-ѕоиск по дневнику

ѕоиск сообщений в datadent

 -ѕодписка по e-mail

 

 -—татистика

—татистика LiveInternet.ru: показано количество хитов и посетителей
—оздан: 23.12.2012
«аписей:
 омментариев:
Ќаписано: 7

¬ыбрана рубрика Ѕиохими€.


ƒругие рубрики в этом дневнике: ѕрофилактическа€ стоматологи€(2), ѕатологи€ „Ћќ(1),  лассификации(1), јнатоми€ и физиологи€ „Ћќ(1)

 альций

ƒневник

„етверг, 27 ƒекабр€ 2012 г. 15:12 + в цитатник

 јЋ№÷»… (от лат. calx, род. падеж calcis - известь; лат. Calcium), —а - химический элемент II группы периодической системы, относитс€ к щелочноземельным элементам, ат. н. 20, ат. м. 40,08.

ѕриродный кальций состоит из 6 стабильных изотопов:
1. 40—а (96,94%),
2. 44—а (2,09%),
3. 42—а (0,667%),
4. 48—а (0,187%),
5. 43—а (0,135%),
6. 46—а (0,003%).

 онфигураци€ внешней электронной оболочки 4s2; степень окислени€ +2, очень редко +1; атомный радиус 0,197 нм.


–ј—ѕ–ќ—“–јЌ≈ЌЌќ—“№ Ќј «≈ћЋ≈



ѕо распространенности в земной коре кальций занимает 5-е место (после ќ, Si, Al, Fe), его содержание в земиой коре составл€ет 3,38% по массе. ¬стречаетс€ только в виде соединений, в основном солей кислородсодержащих кислот; известно около 400 минералов, содержащих кальций ќчень распространены различные силикаты и алюмосиликаты, например анортит Ca[Al2Si2O8], диопсид CaMg[Si2O6], волластонит —а3[Si3O9].  роме них промышленное значение имеют кальцит —а—ќ3 (природный известн€к, мел, мрамор), доломит CaMg(CO3)2, фосфорит —а5(–O4)3(OЌ, —O3) (с различными примес€ми), апатиты —а5(PO4)3(F, —l), гипс CaSO4*2H2O, флюорит CaF2 и др. Ѕольшое количество кальци€ находитс€ в природных водах вследствие существовани€ глобального карбонатного равновеси€ между практически нерастворимым —а—ќ3, хорошо растворимым —а(Ќ—O3)2 и наход€щимс€ в воде и воздухе —O2. «начительное количество кальци€ содержитс€ в организмах многих животных, например гидроксилапатит - в костной ткани позвоночных, —а—O3 -в раковинах моллюсков, €ичной скорлупе.


‘»«»„≈— »≈ —¬ќ…—“¬ј



 альций существует в двух аллотропных модификаци€х. ƒо 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). —тандартна€ энтальпи€ перехода α → β составл€ет 0,93 кƒж/моль.

ѕри постепенном повышении давлени€ начинает про€вл€ть свойства полупроводника, но не становитс€ полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не €вл€етс€). ѕри дальнейшем повышении давлени€ возвращаетс€ в металлическое состо€ние и начинает про€вл€ть сверхпровод€щие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). ”никальное поведение кальци€ похоже во многом на стронций (то есть параллели в периодической системе сохран€ютс€).


’»ћ»„≈— »≈ —¬ќ…—“¬ј



—тандартный электродный потенциал —а2+/—а0 Ч 2,84 ¬. Ќа воздухе, содержащем пары воды, кальций быстро покрываетс€ слоем смеси оксида —аќ и гидроксида —а(ќЌ)2. ќн интенсивно окисл€етс€ кислородом до —аќ; при нагревании в кислороде и на воздухе воспламен€етс€. — водой кальций реагирует с выделением Ќ2 и образованием —а(ќЌ)2, причем в холодной воде скорость реакции постепенно уменьшаетс€ вследствие образовани€ на поверхности металла сло€ малорастворимого —а(ќЌ)2. »нтенсивно реагирует с галогенами, дава€ —а’2. ѕри нагревании кальций с расплавами его галогенидов образуютс€ моногалогениды —а’, которые стабильны только выше температур плавлени€ дигалогенидов (они диспропорционируют при охлаждении с образованием —а и —а’2). — Ќ2 при нагревании кальций дает гидрид —аЌ2, в котором водород €вл€етс€ анионом. ѕри нагревании в атмосфере азота загораетс€ и образует нитрид Ca3N2, известный в двух кристаллических. формах - высокотемпературной α (плотность 2,63 г/см3) и низкотемпературной β (коричневого цвета); to пл. 1195∞—. Ќитрид Ca3N4 получен при нагревании в вакууме амида Ca(NH2)2.

— углеродом кальций образует карбид кальци€ —а—2, с бором - борид —а¬6 (to пл. 2235∞—), с кремнием - силидиды Ca2Si (to пл. - 900∞—, с разл.), CaSi (to пл. 1245∞—), Ca3Si4 (to пл. 1020∞—, с разл.) и CaSi2 (to пл. 1000∞—), с фосфором - фосфиды —а32, —а– и —а–5, с халькогенами - халькогенилы CaS (to пл.2525∞—), CaSe (to пл. 1470∞—), —а“е (to пл. 1510∞—). »звестны также полихалькогениды CaS4, CaS5, —а2“е3.  альций образует соединени€ с многими металлами, в частности с Ag, Au, Al, —и, Mg, Rb. ћеталлический кальций вытесн€ет из расплавов солей большинство других металлов.

 альций хорошо раствор€етс€ в жидком NH3 с образованием синего раствора, при испарении которого выдел€етс€ аммиакат [Ca(NH3)6] - твердое соединение золотистого цвета с металлической проводимостью; разлагаетс€ на —а и NH3 при 12∞—; воспламен€етс€ на воздухе.  альций медленно реагирует с жидким NH3 (быстро в присут. Pt) с выделением Ќ2 и образованием амида Ca(NH2)2.

—оли кальци€ обычно получают взаимодействием кислотных оксидов с —аќ, действием кислот на —а(ќЌ)2 или —а—ќ3, обменными реакци€ми в водных растворах электролитов. ћногие соли хорошо растворимы в воде, они почти всегда образуют кристаллогидраты. —оли кальци€ бесцветны (если бесцветен анион). ѕероксид —аO2 получают по реакции —а(ќЌ)2 + Ќ2O2 —аO2 + 2Ќ2O. »з раствора выдел€етс€ октагидрат, удалением воды из него получают безводный —аO2.

 омплексы, содержащие ион —а2+, образуютс€ в водных растворах, преимущественно с кислородсодержащими хелатообразующими лигандами, в частности комплексонами, например [—а(Ёƒ“ј)]2- (Ёƒ“ј анион этилеидиаминотетрауксусной кислоты). Ќа образовании хелатных комплексов ионов —а2+ с анионами полифосфорных кислот основано действие полифосфатов Na как ум€гчителей воды. ¬ неводных растворител€х ион —а2+ образует комплексы с молекулами растворител€; из таких растворов часто кристаллизуютс€ сольваты солей кальци€. ¬ водной среде солъватокомплексы обычно разрушаютс€ и превращаютс€ в аквакомплексы.


ѕќЋ”„≈Ќ»≈



¬ промышленности кальций получают электролизом расплава —а—l2 (75-85%) + KCl, а также алюмотермич. восстановлением —аќ. Ќеобходимый дл€ электролиза чистый безводный —а—l2 производ€т хлорированием —аќ при нагревании в присутствии угл€ или обезвоживанием —а—l2-6Ќ2O, полученного действием сол€ной кислоты на известн€к. ѕо мере выделени€ кальци€ в электролит добавл€ют —а—l2. Ёлектролиз ведут с графитовым анодом, катодом служит жидкий сплав —а (62 65%) + Cu. —одержание кальци€ в сплаве посто€нно возрастает. „асть обогащенного сплава периодически извлекают и добавл€ют сплав, обедненный кальций (30-35% —а). “емпература процесса 680 720∞—; при более низкой температуре обогащенный кальцием сплав всплывает на поверхность электролита, а при более высокой происходит растворение кальци€ в электролите с образованием —а—l. Ќа 1 кг —а расходуетс€ энергии 40-50 к¬т-ч. »з сплава —а + Cu кальций отгон€ют в вакуумной реторте при 1000-1080∞— и остаточном давлении 13-20 кѕа. ƒл€ получени€ высокочистого кальци€ его перегон€ют дважды.

ѕри электролизе с жидкими катодами из сплавов —а + Pb или Ca + Zn непосредственно получают используемые в технике сплавы кальци€ с Pb (дл€ подшипников) и с Zn (дл€ получени€ пенобетона - при взаимодействии сплава с влагой выдел€етс€ Ќ2 и создаетс€ пориста€ структура). »ногда процесс ведут с железным охлаждаемым катодом, который только соприкасаетс€ с поверхностью расплавленного электролита. ѕо мере выделени€ кальци€ катод постепенно поднимают, выт€гивают из расплава стержень из кальци€, защищенный от кислорода воздуха слоем затвердевшего электролита.

јлюмотермический метод основан на реакции: 6—аќ + 2јl + «—аќ Х јl2O3 + «—а. »з смеси —аќ с порошкообразным јl прессуют брикеты; их помещают в реторту из хромоникелевой стали и отгон€ют образовавшийс€ кальций при 1170-1200∞— и остаточном давлении 0,7-2,6 ѕа. јналогично Ca может быть также получен восстановлением —аќ ферросилицием или силикоалюминием.

 . выпускают в виде слитков или листов с чистотой 98-99%.


ѕ–»ћ≈Ќ≈Ќ»≈


ћеталлического Ca

√лавное применение металлического кальци€ Ч это использование его как восстановител€ при получении металлов, особенно никел€, меди и нержавеющей стали.  альций и его гидрид используютс€ также дл€ получени€ трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. —плавы кальци€ со свинцом наход€т применение в аккумул€торных батаре€х и подшипниковых сплавах.  альциевые гранулы используютс€ также дл€ удалени€ следов воздуха из электровакуумных приборов.

ћеталлотерми€: чистый металлический кальций широко примен€етс€ в металлотермии при получении редких металлов.

Ћегирование сплавов: чистый кальций примен€етс€ дл€ легировани€ свинца, идущего на изготовление аккумул€торных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумул€торов с малым саморазр€дом. “акже металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов Ѕ ј.

ядерный синтез: изотоп 48Ca Ч один из эффективных и употребительных материалов дл€ производства сверхт€жЄлых элементов и открыти€ новых элементов таблицы ћенделеева. Ёто св€зано с тем, что кальций-48 €вл€етс€ дважды магическим €дром, поэтому его устойчивость позвол€ет ему быть достаточно нейтроноизбыточным дл€ лЄгкого €дра; при синтезе сверхт€жЄлых €дер необходим избыток нейтронов.

—оединений Ca

√идрид кальци€. Ќагреванием кальци€ в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальци€), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых услови€х.

ќксид кальци€. ќксид кальци€ CaO, в составе твЄрдого раствора оксидов других щЄлочноземельных металлов Ч бари€ и стронци€ (BaO, SrO), используетс€ в качестве активного сло€ катодов косвенного накала в вакуумных электронных приборах.

ќптические и лазерные материалы. ‘торид кальци€ (флюорит). примен€етс€ в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал.

¬ольфрамат кальци€ (шеелит) в виде монокристаллов примен€етс€ в лазерной технике, а также как сцинтилл€тор.

 арбид кальци€. CaC2 широко примен€етс€ дл€ получени€ ацетилена и дл€ восстановлени€ металлов, а также при получении цианамида кальци€ (нагреванием карбида кальци€ в азоте при 1200∞C, реакци€ идет экзотермически, проводитс€ в цианамидных печах).

’имические источники тока.  альций, а также его сплавы с алюминием и магнием используютс€ в резервных тепловых электрических батаре€х в качестве анода (например кальций-хроматный элемент). ’ромат кальци€ используетс€ в таких батаре€х в качестве катода. ќсобенность таких батарей Ч чрезвычайно долгий срок хранени€ (дес€тилети€) в пригодном состо€нии, возможность эксплуатации в любых услови€х (космос, высокие давлени€), больша€ удельна€ энерги€ по весу и объЄму. Ќедостаток в недолгом сроке действи€. “акие батареи используютс€ там, где необходимо на короткий срок создать большую электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и др.).

ќгнеупорные материалы. ќксид кальци€, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, примен€етс€ в производстве огнеупорных материалов.

—троительные материалы. »спользование соединений кальци€ в производстве строительных материалов €вл€етс€ самым масштабным из всех применений. ќкись (и гидроокись) кальци€ используетс€ и как св€зующее, и как пигмент в производстве строительных растворов, разного рода водорастворимых красок, побелок, при получении силикатного кирпича. —оединени€ кальци€ используютс€ в производстве цемента, стекла. ¬ качестве наполнителей Ч дл€ приготовлени€ замазок и шпатлЄвок, красок и эмалей. Ўироко используетс€ также алебастр (строительный гипс), дл€ отливки лепных украшений, статуй и горельефов. как компонент в строительных растворах. Ќаходит применение природный минерал мрамор Ч дл€ отделки фасадов зданий, внутренних помещений, полов, дл€ изготовлени€ элементов интерьера, столешниц, подоконников и т. д.

ћеталлурги€. —оединени€ кальци€ (в основном карбонат или гидрокарбонат) примен€ютс€ дл€ обмазок электродов в дуговой электросварке. —оединени€ кальци€ широко примен€ютс€ дл€ приготовлени€ флюсов дл€ плавки и сварки металлов.


http://www.datadent.ru - —томатологи€ ƒальнего ¬остока

http://www.datadent.ru/WIKI/detail.php?ID=1077 - —сылка на полную статью. „итайте о физиологической роли кальци€ и о медицинских препаратах кальци€.

–убрики:  Ѕиохими€

ћетки:  

 —траницы: [1]