แคลเซียมสามารถโต้ตอบกับอะไรได้บ้าง? คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของแคลเซียม ปฏิกิริยากับน้ำ

Home / Lectures 1st year / ทั่วไป และ เคมีอินทรีย์/ คำถาม 23. แคลเซียม / 2. คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

คุณสมบัติทางกายภาพ แคลเซียมเป็นโลหะอ่อนสีเงินสีขาวที่ละลายที่อุณหภูมิ 850 องศาเซลเซียส C และเดือดที่ 1482 องศา C. แข็งกว่าโลหะอัลคาไลมาก

คุณสมบัติทางเคมี. แคลเซียมเป็นโลหะออกฤทธิ์ ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ มันสามารถโต้ตอบกับออกซิเจนในบรรยากาศและฮาโลเจนได้อย่างง่ายดาย:

2 Ca + O2 \u003d 2 CaO (แคลเซียมออกไซด์);

Ca + Br2 = CaBr2 (แคลเซียมโบรไมด์)

สำหรับไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส คาร์บอน และอโลหะอื่นๆ แคลเซียมจะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน:

Ca + H2 = CaH2 (แคลเซียมไฮไดรด์);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (แคลเซียมไนไตรด์);

Ca + S = CaS (แคลเซียมซัลไฟด์);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (แคลเซียมฟอสไฟด์);

Ca + 2 C \u003d CaC2 (แคลเซียมคาร์ไบด์)

จาก น้ำเย็นแคลเซียมทำปฏิกิริยาช้าและร้อน - รุนแรงมาก:

Ca + 2 H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2

แคลเซียมสามารถกำจัดออกซิเจนหรือฮาโลเจนจากออกไซด์และเฮไลด์ได้น้อยลง โลหะที่ใช้งานกล่าวคือมีคุณสมบัติในการบูรณะ:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. อยู่ในธรรมชาติ
• 3. ใบเสร็จรับเงิน
• 4. การสมัคร

www.medkurs.ru

แคลเซียม | คู่มือ Pesticides.ru

สำหรับคนจำนวนมาก ความรู้เกี่ยวกับแคลเซียมจำกัดอยู่เพียงข้อเท็จจริงที่ว่าธาตุนี้จำเป็นสำหรับกระดูกและฟันที่แข็งแรง มันมีที่ไหนอีก เหตุใดจึงจำเป็น และจำเป็นเพียงใด ไม่ใช่ทุกคนที่มีความคิด อย่างไรก็ตาม แคลเซียมพบได้ในสารประกอบหลายชนิดที่เราคุ้นเคย ทั้งจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น ชอล์กและมะนาว หินย้อยและหินงอกของถ้ำ ฟอสซิลและซีเมนต์โบราณ ยิปซั่มและเศวตศิลา ผลิตภัณฑ์นม และยาต้านโรคกระดูกพรุน - ทั้งหมดนี้และอื่น ๆ แตกต่างกัน เนื้อหาสูงแคลเซียม.

องค์ประกอบนี้ได้รับครั้งแรกโดย G. Davy ในปี 1808 และในตอนแรกไม่ได้ใช้อย่างแข็งขัน อย่างไรก็ตาม ตอนนี้โลหะชนิดนี้เป็นโลหะที่ห้าในโลกในแง่ของการผลิต และความต้องการเพิ่มขึ้นทุกปี พื้นที่หลักของการใช้แคลเซียมคือการผลิตวัสดุก่อสร้างและส่วนผสม อย่างไรก็ตาม มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างไม่เพียงแค่บ้านเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์ที่มีชีวิตด้วย ในร่างกายมนุษย์ แคลเซียมเป็นส่วนหนึ่งของโครงกระดูก ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว ทำให้เลือดแข็งตัว และควบคุมกิจกรรมของ เอนไซม์ย่อยอาหารและทำหน้าที่อื่นค่อนข้างมาก มีความสำคัญไม่น้อยสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่น สัตว์ พืช เชื้อรา และแม้แต่แบคทีเรีย ในขณะเดียวกันความต้องการแคลเซียมก็ค่อนข้างสูง ทำให้สามารถจำแนกเป็นธาตุอาหารหลักได้

แคลเซียม (แคลเซียม), Ca - องค์ประกอบทางเคมีกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II ของระบบธาตุ Mendeleev เลขอะตอม - 20. มวลอะตอม - 40.08

แคลเซียมเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท ในสถานะอิสระที่อ่อนนุ่มค่อนข้างแข็งสีขาว ความหนาแน่นหมายถึงโลหะเบา

• ความหนาแน่น - 1.54 g / cm3
• จุดหลอมเหลว - +842 ° C,
• จุดเดือด - +1495 ° C

แคลเซียมมีคุณสมบัติเป็นโลหะเด่นชัด ในสารประกอบทั้งหมด สถานะออกซิเดชันคือ +2

ในอากาศ มันถูกปกคลุมด้วยชั้นของออกไซด์ เมื่อถูกความร้อน มันจะไหม้ด้วยเปลวไฟสีแดงสด มันทำปฏิกิริยาช้าๆ กับน้ำเย็น และแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำร้อนอย่างรวดเร็วและเกิดเป็นไฮดรอกไซด์ เมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน จะเกิดเป็นไฮไดรด์ ที่อุณหภูมิห้อง ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนเพื่อสร้างไนไตรด์ นอกจากนี้ยังรวมกับฮาโลเจนและกำมะถันได้อย่างง่ายดาย คืนค่าโลหะออกไซด์เมื่อถูกความร้อน

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดชนิดหนึ่งในธรรมชาติ ในเปลือกโลกมีเนื้อหา 3% โดยน้ำหนัก มันเกิดขึ้นในรูปแบบของการสะสมของชอล์ก, หินปูน, หินอ่อน (แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO3) ตามธรรมชาติ ในปริมาณมากจะมีการสะสมของยิปซั่ม (CaSO4 x 2h3O), ฟอสฟอรัส (Ca3 (PO4) 2 และซิลิเกตที่มีแคลเซียมหลายชนิด

น้ำ

. เกลือแคลเซียมมักมีอยู่ในน้ำธรรมชาติ ในจำนวนนี้มีเพียงยิปซั่มเท่านั้นที่ละลายได้เล็กน้อย ด้วยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำ แคลเซียมคาร์บอเนตจะเข้าสู่สารละลายในรูปของไบคาร์บอเนต Ca(HCO3)2

น้ำกระด้าง

. น้ำธรรมชาติที่มีแคลเซียมหรือเกลือแมกนีเซียมในปริมาณมากเรียกว่าน้ำกระด้าง

น้ำอ่อน

. เกลือเหล่านี้มีปริมาณน้อยหรือไม่มีอยู่จึงเรียกว่าน้ำอ่อน

ดิน

. ตามกฎแล้วดินจะได้รับแคลเซียมอย่างเพียงพอ และเนื่องจากแคลเซียมมีอยู่ในมวลที่มากขึ้นในส่วนที่เป็นพืชผล การกำจัดแคลเซียมด้วยพืชผลจึงเล็กน้อย

การสูญเสียแคลเซียมจากดินเกิดจากการชะล้างโดยการตกตะกอน กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแกรนูลเมตริกของดิน ปริมาณน้ำฝน ชนิดพืช รูปแบบและปริมาณของปุ๋ยมะนาวและแร่ธาตุ ขึ้นอยู่กับปัจจัยเหล่านี้ การสูญเสียแคลเซียมจากชั้นที่เหมาะแก่การเพาะปลูกมีตั้งแต่หลายสิบถึง 200-400 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์หรือมากกว่า

ปริมาณแคลเซียมในดินประเภทต่างๆ

ดินพอดโซลิกมีแคลเซียม 0.73% (ของของแห้งในดิน)

ป่าสีเทา - แคลเซียม 0.90%

เชอร์โนเซม - แคลเซียม 1.44%

Serozems - 6.04% แคลเซียม

ในพืช แคลเซียมจะอยู่ในรูปของฟอสเฟต ซัลเฟต คาร์บอเนต ในรูปของเกลือของเพคตินและกรดออกซาลิก แคลเซียมในพืชเกือบ 65% สามารถสกัดได้ด้วยน้ำ ส่วนที่เหลือได้รับการรักษาด้วยกรดอะซิติกและกรดไฮโดรคลอริกที่อ่อนแอ แคลเซียมส่วนใหญ่พบได้ในเซลล์ชราภาพ

อาการขาดแคลเซียมตาม:
วัฒนธรรม	อาการขาด
อาการทั่วไป	การฟอกสีของปลายยอด; การฟอกสีใบอ่อน; ปลายใบก้มลง ขอบใบม้วนงอ
มันฝรั่ง	ใบบนบานได้ไม่ดี จุดเติบโตของลำต้นตาย มีแถบแสงที่ขอบใบหลังจากนั้นก็มืดลง ขอบใบบิดขึ้น
กะหล่ำปลีขาวและกะหล่ำดอก	บนใบของต้นอ่อนมีจุดคลอโรติก (ลายหินอ่อน) หรือแถบสีขาวตามขอบ ในพืชที่มีอายุมากกว่าใบไม้จะม้วนงอและไหม้ จุดเติบโตตาย
	กลีบปลายใบตาย ดอกไม้ร่วง; จุดดำปรากฏบนผลที่ปลาย ซึ่งเพิ่มขึ้นเมื่อผลโต (เน่ายอดมะเขือเทศ)
	ปลายยอดตาย ขอบใบอ่อนถูกพันขาดแล้วตาย ส่วนบนของยอดตาย ความเสียหายต่อส่วนปลายของราก; ในเนื้อของผลไม้ - จุดสีน้ำตาล (ขมขื่น); รสชาติของผลไม้แย่ลง ความสามารถทางการตลาดของผลไม้ลดลง

หน้าที่ของแคลเซียม

ผลกระทบขององค์ประกอบนี้ต่อพืชเป็นแบบพหุภาคีและตามกฎแล้วเป็นบวก แคลเซียม:

• ช่วยเพิ่มการเผาผลาญ;
• มีบทบาทสำคัญในการเคลื่อนไหวของคาร์โบไฮเดรต
• มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของสารไนโตรเจน
• เร่งการบริโภคโปรตีนสำรองเมล็ดระหว่างการงอก
• มีบทบาทในกระบวนการสังเคราะห์แสง
• ศัตรูที่แข็งแกร่งของไพเพอร์อื่น ๆ ป้องกันการเข้าสู่เนื้อเยื่อพืชมากเกินไป
• มันส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของโปรโตพลาสซึม (ความหนืด การซึมผ่าน ฯลฯ) และด้วยเหตุนี้กระบวนการทางชีวเคมีตามปกติในพืช
• สารประกอบแคลเซียมที่มีเพคตินทากาวผนังของแต่ละเซลล์เข้าด้วยกัน
• ส่งผลต่อการทำงานของเอ็นไซม์

ควรสังเกตว่าผลของสารประกอบแคลเซียม (มะนาว) ต่อกิจกรรมของเอนไซม์นั้นไม่เพียงแสดงออกในการกระทำโดยตรงเท่านั้น แต่ยังเกิดจากการปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของดินและระบบโภชนาการ นอกจากนี้ปูนขาวยังส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการสังเคราะห์วิตามินทางชีวภาพ

ขาด (ขาด) ของแคลเซียมในพืช

การขาดแคลเซียมส่งผลต่อการพัฒนาระบบรากเป็นหลัก การก่อตัวของขนรากจะหยุดที่ราก เซลล์ชั้นนอกของรากถูกทำลาย

อาการนี้แสดงออกทั้งกับการขาดแคลเซียมและความไม่สมดุลในสารละลายธาตุอาหารนั่นคือความเด่นของโซเดียมโมโนวาเลนต์โพแทสเซียมและไฮโดรเจนไอออนในนั้น

นอกจากนี้ การปรากฏตัวของไนเตรตไนโตรเจนในสารละลายในดินช่วยเพิ่มการไหลของแคลเซียมไปยังเนื้อเยื่อพืช ในขณะที่แอมโมเนียลดลง

สัญญาณของการขาดแคลเซียมจะเกิดขึ้นเมื่อมีปริมาณแคลเซียมน้อยกว่า 20% ของความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกในดิน

อาการ. การมองเห็น การขาดแคลเซียมเกิดขึ้นจาก คุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ที่รากของพืชสังเกตเห็นปลายสีน้ำตาลที่เสียหาย
• จุดเติบโตผิดรูปและตาย
• ดอกไม้ รังไข่ และตาร่วงหล่น
• ผลไม้ได้รับความเสียหายจากเนื้อร้าย
• ใบมีคลอโรติก
• ปลายยอดตายและการเจริญเติบโตของลำต้นจะหยุดลง

กะหล่ำปลี หญ้าชนิต โคลเวอร์ มีความไวต่อแคลเซียมสูง เป็นที่ยอมรับแล้วว่าพืชชนิดเดียวกันเหล่านี้มีความไวต่อความเป็นกรดของดินเพิ่มขึ้น

พิษจากแคลเซียมจากแร่ส่งผลให้เกิดคลอโรซีสระหว่างเส้นเลือดด้วยแผ่นเนื้อตายสีขาว พวกเขาสามารถระบายสีหรือมีวงแหวนศูนย์กลางที่เต็มไปด้วยน้ำ พืชบางชนิดตอบสนองต่อแคลเซียมที่มากเกินไปโดยการปลูกดอกกุหลาบใบ หน่อและใบที่ร่วงหล่น อาการจะคล้ายกับการขาดธาตุเหล็กและแมกนีเซียม

แหล่งที่มาของการเติมเต็มแคลเซียมในดินคือปุ๋ยมะนาว พวกเขาแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• หินปูนแข็ง
• หินปูนอ่อน
• ขยะอุตสาหกรรมที่มีปริมาณปูนขาวสูง

หินปูนแข็งตามเนื้อหาของ CaO และ MgO แบ่งออกเป็น:

• หินปูน (55–56% CaO และสูงถึง 0.9% MgO);
• หินปูนโดโลไมติก (CaO 42–55% และสูงถึง 9% MgO);
• โดโลไมต์ (32–30% CaO และ 18–20% MgO)

หินปูน

- ปุ๋ยมะนาวพื้นฐาน ประกอบด้วยออกไซด์ของ Ca และ Mg 75–100% ในแง่ของ CaCO3

Dolomitized หินปูน

. ประกอบด้วยสารออกฤทธิ์ 79-100% (ai) ในแง่ของ CaCO3 แนะนำให้ใช้ในการปลูกพืชหมุนเวียนกับมันฝรั่ง พืชตระกูลถั่ว แฟลกซ์ พืชราก เช่นเดียวกับในดินที่มีพอซโซไลซ์อย่างหนัก

Marl

. ประกอบด้วย CaCO3 สูงถึง 25–15% และสิ่งสกปรกในรูปของดินเหนียวที่มีทรายมากถึง 20–40% ทำหน้าที่อย่างช้าๆ แนะนำให้ใช้กับดินเบา

ชอล์ก

. ประกอบด้วย CaCO3 90–100% การกระทำนั้นเร็วกว่าหินปูน เป็นปุ๋ยมะนาวทรงคุณค่าในรูปแบบบดละเอียด

มะนาวเผา

(CaO). เนื้อหาของ CaCO3 มีมากกว่า 70% เป็นวัสดุปูนที่ออกฤทธิ์เร็วและแข็งแรง

มะนาวฝาน

(Ca(OH)2). เนื้อหาของ CaCO3 คือ 35% หรือมากกว่า นอกจากนี้ยังเป็นปุ๋ยมะนาวที่ออกฤทธิ์เร็วและแข็งแรง

แป้งโดโลไมต์

. เนื้อหาของ CaCO3 และ MgCO3 อยู่ที่ประมาณ 100% ออกฤทธิ์ช้ากว่าปอยที่เป็นปูน มักใช้ในที่ที่ต้องการแมกนีเซียม

ปอยหินปูน

. เนื้อหาของ CaCO3 คือ 15–96% สิ่งเจือปนสูงถึง 25% ดินเหนียวและทราย 0.1% P2O5 การกระทำนั้นเร็วกว่าหินปูน

โคลนอุจจาระ (อุจจาระ)

. ประกอบด้วย CaCO3 และ Ca(OH)2 เนื้อหาของมะนาวใน CaO สูงถึง 40% ไนโตรเจนยังมีอยู่ - 0.5% และ P2O5 - 1-2% เป็นขยะจากโรงงานหัวบีท แนะนำให้ใช้ไม่เพียงเพื่อลดความเป็นกรดของดิน แต่ยังรวมถึงในพื้นที่ปลูกหัวบีทบนดินเชอร์โนเซมด้วย

พายุไซโคลนเถ้าจากชั้นหิน

. วัสดุบดแห้ง เนื้อหาของสารออกฤทธิ์คือ 60-70% หมายถึงของเสียอุตสาหกรรม

ฝุ่นจากเตาเผาและโรงงานปูนซีเมนต์

. เนื้อหาของ CaCO3 ต้องเกิน 60% ในทางปฏิบัติจะใช้ในฟาร์มที่ตั้งอยู่ใกล้โรงงานปูนซีเมนต์

ตะกรันโลหะ

. ใช้ในภูมิภาคของเทือกเขาอูราลและไซบีเรีย ไม่ดูดความชื้น ฉีดง่าย. ต้องมี CaCO3 อย่างน้อย 80% มีความชื้นไม่เกิน 2% องค์ประกอบแกรนูลเมตริกมีความสำคัญ: 70% - น้อยกว่า 0.25 มม., 90% - น้อยกว่า 0.5 มม.

ปุ๋ยอินทรีย์. ปริมาณ Ca ในแง่ของ CaCO3 คือ 0.32–0.40%

แป้งฟอสเฟต. ปริมาณแคลเซียมคือ 22% CaCO3

ปุ๋ยมะนาวไม่เพียงใช้เพื่อให้ดินและพืชมีแคลเซียมเท่านั้น วัตถุประสงค์หลักของการใช้งานคือการปูนดิน นี่เป็นวิธีการถมสารเคมี โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อขจัดความเป็นกรดของดินส่วนเกิน ปรับปรุงคุณสมบัติทางสรีรวิทยา เคมีเกษตร และชีวภาพ จัดหาแมกนีเซียมและแคลเซียมให้พืช ระดมและตรึงองค์ประกอบมาโครและธาตุขนาดเล็ก สร้างสภาพน้ำทางกายภาพ กายภาพ และอากาศที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตของพืชที่ปลูก

ประสิทธิภาพของปูนดิน

ควบคู่ไปกับการตอบสนองความต้องการของพืชที่ต้องการแคลเซียมในฐานะที่เป็นองค์ประกอบของธาตุอาหารที่มีแร่ธาตุ การใส่ปูนจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงบวกหลายประการในดิน

ผลของปูนที่มีต่อคุณสมบัติของดินบางชนิด

แคลเซียมส่งเสริมการแข็งตัวของคอลลอยด์ในดินและป้องกันการชะล้าง สิ่งนี้นำไปสู่การเพาะปลูกง่ายขึ้นและการเติมอากาศที่ดีขึ้น

อันเป็นผลมาจากการปูน:

• ดินทรายฮิวมัสเพิ่มความสามารถในการดูดซับน้ำ
• บนดินเหนียวหนักจะเกิดการรวมตัวของดินและก้อนดินที่ปรับปรุงการซึมผ่านของน้ำ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดอินทรีย์จะถูกทำให้เป็นกลางและ H-ion จะถูกแทนที่จากสารเชิงซ้อนที่ดูดซับ สิ่งนี้นำไปสู่การกำจัดการแลกเปลี่ยนและการลดความเป็นกรดไฮโดรไลติกของดิน ในเวลาเดียวกัน มีการปรับปรุงองค์ประกอบประจุบวกของคอมเพล็กซ์ดูดซับดิน ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของไอออนของไฮโดรเจนและอะลูมิเนียมไปเป็นไอออนบวกของแคลเซียมและแมกนีเซียม สิ่งนี้จะเพิ่มระดับความอิ่มตัวของดินที่มีฐานและเพิ่มความสามารถในการดูดซับ

ผลของปูนขาวต่อการจัดหาพืชที่มีไนโตรเจน

หลังจากการปูปูนแล้ว สมบัติทางเคมีทางการเกษตรที่เป็นบวกของดินและโครงสร้างของดินสามารถคงรักษาไว้ได้นานหลายปี สิ่งนี้มีส่วนช่วยในการสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเสริมสร้างกระบวนการทางจุลชีววิทยาที่เป็นประโยชน์ในการระดมสารอาหาร กิจกรรมของแอมโมเนีย, ไนตริไฟเออร์, แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่อาศัยอยู่อย่างอิสระในดินได้รับการปรับปรุง

ปูนขาวช่วยเพิ่มการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียที่เป็นปมและปรับปรุงการจัดหาไนโตรเจนให้กับพืชเจ้าบ้าน เป็นที่ยอมรับแล้วว่าปุ๋ยแบคทีเรียสูญเสียประสิทธิภาพในดินที่เป็นกรด

ผลกระทบของปูนต่อการจัดหาพืชที่มีธาตุเถ้า

ปูนขาวมีส่วนช่วยในการจัดหาธาตุเถ้าแก่พืช เนื่องจากกิจกรรมของแบคทีเรียที่ย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์ฟอสฟอรัสในดินและส่งเสริมการเปลี่ยนธาตุเหล็กและอะลูมิเนียมฟอสเฟตไปเป็นเกลือแคลเซียมฟอสเฟตที่พืชหาได้จะได้รับการปรับปรุง การใส่ปูนของดินที่เป็นกรดช่วยเพิ่มทางจุลชีววิทยาและ กระบวนการทางชีวเคมีซึ่งในทางกลับกันจะเพิ่มปริมาณของไนเตรตเช่นเดียวกับฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมในรูปแบบที่ดูดซึมได้

ผลกระทบของปูนที่มีต่อรูปแบบและความพร้อมใช้งานของธาตุอาหารหลักและธาตุอาหาร

ปูนขาวจะเพิ่มปริมาณแคลเซียมและเมื่อใช้แป้งโดโลไมต์ - แมกนีเซียม ในเวลาเดียวกัน รูปแบบที่เป็นพิษของแมงกานีสและอะลูมิเนียมจะไม่ละลายและผ่านเข้าสู่รูปแบบตกตะกอน ความพร้อมของธาตุต่างๆ เช่น เหล็ก ทองแดง สังกะสี แมงกานีส กำลังลดลง ไนโตรเจน กำมะถัน โพแทสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส และโมลิบดีนัม กำลังมีมากขึ้น

ผลของปูนที่มีต่อการกระทำของปุ๋ยที่เป็นกรดทางสรีรวิทยา

ปูนขาวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของปุ๋ยแร่ธาตุที่เป็นกรดทางสรีรวิทยา โดยเฉพาะแอมโมเนียและโปแตช

ผลในเชิงบวกของปุ๋ยที่เป็นกรดทางสรีรวิทยาจะจางหายไปโดยไม่มีมะนาว และเมื่อเวลาผ่านไปอาจกลายเป็นผลเสียได้ ดังนั้นบนไซต์ที่ปฏิสนธิแล้ว ผลผลิตจึงน้อยกว่าในไซต์ที่ไม่ได้รับปุ๋ยด้วยซ้ำ การผสมปูนขาวกับการใช้ปุ๋ยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ 25–50%

ปูนขาวจะกระตุ้นกระบวนการของเอนไซม์ในดิน ซึ่งจะตัดสินโดยอ้อมว่าความอุดมสมบูรณ์ของมัน

เรียบเรียงโดย: Grigorovskaya P.I.

เพิ่มหน้าที่แล้ว: 05.12.13 00:40

ปรับปรุงล่าสุด: 05/22/14 16:25

แหล่งวรรณกรรม:

กลินก้า เอ็น.แอล. เคมีทั่วไป. หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย สำนักพิมพ์: L: Chemistry, 1985, p. 731

Mineev V.G. เคมีเกษตร: ตำราเรียน - ฉบับที่ 2 แก้ไขและเพิ่มเติม - M.: MGU Publishing House, KolosS Publishing House, 2004. - 720 p., L. ป่วย.: ป่วย. – (ตำราเรียนมหาวิทยาลัยคลาสสิก).

Petrov BA, Seliverstov N.F. ธาตุอาหารแร่ธาตุของพืช คู่มืออ้างอิงสำหรับนักเรียนและชาวสวน Yekaterinburg, 1998. 79 น.

สารานุกรมสำหรับเด็ก เล่มที่ 17. เคมี. / ศีรษะ. เอ็ด วีเอ โวโลดิน. - M .: Avanta +, 2000. - 640 p., ป่วย

Yagodin B.A. , Zhukov Yu.P. , Kobzarenko V.I. เคมีเกษตร / เรียบเรียงโดย บธ. Yagodina - M .: Kolos, 2002. - 584 p.: silt (ตำราและอุปกรณ์ช่วยสอนสำหรับนักเรียนของสถาบันอุดมศึกษา)

รูปภาพ (มาสเตอร์):

20 Ca แคลเซียมภายใต้ใบอนุญาต CC BY

อาการขาดแคลเซียมในข้าวสาลี โดย CIMMYT ได้รับอนุญาตภายใต้ CC BY-NC-SA

www.pesticidy.ru

แคลเซียมกับบทบาทของมันต่อมนุษยชาติ - เคมี

แคลเซียมและบทบาทของมันต่อมนุษยชาติ

บทนำ

อยู่ในธรรมชาติ

ใบเสร็จ

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางเคมี

การใช้สารประกอบแคลเซียม

บทบาททางชีวภาพ

บทสรุป

บรรณานุกรม

บทนำ

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สอง ซึ่งเป็นช่วงที่สี่ของระบบธาตุเคมีของ D. I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 20 แทนด้วยสัญลักษณ์ Ca (lat. Calcium) แคลเซียมสารอย่างง่าย (หมายเลข CAS: 7440-70-2) เป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ที่อ่อนนุ่มและมีสีเงิน สีขาว.

แม้จะมีธาตุ #20 แพร่หลาย แม้แต่นักเคมีก็ยังไม่เห็นธาตุแคลเซียม แต่โลหะนี้ทั้งภายนอกและในเชิงพฤติกรรมต่างจากโลหะอัลคาไลอย่างสิ้นเชิงซึ่งการสัมผัสกับอันตรายจากไฟไหม้และการเผาไหม้ สามารถเก็บไว้ในอากาศได้อย่างปลอดภัย ไม่ติดไฟจากน้ำ คุณสมบัติทางกลธาตุแคลเซียมไม่ได้ทำให้เป็น "แกะดำ" ในตระกูลโลหะ: แคลเซียมมีความแข็งแรงและความแข็งมากกว่าแคลเซียมหลายชนิด มันสามารถเปิดเครื่องกลึง, ดึงเป็นลวด, ปลอม, กด

และยังเป็น วัสดุโครงสร้างแคลเซียมธาตุแทบไม่เคยใช้เลย เขากระตือรือร้นเกินไปสำหรับเรื่องนั้น แคลเซียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจน กำมะถัน ฮาโลเจนได้ง่าย แม้ไนโตรเจนและไฮโดรเจนจะเกิดปฏิกิริยาภายใต้เงื่อนไขบางประการ สภาพแวดล้อมของคาร์บอนออกไซด์ซึ่งเฉื่อยสำหรับโลหะส่วนใหญ่นั้นรุนแรงสำหรับแคลเซียม มันเผาไหม้ในบรรยากาศของ CO และ CO2

ประวัติและที่มาของชื่อ

ชื่อขององค์ประกอบมาจาก lat แคล็กซ์ (ในกรณีสัมพันธการก แคลซิส) -- "มะนาว", "หินอ่อน" มันถูกเสนอโดยนักเคมีชาวอังกฤษ Humphrey Davy ซึ่งในปี 1808 แยกโลหะแคลเซียมด้วยวิธีอิเล็กโทรไลต์ เดวี่อิเล็กโทรไลต์ส่วนผสมของปูนขาวเปียกกับปรอทออกไซด์ HgO บนเพลตแพลตตินั่ม ซึ่งเป็นแอโนด ลวดแพลตตินั่มแช่ในปรอทเหลวทำหน้าที่เป็นแคโทด อันเป็นผลมาจากอิเล็กโทรไลซิสได้รับแคลเซียมอะมัลกัม เมื่อขับปรอทออกจากมัน Davy ได้รับโลหะที่เรียกว่าแคลเซียม

สารประกอบแคลเซียม - หินปูน, หินอ่อน, ยิปซั่ม (เช่นเดียวกับมะนาว - ผลิตภัณฑ์จากหินปูนที่เผาไหม้) ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเมื่อหลายพันปีก่อน จนกระทั่งปลายศตวรรษที่ 18 นักเคมีถือว่ามะนาวเป็นวัตถุที่เรียบง่าย ในปี 1789 A. Lavoisier แนะนำว่ามะนาว แมกนีเซีย แบไรท์ อลูมินาและซิลิกาเป็นสารที่ซับซ้อน

อยู่ในธรรมชาติ

เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีสูงของแคลเซียมในรูปแบบอิสระไม่พบในธรรมชาติ

แคลเซียมคิดเป็น 3.38% ของมวลเปลือกโลก (อันดับที่ 5 รองจากออกซิเจน ซิลิกอน อะลูมิเนียม และเหล็ก)

ไอโซโทป. แคลเซียมเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของส่วนผสมของไอโซโทปหกชนิด: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca และ 48Ca ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว - 40Ca - คือ 96.97%

ในหกไอโซโทปแคลเซียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีห้าไอโซโทปที่เสถียร ไอโซโทป 48Ca ตัวที่หกซึ่งหนักที่สุดในหกชนิดและหายากมาก (ไอโซโทปที่มีอยู่มากมายมีเพียง 0.187%) ถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่ามีการสลายตัวของเบตาสองเท่าด้วยครึ่งชีวิต 5.3×1019 ปี

ที่ หินโอ้และแร่ธาตุ แคลเซียมส่วนใหญ่มีอยู่ในองค์ประกอบของซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกตของหินต่างๆ (หินแกรนิต ไนซ์ ฯลฯ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเฟลด์สปาร์ - อะนอร์ไทต์ Ca

ในรูปของหินตะกอน สารประกอบแคลเซียมจะแสดงด้วยชอล์กและหินปูน ซึ่งประกอบด้วยแคลไซต์แร่ (CaCO3) เป็นหลัก รูปแบบผลึกของแคลไซต์ หินอ่อน พบได้น้อยมากในธรรมชาติ

แร่ธาตุแคลเซียม เช่น แคลไซต์ CaCO3 แอนไฮไดรต์ CaSO4 เศวตศิลา CaSO4 0.5h3O และยิปซั่ม CaSO4 2h3O ฟลูออไรท์ CaF2 อะพาไทต์ Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), โดโลไมต์ MgCO3 CaCO3 ค่อนข้างแพร่หลาย การปรากฏตัวของเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมในน้ำธรรมชาติเป็นตัวกำหนดความกระด้างของมัน

แคลเซียมซึ่งเคลื่อนที่อย่างแรงในเปลือกโลกและสะสมในระบบธรณีเคมีต่างๆ ก่อตัวเป็นแร่ธาตุ 385 ชนิด (ที่สี่ในแง่ของจำนวนแร่ธาตุ)

การอพยพในเปลือกโลก ในการย้ายถิ่นตามธรรมชาติของแคลเซียม "สมดุลคาร์บอเนต" มีบทบาทสำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาย้อนกลับของปฏิกิริยาของแคลเซียมคาร์บอเนตกับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการก่อตัวของไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้:

CaCO3 + h3O + CO2 - Ca (HCO3) 2 - Ca2+ + 2HCO3-

(สมดุลเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์)

การย้ายถิ่นทางชีวภาพ ในชีวมณฑล สารประกอบแคลเซียมพบได้ในสัตว์เกือบทุกชนิดและ เนื้อเยื่อพืช(ดูด้านล่าง) แคลเซียมจำนวนมากเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นไฮดรอกซีอะพาไทต์ Ca5 (PO4) 3OH หรืออีกนัยหนึ่งคือ 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 เป็นพื้นฐาน เนื้อเยื่อกระดูกสัตว์มีกระดูกสันหลัง รวมทั้งมนุษย์ เปลือกและเปลือกของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิด เปลือกไข่ ฯลฯ ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO3 ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตของมนุษย์และสัตว์ Ca 1.4-2% (โดยเศษส่วนมวล); ในร่างกายมนุษย์ที่มีน้ำหนัก 70 กก. ปริมาณแคลเซียมประมาณ 1.7 กก. (ส่วนใหญ่อยู่ในองค์ประกอบ สารระหว่างเซลล์เนื้อเยื่อกระดูก)

ใบเสร็จ

โลหะแคลเซียมอิสระได้มาจากการแยกอิเล็กโทรไลซิสของของเหลวที่หลอมเหลวซึ่งประกอบด้วย CaCl2 (75-80%) และ KCl หรือจาก CaCl2 และ CaF2 เช่นเดียวกับการลดค่าอลูมิโนเทอร์มิกของ CaO ที่ 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca

คุณสมบัติทางกายภาพ

โลหะแคลเซียมมีอยู่ในการดัดแปลงแบบ allotropic สองครั้ง สูงถึง 443 °C เสถียรหรือไม่ -Ca ที่มีโครงข่ายหน้าลูกบาศก์ (พารามิเตอร์ a = 0.558 นาโนเมตร) เหนือความเสถียรหรือไม่ -Ca ที่มีโครงข่ายลูกบาศก์ศูนย์กลางอยู่ที่ประเภท -Fe (พารามิเตอร์ a = 0.448 นาโนเมตร) . เอนทาลปีมาตรฐาน? H0 การเปลี่ยนแปลง? > ? คือ 0.93 กิโลจูล/โมล

คุณสมบัติทางเคมี

แคลเซียมเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั่วไป กิจกรรมทางเคมีของแคลเซียมสูง แต่ต่ำกว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอื่นๆ ทั้งหมด มันทำปฏิกิริยากับออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และความชื้นในอากาศได้ง่าย เนื่องจากพื้นผิวของโลหะแคลเซียมมักจะเป็นสีเทาหม่น ดังนั้นในห้องปฏิบัติการ แคลเซียมจึงมักถูกเก็บไว้อย่างแน่นหนา เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอื่นๆ โถปิดภายใต้ชั้นของน้ำมันก๊าดหรือพาราฟินเหลว

ในชุดศักย์มาตรฐาน แคลเซียมจะอยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของคู่ Ca2 + / Ca0 คือ ?2.84 V เพื่อให้แคลเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขัน แต่ไม่มีการจุดไฟ:

Ca + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2 ^ + Q.

ด้วยอโลหะ (ออกซิเจน คลอรีน โบรมีน) แคลเซียมจะทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะปกติ:

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2

เมื่อถูกความร้อนในอากาศหรือออกซิเจน แคลเซียมจะติดไฟ ด้วยอโลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่า (ไฮโดรเจน โบรอน คาร์บอน ซิลิกอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และอื่นๆ) แคลเซียมจะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น

Ca + H2 = CaH2, Ca + 6B = CaB6,

3Ca + N2 = Ca3N2, Ca + 2C = CaC2,

3Ca + 2P = Ca3P2 (

แคลเซียมฟอสไฟด์) แคลเซียมฟอสไฟด์ขององค์ประกอบ CaP และ CaP5 เป็นที่รู้จักกัน

2Ca + Si = Ca2Si

(แคลเซียมซิลิไซด์), แคลเซียมซิลิไซด์ขององค์ประกอบ CaSi, Ca3Si4 และ CaSi2 เป็นที่รู้จักกัน

ตามกฎของปฏิกิริยาข้างต้นจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก (นั่นคือปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน) ในสารประกอบทั้งหมดที่ไม่ใช่โลหะ สถานะออกซิเดชันของแคลเซียมคือ +2 สารประกอบแคลเซียมที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่สามารถย่อยสลายได้ง่ายด้วยน้ำ ตัวอย่างเช่น

CaH2 + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + 2H2 ^,

Ca3N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2Nh4^

ไอออน Ca2+ ไม่มีสี เมื่อเติมเกลือแคลเซียมที่ละลายได้ลงในเปลวไฟ เปลวไฟจะเปลี่ยนเป็นสีแดงอิฐ

เกลือแคลเซียม เช่น CaCl2 chloride, CaBr2 bromide, CaI2 iodide และ Ca(NO3)2 nitrate สามารถละลายได้ดีในน้ำ CaF2 fluoride, CaCO3 carbonate, CaSO4 sulfate, Ca3(PO4)2 orthophosphate, CaC2O4 oxalate และอื่นๆ บางชนิดไม่ละลายในน้ำ

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือข้อเท็จจริงที่ว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่เป็นกรด (ไฮโดรคาร์บอเนต) Ca(HCO3)2 แตกต่างจากแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO3 ซึ่งละลายได้ในน้ำ โดยธรรมชาติแล้ว สิ่งนี้นำไปสู่กระบวนการดังต่อไปนี้ เมื่อฝนตกเย็นหรือน้ำในแม่น้ำอิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์แทรกซึมใต้ดินและตกลงบนหินปูนจะสังเกตเห็นการละลาย:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2

ในสถานที่เดียวกันกับที่น้ำอิ่มตัวด้วยแคลเซียมไบคาร์บอเนตมาถึงพื้นผิวโลกและทำให้ร้อนขึ้น แสงแดด, ปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดขึ้น:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2^ + H2O

ดังนั้นในธรรมชาติจึงมีการถ่ายโอนสารจำนวนมาก เป็นผลให้ช่องว่างขนาดใหญ่สามารถก่อตัวใต้ดินและ "หยาด" หินที่สวยงาม - หินย้อยและหินงอก - ก่อตัวในถ้ำ

การปรากฏตัวของแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่ละลายในน้ำส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดความกระด้างชั่วคราวของน้ำ เรียกว่าชั่วคราวเพราะเมื่อต้มน้ำ ไบคาร์บอเนตจะสลายตัวและ CaCO3 จะตกตะกอน ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าตะกรันก่อตัวในกาต้มน้ำเมื่อเวลาผ่านไป

การประยุกต์ใช้แคลเซียมโลหะ

การใช้โลหะแคลเซียมเป็นหลักเป็นสารรีดิวซ์ในการผลิตโลหะ โดยเฉพาะนิกเกิล ทองแดง และสแตนเลส แคลเซียมและไฮไดรด์ยังใช้เพื่อให้ได้โลหะที่กู้คืนได้ยาก เช่น โครเมียม ทอเรียม และยูเรเนียม โลหะผสมของแคลเซียมกับตะกั่วใช้ในแบตเตอรี่และโลหะผสมของตลับลูกปืน เม็ดแคลเซียมยังใช้เพื่อขจัดร่องรอยของอากาศออกจากอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า

Metalthermy

แคลเซียมจากโลหะบริสุทธิ์ใช้กันอย่างแพร่หลายในแร่โลหะเพื่อให้ได้โลหะหายาก

การผสมเทียม

แคลเซียมบริสุทธิ์ใช้สำหรับตะกั่วอัลลอยด์ ซึ่งใช้สำหรับการผลิตแผ่นแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดสตาร์ทเตอร์แบบไม่ต้องบำรุงรักษาที่มีการคายประจุในตัวเองต่ำ นอกจากนี้ แคลเซียมที่เป็นโลหะยังใช้ในการผลิตแคลเซียม บับบิต BKA คุณภาพสูงอีกด้วย

นิวเคลียร์ฟิวชั่น

ไอโซโทป 48Ca เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตธาตุหนักพิเศษและการค้นพบองค์ประกอบใหม่ในตารางธาตุ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของการใช้ไอออน 48Ca ในการผลิตธาตุหนักยิ่งยวดในตัวคันเร่ง นิวเคลียสของธาตุเหล่านี้จะเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ "โปรเจกไทล์" (ไอออน) อื่นๆ หลายร้อยเท่า

การใช้สารประกอบแคลเซียม

แคลเซียมไฮไดรด์ โดยการให้ความร้อนแคลเซียมในบรรยากาศไฮโดรเจน จะได้ Cah3 (แคลเซียมไฮไดรด์) ซึ่งใช้ในโลหะวิทยา (metallothermy) และในการผลิตไฮโดรเจนในสนาม

วัสดุออปติกและเลเซอร์ แคลเซียมฟลูออไรด์ (ฟลูออไรต์) ใช้ในรูปแบบของผลึกเดี่ยวในออปติก (วัตถุประสงค์ทางดาราศาสตร์ เลนส์ ปริซึม) และเป็นวัสดุเลเซอร์ แคลเซียมทังสเตต (scheelite) ในรูปแบบของผลึกเดี่ยวใช้ในเทคโนโลยีเลเซอร์และเป็นประกายแวววาว

แคลเซียมคาร์ไบด์. แคลเซียมคาร์ไบด์ CaC2 ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ได้อะเซทิลีนและเพื่อลดโลหะตลอดจนในการผลิตแคลเซียมไซยานาไมด์ (โดยการให้ความร้อนแคลเซียมคาร์ไบด์ในไนโตรเจนที่ 1200 ° C ปฏิกิริยาจะเป็นแบบคายความร้อนซึ่งดำเนินการในเตาเผาไซยานาไมด์)

แหล่งกระแสเคมี แคลเซียม เช่นเดียวกับโลหะผสมที่มีอะลูมิเนียมและแมกนีเซียม ถูกใช้ในแบตเตอรี่ไฟฟ้าความร้อนสำรองเป็นแอโนด (เช่น ธาตุแคลเซียม-โครเมต) แคลเซียมโครเมตใช้ในแบตเตอรี่เช่นแคโทด คุณลักษณะของแบตเตอรี่ดังกล่าวคืออายุการเก็บรักษาที่ยาวนานมาก (ทศวรรษ) ในสภาพที่ใช้งานได้ ความสามารถในการทำงานในทุกสภาวะ (พื้นที่ ความดันสูง) พลังงานจำเพาะสูงตามน้ำหนักและปริมาตร ข้อเสียคือระยะเวลาสั้น แบตเตอรี่ดังกล่าวถูกใช้ในที่ซึ่งจำเป็นต้องสร้างพลังงานไฟฟ้ามหาศาลในเวลาอันสั้น ( ขีปนาวุธยานอวกาศบางลำ เป็นต้น)

วัสดุทนไฟ ใช้แคลเซียมออกไซด์ทั้งในรูปแบบอิสระและเป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมเซรามิกในการผลิตวัสดุทนไฟ

ยา. สารประกอบแคลเซียมใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นยาแก้แพ้

แคลเซียมคลอไรด์

แคลเซียมกลูโคเนต

แคลเซียมกลีเซอโรฟอสเฟต

นอกจากนี้ยังมีการแนะนำสารประกอบแคลเซียมในองค์ประกอบของการเตรียมการเพื่อป้องกันโรคกระดูกพรุนใน วิตามินคอมเพล็กซ์สำหรับสตรีมีครรภ์และผู้สูงอายุ

บทบาททางชีวภาพ

แคลเซียมเป็นธาตุอาหารหลักที่พบได้ทั่วไปในพืช สัตว์ และมนุษย์ ในมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ส่วนใหญ่จะพบในโครงกระดูกและฟันในรูปของฟอสเฟต จาก หลากหลายรูปแบบแคลเซียมคาร์บอเนต (มะนาว) เป็นโครงกระดูกของกลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ (ฟองน้ำ ติ่งปะการัง,หอย เป็นต้น) แคลเซียมไอออนมีส่วนร่วมในกระบวนการแข็งตัวของเลือดตลอดจนการรักษาความดันออสโมติกในเลือดให้คงที่ แคลเซียมไอออนยังทำหน้าที่เป็นตัวส่งสารตัวที่สองที่เป็นสากล และควบคุมกระบวนการภายในเซลล์ที่หลากหลาย -- การหดตัวของกล้ามเนื้อ, exocytosis รวมถึงการหลั่งของฮอร์โมนและสารสื่อประสาท ฯลฯ ความเข้มข้นของแคลเซียมในไซโตพลาสซึมของเซลล์ของมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 10?7 โมลในของเหลวระหว่างเซลล์ประมาณ 10?3 โมล

ความต้องการแคลเซียมขึ้นอยู่กับอายุ สำหรับผู้ใหญ่ ค่าเผื่อรายวันที่ต้องการคือ 800 ถึง 1,000 มก. (มก.) และสำหรับเด็ก 600 ถึง 900 มก. ซึ่งสำคัญมากสำหรับเด็กเนื่องจากการเติบโตของโครงกระดูกอย่างเข้มข้น แคลเซียมส่วนใหญ่ที่เข้าสู่ร่างกายมนุษย์ด้วยอาหารจะพบได้ในผลิตภัณฑ์จากนม แคลเซียมที่เหลือจะพบในเนื้อสัตว์ ปลา และอาหารจากพืชบางชนิด (พืชตระกูลถั่วมีความอุดมสมบูรณ์เป็นพิเศษ) การดูดซึมเกิดขึ้นทั้งในลำไส้ใหญ่และลำไส้เล็กและอำนวยความสะดวก สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด, วิตามินดี และ วิตามินซี , แลคโตส , กรดไขมันไม่อิ่มตัว บทบาทของแมกนีเซียมในการเผาผลาญแคลเซียมก็มีความสำคัญเช่นกัน หากขาดแมกนีเซียม แคลเซียมจะถูก "ชะล้าง" ออกจากกระดูกและสะสมอยู่ในไต (นิ่วในไต) และกล้ามเนื้อ

การดูดซึมแคลเซียมป้องกันโดยแอสไพริน, กรดออกซาลิก, อนุพันธ์ของเอสโตรเจน เมื่อรวมกับกรดออกซาลิก แคลเซียมจะให้สารประกอบที่ไม่ละลายน้ำซึ่งเป็นส่วนประกอบของนิ่วในไต

ปริมาณแคลเซียมในเลือดเนื่องจากกระบวนการจำนวนมากที่เกี่ยวข้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำและเมื่อ โภชนาการที่เหมาะสมไม่มีปัญหาการขาดแคลน การขาดอาหารเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดตะคริว ปวดข้อ อาการง่วงซึม การเจริญเติบโตบกพร่อง และท้องผูก การขาดสารอาหารที่ลึกลงไปจะทำให้กล้ามเนื้อเป็นตะคริวและโรคกระดูกพรุนอย่างถาวร การใช้กาแฟและแอลกอฮอล์ในทางที่ผิดอาจเป็นสาเหตุของการขาดแคลเซียม เนื่องจากส่วนหนึ่งถูกขับออกทางปัสสาวะ

ปริมาณแคลเซียมและวิตามินดีที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดภาวะแคลเซียมในเลือดสูง ตามมาด้วยการกลายเป็นปูนที่กระดูกและเนื้อเยื่ออย่างเข้มข้น (ส่วนใหญ่ส่งผลต่อระบบทางเดินปัสสาวะ) ส่วนเกินเป็นเวลานานจะขัดขวางการทำงานของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อและเส้นประสาท เพิ่มการแข็งตัวของเลือด และลดการดูดซึมสังกะสีโดยเซลล์กระดูก ปริมาณที่ปลอดภัยสูงสุดต่อวันสำหรับผู้ใหญ่คือ 1500 ถึง 1800 มิลลิกรัม

ผลิตภัณฑ์ แคลเซียม มก./100 ก.

งา 783

ตำแย 713

ป่าชบา 505

ต้นแปลนทินใหญ่ 412

กาลินโซก้า 372

ปลาซาร์ดีนในน้ำมัน 330

Budra ivy 289

โรสฮิปสุนัข 257

อัลมอนด์ 252

ต้นแปลนทินรูปใบหอก 248

เฮเซลนัท 226

เมล็ดผักโขม 214

แพงพวย 214

ถั่วเหลืองแห้ง201

เด็กอายุต่ำกว่า 3 ปี - 600 มก.

เด็กอายุ 4 ถึง 10 ปี - 800 มก.

เด็กอายุ 10 ถึง 13 ปี - 1,000 มก.

วัยรุ่น 13 ถึง 16 ปี - 1200 มก.

เยาวชนอายุ 16 ปีขึ้นไป - 1,000 มก.

ผู้ใหญ่ 25 ถึง 50 ปี - 800 ถึง 1200 มก.

สตรีมีครรภ์และให้นมบุตร - 1,500 ถึง 2,000 มก.

บทสรุป

แคลเซียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก มีอยู่มากมายในธรรมชาติ: เทือกเขาและหินดินเหนียวก่อตัวขึ้นจากเกลือแคลเซียม พบได้ในน้ำทะเลและแม่น้ำ และเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์

แคลเซียมล้อมรอบชาวเมืองอย่างต่อเนื่อง: วัสดุก่อสร้างหลักเกือบทั้งหมด - คอนกรีต, แก้ว, อิฐ, ซีเมนต์, มะนาว - มีองค์ประกอบนี้ในปริมาณมาก

โดยธรรมชาติด้วยคุณสมบัติทางเคมีดังกล่าว แคลเซียมจึงไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติในสภาวะอิสระ แต่สารประกอบแคลเซียม - ทั้งจากธรรมชาติและประดิษฐ์ - มีความสำคัญอย่างยิ่ง

บรรณานุกรม

1. กองบรรณาธิการ: Knunyants I. L. (หัวหน้าบรรณาธิการ) สารานุกรมเคมี: ใน 5 เล่ม - มอสโก: สารานุกรมโซเวียต, 1990. - ต. 2. - ส. 293. - 671 น.

2. โดโรนิน N. A. Kaltsy, Goshimizdat, 1962. 191 หน้าพร้อมภาพประกอบ

3. Dotsenko เวอร์จิเนีย - โภชนาการบำบัดและป้องกัน - ถาม โภชนาการ, 2544 - N1-p.21-25

4. Bilezikian J. P. แคลเซียมและการเผาผลาญของกระดูก // ใน: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

โลกแห่งวิทยาศาสตร์

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบโลหะของกลุ่มย่อยหลัก II ของกลุ่ม 4 ของช่วงเวลาของระบบธาตุเคมีเป็นระยะ มันเป็นของตระกูลโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมแคลเซียมประกอบด้วย s-electrons 2 คู่

ซึ่งเขาสามารถให้อย่างกระฉับกระเฉงระหว่างปฏิกิริยาเคมี. ดังนั้นแคลเซียมจึงเป็นตัวรีดิวซ์และในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +2 โดยธรรมชาติแล้วแคลเซียมจะเกิดขึ้นในรูปของเกลือเท่านั้น เศษส่วนมวลของแคลเซียมในเปลือกโลกคือ 3.6% แร่แคลเซียมธรรมชาติหลักคือแคลไซต์ CaCO3 และพันธุ์ของมัน - หินปูน, ชอล์ก, หินอ่อน นอกจากนี้ยังมีสิ่งมีชีวิต (เช่น ปะการัง) ซึ่งกระดูกสันหลังประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นส่วนใหญ่ แร่ธาตุแคลเซียมที่สำคัญเช่นกัน ได้แก่ โดโลไมต์ CaCO3 MgCO3, ฟลูออไรท์ CaF2, ยิปซั่ม CaSO4 2h3O, อะพาไทต์, เฟลด์สปาร์ ฯลฯ แคลเซียมมีบทบาทสำคัญในชีวิตของสิ่งมีชีวิต เศษส่วนมวลของแคลเซียมใน ร่างกายมนุษย์คือ 1.4-2% เป็นส่วนหนึ่งของฟัน กระดูก เนื้อเยื่อและอวัยวะอื่นๆ มีส่วนร่วมในกระบวนการแข็งตัวของเลือด กระตุ้นการทำงานของหัวใจ เพื่อให้ร่างกายมีแคลเซียมเพียงพอจึงจำเป็นต้องบริโภคนมและผลิตภัณฑ์จากนม ผักใบเขียว ปลา แคลเซียมสารอย่างง่ายคือโลหะสีเงินขาวทั่วไป เป็นพลาสติกที่ค่อนข้างแข็ง มีความหนาแน่น 1.54 g/cm3 และจุดหลอมเหลว 842? ค. ในทางเคมี แคลเซียมมีฤทธิ์มาก ภายใต้สภาวะปกติ มันสามารถโต้ตอบกับออกซิเจนและความชื้นในอากาศได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงถูกเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิท เมื่อถูกความร้อนในอากาศ แคลเซียมจะจุดไฟและเกิดออกไซด์: 2Ca + O2 = 2CaO แคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับคลอรีนและโบรมีนเมื่อถูกความร้อน และกับฟลูออรีนแม้ในที่เย็น ผลคูณของปฏิกิริยาเหล่านี้คือเฮไลด์ที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น Ca + Cl2 = CaCl2 เมื่อแคลเซียมถูกทำให้ร้อนด้วยกำมะถัน แคลเซียมซัลไฟด์จะก่อตัวขึ้น: Ca + S = CaS แคลเซียมยังสามารถทำปฏิกิริยากับอโลหะอื่นๆ ได้ ปฏิกิริยากับน้ำ นำไปสู่การก่อตัวของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ละลายได้ไม่ดีและวิวัฒนาการของก๊าซไฮโดรเจน : Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 โลหะแคลเซียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย มันถูกใช้เป็น rozkisnik ในการผลิตเหล็กและโลหะผสม เป็นตัวรีดิวซ์สำหรับการผลิตโลหะทนไฟบางชนิด

แคลเซียมได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของแคลเซียมคลอไรด์ที่ละลาย ดังนั้นแคลเซียมจึงได้รับครั้งแรกในปี พ.ศ. 2351 โดย Humphry Davy

worldofscience.ru

โครงกระดูกประกอบด้วยมัน แต่ร่างกายไม่สามารถสร้างองค์ประกอบได้ด้วยตัวเอง มันเกี่ยวกับแคลเซียม ผู้หญิงและผู้ชายที่เป็นผู้ใหญ่ต้องได้รับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอย่างน้อย 800 มิลลิกรัมต่อวัน เป็นไปได้ที่จะสกัดจากข้าวโอ๊ต, เฮเซลนัท, นม, ข้าวบาร์เลย์ groats, ครีม, ถั่ว, อัลมอนด์

แคลเซียมพบในถั่ว มัสตาร์ด คอทเทจชีส จริงอยู่ หากคุณรวมมันเข้ากับของหวาน กาแฟ โคล่า และอาหารที่มีกรดออกซาลิก การย่อยได้ของธาตุจะลดลง

สภาพแวดล้อมในกระเพาะอาหารจะกลายเป็นด่างแคลเซียมจะถูกจับและไม่ละลายน้ำและขับออกจากร่างกาย กระดูกและฟันเริ่มแตก ธาตุคืออะไร เพราะมันกลายเป็นสิ่งสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับสิ่งมีชีวิต และมีประโยชน์สำหรับสารภายนอกสิ่งมีชีวิตหรือไม่?

คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของแคลเซียม

ที่ ระบบเป็นระยะองค์ประกอบอยู่ในอันดับที่ 20 อยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 2 ระยะเวลาที่แคลเซียมอยู่คือช่วงที่ 4 ซึ่งหมายความว่าอะตอมของสสารมี 4 ระดับอิเล็กทรอนิกส์ มีอิเล็กตรอน 20 ตัว ซึ่งระบุด้วยเลขอะตอมของธาตุ นอกจากนี้ยังเป็นพยานถึงค่าใช้จ่าย - +20

แคลเซียมในร่างกายตามธรรมชาติแล้วเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ซึ่งหมายความว่าในรูปแบบที่บริสุทธิ์ องค์ประกอบจะเป็นสีเงิน-ขาว เป็นมันเงาและสว่าง ความแข็งของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ นั้นสูงกว่าโลหะอัลคาไล

ดัชนีแคลเซียมประมาณ 3 จุด ตาม ตัวอย่างเช่น ยิปซั่มมีความแข็งเท่ากัน องค์ประกอบที่ 20 ถูกตัดด้วยมีด แต่ยากกว่าโลหะอัลคาไลธรรมดาทั่วไปมาก

ความหมายของชื่อ "ดินอัลคาไลน์" คืออะไร? ดังนั้นแคลเซียมและโลหะอื่นๆ ในกลุ่มของเขาจึงถูกขนานนามโดยนักเล่นแร่แปรธาตุ พวกเขาเรียกออกไซด์ของธาตุดิน ออกไซด์ของสาร กลุ่มแคลเซียมทำให้น้ำเป็นด่าง

อย่างไรก็ตาม เรเดียม แบเรียม และธาตุที่ 20 ไม่เพียงแต่พบร่วมกับออกซิเจนเท่านั้น มีเกลือแคลเซียมจำนวนมากในธรรมชาติ ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือแร่แคลไซต์ รูปแบบคาร์บอนิกของโลหะคือชอล์กหินปูนและยิปซั่มฉาวโฉ่ แต่ละคนคือ แคลเซียมคาร์บอเนต.

องค์ประกอบที่ 20 ยังมีสารประกอบระเหยง่าย พวกมันแต่งแต้มเปลวไฟสีส้มแดงซึ่งกลายเป็นหนึ่งในเครื่องหมายระบุสาร

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดเผาไหม้ได้ง่าย เพื่อให้แคลเซียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนก็เพียงพอแล้ว ภาวะปกติ. ในธรรมชาติเท่านั้น ธาตุนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบที่บริสุทธิ์ มีเพียงในสารประกอบเท่านั้น

แคลเซียมออกซี- ฟิล์มที่หุ้มโลหะถ้าอยู่ในอากาศ สารเคลือบมีสีเหลือง ประกอบด้วยออกไซด์มาตรฐานไม่เพียง แต่เปอร์ออกไซด์ไนไตรด์ ถ้าแคลเซียมไม่ถูกอากาศแต่โดนน้ำ แคลเซียมจะเข้าไปแทนที่

ในเวลาเดียวกัน ฝน แคลเซียมไฮดรอกไซด์. เศษโลหะบริสุทธิ์ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ดันโดยฟองไฮโดรเจน โครงการเดียวกันนี้ใช้ได้กับกรด ด้วยกรดไฮโดรคลอริกเช่นจะตกตะกอน แคลเซียมคลอไรด์และปล่อยไฮโดรเจนออกมา

ปฏิกิริยาบางอย่างต้องการอุณหภูมิสูง ถ้าถึง 842 องศา แคลเซียมกระป๋องละลาย. ที่อุณหภูมิ 1484 องศาเซลเซียส โลหะจะเดือด

สารละลายแคลเซียมนำความร้อนได้ดีเหมือนธาตุบริสุทธิ์และ ไฟฟ้า. แต่ถ้าสารนั้นร้อนมาก คุณสมบัติของโลหะก็จะสูญหายไป นั่นคือไม่มีแคลเซียมที่หลอมเหลวหรือก๊าซ

ในร่างกายมนุษย์ ธาตุจะแสดงด้วยสถานะการรวมตัวของของแข็งและของเหลว อ่อนลง น้ำแคลเซียมซึ่งมีอยู่ใน โอนได้ง่ายขึ้น นอกกระดูกมีเพียง 1% ของสารที่ 20

อย่างไรก็ตาม การขนส่งผ่านเนื้อเยื่อมีบทบาทสำคัญ แคลเซียมในเลือดควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อ รวมทั้งกล้ามเนื้อหัวใจ รักษาความดันโลหิตให้เป็นปกติ

การใช้แคลเซียม

ในรูปแบบบริสุทธิ์ โลหะถูกนำมาใช้ พวกเขาไปที่กริดแบตเตอรี่ การมีแคลเซียมในโลหะผสมช่วยลดการคายประจุของแบตเตอรี่ได้เอง 10-13% นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรุ่นที่อยู่กับที่ แบริ่งยังทำจากส่วนผสมของตะกั่วและองค์ประกอบที่ 20 โลหะผสมชนิดหนึ่งเรียกว่าแบริ่ง

ในรูปคืออาหารที่อุดมด้วยแคลเซียม

เพิ่มโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ลงในเหล็กเพื่อทำให้โลหะผสมบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกกำมะถัน คุณสมบัติรีดิวซ์ของแคลเซียมยังมีประโยชน์ในการผลิตยูเรเนียม โครเมียม ซีเซียม รูบิเดียม

แคลเซียมชนิดใดใช้ในโลหกรรมเหล็ก? บริสุทธิ์เหมือนกันหมด ความแตกต่างอยู่ในจุดประสงค์ขององค์ประกอบ ตอนนี้เขากำลังเล่นบทนี้อยู่ เป็นสารเติมแต่งสำหรับโลหะผสมที่ช่วยลดอุณหภูมิของการก่อตัวและช่วยในการแยกตะกรัน เม็ดแคลเซียมผล็อยหลับไปในอุปกรณ์ไฟฟ้าดูดเพื่อกำจัดอากาศออกจากอุปกรณ์

ไอโซโทปแคลเซียมตัวที่ 48 เป็นที่ต้องการของสถานประกอบการด้านนิวเคลียร์ มีการผลิตองค์ประกอบที่มีน้ำหนักมากเป็นพิเศษ วัตถุดิบหาได้จากเครื่องเร่งนิวเคลียร์ แยกย้ายกันไปด้วยความช่วยเหลือของไอออน - ขีปนาวุธชนิดหนึ่ง หาก Ca48 ทำหน้าที่ตามบทบาท ประสิทธิภาพของการสังเคราะห์จะเพิ่มขึ้นหลายร้อยเท่าเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ไอออนของสารอื่นๆ

ในทัศนศาสตร์ องค์ประกอบที่ 20 มีค่าเป็นสารประกอบอยู่แล้ว ฟลูออไรด์และแคลเซียมทังสเตตกลายเป็นเลนส์ วัตถุประสงค์ และปริซึม เครื่องมือทางดาราศาสตร์. แร่ธาตุยังพบได้ในเทคโนโลยีเลเซอร์

นักธรณีวิทยาเรียกแคลเซียมฟลูออไรด์ฟลูออไรต์และโวลฟราไมด์ - สคีไลต์ สำหรับอุตสาหกรรมเกี่ยวกับการมองเห็น คริสตัลเดี่ยวของพวกมันได้รับการคัดเลือก กล่าวคือ มวลรวมขนาดใหญ่ที่แยกจากกันด้วยโครงตาข่ายต่อเนื่องและรูปทรงที่ชัดเจน

ในทางการแพทย์พวกเขายังกำหนดไม่ใช่โลหะบริสุทธิ์ แต่ใช้สารตามนั้น ร่างกายดูดซึมได้ง่ายขึ้น แคลเซียมกลูโคเนต- ยาที่ถูกที่สุดที่ใช้สำหรับโรคกระดูกพรุน ยา " แคลเซียมแมกนีเซียม“กำหนดให้กับวัยรุ่น สตรีมีครรภ์ และผู้สูงอายุ

พวกเขาต้องการผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อให้ร่างกายมีความต้องการธาตุที่ 20 เพิ่มขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดโรค เมแทบอลิซึมของแคลเซียมและฟอสฟอรัส "แคลเซียมดี3". "D3" ในชื่อผลิตภัณฑ์ระบุว่ามีวิตามินดีอยู่ในนั้น หายาก แต่จำเป็นสำหรับการดูดซึมอย่างเต็มที่ แคลเซียม.

คำแนะนำถึง "แคลเซียม nycomed3"บ่งชี้ว่ายาอยู่ในสูตรยาของการกระทำรวมกัน เดียวกันมีการกล่าวเกี่ยวกับ แคลเซียมคลอไรด์. มันไม่เพียงเติมเต็มการขาดธาตุที่ 20 แต่ยังช่วยประหยัดจากความมึนเมาและยังสามารถแทนที่พลาสม่าในเลือด ในบางสภาวะทางพยาธิวิทยา อาจมีความจำเป็น

ในร้านขายยา ยา " แคลเซียมเป็นกรดแอสคอร์บิก". คู่ดังกล่าวถูกกำหนดไว้ในระหว่างตั้งครรภ์ระหว่างให้นมบุตร วัยรุ่นก็ต้องการอาหารเสริมเช่นกัน

การสกัดแคลเซียม

แคลเซียมในอาหาร, แร่ธาตุ, สารประกอบที่มนุษย์รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในรูปแบบบริสุทธิ์ โลหะถูกแยกออกได้ในปี 1808 เท่านั้น โชคเข้าข้าง Humphrey Davy นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษสกัดแคลเซียมโดยอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลวของธาตุ วิธีนี้ยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้

อย่างไรก็ตาม นักอุตสาหกรรมมักหันไปใช้วิธีที่สอง ซึ่งค้นพบหลังจากการวิจัยของฮัมฟรีย์ แคลเซียมจะลดลงจากออกไซด์ของมัน ปฏิกิริยาเริ่มต้นด้วยผงบางครั้ง ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นภายใต้สภาวะสุญญากาศที่ อุณหภูมิที่สูงขึ้น. เป็นครั้งแรกที่ประเทศสหรัฐอเมริกาถูกแยกแคลเซียมด้วยวิธีนี้ในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา

ราคาแคลเซียม

มีผู้ผลิตแคลเซียมโลหะเพียงไม่กี่ราย ดังนั้นในรัสเซีย Chapetsky ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการส่งมอบ โรงงานเครื่องกล. ตั้งอยู่ในอุดมูร์เทีย บริษัททำการค้าในเม็ดเล็ก ขี้เลื่อย และก้อนโลหะ ป้ายราคาวัตถุดิบหนึ่งตันอยู่ที่ประมาณ 1,500 ดอลลาร์

ผลิตภัณฑ์นี้ยังมีให้บริการโดยห้องปฏิบัติการเคมีบางแห่ง เช่น สมาคมนักเคมีแห่งรัสเซีย สุดท้ายเสนอ 100 กรัม แคลเซียม. ความคิดเห็นเป็นพยานว่าเป็นผงภายใต้น้ำมัน ราคาของหนึ่งแพ็คเกจคือ 320 รูเบิล

นอกจากข้อเสนอในการซื้อแคลเซียมจริงแล้ว แผนธุรกิจสำหรับการผลิตยังขายบนอินเทอร์เน็ตอีกด้วย สำหรับการคำนวณทางทฤษฎีประมาณ 70 หน้า พวกเขาขอเงินประมาณ 200 รูเบิล แผนส่วนใหญ่จัดทำขึ้นในปี 2558 กล่าวคือยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง

คำนิยาม

แคลเซียม- องค์ประกอบที่ยี่สิบของตารางธาตุ การกำหนด - Ca จากภาษาละติน "แคลเซียม" อยู่ในสมัยที่ 4 กลุ่มไอไอเอ หมายถึงโลหะ ค่าใช้จ่ายหลักคือ 20

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดชนิดหนึ่งในธรรมชาติ ประกอบด้วยประมาณ 3% (มวล) ในเปลือกโลก มันเกิดขึ้นเป็นเงินฝากจำนวนมากของหินปูนและชอล์กเช่นเดียวกับหินอ่อนซึ่งเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ตามธรรมชาติ ที่ ปริมาณมากนอกจากนี้ยังมียิปซั่ม CaSO 4 × 2H 2 O, ฟอสฟอรัส Ca 3 (PO 4) 2 และสุดท้ายคือซิลิเกตที่ประกอบด้วยแคลเซียมต่างๆ

เนื่องจาก สารง่าย ๆแคลเซียมเป็นโลหะสีขาวที่อ่อนตัวได้ค่อนข้างแข็ง (รูปที่ 1) ในอากาศจะถูกปกคลุมด้วยชั้นของออกไซด์อย่างรวดเร็วและเมื่อถูกความร้อนก็จะไหม้ด้วยเปลวไฟสีแดงสด แคลเซียมทำปฏิกิริยาค่อนข้างช้ากับน้ำเย็น แต่จาก น้ำร้อนแทนที่ไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว ก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์

ข้าว. 1. แคลเซียม รูปร่าง.

น้ำหนักอะตอมและโมเลกุลของแคลเซียม

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร (M r) เป็นตัวเลขที่แสดงว่ามวลของโมเลกุลที่กำหนดนั้นมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด และค่าสัมพัทธ์ มวลอะตอมธาตุ (A r) - มวลเฉลี่ยของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน

เนื่องจากในสถานะอิสระแคลเซียมมีอยู่ในรูปของโมเลกุล monatomic Ca ค่าของมวลอะตอมและโมเลกุลจึงเท่ากัน มีค่าเท่ากับ 40.078

ไอโซโทปของแคลเซียม

เป็นที่ทราบกันว่าในธรรมชาติแคลเซียมสามารถพบได้ในรูปของไอโซโทปเสถียรสี่ตัว 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca และ 48Ca โดยมีความโดดเด่นของไอโซโทป 40Ca (99.97%) จำนวนมวลคือ 40, 42, 43, 44, 46 และ 48 ตามลำดับ นิวเคลียสของอะตอมของแคลเซียมไอโซโทป 40 Ca มีโปรตอน 20 ตัวและนิวตรอน 20 ตัว และไอโซโทปที่เหลือแตกต่างจากจำนวนนิวตรอนเท่านั้น

มีไอโซโทปแคลเซียมเทียมด้วย เลขมวลจาก 34 ถึง 57 ซึ่งมีเสถียรภาพมากที่สุดคือ 41 Ca โดยมีครึ่งชีวิต 102,000 ปี

แคลเซียมไอออน

ที่ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมแคลเซียม มีอิเล็กตรอนสองตัวที่เป็นเวเลนซ์:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมี แคลเซียมจะปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนออกไป กล่าวคือ เป็นผู้บริจาคและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก:

Ca 0 -2e → Ca 2+.

โมเลกุลและอะตอมของแคลเซียม

ในสภาวะอิสระ แคลเซียมมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Ca monatomic นี่คือคุณสมบัติบางอย่างที่กำหนดลักษณะของอะตอมแคลเซียมและโมเลกุล:

แคลเซียมอัลลอยด์

แคลเซียมทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบโลหะผสมของโลหะผสมตะกั่วบางชนิด

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย	เขียนสมการปฏิกิริยาที่สามารถใช้ในการแปลงต่อไปนี้: Ca → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → Ca(HCO 3) 2
ตอบ	เมื่อละลายแคลเซียมในน้ำ คุณจะได้สารละลายขุ่นของสารประกอบที่เรียกว่า "น้ำนมมะนาว" - แคลเซียมไฮดรอกไซด์: Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2 โดยการส่งคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เราจะได้แคลเซียมคาร์บอเนต: 2Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O. โดยการเติมน้ำลงในแคลเซียมคาร์บอเนตและส่งต่อคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านส่วนผสมนี้ต่อไป เราจะได้แคลเซียมไบคาร์บอเนต: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2

แคลเซียม(แคลเซียม), Ca, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม II ของระบบธาตุ Mendeleev, เลขอะตอม 20, มวลอะตอม 40.08; โลหะแสงสีเงินขาว องค์ประกอบทางธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทปที่เสถียรหกชนิด: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca และ 48 Ca โดยที่ 40 Ca เป็นไอโซโทปที่พบได้บ่อยที่สุด (96.97%)

สารประกอบ Ca - หินปูน หินอ่อน ยิปซั่ม (เช่นเดียวกับปูนขาว - ผลิตภัณฑ์จากการเผาหินปูน) ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างมาตั้งแต่สมัยโบราณ จนถึงปลายศตวรรษที่ 18 นักเคมีถือว่ามะนาวเป็นสารธรรมดา ในปี 1789 A. Lavoisier แนะนำว่ามะนาว แมกนีเซีย แบไรท์ อลูมินาและซิลิกาเป็นสารที่ซับซ้อน ในปี ค.ศ. 1808 G. Davy นำส่วนผสมของปูนขาวเปียกกับปรอทออกไซด์ไปสู่อิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดปรอทเตรียมส่วนผสมของ Ca และหลังจากขับปรอทออกมาเขาก็ได้โลหะที่เรียกว่า "แคลเซียม" (จากภาษาละติน calx , สกุล กรณี แคลซิส - มะนาว) .

การกระจายแคลเซียมในธรรมชาติในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลก Ca อยู่ในอันดับที่ 5 (หลัง O, Si, Al และ Fe); เนื้อหา 2.96% โดยน้ำหนัก มันอพยพอย่างแรงและสะสมในระบบธรณีเคมีต่างๆ ทำให้เกิดแร่ธาตุ 385 (อันดับที่ 4 ในแง่ของจำนวนแร่ธาตุ) มี Ca เพียงเล็กน้อยในเสื้อคลุมของโลกและอาจน้อยกว่าในแกนกลางของโลก (0.02% ในอุกกาบาตเหล็ก) Ca มีอิทธิพลเหนือเปลือกโลกตอนล่างซึ่งสะสมอยู่ในหินพื้นฐาน Ca ส่วนใหญ่ล้อมรอบด้วยเฟลด์สปาร์ - anorthite Ca; เนื้อหาในหินพื้นฐาน 6.72% ในกรด (หินแกรนิตและอื่น ๆ ) 1.58% ความแตกต่างที่คมชัดเป็นพิเศษของ Ca เกิดขึ้นในชีวมณฑล ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับ "สมดุลคาร์บอเนต": เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ CaCO 3 คาร์บอเนต ไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ Ca (HCO 3) 2 จะเกิดขึ้น: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \ u003d Ca (HCO 3) 2 \u003d Ca 2+ + 2HCO 3- ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้และเป็นพื้นฐานของการแจกจ่าย Ca ด้วยปริมาณ CO 2 ที่สูงในน้ำ Ca อยู่ในสารละลาย และด้วยปริมาณ CO 2 ที่ต่ำ ทำให้แร่แคลไซต์ CaCO 3 ตกตะกอน ทำให้เกิดการสะสมของหินปูน ชอล์ก และหินอ่อน

การอพยพจากเชื้อชีวภาพยังมีบทบาทสำคัญในประวัติศาสตร์ของแคลิฟอร์เนีย ในสิ่งมีชีวิตจากธาตุ-โลหะ Ca เป็นองค์ประกอบหลัก เป็นที่ทราบกันดีว่าสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย Ca มากกว่า 10% (คาร์บอนมากกว่า) สร้างโครงกระดูกของพวกมันจากสารประกอบ Ca ซึ่งส่วนใหญ่เป็น CaCO 3 (สาหร่ายที่เป็นปูน หอยหลายชนิด อีไคโนเดิร์ม ปะการัง เหง้า ฯลฯ) ด้วยการฝังศพโครงกระดูกแห่งท้องทะเล สัตว์และพืชมีความเกี่ยวข้องกับการสะสมของสาหร่ายปะการังและหินปูนอื่น ๆ จำนวนมากซึ่งพรวดพราดลงไปในส่วนลึกของโลกและกลายเป็นแร่ ประเภทต่างๆหินอ่อน.

พื้นที่กว้างใหญ่ที่มีภูมิอากาศชื้น (เขตป่า, ทุนดรา) มีลักษณะเฉพาะโดยการขาด Ca - ที่นี่ถูกชะล้างออกจากดินได้ง่าย สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความอุดมสมบูรณ์ของดินต่ำ ผลผลิตของสัตว์เลี้ยงต่ำ ขนาดที่เล็ก และมักเป็นโรคเกี่ยวกับโครงกระดูก ดังนั้นการใส่ปูนในดินการให้อาหารสัตว์เลี้ยงและนก ฯลฯ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในทางกลับกัน CaCO 3 สามารถละลายได้เพียงเล็กน้อยในสภาพอากาศที่แห้งดังนั้นภูมิประเทศที่ราบกว้างใหญ่และทะเลทรายจึงอุดมไปด้วย Ca ยิปซั่ม CaSO 4 2H 2 O มักสะสมในหนองน้ำเค็มและทะเลสาบเกลือ

แม่น้ำนำ Ca จำนวนมากลงสู่มหาสมุทร แต่ก็ไม่อยู่ใน น้ำทะเล(เนื้อหาเฉลี่ย 0.04%) แต่กระจุกตัวอยู่ในโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตและหลังจากการตายของพวกมันจะถูกฝากไว้ที่ด้านล่างส่วนใหญ่ในรูปแบบของ CaCO 3 . ตะกอนปูนขาวเป็นที่แพร่หลายที่ด้านล่างของมหาสมุทรทั้งหมดที่ระดับความลึกไม่เกิน 4,000 เมตร (CaCO 3 ละลายที่ระดับความลึกมาก สิ่งมีชีวิตมักพบการขาด Ca)

มีบทบาทสำคัญในการย้ายถิ่นของ Ca เล่นโดย น้ำบาดาล. ในเทือกเขาหินปูน พวกมันจะชะล้าง CaCO 3 อย่างแรงในสถานที่ต่างๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของหินปูน การก่อตัวของถ้ำ หินงอกหินย้อย นอกจากแคลไซต์แล้ว ในทะเลของยุคทางธรณีวิทยาที่ผ่านมา การสะสมของ Ca ฟอสเฟต (เช่น ฟอสฟอรัสที่สะสมในคาราเตาในคาซัคสถาน), โดโลไมต์ CaCO 3 · MgCO 3 และยิปซั่มในระหว่างการระเหยยังแพร่หลายในทะเลของยุคทางธรณีวิทยาในอดีต .

ในระหว่าง ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาการเกิดไบโอเจนิกคาร์บอเนตเพิ่มขึ้น ในขณะที่การตกตะกอนทางเคมีของแคลไซต์ลดลง ในทะเล Precambrian (กว่า 600 ล้านปีก่อน) ไม่มีสัตว์ที่มีโครงกระดูกเป็นปูน พวกมันแพร่หลายตั้งแต่ Cambrian (ปะการัง, ฟองน้ำ, ฯลฯ ) สาเหตุนี้มีสาเหตุมาจากปริมาณ CO 2 ที่สูงในบรรยากาศ Precambrian

คุณสมบัติทางกายภาพของแคลเซียมผลึกแลตทิซของรูป α ของ Ca (คงตัวที่อุณหภูมิปกติ) คือลูกบาศก์ที่อยู่กึ่งกลางใบหน้า a = 5.56Å รัศมีอะตอม 1.97Å, รัศมีไอออนิก Ca 2+ 1.04Å ความหนาแน่น 1.54 g/cm3 (20 °C) สูงกว่า 464 °C รูป β หกเหลี่ยมจะเสถียร t pl 851 °C, t kip 1482 °C; ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิการขยายตัวเชิงเส้น 22 10 -6 (0-300 °C); ค่าการนำความร้อนที่ 20 °C 125.6 W/(m K) หรือ 0.3 cal/(cm s °C); ความร้อนจำเพาะ(0-100°C) 623.9 J/(kg K) หรือ 0.149 cal/(g°C); ความต้านทานไฟฟ้าที่ 20 °C 4.6 10 -8 ohm m หรือ 4.6 10 -6 ohm cm; ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานไฟฟ้า 4.57 10 -3 (20 °C) โมดูลัสความยืดหยุ่น 26 Gn / m 2 (2600 kgf / mm 2); ความต้านทานแรงดึง 60 MN / m 2 (6 kgf / mm 2); ขีด จำกัด ยืดหยุ่น 4 MN / m 2 (0.4 kgf / mm 2), ความแข็งแรงของผลผลิต 38 MN / m 2 (3.8 kgf / mm 2); การยืดตัว 50%; ความแข็งของบริเนล 200-300 MN / m 2 (20-30 kgf / mm 2) แคลเซียมที่มีความบริสุทธิ์สูงเพียงพอคือพลาสติก อัดรีด รีดอย่างดี และสามารถกลึงได้

คุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียมโครงแบบของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอม Ca 4s 2 ตามที่ Ca ในสารประกอบมี 2 วาเลนต์ สารเคมี Ca มีฤทธิ์มาก ที่อุณหภูมิปกติ Ca จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและความชื้นในอากาศได้ง่าย ดังนั้นมันถูกเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทหรือภายใต้น้ำมันแร่ เมื่อถูกความร้อนในอากาศหรือออกซิเจน มันจะจุดไฟ ให้ CaO พื้นฐานออกไซด์ เปอร์ออกไซด์ Ca-CaO 2 และ CaO 4 เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน ในตอนแรก Ca ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับน้ำเย็น จากนั้นปฏิกิริยาจะช้าลงเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์ม Ca(OH) 2 Ca ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับน้ำร้อนและกรด ปล่อย H 2 (ยกเว้น HNO 3) เข้มข้น มันทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนในที่เย็น และกับคลอรีนและโบรมีน - สูงกว่า 400 ° C ทำให้ CaF 2, CaCl 2 และ CaBr 2 ตามลำดับ เฮไลด์เหล่านี้อยู่ในรูปแบบสถานะหลอมเหลวโดยมี Ca ที่เรียกว่าสารประกอบย่อย - CaF, CaCl ซึ่ง Ca เป็นโมโนวาเลนต์อย่างเป็นทางการ เมื่อ Ca ถูกทำให้ร้อนด้วยกำมะถัน แคลเซียมซัลไฟด์ CaS จะได้รับ ส่วนหลังจะเพิ่มกำมะถัน ก่อตัวเป็นโพลีซัลไฟด์ (CaS 2, CaS 4 และอื่นๆ) ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนแห้งที่อุณหภูมิ 300-400 ° C Ca สร้างไฮไดรด์ CaH 2 ซึ่งเป็นสารประกอบไอออนิกซึ่งไฮโดรเจนเป็นประจุลบ ที่ 500 °C Ca และไนโตรเจนให้ Ca 3 N 2 ไนไตรด์; ปฏิกิริยาของ Ca กับแอมโมเนียในที่เย็นจะนำไปสู่คอมเพล็กซ์แอมโมเนีย Ca 6 เมื่อถูกความร้อนโดยปราศจากการเข้าถึงอากาศด้วยกราไฟต์ ซิลิกอน หรือฟอสฟอรัส Ca จะให้แคลเซียมคาร์ไบด์ CaC 2 , ซิลิไซด์ Ca 2 Si, CaSi, CaSi 2 และฟอสไฟด์ Ca 3 P 2 ตามลำดับ Ca เกิดสารประกอบระหว่างโลหะกับ Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn และอื่นๆ

รับแคลเซียม.ในอุตสาหกรรม Ca ได้มาจากสองวิธี: 1) โดยการให้ความร้อนส่วนผสมอัดก้อนของ CaO และผง Al ที่ 1200 ° C ในสุญญากาศที่ 0.01-0.02 มม. ปรอท ศิลปะ.; ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยา: 6CaO + 2 Al \u003d 3CaO Al 2 O 3 + 3Ca Ca ควบแน่นบนพื้นผิวที่เย็น 2) โดยอิเล็กโทรไลซิสของการหลอม CaCl 2 และ KCl ด้วยแคโทดทองแดง - แคลเซียมเหลวเตรียมโลหะผสมของ Cu - Ca (65% Ca) ซึ่ง Ca จะถูกกลั่นที่อุณหภูมิ 950-1,000 ° C ใน สุญญากาศ 0.1-0.001 มม. ปรอท ศิลปะ.

การใช้แคลเซียมในรูปของโลหะบริสุทธิ์ Ca ใช้เป็นสารรีดิวซ์สำหรับ U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb และโลหะหายากบางชนิดจากสารประกอบของพวกมัน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการดีออกซิเดชันของเหล็ก ทองแดง และโลหะผสมอื่นๆ สำหรับการกำจัดกำมะถันจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม สำหรับการคายน้ำของของเหลวอินทรีย์ การทำให้อาร์กอนบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกไนโตรเจน และเป็นตัวดูดซับก๊าซในอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้า วัสดุต้านการเสียดสีของระบบ Pb-Na-Ca รวมถึงโลหะผสม Pb-Ca ซึ่งใช้สำหรับการผลิตเปลือกไฟฟ้า ได้รับการประยุกต์อย่างมากในด้านเทคโนโลยี สายเคเบิล โลหะผสม Ca-Si-Ca (ซิลิโคแคลเซียม) ถูกใช้เป็นตัวขจัดออกซิไดเซอร์และดีแกสเซอร์ในการผลิตเหล็กคุณภาพสูง

แคลเซียมในร่างกาย Ca เป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่จำเป็นสำหรับกระบวนการปกติของชีวิต มีอยู่ในเนื้อเยื่อและของเหลวทั้งหมดของสัตว์และพืช มีเพียงสิ่งมีชีวิตหายากเท่านั้นที่สามารถพัฒนาในสภาพแวดล้อมที่ปราศจาก Ca ในสิ่งมีชีวิตบางชนิด ปริมาณ Ca ถึง 38%; ในมนุษย์ - 1.4-2% เซลล์ของสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์ต้องการอัตราส่วน Ca 2+ , Na + และ K + ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดในตัวกลางภายนอกเซลล์ พืชได้ Ca จากดิน ตามความสัมพันธ์กับ Ca พืชแบ่งออกเป็น calcephiles และ calcephobes สัตว์ได้รับ Ca จากอาหารและน้ำ Ca จำเป็นสำหรับการก่อตัวของอนุกรม โครงสร้างเซลล์, รักษาการซึมผ่านปกติของภายนอก เยื่อหุ้มเซลล์สำหรับการปฏิสนธิของไข่ของปลาและสัตว์อื่น ๆ การกระตุ้นของเอนไซม์จำนวนหนึ่ง ไอออน Ca 2+ ส่งแรงกระตุ้นไปยังเส้นใยของกล้ามเนื้อ ทำให้มันหดตัว เพิ่มความแข็งแรงของการหดตัวของหัวใจ เพิ่มฟังก์ชันฟาโกไซติกของเม็ดเลือดขาว กระตุ้นระบบป้องกันโปรตีนในเลือด และมีส่วนร่วมในการจับตัวเป็นก้อน ในเซลล์ Ca เกือบทั้งหมดอยู่ในรูปของสารประกอบที่มีโปรตีน กรดนิวคลีอิก ฟอสโฟลิปิด ในเชิงซ้อนที่มีฟอสเฟตอนินทรีย์และกรดอินทรีย์ ในพลาสมาเลือดของมนุษย์และสัตว์ที่สูงกว่า มี Ca เพียง 20-40% เท่านั้นที่สามารถเชื่อมโยงกับโปรตีนได้ ในสัตว์ที่มีโครงกระดูก CaCO3 ถูกใช้เป็นวัสดุก่อสร้างมากถึง 97-99%: ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของ CaCO 3 (เปลือกหอย, ปะการัง) ในสัตว์มีกระดูกสันหลังในรูปของฟอสเฟต สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมากเก็บ Ca ไว้ก่อนที่จะลอกคราบเพื่อสร้างโครงกระดูกใหม่หรือเพื่อให้มีการทำงานที่สำคัญในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

เนื้อหาของ Ca ในเลือดของมนุษย์และสัตว์ที่สูงขึ้นนั้นควบคุมโดยฮอร์โมนของพาราไทรอยด์และต่อมไทรอยด์ วิตามินดีมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเหล่านี้ การดูดซึม Ca เกิดขึ้นที่ด้านหน้า ลำไส้เล็ก. การดูดซึมของ Ca แย่ลงเมื่อความเป็นกรดในลำไส้ลดลงและขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของ Ca, P และไขมันในอาหาร อัตราส่วน Ca / P ที่เหมาะสมที่สุดในนมวัวคือประมาณ 1.3 (ในมันฝรั่ง 0.15 ในถั่ว 0.13 ในเนื้อสัตว์ 0.016) ด้วยปริมาณ P หรือกรดออกซาลิกที่มากเกินไปในอาหาร การดูดซึมของ Ca จะเสื่อมลง กรดน้ำดีเร่งการดูดซึม อัตราส่วน Ca/ไขมันที่เหมาะสมในอาหารของมนุษย์คือ 0.04-0.08 กรัมของ Ca ต่อไขมัน 1 กรัม การขับถ่ายของ Ca เกิดขึ้นส่วนใหญ่ผ่านทางลำไส้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในระหว่างการให้นมจะสูญเสีย Ca ไปกับนมเป็นจำนวนมาก ด้วยการละเมิดการเผาผลาญฟอสฟอรัสแคลเซียมในสัตว์เล็กและเด็กโรคกระดูกอ่อนจะพัฒนาในสัตว์ที่โตเต็มวัย - การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและโครงสร้างของโครงกระดูก (osteomalacia)

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม II ที่มีเลขอะตอม 20 ในระบบธาตุแสดงด้วยสัญลักษณ์ Ca (lat. Calcium) แคลเซียมเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธสีเทาเงินอ่อน

20 องค์ประกอบของตารางธาตุ ชื่อของธาตุมาจาก lat. calx (ในกรณีสัมพันธการก calcis) - "lime", "soft stone" มันถูกเสนอโดยนักเคมีชาวอังกฤษ Humphry Davy ซึ่งแยกแคลเซียมโลหะออกในปี 1808
สารประกอบแคลเซียม - หินปูน, หินอ่อน, ยิปซั่ม (เช่นเดียวกับมะนาว - ผลิตภัณฑ์จากหินปูนที่เผาไหม้) ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเมื่อหลายพันปีก่อน
แคลเซียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก สารประกอบแคลเซียมมีอยู่ในเนื้อเยื่อของสัตว์และพืชเกือบทั้งหมด คิดเป็น 3.38% ของมวลเปลือกโลก (อันดับที่ 5 รองจากออกซิเจน ซิลิกอน อะลูมิเนียม และเหล็ก)

หาแคลเซียมในธรรมชาติ

เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีสูงของแคลเซียมในรูปแบบอิสระไม่พบในธรรมชาติ
แคลเซียมคิดเป็น 3.38% ของมวลเปลือกโลก (อันดับที่ 5 รองจากออกซิเจน ซิลิกอน อะลูมิเนียม และเหล็ก) เนื้อหาองค์ประกอบใน น้ำทะเล- 400 มก. / ล.

ไอโซโทป

แคลเซียมเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของส่วนผสมของไอโซโทปหกชนิด: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca และ 48Ca ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว - 40Ca - คือ 96.97% นิวเคลียสของแคลเซียมมีจำนวนโปรตอนวิเศษ: Z = 20. ไอโซโทป
40
20
Ca20 และ
48
20
Ca28 เป็นสองในห้านิวเคลียสของเลขมหัศจรรย์สองเท่าที่พบในธรรมชาติ
ในหกไอโซโทปแคลเซียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีห้าไอโซโทปที่เสถียร ไอโซโทป 48Ca ที่หก หนักที่สุดในหกและหายากมาก (ไอโซโทปที่มีอยู่มากมายเพียง 0.187%) ผ่านการสลายตัวของเบตาสองครั้งด้วยครึ่งชีวิต 1.6 1017 ปี

ในหินและแร่ธาตุ

แคลเซียมส่วนใหญ่มีอยู่ในองค์ประกอบของซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกตของหินต่างๆ (หินแกรนิต ไนซ์ เป็นต้น) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเฟลด์สปาร์ - อะนอร์ไทต์ Ca
ในรูปของหินตะกอน สารประกอบแคลเซียมจะแสดงด้วยชอล์กและหินปูน ซึ่งประกอบด้วยแคลไซต์แร่ (CaCO3) เป็นหลัก รูปแบบผลึกของแคลไซต์ หินอ่อน พบได้น้อยมากในธรรมชาติ
แร่ธาตุแคลเซียม เช่น แคลไซต์ CaCO3 แอนไฮไดรต์ CaSO4 เศวตศิลา CaSO4 0.5H2O และยิปซั่ม CaSO4 2H2O ฟลูออไรท์ CaF2 อะพาไทต์ Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), โดโลไมต์ MgCO3 CaCO3 ค่อนข้างแพร่หลาย การปรากฏตัวของเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมในน้ำธรรมชาติเป็นตัวกำหนดความกระด้างของมัน
แคลเซียมซึ่งเคลื่อนที่อย่างแรงในเปลือกโลกและสะสมในระบบธรณีเคมีต่างๆ ก่อตัวเป็นแร่ธาตุ 385 ชนิด (ที่สี่ในแง่ของจำนวนแร่ธาตุ)

บทบาททางชีวภาพของแคลเซียม

แคลเซียมเป็นธาตุอาหารหลักที่พบได้ทั่วไปในพืช สัตว์ และมนุษย์ ในมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ส่วนใหญ่อยู่ในโครงกระดูกและฟัน แคลเซียมพบได้ในกระดูกในรูปของไฮดรอกซีอะพาไทต์ "โครงกระดูก" ของกลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ (ฟองน้ำ ติ่งปะการัง หอย ฯลฯ) ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต (มะนาว) รูปแบบต่างๆ แคลเซียมไอออนมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการแข็งตัวของเลือด และยังทำหน้าที่เป็นตัวส่งสารตัวที่สองภายในเซลล์และควบคุมกระบวนการภายในเซลล์ต่างๆ เช่น การหดตัวของกล้ามเนื้อ เซลล์สร้างเซลล์ผิดปกติ รวมถึงการหลั่งฮอร์โมนและสารสื่อประสาท ความเข้มข้นของแคลเซียมในไซโตพลาสซึมของเซลล์มนุษย์อยู่ที่ประมาณ 10-4 มิลลิโมล/ลิตร ในของเหลวระหว่างเซลล์ประมาณ 2.5 มิลลิโมล/ลิตร

ความต้องการแคลเซียมขึ้นอยู่กับอายุ สำหรับผู้ใหญ่อายุ 19-50 ปีและเด็กอายุ 4-8 ปี รวมความต้องการรายวัน (RDA) 1,000 มก. (บรรจุในนมประมาณ 790 มล. มีไขมัน 1%) และสำหรับเด็กอายุ 9 ถึง 18 ปี - 1300 มก. ต่อวัน (บรรจุในนมประมาณ 1030 มล. มีไขมัน 1%) ที่ วัยรุ่นการบริโภคแคลเซียมที่เพียงพอเป็นสิ่งสำคัญมากเนื่องจากการเติบโตของโครงกระดูกอย่างเข้มข้น อย่างไรก็ตาม จากการวิจัยในสหรัฐอเมริกา มีเพียง 11% ของเด็กผู้หญิงและ 31% ของเด็กชายอายุ 12-19 ปีเท่านั้นที่สามารถตอบสนองความต้องการของพวกเขาได้ ในอาหารที่สมดุล แคลเซียมส่วนใหญ่ (ประมาณ 80%) จะเข้าสู่ร่างกายของเด็กด้วยผลิตภัณฑ์จากนม แคลเซียมที่เหลือมาจากซีเรียล (รวมถึงขนมปังโฮลเกรนและบัควีท) พืชตระกูลถั่ว ส้ม ผักใบเขียว ถั่วต่างๆ ผลิตภัณฑ์จากนมที่มีไขมันจากนม (เนย ครีม ครีมเปรี้ยว ไอศกรีมเป็นครีม) แทบไม่มีแคลเซียม ยิ่งไขมันนมในผลิตภัณฑ์จากนมมากเท่าใด แคลเซียมก็จะยิ่งมีน้อยลง การดูดซึมแคลเซียมในลำไส้เกิดขึ้นได้สองวิธี: ทรานส์เซล (ทรานส์เซลลูลาร์) และระหว่างเซลล์ (พาราเซลลูลาร์) กลไกแรกเป็นสื่อกลางโดยการกระทำของวิตามินดี (calcitriol) ในรูปแบบแอคทีฟและตัวรับในลำไส้ มีบทบาทสำคัญในการบริโภคแคลเซียมต่ำถึงปานกลาง ด้วยปริมาณแคลเซียมที่สูงขึ้นในอาหาร การดูดซึมระหว่างเซลล์จึงเริ่มมีบทบาทหลัก ซึ่งสัมพันธ์กับการไล่ระดับความเข้มข้นของแคลเซียมในปริมาณมาก เนื่องจากกลไกข้ามเซลล์ แคลเซียมจึงถูกดูดซึมในลำไส้เล็กส่วนต้นในระดับที่มากขึ้น (เนื่องจากมีความเข้มข้นสูงสุดของตัวรับในแคลซิทริออลที่นั่น) เนื่องจากการถ่ายโอนแบบพาสซีฟระหว่างเซลล์ การดูดซึมแคลเซียมจึงมีผลมากที่สุดในลำไส้เล็กทั้งสามส่วน การดูดซึมแคลเซียมได้รับการส่งเสริมพาราเซลโดยแลคโตส (น้ำตาลนม)

การดูดซึมแคลเซียมถูกขัดขวางโดยไขมันสัตว์บางชนิด (รวมถึง นมวัวและไขเนื้อ แต่ไม่ใช่น้ำมันหมู) และน้ำมันปาล์ม กรดปาลมิติกและสเตียริกที่มีอยู่ในไขมันดังกล่าว กรดไขมันจะถูกแยกออกระหว่างการย่อยอาหารในลำไส้และในรูปแบบอิสระผูกแคลเซียมอย่างแน่นหนาสร้างแคลเซียมปาล์มเมตและแคลเซียมสเตียเรต (สบู่ที่ไม่ละลายน้ำ) ในรูปสบู่กับเก้าอี้ตัวนี้ แคลเซี่ยมและไขมันหายไป กลไกนี้มีหน้าที่ในการดูดซึมแคลเซียมลดลง ลดการสร้างแร่กระดูก และลดการวัดความแข็งแรงของกระดูกทางอ้อมในทารกโดยใช้สูตรสำหรับทารก น้ำมันปาล์ม(ปาล์มโอเลอิน). ในเด็กเหล่านี้การก่อตัวของสบู่แคลเซียมในลำไส้มีความเกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของอุจจาระลดความถี่รวมถึงการสำรอกและอาการจุกเสียดบ่อยขึ้น

ความเข้มข้นของแคลเซียมในเลือดเนื่องจากมีความสำคัญต่อชีวิตจำนวนมาก กระบวนการที่สำคัญได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ และด้วยโภชนาการที่เหมาะสมและการบริโภคผลิตภัณฑ์นมที่มีไขมันต่ำและวิตามินดีที่เพียงพอ การขาดสารอาหารจะไม่เกิดขึ้น การขาดแคลเซียมและ/หรือวิตามินดีเป็นเวลานานในอาหารทำให้เกิดความเสี่ยงต่อโรคกระดูกพรุนและทำให้เกิดโรคกระดูกอ่อนในวัยทารก

ปริมาณแคลเซียมและวิตามินดีที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดภาวะแคลเซียมในเลือดสูงได้ ปริมาณที่ปลอดภัยสูงสุดสำหรับผู้ใหญ่อายุ 19 ถึง 50 ปีรวมแล้วคือ 2500 มก. ต่อวัน (ประมาณ 340 กรัมของชีสเอดัม)

การนำความร้อน