A kalcium kémiai tulajdonságai - A kalcium egészségügyi hatásai - A kalcium környezeti hatásai

Atomszám

Valencia

Elektronegativitás

Kovalens sugár (Å)

Ionos sugár (Å)

Atomi sugár (Å)

Elektronikus konfiguráció

Első lehetőség
ionizáció (eV)

Atomtömeg (g/mol)

Sűrűség (g/ml)

Forráspont (ºC)

Olvadáspont (ºC)

Felfedező

Sir Humphrey Davy 1808-ban

tulajdonságok


Kalcium

Kémiai elem, Ca, atomszám: 20; Ez a földkéreg ötödik eleme és a harmadik leggyakoribb fém. A kalciumvegyületek a földkéreg 3,64% -át teszik ki. A fém trimorf, keményebb, mint a nátrium, de lágyabb, mint az alumínium. A berilliumhoz és az alumíniumhoz hasonlóan, de az alkálifémektől eltérően nem égeti meg a bőrt. Kémiailag kevésbé reaktív, mint az alkálifémek és a többi alkáliföldfém. A kalcium eloszlása ​​nagyon széles; a világ szinte minden szárazföldi területén megtalálható. Ez az elem elengedhetetlen a növények és állatok életéhez, mivel jelen van az állatok csontvázában, a fogakban, a tojáshéjakban, a korallban és sok talajban. A kalcium-klorid tengervízben 0,15%.

A vízben oldott kalciumionok akkor képződnek a csövekben és a kazánokban, amikor kemény a víz, vagyis ha túl sok kalciumot vagy magnéziumot tartalmaz. Ezt vízlágyítókkal lehet elkerülni.

A fém kalciumot az iparban olvadt kalcium-klorid elektrolízissel állítják elő. Ezt úgy kapják, hogy a karbonát-ásványokat sósavval kezelik, vagy a Solvay-karbonát-eljárás hulladékaként. A tiszta fém megmunkálható, forgatható, fűrészelhető, extrudálható; huzalozható, préselhető és lemezekbe foglalható.

A kalcium vékony oxid- és nitridfilmet képez a levegőben, amely megvédi a további támadásoktól. Magas hőmérsékleten ég a levegőben, elsősorban nitridet termelve.

A kereskedelemben előállított fém könnyen reagál vízzel és savakkal, és hidrogént termel, amely szennyeződésként jelentős mennyiségű ammóniát és szénhidrogéneket tartalmaz.

A fémet alumíniumtartalmú ötvözetekben használják, segédanyagként a bizmut ólomból történő eltávolításában, valamint grafit szén-szabályozót öntöttvasban. Deoxidánsként sok acél gyártásához is használják; redukálószerként olyan fémek előállításában, mint a króm, a tórium, a cirkónium és az urán, valamint a nitrogén és az argon gázkeverékeinek elválasztó anyagaként.

A kalcium-oxidot, a CaO-t a karbonát-ásványok nagy bomlásokban történő folyamatos bomlásával állítják elő, folyamatos ágyas eljárással. Az oxidot nagy intenzitású fényívekben (mészfényben) használják szokatlan spektrális jellemzői miatt és ipari dehidratáló szerként. A kohászati ​​ipar a vasötvözetek redukciója során széles körben használja az oxidot.

A kalcium-hidroxid, a Ca (OH) 2, sok esetben alkalmazható, ahol a hidroxilionra szükség van. A kalcium-hidroxid oltási folyamatában az oltott mész [Ca (OH) 2] térfogata a kezdeti égetett mész (CaO) mennyiségének kétszeresét növeli, ami miatt kőzet vagy fa feldarabolására hasznos.

Az oltott mész kiváló nedvszívó a szén-dioxid számára, és nagyon oldhatatlan karbonátot termel.

Elektromos kemencében mészből, szilícium-dioxidból és széntartalmú redukálószerekből előállított kalcium-szilicid (CaSi) hasznos acél dezoxidálószerként. A kalcium-karbidot, a CaC2-et úgy állítják elő, hogy a mész és a szén keverékét elektromos kemencében 3000 ° C-ra (5432 ° F) melegítik, és ez egy acetilid, amely hidrolízissel acetilént állít elő. Az acetilén az ipari szerves kémia számos fontos vegyi anyagának alapanyaga.

A tiszta kalcium-karbonát két kristályos formában létezik: kalcit, hatszög alakú, birefrigációs tulajdonságokkal, és aragonit, romboéder alakú. A természetes karbonátok a leggyakoribb kalcium-ásványi anyagok. Az izlandi spar és a kalcit lényegében a karbonát tiszta formája, míg a márvány tisztátalan és sokkal tömörebb, ezért csiszolható. Építőanyagként nagy a kereslet. Noha a kalcium-karbonát nagyon rosszul oldódik vízben, jelentős oldhatósága van oldott szén-dioxidot tartalmazó vízben, mivel ezekben az oldatokban oldva hidrogén-karbonátot képez. Ez a tény magyarázza a barlangok kialakulását, ahol a mészkő lerakódások érintkeztek a savas vizekkel.

A kalcium-halogenidek közé tartozik a foszforeszcens fluorid, amely a leggyakoribb kalciumvegyület, és amelyet a spektroszkópia során fontos alkalmazásokkal kell ellátni. A kalcium-klorid vízmentes formájában hírhedt deliquescence-képességgel rendelkezik, amely ipari dehidratálószerként és az utakon lévő porgyűjtők ellenőrző tényezőként használható. A kalcium-hipokloritot (fehérítőport) az iparban úgy állítják elő, hogy a klórt mészoldatba juttatják, és fehérítőszerként és víztisztítóként használják.

A kalcium-szulfát-dihidrát az ásványi gipsz, a portlandcement legnagyobb részét képezi, és a talaj lúgosságának csökkentésére használták. A kalcium-szulfát hemihidrátját gipsz magas hőmérsékletre melegítésével állítják elő, és Párizs stukkó kereskedelmi néven értékesítik.

A kalcium minden növény változatlan alkotóeleme, mivel elengedhetetlen a növekedésükhöz. Szerkezeti alkotóelemként és fiziológiai ionként tartalmazzák. A kalcium megtalálható a lágy szövetekben, a szöveti folyadékokban és minden állat csontvázában. A gerinces csontok kalciumot tartalmaznak kalcium-fluorid, kalcium-karbonát és kalcium-foszfát formájában.

Amikor kalciumról beszélünk, néha mész néven emlegetjük. Általában megtalálható a tejben és a tejtermékekben, de diófélékben, zöldségekben stb. Az emberi csontváz és fogak megőrzésének alapvető eleme. Segíti az ideg- és izomfunkciókat is. Ha napi 2,5 grammnál több kalciumot használ fel orvosi szükség nélkül, vesekő, szklerózis és érrendszeri problémák alakulhatnak ki.

A kalciumhiány az egyik fő oka a csontritkulásnak. A csontritkulás olyan betegség, amelyet a kisebb mennyiségű ásványi anyagból származó csontok törékenysége jellemez, ami csökkenti sűrűségét.

Szemben azzal, amit sokan gondolnak, nagy biológiai aktivitás zajlik a csontjainkban. A csontok folyamatosan megújulnak, és a régi csontszövetet folyamatosan új szövetek váltják fel. Gyermekkorban és serdülőkorban több csontszövet keletkezik, mint amennyit elpusztítanak. Egy bizonyos ponton, esetleg 30 vagy 35 éves kor körül azonban a folyamat megfordul, és több csontszövetet kezdünk elveszíteni, mint amennyit pótolni tudunk. Nőknél a menopauza (a menstruáció természetes megszűnése) elérésekor a folyamat felgyorsul, mivel a petefészkek abbahagyják az ösztrogén néven ismert női hormon termelését, amelynek egyik feladata a csonttömeg megőrzése.

A bizonyítékok arra utalnak, hogy normális körülmények között a csonttömeg megőrzéséhez napi kb. 1000 milligramm (mg) kalcium szükséges mind a férfiak, mind a nők számára, akik még nem érték el a menopauzát. Menopauza után körülbelül 1500 mg-ra van szükség.

A fő kalciumforrások a tejtermékek. A növényi források közé tartoznak a zöld zöldségek, például a brokkoli és a spenót. A káposzta, a karfiol, a bab, a lencse és a dió kalciumot is tartalmaz.

A kalcium a magnéziummal együttműködve új csonttömeget épít. Ha kalcium-kiegészítőket szednek, azokat 2: 1 arányban magnéziummal kell kombinálni, azaz ha 1000 mg kalciumot fogyasztanak, akkor 500 mg magnéziumot kell bevenni. Az étrendben a jó magnéziumforrások a banán, a kagyló, a teljes kiőrlésű gabona, a dió, a bab, a búzakorpa, a magvak és a zöldségfélék.

Az osteoporosis megelőzésének további fontos intézkedései:

  • Rendszeres testedzés (hetente legalább háromszor)
  • Fogyasszon megfelelő mennyiségű mangánt, folsavat, B6-vitamint, B12-vitamint, omega-3-at (ami hozzájárul a kalcium felszívódásának fokozásához a csontokban és serkenti az új csontszövet termelését) és a D-vitamint (amely serkenti a kalcium felszívódását a kicsiben) bél)
  • Ne éljen vissza a cukorral, telített zsírokkal és állati fehérjékkel
  • Ne éljen vissza alkohollal, koffeinnel vagy üdítővel
  • Tilos a dohányzás

Az osteoporosisban szenvedés esélyét növelő egyéb tényezők az örökletes tényező és a stressz.

A kalcium-foszfát nagyon mérgező a vízi szervezetekre.