КАЛЬЦИЙ (лат. Calcium), Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,078; относится к щелочноземельным металлам.
Свойства: серебристо-белый металл, плотность 1,54 г/см3, tпл 842 °С. При обычной температуре легко окисляется на воздухе.
Химические свойства:
При нагревании кальция он загорается и горит с образованием белого дыма, окрашивая пламя в кирпично-красный цвет. Дым состоит из мельчайших твердых частичек оксида кальция:
2Са + O2 = 2СаО + Q
Кальций реагирует с водой, превращаясь в гидроксид кальция и вытесняя из воды водород:
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2 + Q
Фенолфталеин в полученном растворе окрашивается в малиновый цвет. Это доказывает сходство кальция с щелочными металлами: как и щелочные металлы, кальций взаимодействует с холодной водой с выделением водорода. Однако реакция кальция с водой протекает значительно медленнее, чем, например,
натрия или калия, это связано стем, что на внешнем электронном слое атома кальция находятся два спаренных s-электрона. Гидроксид кальция растворим в воде, т. е. представляет собой щелочь. Растворимость гидроксида кальция значительно выше, чем гидроксида магния, но ниже, чем гидроксидов щелочных металлов — натрия или калия.
Кальций хранят под слоем керосина, так как этот металл реагирует с водяными парами, содержащимися в воздухе.
2Са + О2 = 2СаО
С холодной водой с образованием гидроксида кальция (с горячей водой реакция протекает более энергично)
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2
При нагревании реагирует со многими неметаллами — водородом, азотом, серой, фосфором, углеродом и др.
Са + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)
3Са + N2 = Са3N2 (нитрид кальция)
Са + S = СаS (сульфид кальция)
Восстанавливает менее активные металлы из их оксидов и галогенидов
2Са + ТiO2 = 2СаО + Тi
Название: название от латинского "calx", родительный падеж "calcis" (известь).
Нахождение в природе: Соединения кальция содержатся в почве и в природных водах, в животных и растительных организмах.
Содержание кальция в земной коре — 4.1%, в океане — 4.1 • 10~2%, в человеческом организме: в мышечной ткани — 0.14%, в костной ткани — 17%, в крови — 60.5мг/л. Среднесуточная потребность человека в кальции составляет около 1 г. Около 99% всего количества кальция в организме приходится на костную и зубную ткань. Содержание ионов кальция в крови играет важнейшую роль в возбуждении и регулировании работы сердца, а также выполняет защитную роль в животном организме: лишенная ионов кальция кровь не свертывается на воздухе.
Много кальция потребляют растения, от его недостатка прежде всего страдает корневая система растений.
Кальций входит в состав осадочных горных пород, различных минералов, наиболее распространенными из которых являются:известняк, мрамор, мел СаСО3, гипс СаSO4 • 2Н2O, фосфориты и апатиты Са3(РO4)2 доломит СаСО3 • МgСО3
Применение: как активный восстановитель служит для получения урана (U), >тория (Th),ванадия (V), хрома (Cr), цинка (Zn), бериллия (Be) и других металлов из их соединений; для раскисления сталей, бронз и т. д. Входит в состав антифрикционных материалов. Соединения кальция применяют в строительстве (известь, цемент); препараты кальция — в медицине.