Какие свойства металлические или неметаллические характерны для кальция

Продукты, вымывающие кальций и повышающие его содержание

Сначала расскажем о том, что мешает нам восполнить запасы ценного макроэлемента:

Соль – ее повышенное потребление приводит к ослаблению костной ткани.

Газировка – в ее составе – фосфорная кислота, приводящая к нарушению баланса кислоты и щелочи.

Витамины (особенно A) – их беспорядочное применение, переизбыток способствуют снижению концентрации кальция во всех тканях организма.

Кофе – достаточно выпить одну чашку бодрящего напитка, чтобы лишить себя 6 мг Ca.

Но есть и продукты, которые повышают содержание элемента – о них мы уже говорили. Это молоко, творог, зеленые овощи, соя и ее производные, рыба.

Мало – плохо, но много – не лучше. Дальше мы расскажем о состоянии, которое возникает, когда строительного материала для костей получено больше, чем нужно, его симптомах и опасных последствиях.

Нахождение в природе[править | править код]

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности (3-е среди металлов) после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л.

Изотопыправить | править код

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96,97 %. Ядра кальция содержат магическое число протонов: Z = 20. Изотопы 4020Ca20 и 4820Ca28 являются двумя из пяти существующих в природе дважды магических ядер.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжёлый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада (4,39 ± 0,58)⋅1019 лет.

В горных породах и минералахправить | править код

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca[Al₂Si₂O₈].

Кальцит

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO₃, ангидрит CaSO₄, алебастр CaSO₄·0.5H₂O и гипс CaSO₄·2H₂O, флюорит CaF₂, апатиты Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH), доломит MgCO₃·CaCO₃. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Осадочная порода, состоящая в основном из скрытокристаллического кальцита — известняк (одна из его разновидностей — мел). Под действием регионального метаморфизма известняк преобразуется в мрамор.

Миграция в земной кореправить | править код

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

CaCO3+H2O+CO2⇄Ca(HCO3)2⇄Ca2++2HCO3−{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}\rightleftarrows Ca^{2+}+2HCO_{3}^{-}}}}

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

В биосфереправить | править код

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях (). Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca₅(PO₄)₃OH, 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. В живых тканях человека и животных 1,4—2 % Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция — около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Использует

Наибольшее применение металлический кальций используется в сталеплавильном производстве из-за его сильного химического сродства к кислороду и сере . Его оксиды и сульфиды, однажды образовавшись, дают жидкий алюминат извести и сульфидные включения в стали, которые всплывают; при обработке эти включения рассеиваются по всей стали и становятся мелкими и сферическими, улучшая литье, чистоту и общие механические свойства. Кальций также используется в необслуживаемых автомобильных батареях , в которых использование 0,1% сплавов кальция и свинца вместо обычных сплавов сурьмы и свинца приводит к снижению потерь воды и снижению саморазряда. Из-за риска расширения и растрескивания в эти сплавы иногда также добавляют алюминий . Эти свинцово-кальциевые сплавы также используются в литье, заменяя сплавы свинец-сурьма. Кальций также используется для упрочнения алюминиевых сплавов, используемых в подшипниках, для контроля графитового углерода в чугуне и для удаления примесей висмута из свинца. Металлический кальций содержится в некоторых очистителях для сточных вод, где он генерирует тепло и гидроксид кальция, который омыляет жиры и разжижает белки (например, в волосах), блокирующие стоки. Помимо металлургии, реакционная способность кальция используется для удаления азота из газообразного аргона высокой чистоты и в качестве геттера для кислорода и азота. Он также используется в качестве восстановителя при производстве хрома , циркония , тория и урана . Его также можно использовать для хранения газообразного водорода, поскольку он реагирует с водородом с образованием твердого гидрида кальция , из которого водород можно легко повторно извлечь.

Фракционирование изотопов кальция во время образования минералов привело к нескольким применениям изотопов кальция. В частности, наблюдение Скулана и ДеПаоло в 1997 г. о том, что минералы кальция изотопно легче, чем растворы, из которых они осаждаются, является основой аналогичных применений в медицине и палеоокеанографии. У животных со скелетом, минерализованным кальцием, изотопный состав кальция мягких тканей отражает относительную скорость образования и растворения скелетных минералов. Было показано, что у людей изменения изотопного состава кальция в моче связаны с изменениями минерального баланса костей. Когда скорость образования кости превышает скорость резорбции кости, соотношение 44 Ca / 40 Ca в мягких тканях повышается, и наоборот. Из-за этой взаимосвязи измерения изотопного состава кальция в моче или крови могут быть полезны для раннего выявления метаболических заболеваний костей, таких как остеопороз . Аналогичная система существует в морской воде, где 44 Ca / 40 Ca имеет тенденцию повышаться, когда скорость удаления Ca 2+ минеральными осадками превышает поступление нового кальция в океан. В 1997 году Скулан и ДеПаоло представили первое свидетельство изменения 44 Ca / 40 Ca в морской воде в течение геологического времени, а также теоретическое объяснение этих изменений. Более поздние статьи подтвердили это наблюдение, продемонстрировав, что концентрация Ca 2+ в морской воде непостоянна, и что океан никогда не находится в «устойчивом состоянии» по отношению к поступлению и выходу кальция. Это имеет важные климатологические последствия, поскольку морской цикл кальция тесно связан с углеродным циклом .

Многие соединения кальция используются, в частности, в пищевых продуктах, в качестве фармацевтических препаратов и в медицине. Так , например, кальций и фосфор дополняются в пищевых продуктах путем добавления лактата кальция , дифосфат кальция и трикальцийфосфат . Последний также используется в качестве полирующего средства в зубных пастах и антацидах . Лактобионат кальция — это белый порошок, который используется в качестве суспендирующего агента для фармацевтических препаратов. В выпечке монофосфат кальция используется как разрыхлитель . Сульфит кальция используется в качестве отбеливателя при производстве бумаги и в качестве дезинфицирующего средства, силикат кальция используется в качестве усиливающего агента в резине, а ацетат кальция является компонентом известковой канифоли и используется для изготовления металлического мыла и синтетических смол.

Кальций включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения .

[править] Применение

Металлический кальций применяют главным образом в металлургии для получения некоторых металлов из их оксидов, которые трудно восстанавливаются, например ванадия, хрома и др.

Кальций используют также для раскисления стали и бронзы при их выплавке, а также для изготовления некоторых сплавов. Так, сплав свинца с небольшой добавкой кальция служит для заливки подшипников железнодорожных вагонов. Кроме того, кальций применяют для обезвоживания некоторых органических жидкостей и других целей. Используется в металлургии для изготовления сплавов и как восстановитель. Широко применяют природные соли кальция.

Соединения кальция широко применяются как антигистаминные средства. Соединения кальция входят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы.

Химические свойства[править | править код]

Кальций — типичный щёлочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем у более тяжёлых щёлочноземельных 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 щёлочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca2+/Ca −2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

Ca+2H2O→Ca(OH)2+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Ca+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Образовавшаяся гашеная известь Ca(OH)2 разлагается (при нагревании) на оксид и воду:

Ca(OH)2→CaO+H2O↑{\displaystyle {\mathsf {Ca(OH)_{2}\rightarrow CaO+H_{2}O\uparrow }}}

С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом, иодом) кальций реагирует при обычных условиях:

2Ca+O2→2CaO{\displaystyle {\mathsf {2Ca+O_{2}\rightarrow 2CaO}}}

Ca+Br2→CaBr2{\displaystyle {\mathsf {Ca+Br_{2}\rightarrow CaBr_{2}}}}

Как и для всех остальных металлов, так и для кальция характерно вытеснение менее активных металлов из их солей:

Ca+FeCl2⟶CaCl2+Fe{\displaystyle {\ce {Ca + FeCl2 -> CaCl2 + Fe}}}

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется и горит красным пламенем с оранжевым оттенком («кирпично-красным»). С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

Ca+H2→CaH2{\displaystyle {\mathsf {Ca+H_{2}\rightarrow CaH_{2}}}}

Ca+6B→CaB6{\displaystyle {\mathsf {Ca+6B\rightarrow CaB_{6}}}}

3Ca+N2→Ca3N2{\displaystyle {\mathsf {3Ca+N_{2}\rightarrow Ca_{3}N_{2}}}}

Ca+2C→CaC2{\displaystyle {\mathsf {Ca+2C\rightarrow CaC_{2}}}}

3Ca+2P→Ca3P2{\displaystyle {\mathsf {3Ca+2P\rightarrow Ca_{3}P_{2}}}}

2Ca+Si→Ca2Si{\displaystyle {\mathsf {2Ca+Si\rightarrow Ca_{2}Si}}}

Кроме получающихся в этих реакциях фосфида кальция Ca₃P₂ и силицида кальция Ca₂Si, известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР₅ и силициды кальция составов CaSi, Ca₃Si₄ и CaSi₂.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты. Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑{\displaystyle {\mathsf {CaH_{2}+2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow }}}

Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑{\displaystyle {\mathsf {Ca_{3}N_{2}+6H_{2}O\rightarrow 3Ca(OH)_{2}+2NH_{3}\uparrow }}}

Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых 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, ортофосфат Ca₃(PO₄)₂, оксалат СаС₂О₄ и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от 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, а в тех местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция

CaCO3+CO2+H2O⇄Ca(HCO3)2{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows Ca(HCO_{3})_{2}}}}

Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землёй могут образоваться огромные карстовые полости и провалы, а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» — сталактиты и сталагмиты.

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет вре́менную жёсткость воды. Вре́менной её 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.

Дневная норма употребления ионов K+ и Mg++ для здоровья

Суточная необходимость в калии составляет 2,5 – 4,5 г., а в магнии — 350 – 550 мг.

Есть состояния, когда потребность в элементах возрастает:

• Патология ЖКТ (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гастриты, дуодениты, энтериты).
• Интенсивная физическая работа, систематические тренировки.
• Хронический стресс, интеллектуальная нагрузка;
• Сахарный диабет и другие обменные катастрофы;
• Беременность
• При работе в условиях повышенной влажности и температуры;
• При остром коронарном синдроме (ОКС).

Важно! Отличным вариантом для восполнения недостатка витаминов и элементов является сердечная паста от академика Амосова, а также другие смеси из сухофруктов и орехов. Также посмотрите видео:

Также посмотрите видео:

Форма усвоения кальция

Обращайте внимание на форму усвоения кальция. Самая качественная форма усвоения кальция это форма называется хелат

Так и должно быть указано на упаковке Кальий Хелат, Магний хелат. Карбонатная форма это усвоение 5-10% кальция. С возрастом наше пищеварение становится все хуже и хуже, поэтому рекомендуется продукт Кальций, Магний Хелат.

Если вам 50+, то есть продукт Остео Плюс это кальций уже с витаминами, определенными ферментами, для того, чтобы кальций усвоился. Чем старше человек, тем хуже у него все усваивается, те же питательные вещества. Ткани кости постоянно разрушаются и создаются новые.

Почему остеопороз касается именно женщин больше, чем мужчин. Потому, что за это создание отвечают женские половые гормоны. Все костные клетки имеют рецепторы к эстрогенам, и когда эстрогенов становится меньше, то соответственно не все рецепторы задействованы, процесс разрушения костной ткани преобладает над процессом создания костной ткани. Чтобы этого не было рекомендуется принимать женские травы Дикий Ямс. Он помогает организму избежать потери костной ткани.

Здоровья Вам и Вашим близким!

Независимый дистрибьютор компании NSP Виктория Кривицкая.

Примечания, ссылки и источники

Заметки

1. Превышения 41 K, дочернего изотопа 41 Ca, демонстрируются наблюдением линейной корреляции между соотношением изотопов 41 K / 39 K и химическим соотношением Ca / K в рассмотренных образцах.

Рекомендации

1. ↑ и (ru) Эндрю Грант, «  Комплексный теоретический обзор ядер  » , Physics Today ,15 января 2021 г.( DOI   ).
2. (in) С. Р. Строберг, Дж. Д. Холт, А. Швенк и Дж. Симонис, »  Ab Initio Limits of Atomic Nuclei  » , Physical Review Letters , vol.  126, п о  212 января 2021 г., П п о  022 501 ( DOI   ).
3. ↑ и (ru) Эрик Делсон, Ян Таттерсалл и др. , Энциклопедия эволюции и предыстории человека , Рутледж ,2004 г.( 1- е  изд., 1999), 753  с. ( ISBN  978-0-8153-1696-1 ) , стр.  153, в Google Книгах .
4. ↑ и Этьен Рот ( реж. ), Бернар Поти ( реж. ), Тед Рис и др. ( преф.  Жан Кулон ), Методы датировки по естественным ядерным явлениям , Париж, Éditions Masson , колл.  » CEA Collection  «, г.1985 г., 631  с. ( ISBN  2-225-80674-8 ) , гл.  13 («Датировка по космогенным изотопам»).
5. .
6. (in) A. Hassler, JE Martin, R. Amiot, Tacail T., F. Arnaud Godet, R. и V. Allain Balter, «  Подсказки изотопа кальция — это разделение ресурсов среди хищных динозавров мелового периода  » , Proceedings of the Royal Общество B ,11 апреля 2018 г.( DOI   )
7. (in) Тео Тэкайл, Джереми Э. Мартин, Эстель Херршер и др. , «  Количественная оценка эволюции потребления молочных продуктов животными людьми с использованием изотопов кальция  » , Quaternary Science Reviews  (en) , vol.  256,15 марта 2021 г.( DOI   ), бесплатный доступ.
8. (в) , Справочник по технической статистике (по состоянию на 16 сентября 2010 г. )

Источники

• Масса изотопов из:
• Изотопные составы и стандартные атомные массы:
  • (en) Дж. Р. де Лаэтер, Дж. К. Бёльке, П. Де Бьевр, Х. Хидака, Х. С. Пайзер, К. Дж. Р. Росман и П. Д. П. Тейлор, «  Атомные веса элементов. Обзор 2000 (технический отчет ИЮПАК)  » , Чистая и прикладная химия , т.  75, п о  6,2003 г., стр.  683–800
  • (ru) М.Э. Визер, «  Атомные веса элементов 2005 (Технический отчет ИЮПАК)  » , Чистая и прикладная химия , т.  78, п о  11,2006 г., стр.  2051–2066
• Период полураспада, спин и данные по выбранным изомерам:
  • (ru) Г. Ауди, А. Х. Вапстра, К. Тибо, Дж. Блахот и О. Берсиллон, «  Оценка ядерных свойств и свойств распада с помощью NUBASE  » , Nuclear Physics A , vol.  729, г.2003 г., стр.  3–128 ( DOI   , Bibcode   , )
  • (ru) Национальный центр ядерных данных , , Брукхейвенская национальная лаборатория (консультации в сентябре 2005 г. )
  • (ru) Н. Е. Холден и Д. Р. Лид ( ред. ), Справочник CRC по химии и физике , CRC Press ,2004 г., 85- е  изд. , 2712  с. , «Таблица изотопов» , раздел 11

ЧАС

Привет

Ли

Быть

B

ПРОТИВ

НЕТ

О

F

Родившийся

N / A

Mg

Al

да

п

S

Cl

Ar

K

Это

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Или же

Cu

Zn

Ga

Ge

Туз

Se

Br

Kr

Руб.

Sr

Y

Zr

Nb

Пн

Tc

RU

Rh

Pd

Ag

CD

В

Sn

Sb

Ты

я

Xe

CS

Ба

В

Этот

Pr

Nd

Вечера

См

Имел

Б-г

Tb

Dy

Хо

Э

Тм

Yb

Читать

Hf

Ваш

W

Re

Кость

Ir

Pt

В

Hg

Tl

Pb

Би

По

В

Rn

Пт

Ра

Ac

Чт

Па

U

Np

Мог

Являюсь

См

Bk

Cf

Является

FM

Мкр

Нет

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Ур.

Ц

Og

Периодическая таблица из изотопов

• Физический портал
• Химический портал

Кальций крови повышен, другие анализы сданы – как их расшифровать?

Безусловно, расшифровка анализа крови является прерогативой лечащего врача-эндокринолога, и самостоятельное изучение своего анализа крови может привести пациента к диагностическим ошибкам, однако мы дадим в рамках данной статьи некоторые сведения о возможных результатах лабораторного обследования при повышенном кальции крови

Используйте полученные данные с осторожностью и помните, что они не заменят консультации врача-специалиста.. Итак, возможные варианты лабораторных результатов и их трактовка.

Итак, возможные варианты лабораторных результатов и их трактовка.

Кальций крови повышен, паратгормон повышен, фосфор снижен, кальцитонин в норме, кальций в суточной моче повышен
– вероятнее всего, речь идет о первичном гиперпаратиреозе и наличии аденомы паращитовидной железы. Необходимо дообследование с использованием УЗИ щитовидной железы и шеи, проведением сцинтиграфии паращитовидных желез с технетрилом, в некоторых случаях – компьютерной томографии шеи. Лечится хирургическим путем (в специализированном центре возможна эндоскопическая операция через разрез длиной около 2 см).

Паратгормон повышен, кальций в норме, фосфор в норме, кальцитонин в норме
– с высокой степенью вероятности речь идет о вторичном гиперпаратиреозе вследствие банального дефицита витамина D в крови. Лечится приемом витамина D и кальция

Важно исключить лабораторную ошибку, связанную с занижением уровня ионизированного кальция крови (анализ на ионизированный кальций лучше пересдать в специализированной лаборатории центра эндокринологии).

Кальций в крови повышен, паратгормон в норме, фосфор в норме, кальцитонин в норме
– следует подозревать нейроэндокринную опухоль, вырабатывающую ПТГ-подобные пептиды или формирующие литические метастазы в кости. Обследование и лечение зависит от типа выявленной опухоли.

Высокий кальций в крови (обычно отмечается незначительно повышенный кальций), умеренно повышен паратгормон, фосфор в норме, кальцитонин в норме, в суточной моче концентрация кальция снижена – речь может идти о редкой семейной болезни, так называемой семейной доброкачественной гипокальциурической гиперкальциемии. Эта болезнь сопровождается изменением чувствительности клеточных рецепторов к паратгормону и нарушением выделения кальция с мочой. Не требует лечения и не опасна. Часто неопытные врачи ставят в подобных случаях диагноз первичного гиперпаратиреоза и направляют пациента на ненужную операцию по удалению несуществующей аденомы паращитовидной железы.

Кальций ионизированный повышен, кальций общий в норме, паратгормон повышен – речь идет обычно все-таки об аденоме паращитовидной железы.

Кальций ионизированный повышен, кальций общий ниже нормы – необходимо исключить лабораторную ошибку. Анализ следует повторно сдать в специализированной лаборатории.

Кальций ионизированный в крови повышен, паратгормон повышен, кальцитонин повышен
– следует заподозрить наличие у пациента и аденомы паращитовидной железы, и медуллярного рака щитовидной железы. Вместе эти два заболевания свидетельствуют о высокой вероятности наличия у пациента синдрома множественной эндокринной неоплазии IIА типа – редкой наследственной патологии, передающейся в семье и приводящей к развитию трех опасных опухолей: медуллярного рака щитовидной железы, аденом паращитовидных желез (чаще – множественных), феохромоцитомы (опухоли надпочечника, вырабатывающей адреналин или норадреналин). Требуется срочная консультация врача-эндокринолога или хирурга-эндокринолога!

Кальций в крови повышен при первом анализе, хочу анализ пересдать – как это лучше сделать?

Если Вы хотите проверить, действительно ли кальций крови повышен, и собираетесь сдавать повторный анализ крови – соблюдайте некоторые важные правила, которые помогут второму анализу быть максимально точным:

1. анализ крови следует сдавать только в специализированной лаборатории, использующей качественное оборудование;

2. анализ крови необходимо сдавать только натощак;

3. если Вы принимаете препараты витамина D или кальция (или комбинированные препараты с витамином D и кальцием) – отмените их как минимум за 2-3 дня до повторного анализа крови; поступление кальция из препарата в кровь может приводить к повышенному содержанию кальция в крови – конечно, в данном случае выявляется ложно повышенный кальций.

Применение

Применение металлического кальция

Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Легирование сплавов

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Ядерный синтез

Изотоп 48Ca — наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов).

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция (нагреванием карбида кальция в азоте при 1200 , реакция идет экзотермически, проводится в цианамидных печах).

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Лекарственные средства

Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.

Хлорид кальция Глюконат кальция Глицерофосфат кальция

Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожилых.-

Кальций и его характеристики

Кальций принадлежит к числу самых распространенных в природе элементов. В земной коре его содержится приблизительно 3% (масс.). Он встречается в виде многочисленных отложений известняков и мела, а также мрамора, которые представляют собой природные разновидности карбоната кальция CaCO3. В больших количествах встречаются также гипс CaSO4×2h3O, фосфорит Ca3(PO4)2 и, наконец, различные содержащие кальций силикаты.

В виде простого вещества кальций представляет собой ковкий, довольно твердый металл белого цвета (рис.1). На воздухе быстро покрывается слоем оксида, а при нагревании сгорает ярким красноватым пламенем. С холодной водой кальций реагирует сравнительно медленно, но из горячей воды быстро вытесняет водород, образуя гидроксид.

Рис. 1. Кальций. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса кальция

Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 40,078.

Изотопы кальция

Известно, что в природе кальций может находиться в виде четырех стабильных изотопов 40Ca,42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, с явным преобладанием изотопа 40Ca (99,97%). Их массовые числа равны 40, 42, 43, 44, 46 и 48 соответственно. Ядро атома изотопа кальция 40Ca содержит двадцать протонов и двадцать нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные изотопы кальция с массовыми числами от 34-х до 57-ми, среди которых наиболее стабильным является 41Ca с периодом полураспада равным 102 тысячи лет.

Ионы кальция

На внешнем энергетическом уровне атома кальция имеется два электрона, которые являются валентными:

1s22s22p63s23p64s2.

В результате химического взаимодействия кальций отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Ca0-2e → Ca2+.

Молекула и атом кальция

В свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кальция:

Энергия ионизации атома, эВ	6,11
Относительная электроотрицательность	1,0
Радиус атома, нм	0,197
Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль	192,5

Применение кальция

В чистом виде металл кальций применяют в качестве восстановителя при химических реакциях изготовления редкоземельных сплавов. Также этот элемент незаменим как раскислитель для бронзы, стали и других различных соединений. В химической промышленности он применяется при производстве бензина, позволяя удалять из топлива лишнюю серу. Из оксидов этого элемента изготавливают оболочки электрических кабелей, также из него выполняют антифрикционные материалы, которые незаменимы в радиоэлектронике и электронной промышленности.

Кальций — это биогенный элемент, необходимый для правильного протекания всех жизненных процессов в организме человека. Он присутствует в жидкостях и тканях растений и животных, поэтому играет важнейшую роль в правильной регенерации клеток. Польза и значение этого элемента для организма была установлена в начале прошлого века, а сегодня выводы ученых подтверждены многочисленными исследованиями. У человека содержание кальция достигает 2%, а у некоторых микроорганизмов — до 38%. Ученым известно лишь несколько видов простейших животных, жизнедеятельность которых может происходить без этого микроэлемента.

Большинство растений насыщаются кальцием из почвы, потребляя чистые микроэлементы с помощью специальных окислителей, выделяемых их клетками. Животные, в том числе человек, получают этот минерал с водой и пищей. Кальций необходим для образования клеточных мембран, также этот микроэлемент требуется для правильного обмена веществ. Его нехватка в организме приводит к развитию различных опасных заболеваний, вплоть до смерти человека.

Отдельные виды беспозвоночных научились запасаться кальцием, который необходим им для построения нового скелета и защитного панциря. К сожалению, у высших животных такой способности нет, поэтому им требуется постоянно получать этот микроэлемент извне, в том числе употребляя в пищу различные овощи и фрукты. Последние исследования показали, что обеспечить правильное всасывание кальция в организме человека можно лишь при наличии большого количества витамина D и других различных ферментов.

Основные способы получения

Кальций обладает повышенной активностью, поэтому часто входит в различные соединения с другими элементами. Именно по этой причине длительное время не удавалось получить чистый материал без содержания различных примесей. Только лишь в начале XIX века англичанину Гемфри Дэви удалось путем электролиза синтезировать металл без содержания примесей. Ученый смог обнаружить взаимодействие электрического тока и расплавов солей с твердыми минералами.

Даже сегодня по прошествии стольких лет технология электролиза солей является наиболее востребованной, что объясняется её простотой и эффективностью. В металлургии применяется способ алюминотермии, который позволяет получить металл с чистотой порядка 98%. Развитие технологий и методов получения этого металла ограничено тем фактом, что такой процесс является ресурсоемким, требуя большого количества тепловой энергии и электрического тока огромной мощности.

Чистый металл хранят в герметичных емкостях с ограниченным доступом кислорода. Для предупреждения реакции с кислородом и водой кальций заливают слоем специальной жидкости (керосином или жидким парафином), что позволяет осуществлять транспортировку и длительное хранение этого металла, предупреждая его окисление и потерю химической чистоты.

Соединения металла

Разновидности соединений металла следующие:

• оксид;
• гидроксид;
• соли кальция (средние, кислые, основные, двойные, комплексные).

Оксид кальция известен как негашеная известь. СаО используется для создания строительного материала (извести). Если загасить оксид водой, то получится соответствующий гидроксид, проявляющий свойства щелочи.

Большое практическое значение имеют именно различные соли кальция, которые используются в разных отраслях хозяйства. Какие именно существуют соли, мы уже упоминали выше. Приведем примеры по типам этих соединений.

1. Средние соли — карбонат СаСО3, фосфат Са3(РО4)2 и другие.
2. Кислые — гидросульфат CaHSO4.
3. Основные — гидрокарбонат (СаОН)3PO4.
4. Комплексные — Cl2.
5. Двойные — 5Ca(NO3)2*NH4NO3*10H2O.

Именно в форме соединений данного класса кальций имеет значение для биологических систем, так как источником ионов для организма являются соли.