\u043c\u043e\u0449\u044c\u044e \u0424\u043e\u0440\u0435\u0432\u0435\u0440 \u041a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u0439 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0437\u0430\u043c\u0435\u0434\u043b\u0438\u0442\u044c \u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u043e\u0442\u0432\u0440\u0430\u0442\u0438\u0442\u044c \u0443 \u043b\u044e\u0434\u0435\u0439 \u0441\u0442\u0430\u0440\u0448\u0435\u0433\u043e \u0432\u043e\u0437\u0440\u0430\u0441\u0442\u0430 \u043f\u043e\u0442\u0435\u0440\u044e \u043a\u043e\u0441\u0442\u043d\u043e\u0439 \u043c\u0430\u0441\u0441\u044b \u0438 \u0441\u043d\u0438\u0437\u0438\u0442\u044c \u0440\u0438\u0441\u043a \u043f\u0435\u0440\u0435\u043b\u043e\u043c\u043e\u0432. \u2800 \u25fd \u0412\u0438\u0442\u0430\u043c\u0438\u043d \u0414 \u043f\u043e\u0432\u044b\u0448\u0430\u0435\u0442 \u0432\u0441\u0430\u0441\u044b\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435 \u043a\u0430\u043b\u044c\u0446\u0438\u044f \u043d\u0430 30 — 80%. \u041d\u0435\u0445\u0438\u043b\u043e, \u0434\u0430? \n\u0412 \u041a\u0430\u0437\u0430\u0445\u0441\u0442\u0430\u043d\u0435, \u043a\u0430\u043a \u0438 \u0432\u043e \u043c\u043d\u043e\u0433\u0438\u0445 \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u0445 \u0441\u0442\u0440\u0430\u043d\u0430\u0445, \u0443 \u043d\u0430\u0441 \u043d\u0435\u0442 \u0432\u043e\u0437\u043c\u043e\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0430\u0442\u044c \u0432\u0438\u0442\u0430\u043c\u0438\u043d \u0414 \u043f\u043e\u0434 \u043f\u0440\u044f\u043c\u044b\u043c\u0438 \u043b\u0443\u0447\u0430\u043c\u0438 \u0441\u043e\u043b\u043d\u0446\u0430 \u043a\u0440\u0443\u0433\u043b\u044b\u0439 \u0433\u043e\u0434 \u0432 \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e\u043c \u043a\u043e\u043b\u0438\u0447\u0435\u0441\u0442\u0432\u0435. \u0414\u0430\u0436\u0435 \u0436\u0438\u0442\u0435\u043b\u0438 \u0441\u043e\u043b\u043d\u0435\u0447\u043d\u044b\u0445 \u0441\u0442\u0440\u0430\u043d \u0443\u043f\u043e\u0442\u0440\u0435\u0431\u043b\u044f\u044e\u0442 \u0435\u0433\u043e \u0434\u043e\u043f\u043e\u043b\u043d\u0438\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u043e \u0441 \u0411\u0410\u0414\u0430\u043c\u0438, \u043a\u0443\u0434\u0430 \u0442\u0430\u043c \u043c\u044b \ud83d\ude01 \u2800 \u25fd \u041c\u0430\u0433\u043d\u0438\u0439 \u2013 \u0441\u0430\u043c\u044b\u0439 \u0432\u0430\u0436\u043d\u044b\u0439 \u043c\u0438\u043d\u0435\u0440\u0430\u043b \u0432 \u043e\u0440\u0433\u0430\u043d\u0438\u0437\u043c\u0435 \u0447\u0435\u043b\u043e\u0432\u0435\u043a\u0430. \u041e\u043d \u0430\u043a\u0442\u0438\u0432\u0438\u0437\u0438\u0440\u0443\u0435\u0442 \u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u0435 350 ! \u0431\u0438\u043e\u0445\u0438\u043c\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0440\u0435\u0430\u043a\u0446\u0438\u0439. \u0410 \u0435\u0441\u043b\u0438 \u043c\u0430\u0433\u043d\u0438\u0439 \u043d\u0435 \u0445\u0432\u0430\u0442\u0430\u0435\u0442- \u0442\u043e \u0438 \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441\u044b \u044d\u0442\u0438 \u043c\u043e\u0433\u0443\u0442 \u043d\u0435 \u0437\u0430\u043f\u0443\u0441\u0442\u0438\u0442\u044c\u0441\u044f. \u2800 \n\u0414\u0435\u0444\u0438\u0446\u0438\u0442 \u043c\u0430\u0433\u043d\u0438\u044f \u044d\u0442\u043e: \u043f\u043e\u0432\u044b\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0430\u0440\u0442\u0435\u0440\u0438\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e\u0433\u043e \u0434\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f, \u0434\u0435\u043f\u0440\u0435\u0441\u0441\u0438\u0438 \u0438 \u043f\u043b\u043e\u0445\u0430\u044f \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0430 \u043a\u0440\u043e\u0432\u043e\u043e\u0431\u0440\u0430\u0449\u0435\u043d\u0438\u044f, \u0431\u0435\u0441\u0441\u043e\u043d\u043d\u0438\u0446\u0430, \u043c\u044b\u0448\u0435\u0447\u043d\u044b\u0435 \u0441\u043f\u0430\u0437\u043c\u044b \u0438 \u0441\u0443\u0434\u043e\u0440\u043e\u0433\u0438, \u043e\u0449\u0443\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043d\u0430\u043f\u0440\u044f\u0436\u0435\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432 \u0442\u0435\u043b\u0435. \u2800 \n\u041e\u0431\u044a\u0435\u043c \u0443\u043f\u0430\u043a\u043e\u0432\u043a\u0438: \n90 \u0442\u0430\u0431\u043b\u0435\u0442\u043e\u043a \u2800 \ud83d\udcf2 \u0414\u043b\u044f \u0437\u0430\u043a\u0430\u0437\u0430 \u0438 \u0434\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u043a\u0438 \u043f\u0438\u0448\u0438\u0442\u0435 \u0432 \u0434\u0438\u0440\u0435\u043a\u0442, \u0437\u0432\u043e\u043d\u0438\u0442\u0435 \/ \u043f\u0438\u0448\u0438\u0442\u0435 \u043f\u043e \u043d\u043e\u043c\u0435\u0440\u0443: 87782548134\n#\u0430\u043b\u043e\u044d\u0432\u0435\u0440\u0430 #\u0444\u043e\u0440\u0435\u0432\u0435\u0440\n#\u0436\u0438\u0434\u043a\u043e\u0435\u043c\u044b\u043b\u043e\n#\u043c\u044b\u043b\u043e\u0441\u0430\u043b\u043e\u044d\n#\u0430\u043b\u043e\u044d\u0432\u0435\u0440\u0430\u0430\u0441\u0442\u0430
Кальцит — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Кальцит | |
---|---|
Кристаллы кальцита | |
Формула | CaCO3 |
Примесь | Mg, Fe, Mn, Zn, Co, Sr, Ba, … |
Цвет | Бесцветный, белый, розовый, жёлтый, коричневый |
Цвет черты | Белый |
Блеск | Стеклянный |
Прозрачность | Прозрачный |
Твёрдость | 3 |
Спайность | Весьма совершенная |
Излом | Раковистый |
Плотность | 2,71 г/см³ |
Сингония | Тригональная |
Показатель преломления | nω = 1,640—1,660 nε = 1,486 |
![]() |
Кальци́т (известковый шпат) — минерал из класса природных карбонатов, одна из природных форм карбоната кальция (CaCO3). Широко распространён в земной коре[1]:
Название предложено в 1845 году австрийским минералогом Вильгельмом Гайдингером, оно происходит (как и название химического элемента Кальций) от лат. calx (род.п. calcis) — известь.



В чистом виде кальцит белый или бесцветный, прозрачный (исландский шпат) или просвечивающий, — в зависимости от степени совершенства кристаллической структуры. Примеси окрашивают его в разные цвета. Ni окрашивает в зелёный; кобальтовые, марганцевые кальциты — розовые. Тонкодисперсный пирит окрашивает в синеватый и зеленоватый цвет. Кальцит с примесью железа — желтоватый, буроватый, красно-коричневый; с примесью хлорита — зелёный. Углистое вещество часто придает кальциту неравномерную чёрную окраску. Известны кристаллы с многочисленными включениями битуминозного вещества, они имеют жёлтый или бурый цвет.
Черта белая, плотность 2,6—2,8, излом ступенчатый, твёрдость по шкале Мооса 3, спайность совершенная по основному ромбоэдру, блеск стеклянный до перламутрового. Вскипает при взаимодействии с разбавленной соляной кислотой (HCl). Характерно многообразие двойников срастания и прорастания по многочисленным законам, а также деформационные двойники. Прозрачные кристаллы обладают двупреломлением света, особо хорошо наблюдаемым сквозь поверхности спайности в ромбоэдрических выколках или толстых пластинах.
Кальцит относится к тригональной сингонии, тригонально-скаленоэдрический вид симметрии. Кристаллы очень разнообразны, но чаще скаленоэдрические, ромбоэдрические (острый, основной и тупой ромбоэдры), призматические и пластинчатые («папир-шпат»). Прозрачные ромбоэдрические кристаллы или выколки по спайности с выраженным двупреломлением называют «исландский шпат». Они образуют агрегаты в виде сростков, друз, щёток, параллельно-шестоватых прожилков. В карстовых пещерах — в виде натёчных образований (сталактиты, сталагмиты, сталагнаты, драпировки, геликтиты, выцветы, «шпоры», оолиты под названием «пещерный жемчуг» и пр.). Кроме того — сплошные массы, зернистые агрегаты, корки, налёты.
Кальцит слагает горную породу мрамор, является главной составной частью известняков. Нередко образует псевдоморфозы по органическим остаткам, замещает раковины древних моллюсков и кораллы («окаменелости»).

Диагностические признаки[править | править код]
Определить кальцит относительно легко: его отличительные свойства — совершенная спайность по ромбоэдру и низкая твёрдость. Характерна реакция с HCl, — взаимодействует с бурным выделением диоксида углерода по реакции
- CaCO3+2HCl→CaCl2+h3O+CO2↑{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+2HCl\rightarrow CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}
Кальцит легко выщелачивается водами, богатыми углекислотой. Благодаря этому его свойству в районах залегания известняковых пород развивается карст и образуются пещеры.
При нагревании разлагается с образованием углекислого газа и негашёной извести.
Наиболее распространены и имеют наибольшую практическую ценность два типа месторождений кальцита:
- месторождения, связанные с вулканическими породами основного и среднего состава: базальтами, долеритами, андезитами и их туфами и брекчиями;
- месторождения в карбонатных осадочных породах — в известняках, доломитизированных известняках, мергелях, а также мраморах.
Широко применяется в строительстве и химических производствах. Исландский шпат используется в оптических приборах.
Разновидности кальцита — симбирцит и кальцитовый оникс применяются как недорогие поделочные камни.
Тонко измельчённый кальцит используется как наполнитель в различных системах, как правило, для уменьшения расхода дорогостоящего основного компонента.
Кальций — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья
Природный кальций состоит из смеси нуклидов с массовыми числами 40 (в смеси по массе 96, 94 %), 44 (2, 09%), 42 (0, 667%), 48 (0, 187%), 43 (0, 135%) и 46 (0, 003%). Конфигурация внешнего электронного слоя 4s2. Практически во всех соединениях степень окисления кальция +2 (валентность II).Радиус нейтрального атома кальция 0, 1974 нм, радиус иона Cа2+ от 0, 114 нм (для координационного числа 6) до 0, 148 нм (для координационного числа 12). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома кальция равны, соответственно, 6, 133, 11, 872, 50, 91, 67, 27 и 84, 5 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность кальция около 1, 0. В свободном виде кальций — серебристо-белый металл.
Соединения кальция встречаются в природе повсеместно, поэтому человечество знакомо с ними с древнейших времен. Издавна в строительном деле находила применение известь (негашеная и гашеная), которую долгое время считали простым веществом, «землей». Однако в 1808 году английский ученый Г. Дэви сумел получить из извести новый металл. Для этого Дэви подверг электролизу смесь слегка увлажненной гашеной извести с окисью ртути и выделил из образующейся на ртутном катоде амальгамы новый металл, который он назвал кальцием (от лат. calx, род. падеж calcis — известь). В России некоторое время этот металл называли «известковием».Кальций — один из наиболее распространенных на Земле элементов. На его долю приходится 3, 38% массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.). В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже.Довольно широко распространены такие минералы кальция, как известняк СaCO3, ангидрит CaSO4 и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F, Cl, OH), доломит MgCO3·СaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется ее жесткость. Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксилапатит Ca5(PO4)3(OH), или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2 ·Са(OH)2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др.Металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80%) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.
Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях (см. Аллотропия). До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0, 558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0, 448 нм). Температура плавления кальция 839 °C, температура кипения 1484 °C, плотность 1, 55 г/см3.Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина.
В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca2+/Ca0 –2, 84 В, так что кальций активно реагирует с водой:
Ca + 2Н2О = Ca(ОН)2 + Н2.
С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:
2Са + О2= 2СаО; Са + Br2= CaBr2.
При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:
Са + Н2= СаН2 (гидрид кальция),
Ca + 6B = CaB6 (борид кальция),
3Ca + N2= Ca3N2 (нитрид кальция)
Са + 2С = СаС2 (карбид кальция)
3Са + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР5;
2Ca + Si = Ca2Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2.
Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (т. е. эти реакции — экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:
СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2,
Ca3N2 + 3Н2О = 3Са(ОН)2 + 2NН3.
Оксид кальция — типично основной. В лаборатории и технике его получают термическим разложением карбонатов:
CaCO3 = CaO + CO2.
Технический оксид кальция СаО называется негашеной известью.
Он реагирует с водой с образованием Ca(ОН)2 и выделением большого количества теплоты:
CaО + Н2О = Ca(ОН)2.
Полученный таким способом Ca(ОН)2 обычно называют гашеной известью или известковым молоком из-за того, что растворимость гидроксида кальция в воде невелика (0, 02 моль/л при 20°C), и при внесении его в воду образуется белая суспензия.При взаимодействии с кислотными оксидами CaO образует соли, например:
CaО +СО2 = СаСО3; СаО + SO3 = CaSO4.
Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.
Такие соли кальция, как хлорид CaCl2, бромид CaBr2, иодид CaI2 и нитрат Ca(NO3)2, хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF2, карбонат CaCO3, сульфат CaSO4, средний ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат СаС2О4 и некоторые другие.
Важное значение имеет то обстоятельство, что в отличие от среднего карбоната кальция СаСО3 кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Са(НСО3)2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам. Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение:
СаСО3 + СО2+ Н2О = Са(НСО3)2.
В тех же местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция:
Са(НСО3)2 = СаСО3 + СО2+ Н2О.
Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землей могут образоваться огромные провалы (см. Карст), а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» — сталактиты и сталагмиты.Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет временную жесткость воды. Временной ее называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает СаСО3. Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.Природные соединения кальция широко используют в производстве вяжущих материалов (цемент, гипс, известь и др.). Связывающее действие гашеной извести основано на том, что с течением времени гидроксид кальция реагирует с углекислым газом воздуха. В результате протекающей реакции образуются игольчатые кристаллы кальцита СаСОз, которые прорастают в расположенные рядом камни, кирпичи, другие строительные материалы и как бы сваривают их в единое целое. Кристаллический карбонат кальция — мрамор — прекрасный отделочный материал. Мел используют для побелки. Большие количества известняка расходуются при производстве чугуна, так как позволяют перевести тугоплавкие примеси железной руды (например, кварц SiO2) в сравнительно легкоплавкие шлаки.В качестве дезинфицирующего средства очень эффективна хлорная известь — «хлорка» Ca(OCl)Cl — смешанный хлорид и гипохлорид кальция, обладающий высокой окислительной способностью.Широко применяется и сульфат кальция, существующий как в виде безводного соединения, так и в виде кристаллогидратов — так называемого «полуводного» сульфата — алебастра CaSO4·0, 5H2O и двухводного сульфата — гипса CaSO4·2H2O. Гипс широко используют в строительстве, в скульптуре, для изготовления лепнины и различных художественных изделий. Применяют гипс и в медицине для фиксации костей при переломах.Хлорид кальция CaCl2 используют наряду с поваренной солью для борьбы с оледенением дорожных покрытий. Фторид кальция СаF2 — прекрасный оптический материал.
Кальций — биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях растений и животных. Важный компонент минерального обмена животных и человека и минерального питания растений, кальций выполняет в организме разнообразные функции. В составе апатита, а также сульфата и карбоната кальций образует минеральный компонент костной ткани. В организме человека массой 70 кг содержится около 1 кг кальция. Кальций участвует в работе ионных каналов, осуществляющих транспорт веществ через биологические мембраны, в передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови и оплодотворения. Регулируют обмен кальция в организме кальциферолы (витамин D).Недостаток кальция в организме в младенчестве может привести к заболеванию рахитом, а в зрелом возрасте — к остеопорозу. Избыток кальция может вызвать гиперкальцемию и привести к заболеванию кальцинозом. Поэтому пища человека должна в нужных количествах содержать соединения кальция (600-1500 мг кальция в сутки в зависимости от возраста). Содержание кальция высоко, в некоторых семенах и плодах растений и других продуктах питания, и относительно высоко в молочных продуктах (таких, как творог, сыр, молоко). Препараты кальция широко используются в медицине.Наибольшее количество кальция содержат следующие продукты:
Продукт | Количество кальция (мг) |
Мак | 1460 |
Потребность в кальции зависит от возраста. Рекомендуемые Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) суточные нормы потребления кальция составляют:
- Для детей в возрасте до 3 лет — 600 мг.
- Для детей в возрасте от 4 до 10 лет — 800 мг.
- Для детей в возрасте от 10 до 13 лет — 1000 мг.
- Для подростков от 13 до 16 лет — 1200 мг.
- Для молодежь от 16 лет и старше — 1000 мг.
- Для взрослых от 25 до 50 лет — от 800 до 1200 мг.
- Родякин В. В. Кальций, его соединения и сплавы. М. 1967.
- Родякин В. В. Кальций, его соединения и сплавы. М., 1967.
- Фрумина Н. С. и др. Аналитическая химия кальция. М., 1974.