Кальций как химический элемент таблицы менделеева

[править] Биологическая роль

Кальций — самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть находится в скелете и зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, мышечных и нейронных реакциях, обеспечивающих осмотическое давление крови. Потребность в кальции зависит от возраста

Для взрослых необходимая суточная норма составляет от 800 до 1000 мг, для детей — от 600 до 900 мг, что очень важно из-за интенсивного роста скелета ребенка. Злоупотребление кофе и алкоголем может приводить к дефициту извести

Кальций относится к щелочноземельным металлам и имеет высокую биохимическую активность. В организме человека содержится около 1,5 кг кальция. Он является основным структурным элементом костей и зубов, входит в состав ногтей, волос, мягких тканей, внеклеточной жидкости и плазмы крови. Кальций является важным компонентом системы свертывания крови, он поддерживает правильное соотношение солей в организме человека.

К числу наиболее важных функций в живом организме принадлежит его участие в работе различных ферментных систем, в том числе обеспечивающих сокращение мышц и передачи нервных импульсов, изменяющих активность гормонов и т. п. Кальций также влияет на проницаемость тканей для калия и натрия, способствует стабилизации мембран нервных клеток.

Источником кальция являются пищевые продукты. С пищей взрослый человек может получить около 10 г кальция, беременные женщины — до 15 г, кормящие — до 20 г. Кальций поступает с пищей в основном в виде нерастворимых в воде солей, которые растворяются в желудке человека с помощью желудочного сока, затем подвергаются воздействию желчных кислот, переводящих его в усваиваемую форму.

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.

В чем отличие малосурьмянистых и кальциевых АКБ

Введение к нему в пару сурьмы даст пластине нужную прочность. Недостатком может выступить закипание электролитного раствора, что приводит к нежелательным испарениям.

Это значит, что в банки нужно регулярно подливать дистиллированную воду.

АКБ с малым содержанием сурьмы являются малообслуживаемым. Главное отличие между малосурьмянистыми и гибридными аппаратами — уровень испарения.

Введение Са в свинецсодержащую решетку взамен сурьмы – новое направление эволюционного развития аккумулятора. Также известно добавление небольшого количества Ag.

Батарея с Са-содержащими пластинами обладают незначительным уровнем испарения электролита. Существуют герметичные абсолютно необслуживаемые модели, которые имеют повышенные емкость и КПД.

Кальциевая составляющая обеспечивает невысокий саморазряд гибридной батареи, а также использование более тонкой свинцовой решетки. Отличаются они стойкостью к полной разрядке (чем с ними поделился сурьмянистый аккумулятор).

Как обслуживать кальциевый аккумулятор

Если клиент покупает обслуживаемый кальциевый АКБ, то основной уход за аккумулятором будет заключен в своевременном добавлении воды. Для этого, в обслуживаемых агрегатах достаточно убрать крышку или открутить заливного типа пробки.

Необходимо выделить, что в сравнении с простыми аккумуляторами осуществлять подобные манипуляции потребуется не так часто. Испарение жидкости в батареях происходит довольно медленно, поэтому лишь летом стоит уделять проверке уровня электролита много внимания.

В случае, когда CA/CA батарея долго не работала, требуется доп. подзарядка АКБ с применением устройств функционирующих от сети. Если транспорт использовался ночью при невысоких оборотах двигателя, возможно придется восполнить потерю электричества.

Как подобрать ЗУ

Типовыми зарядниками восстановить ёмкость кальциевого агрегата на 100% нельзя. Для полной зарядки требуется напряжение 16 – 16,5 В. Еще для десульфатации нужно купить устройства помогающие выполнять переменную зарядку и разрядку аккумулятора последовательно. Хорошо себя показали автоматические агрегаты для CA/CA батарей, которые самостоятельным образом регулируют параметры подаваемого напряжения и силы тока.

Особенности зарядки

Чтобы понять, как заряжать кальциевый аккумулятор, необходимо немного разобраться в этом процессе и его особенностях. Если заряжать такую батарею приходится регулируемым прибором, то нужно установить напряжение около 16 В и ток равный 10% ёмкости АКБ. После десятичасовой подзарядки в таком режиме работоспособность аккумулятора будет восстановлена полностью.

Проверка работоспособности

Перед зарядкой, аккумулятора ca ca проверяют:

1. Проверка напряжения. На проводящих ток клеммах измеряют напряжение. Стандартный показатель – 12,7 Ватт. Более низкие показатели указывают на то, что батарея села.
2. Проверка обслуживаемого аккумулятора. Для этой задачи применяют ареометр, посредством которого определяется плотность электролита. Этот параметр составляет 1,27 г/см3. Зарядку кальциевого агрегата выполняют, если выявлен низкий показатель.

Замена электролита

Требуется замена, если

• электролит стал мутноватым, или поменял свой цвет;
• не получается отрегулировать плотность после подзарядки АКБ;
• если новая батарея стала быстрее садиться после полной зарядки;
• если в одной из банок отсутствует электролит;
• электролитический состав замерзает при отрицательных температурах.

Процедура замены, описание:

Выньте АКБ из машины и поставьте ее на удобной для работы высоте на равномерное жесткое основание.

• Хорошо вытрите его корпус тряпкой, уберите всю грязь. Ветошь стоит намочить легким раствором соды, чтобы вытереть все следы окисления.
• Потом открутите все заливные пробки. Теперь можно выполнять замеры плотности электролитического состава, оценку его цвета.
• Посредством мультиметра замерьте напряжение батареи.
• Определите, что электролит нуждается в замене, откачайте его из банок любым удобным приспособлением. Проще использовать для этого маленький шприц и надеть на него тоненькую полимерную трубку.

• В пустые баночки теперь необходимо перелить дистиллированную воду, затем аккумулятор надо покачать из стороны в сторону. Так, осуществляется промывание.
• Откачайте воду и залейте новую.
• Как только банки стали чистыми, можно переходить к заливке электролита. Наливайте вещество до тех пор, пока баночки полностью под ним не скроются.
• Подключаем АКБ к зарядке, и ждем полной зарядки.

• После полноценной зарядки, спустя 8-10 часов, чтобы агрегат успел остыть, посредством ареометра определите текущую плотность электролита.
• По результатам замеров, решите, стоит ли долить в банки один из компонентов (кислоту или воду)

Вот и все, работа завершена.

Заключение

Для того чтобы выбрать аккумулятор, подходящий для конкретного транспорта, необходимо учесть три главных параметра: модель и тип машины, а также условия его использования. Если вы не знаете, что действительно лучше купить, обратитесь в автосервис.
Что касается кальциевых АКБ, то они подходят водителям, которые любят серьезные путешествия и предпочитают высочайшее качество езды.

Главные особенности

В таблице Менделеева элемент помещен во II группу 4 периода главной подгруппы (А), и все без исключения элементы этой группы относятся к щелочноземельным металлам, со всеми соответствующими признаками и свойствами.

В отличие от типичных металлов кальций обладает некоторыми специфическими свойствами. Есть основания предположить, что это неметалл.

При определенных условиях, как было сказано выше, под высоким давлением он утрачивает металлические свойства.

Элемент химически активен, поэтому в природе соединения кальция содержатся в виде солей, главным образом, в составе минералов или отложений земной коры. Также большое количество кальция содержится в морской воде, где его доля составляет около 1 г/л. Тело человека содержит около 1-1,5 кг вещества, причем, большая его часть содержится в костях, обеспечивая их прочность.

Наиболее богаты кальцием осадочные породы:

• мел.
• известняк.
• гипс.
• мрамор.
• доломит.
• апатит.

Все внутрипещерные образования, сталактиты и сталагмиты представляют собой карбонат СаС03. Строение атома позволяет ему активно вступать в реакцию с другими веществами, поэтому количество разнообразных соединений весьма велико.

Элемент является щелочноземельным металлом. поскольку, вступая в реакцию он отдает электроны, то является восстановителем и степень окисления кальция в соединениях +2. У простого элемента степень окисления равна нулю, как и у всех металлов, поскольку у них равномерно распределена электронная плотность. В неорганической химии понятие «степень окисления» часто тождественно понятию «валентность».

Дефицит кальция. Почему он возникает и как проявляется

Минерал сильно вымывается из организма вследствие употребления кофе. Большое потребление жиров и щавелевой кислоты, злаковых культур, в которых присутствует фитиновая кислота, также отрицательно сказываются на количестве кальция в организме.

Помимо этого, некоторые заболевания и состояния ухудшают усвояемость кальция и способствуют его дополнительному выведению. В группе риска находятся:

• Женщины в период менопаузы и во время ПМС. В таком состоянии снижается функция половых гормонов, возрастает количество прогестерона в организме, который способствует выведению минерала из организма.
• Пожилой возраст. Примерно до 25 лет, минерал накапливается в организме, затем находится в стабильно одинаковом объеме и уже в пожилом возрасте начинает постепенно выводиться быстрыми темпами.
• Склонны к сильной утрате кальция бодибилдеры. Стремительный рост мышечной массы требует дополнительного расхода кальция.

Еще один фактор – наличие гормонозависимых заболеваний. Гормональные препараты, независимо от того, натуральные они или синтетические, снижают уровень кальция в организме.

Возникновение и производство

Травертиновые террасы в Памуккале , Турция

При 3% кальций является пятым по распространенности элементом в земной коре и третьим по распространенности металлом после алюминия и железа . Это также четвертый по численности элемент в горных районах Луны . Осадочные отложения карбоната кальция пронизывают поверхность Земли в виде окаменелых останков прошлой морской жизни; они встречаются в двух формах: ромбоэдрический кальцит (более распространенный) и ромбический арагонит (образующийся в морях с более умеренным климатом). Минералы первого типа включают известняк , доломит , мрамор , мел и исландский шпат ; Слои арагонита составляют бассейны Багамских островов , Флорида-Кис и Красного моря . Кораллы , морские раковины и жемчуг в основном состоят из карбоната кальция. Среди других важных минералов кальция — гипс (CaSO ₄ · 2H ₂ O), ангидрит (CaSO ₄ ), флюорит (CaF ₂ ) и апатит ([Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ F]).

Основными производителями кальция являются Китай (примерно от 10 до 12 000 тонн в год), Россия (примерно от 6 000 до 8 000 тонн в год) и США (примерно от 2 000 до 4 000 тонн в год). Канада и Франция также входят в число второстепенных производителей. В 2005 году было произведено около 24000 тонн кальция; Около половины добываемого в мире кальция используется Соединенными Штатами, при этом около 80% производимой продукции используется каждый год. В России и Китае метод электролиза Дэви все еще используется, но вместо этого применяется к расплаву хлорида кальция . Поскольку кальций менее реакционноспособен, чем стронций или барий, оксидно-нитридное покрытие, которое образует воздух, является стабильным, и токарная обработка и другие стандартные металлургические методы подходят для кальция. В Соединенных Штатах и ​​Канаде кальций вместо этого получают путем восстановления извести алюминием при высоких температурах.

Геохимический цикл

Цикл кальция обеспечивает связь между тектоникой , климатом и углеродным циклом . Проще говоря, поднятие гор подвергает кальцийсодержащие породы, такие как некоторые граниты, химическому выветриванию и высвобождает Ca 2+ в поверхностные воды. Эти ионы переносятся в океан, где они реагируют с растворенным CO ₂ с образованием известняка ( CaCO₃), который, в свою очередь, оседает на морское дно, где встраивается в новые породы. Растворенный CO ₂ вместе с ионами карбоната и бикарбоната называют « растворенным неорганическим углеродом » (DIC).

Фактическая реакция более сложная и включает в себя бикарбонат-ион (HCO- ₃), который образуется, когда CO ₂ реагирует с водой при pH морской воды :

Ca2++ 2 HCO- ₃→ CaCO_{3( s )} + CO₂+ H₂О

При pH морской воды большая часть CO ₂ немедленно превращается обратно в HCO.- ₃. Реакция приводит к чистому переносу одной молекулы CO ₂ из океана / атмосферы в литосферу . В результате каждый ион Ca 2+, высвобождаемый в результате химического выветривания, в конечном итоге удаляет одну молекулу CO ₂ из поверхностной системы (атмосфера, океан, почвы и живые организмы), сохраняя ее в карбонатных породах, где она может оставаться в течение сотен миллионов человек. годы. Выветривание кальция из горных пород, таким образом, вымывает CO ₂ из океана и атмосферы, оказывая сильное долгосрочное воздействие на климат.

Vietnamese[edit]

From French .

(classifier ) ca

1. mug (cup)
2. mug (about 1/4 liter)

Etymology 2edit

Sino-Vietnamese word from (“song”).

(classifier ) ca

1. (, in compounds) a

   Sa hành đoản ca (Bài ca ngắn đi trên bãi cát)

   A Short Song about Walking on Sand

   national anthem

Derived terms

• bi ca
• khải ca
• khải hoàn ca
• quân ca
• thi ca
• trường hận ca

Verbedit

1. ( in Southern Vietnam, somewhat in other dialects) to

   Đăng kí ca ở đâu hả em?

   Where can I sign up to sing, boy?

2. () to praise
3. () to scold

• (to sing)
• (to praise) , , ca vịnh

Derived terms

• bài ca
• ca hát
• ca kỹ
• ca lâu
• ca múa
• ca ngâm
• ca nhi
• ca nương
• ca vịnh
• ca vũ
• ca vũ kịch
• ca xướng
• cầm ca
• ngợi ca
• quản ca
• sênh ca
• sơn ca
• triều ca

Etymology 3edit

1. (medicine) case

   Ca này nặng đấy!

   This case is a serious one!

   Đã có 5 ca tử vong.

   There have been five fatal cases.

Derived terms

Etymology 4edit

Compare Thai (gà, “shift”).

1. shift (change of workers)

   tan ca ― to finish one’s shift

Derived terms

1. The name of the Latin-script letter .

Как был открыт Кальций

История открытия кальция, как химического элемента, начинается очень давно. Его соединения были известны по крайней мере 9000 лет назад. Это утверждение базируется на том, что известь как строительный материал впервые использовался в седьмом тысячелетии до нашей эры. Примерно в это же время, гипс начали так же использовать в строительстве. В пример можно привести «Великую пирамиду в Гизе» и могилу «Тутанхамона». Там гипс использовался в качестве штукатурки. Древние Римляне использовали строительные растворы, изготовленные путем нагревания известняка. До XVII века такая наука как химия начинала только развиваться. В 1787 году Антуан Лавуазье предположил, что известь может быть оксидом нового химического элемента. Он занес оксид кальция в свою таблицу химических элементов под названием «chaux». Известь являлась одной из пяти так называемых «засоленых земель» в этой таблице.

Попытки отделить кальций из извести, таких ученых как А. Лавуазье, Я. Берцелиус и М. Понтина, не увенчались успехом. Только в 1808 году английскому химику Хэмфри Дэви удалось отделить кальций из смеси методом электролиза. В качестве анода использовалась платиновая пластина, а в качестве катода использовалась платиновая проволока погруженная в ртуть. На анод помещалась кальциевая смесь и пропускалось электричество. В результате химической реакции получилась кальций-ртутная амальгама. Чистый элемент Дэви получил термическим отделением ртути. Для коммерческих целей кальций, полученный таким способом, не подойдет. Промышленный метод был разработан только спустя век.

Читайте: Калий как химический элемент таблицы Менделеева

Продукты, богатые кальцием

Молочные продукты занимают лидирующие места по содержанию кальция. Самым богатым на этот элемент считается молоко и творог. Йогурты и закваски также богаты кальцием. Различные сорта сыров, особенно твердые, богаты кальцием. В плавленных сырках его меньше.

В рыбных консервах содержатся перемолотые кости, а они хорошие источники кальция, который легко усваивается организмом человека. Разваренные кости рекомендуется кушать вместе с рыбой. Большое содержание кальция в консервах сардин — 500 mg на 100 g продукта. Следующими идут консервы из лосося и скумбрии — 210 и 240 mg.

Многие недооценивают значение зелени в питании, а ведь она тоже содержит кальций, причем иногда его содержание может составить конкуренцию даже молочным продуктам. В петрушке содержится 245 mg кальция, в листовой капусте — 210 mg. И даже листья одуванчика содержат кальций — 103 mg на 100 g зеленых листьев.

Кальций присутствует даже во фруктах. Небольшие его количества есть в бананах, яблоках, мандаринах и грейпфрутах (в среднем 10 mg на 100 g).

Различные виды орехов — бразильский орех и миндаль, также богаты кальцием (по 158 и 273 mg на 100 g). Кунжут содержит 1000 mg кальция на 100 g, а в маке — 1500 mg.

Есть кальций в бобах — белой и красной фасоли, а также в бобах сои.

Кальций есть в большинстве пряных трав и специй. Например, в базилике, укропе, тимьяне, душице, корице, розмарине, гвоздике и чесноке.

Ряд экспериментов подтвердили версию ученых о том, что существует около 7 минералов, употребление которых позволяет значительно увеличить продолжительность человеческой жизни. Среди этой «великолепной семерки» – кальций. Его дефицит провоцирует возникновение около полутора сотни самых разных заболеваний, связанных с нарушениями в работе опорно-двигательной, сердечно-сосудистой, эндокринной, пищеварительной систем.

Устройство и принцип работы

В таких АКБ свинцовые пластинки легированы кальцием. Обычно на корпусе кальциевых аккумуляторов красуется надпись «Ca/Ca». Она говорит о том, что кальций добавлен и в плюсовую и в минусовую батареи. Минерал снижает саморазряд и уменьшает потерю жидкости из электролитического состава.

Когда простая батарея садится, на ее пластинках формируется сульфат свинца. Плотность электролита из-за этого снижается. Как только АКБ ставится на зарядку, сульфат свинца начинает распадаться, плотность увеличивается, а емкость возвращается в первоначальное состояние. Если аккумулятор разряжен до нуля, кристаллы сульфата свинца становятся очень большими. В таком случае при заряде они уже не будут разрушаться. Это явление называют сульфатацией.

В кальциевых АКБ при разряде помимо сульфата свинца формируется и сульфат кальция. Он не растворяется в воде или кислоте, а при повышении температурного режима увеличивает свою плотность. Кристаллы кальция не пропускают электрический ток, поэтому закупорив пластинку, деактивируют ее. Такой процесс может начаться даже при 10 В и значительно снижает емкость батареи.

Физические свойства кальция и способы получения металла

В обычных условиях кальций находится в твердом агрегатном состоянии. Металл плавится при 842 °С. Кальций является хорошим электро- и теплопроводником. При нагревании он переходит сначала в жидкое, а затем в парообразное состояние и теряет металлические свойства. Металл является очень мягким и режется ножом. Кипит при 1484 °С.

Под давлением кальций теряет металлические свойства и способность к электропроводимости. Но затем металлические свойства восстанавливаются и проявляются свойства сверхпроводника, в несколько раз превышающего по своим показателям остальные элементы.

Кальций долго не удавалось получить без примесей: из-за высокой химической активности этот элемент не встречается в природе в чистом виде. Элемент был открыт в начале XIX века. Кальций как металл впервые синтезировал британский химик Гемфри Дэви. Ученый обнаружил особенности взаимодействия расплавов твердых минералов и солей с электрическим током. В наши дни электролиз солей кальция (смеси хлоридов кальция и калия, смеси фторида и хлорида кальция) остается самым актуальным способом получения металла. Кальций также извлекают из его оксида с помощью алюминотермии — распространенного в металлургии метода.

Мир науки

Кальций — металлический элемент главной подгруппы II группы 4 периода периодической системы химических элементов. Он относится к семейству щелочноземельных металлов. На внешнем энергетическом уровне атома кальция содержится 2 спаренных s-электрона

, которые он способен энергично отдавать при химических взаимодействиях. Таким образом, Кальций является восстановителем и в своих соединениях имеет степень окисления +2.В природе кальций встречается только в виде солей. Массовая доля кальция в земной коре — 3,6%. Основным природным минералом кальция является кальцит CaCO3 и его разновидности — известняк, мел, мрамор. Существуют и живые организмы (например, кораллы), костяк которых состоит преимущественно из кальция карбоната. Также важными минералами кальция является доломит CaCO3 • MgCO3, флюорит CaF2, гипс CaSO4 • 2h3O, апатит, полевой шпат и т.д..Кальций играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов. Массовая доля кальция в человеческом организме составляет 1,4-2%. Он входит в состав зубов, костей, других тканей и органов, участвует в процессе свертывания крови, возбуждает сердечную деятельность. Чтобы обеспечить организм достаточным количеством кальция, следует обязательно потреблять молоко и молочные продукты, зеленые овощи, рыбу.Простое вещество кальций — это типичный металл серебристо-белого цвета. Он довольно твердый, пластичный, имеет плотность 1,54 г/см3 и температуру плавления 842 ? С.Химически кальций очень активен. При обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят в герметически закрытых сосудах. При нагревании на воздухе кальций воспламеняется и образует оксид:2Ca + O2 = 2CaO.С хлором и бромом кальций реагирует при нагревании, а с фтором — даже на холоде. Продуктами этих реакций соответствующие галогениды, например:Сa + Сl2 = CaСl2.При нагревании кальция с серой образуется кальций сульфид:Ca + S = CaS.Кальций может реагировать и с другими неметаллами.Взаимодействие с водой приводит к образованию малорастворимого кальций гидроксида и выделение газообразного водорода:Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3.Металлический кальций широко используется. Его используют как розкисник при изготовлении сталей и сплавов, как восстановитель для получения некоторых тугоплавких металлов.

Кальций получают электролизом расплава хлорида кальция. Таким образом кальций был впервые получен в 1808 году Хэмфри Дэви.

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

Если кальций крови повышен – что делать?

Как мы уже отмечали ранее, повышенный кальций – это всегда повод к дополнительному обследованию и консультации эндокринолога. Для того, чтобы приходить на прием к врачу-эндокринологу «не с пустыми руками», лучше еще до встречи с врачом сдать некоторые дополнительные анализы.

Стандарт обследования пациентов с повышенным кальцием крови включает в себя следующие анализы крови:

— паратгормон;

— кальцитонин;

— фосфор.

Это – тот минимум, с которым уже можно приходить на консультацию к врачу. Понятно, что врач может потом назначить дополнительные исследования, однако перечисленные выше три анализа крови помогут ему сориентироваться, в каком направлении ему следует вести диагностический поиск.

При консультации пациентов у врачей-эндокринологов Северо-Западного центра эндокринологии мы почти настаиваем на выполнении анализов крови в лаборатории нашего центра
– только так мы можем быть уверены в отсутствии лабораторных ошибок и правильности наших рассуждений о возможных причинах повышенного содержания кальция в крови. Ионный состав крови в лаборатории нашего центра исследуется с использованием уже упоминавшегося выше анализатора Olympus AU-680 (Япония), а анализ крови на такие важные показатели, как паратгормон и кальцитонин, выполняется автоматическим иммунохемилюминесцентным анализатором 3-го поколения DiaSorin Liaison XL (Италия) – одни из лучших аппаратов в мире для анализа крови на гормоны и онкомаркеры.

Автоматический иммунохемилюминесцентный анализатор 3-го поколения DiaSorin Liaison XL (Италия)

Иммунохемилюминесцентный  анализатор 3-го поколения позволяет выявить ситуации, когда высокий кальций сочетается с высоким паратгормоном

Врачи-эндокринологи и хирурги-эндокринологи Северо-Западного центра эндокринологии самостоятельно выполняют УЗИ щитовидной железы и шеи – это важно для поиска возможных опухолей паращитовидных желез, которые мы при повышенном уровне кальция в крови просто обязаны подозревать у пациента. Второе важное инструментальное исследование, которое необходимо сделать пациентам с повышенным уровнем кальция крови — это определение плотности костной ткани, денситометрия

Кальций в крови повышается не сам по себе — он «берется» из костной ткани, которая отдает кальций в кровь и в результате снижает свою плотность, что может привести к возникновению переломов. Денситометрия, равно как и УЗИ щитовидной железы, выполняется врачами-эндокринологами Северо-Западного центра эндокринологии самостоятельно.  Это – тоже важный аргумент в пользу обследования и лечения в специализированном центре.

Третий важный аргумент обратиться в специализированный центр в любом случае, если Ваш кальций крови повышен – это возможность пройти любые лечебные процедуры в стенах одного и того же учреждения. Даже при обследовании у Вас будет выявлен не только высокий кальций крови, но и станет ясно, что паратгормон повышен, а на шее будет выявлена аденома паращитовидной железы – ее удаление также может быть эффективно выполнено в Северо-Западном центре эндокринологии. В настоящий момент наш центр является бесспорным лидером в лечении пациентов с высоким кальцием крови в России – ежегодно хирурги-эндокринологи центра проводят удаление аденом паращитовидных желез у более чем 300 пациентов. По количеству операций на паращитовидных железах наш центр находится сейчас на 3-м месте в Европе.

Области применения кальция

Оксид кальция, или известь, использовался с древних времен для изготовления строительных растворов, что описано в текстах римской эпохи. Для этого необходимо было смешать известь, песок и воду — так получался цемент. Через некоторое время он затвердевал, поскольку абсорбировал углекислый газ из воздуха с образованием карбоната кальция.
Известняк ценится за теплый медовый оттенок и широко применяется в архитектуре и скульптуре.

Богатые известняком почвы известны как кальциевые, или щелочные. Они очень сухие и содержат мало питательных веществ, что представляет проблему для садоводов. С другой стороны, если почва слишком кислая, растениям будет трудно поглощать питательные вещества, поэтому известь иногда добавляют для повышения pH гумуса.

Мировое производство извести сильно превышает производство металлического кальция. Она применяется не только в производстве цемента, но и при очистке воды и в качестве удобрения. Кроме того, известь используется как флюс в сталелитейном деле: соединяясь с примесями в руде, она образует шлак, который удобно удалять.

• Paul Par­sons, Gail Dixon — The Pe­ri­od­ic Ta­ble A vis­ual guide to the el­e­ments
• Wikipedia. Cal­ci­um
• Википедия. Кальций

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.

Как был открыт Кальций

История открытия кальция, как химического элемента, начинается очень давно. Его соединения были известны по крайней мере 9000 лет назад. Это утверждение базируется на том, что известь как строительный материал впервые использовался в седьмом тысячелетии до нашей эры. Примерно в это же время, гипс начали так же использовать в строительстве. В пример можно привести «Великую пирамиду в Гизе» и могилу «Тутанхамона». Там гипс использовался в качестве штукатурки. Древние Римляне использовали строительные растворы, изготовленные путем нагревания известняка. До XVII века такая наука как химия начинала только развиваться. В 1787 году Антуан Лавуазье предположил, что известь может быть оксидом нового химического элемента. Он занес оксид кальция в свою таблицу химических элементов под названием «chaux». Известь являлась одной из пяти так называемых «засоленых земель» в этой таблице.

Попытки отделить кальций из извести, таких ученых как А. Лавуазье, Я. Берцелиус и М. Понтина, не увенчались успехом. Только в 1808 году английскому химику Хэмфри Дэви удалось отделить кальций из смеси методом электролиза. В качестве анода использовалась платиновая пластина, а в качестве катода использовалась платиновая проволока погруженная в ртуть. На анод помещалась кальциевая смесь и пропускалось электричество. В результате химической реакции получилась кальций-ртутная амальгама. Чистый элемент Дэви получил термическим отделением ртути. Для коммерческих целей кальций, полученный таким способом, не подойдет. Промышленный метод был разработан только спустя век.

Читайте: Калий как химический элемент таблицы Менделеева