칼슘은 무엇과 반응하지 않습니까? 칼슘의 물리적 성질

칼슘 - 요소 주요 하위 그룹두 번째 그룹, 원자 번호 20의 화학 원소 주기율표의 네 번째 기간. 기호 Ca(위도 칼슘)로 표시됩니다. 단순 물질인 칼슘(CAS 번호: 7440-70-2)은 은백색의 부드럽고 반응성이 있는 알칼리 토금속입니다.

이름의 역사와 유래

요소의 이름은 Lat에서 유래되었습니다. 칼크스(in 속격칼시스) - "석회", "연석". 이는 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비가 전해법으로 칼슘 금속을 분리하여 제안한 것입니다. Davy는 양극 역할을 하는 백금판 위에 습식 소석회와 산화수은 HgO의 혼합물을 전기분해했습니다. 음극은 액체 수은에 담긴 백금 와이어였습니다. 전기분해 결과 칼슘아말감이 얻어졌다. 그로부터 수은을 증류한 후 데이비는 칼슘이라는 금속을 얻었습니다.
칼슘 화합물 - 석회석, 대리석, 석고 (석회 - 석회석 소성 생성물)는 수천년 전에 건설에 사용되었습니다. 18세기 말까지 화학자들은 석회를 단순한 고체로 간주했습니다. 1789년에 A. Lavoisier는 석회, 마그네시아, 중정석, 알루미나 및 실리카가 복합 물질이라고 제안했습니다.

영수증

유리 금속 칼슘은 CaCl 2 (75-80%) 및 KCl 또는 CaCl 2 및 CaF 2로 구성된 용융물의 전기 분해와 1170-1200 °C에서 CaO의 알루미늄열 환원을 통해 얻습니다.
4CaO + 2Al → CaAl2O4 + 3Ca.

물리적 특성

금속칼슘은 두 가지 형태로 존재합니다. 동소체 변형. 최대 443°C에서 입방체 면심 격자(매개변수 a = 0.558nm)를 갖는 α-Ca는 α-Fe 유형(매개변수 a = 0.448nm)의 입방체 중심 격자를 갖는 β-Ca가 안정적입니다. 더 안정적입니다. α → β 전이의 표준 엔탈피 ΔH 0 는 0.93 kJ/mol입니다.
압력이 점차 높아지면서 반도체의 성질을 나타내기 시작하지만, 내부에서는 반도체가 되지는 않는다. 모든 의미에서이 단어는 더 이상 금속이 아닙니다. 압력이 더 증가하면 금속 상태로 돌아가 초전도 특성을 나타내기 시작합니다(초전도 온도는 수은 온도보다 6배 높으며 전도성의 다른 모든 원소보다 훨씬 높습니다). 칼슘의 독특한 행동은 여러 면에서 스트론튬과 유사합니다(즉, 주기율표의 유사점이 남아 있습니다).

화학적 성질

칼슘은 전형적인 알칼리 토금속이다. 칼슘의 화학적 활성은 높지만 다른 모든 알칼리 토금속보다 낮습니다. 공기 중의 산소, 이산화탄소 및 습기와 쉽게 반응하기 때문에 칼슘 금속의 표면은 일반적으로 흐릿한 회색이므로 실험실에서 칼슘은 일반적으로 다른 알칼리 토금속과 마찬가지로 단단히 닫힌 병에 층 아래에 저장됩니다. 등유 또는 액체 파라핀.

전기음성도 1.00(폴링 척도) 전극 전위 −2,76 산화 상태 2 이온화 에너지
(첫 번째 전자) 589.4 (6.11) kJ/mol (eV) 단순 물질의 열역학적 특성 밀도(정상 조건에서) 1.55g/cm3 녹는점 1112K; 838.85°C 비등점 1757K; 1483.85°C Ud. 융합열 9.20kJ/mol Ud. 기화열 153.6kJ/mol 몰 열용량 25.9J/(K몰) 몰량 29.9cm³/mol 단체의 결정 격자 격자 구조 입방체 면중심 격자 매개변수 5,580 데바이 온도 230 기타 특성 열전도율 (300K) (201) W/(m·K) CAS 번호 7440-70-2 방출 스펙트럼

이름의 역사와 유래

요소의 이름은 Lat에서 유래되었습니다. calx (속격의 경우 칼시스) - "석회", "연석". 이는 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비가 전해법으로 칼슘 금속을 분리하여 제안한 것입니다. Davy는 양극 역할을 하는 백금판 위에서 젖은 소석회 혼합물을 전기분해했습니다. 음극은 액체에 담긴 백금 와이어였습니다. 전기분해 결과 칼슘아말감이 얻어졌다. 그로부터 수은을 증류한 후 데이비는 칼슘이라는 금속을 얻었습니다.

동위원소

칼슘은 6가지 동위원소(40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca 및 48 Ca)의 혼합물로 자연에서 발생하며, 그중 가장 일반적인 40 Ca는 96.97%입니다. 칼슘 핵에는 마법의 수의 양성자가 포함되어 있습니다. 지= 20 . 동위원소 40
20Ca20
그리고 48
20 Ca28
자연에 존재하는 5개의 이중 마법핵 중 2개입니다.

6개 중 천연 동위원소칼슘 5는 안정적입니다. 여섯 번째 동위원소 48 Ca는 6개 중 가장 무겁고 매우 희귀한(동위원소 풍부도가 0.187%에 불과함) 반감기가 (4.39 ± 0.58)⋅10 19년인 이중 베타 붕괴를 겪습니다.

암석과 광물에서

칼슘이 활발하게 이동합니다. 지각다양한 지구화학적 시스템에 축적되어 385개의 광물을 형성합니다(광물 수에서 4위).

대부분의 칼슘은 다양한 암석(화강암, 편마암 등)의 규산염과 알루미노규산염, 특히 장석-대석암 Ca에 함유되어 있습니다.

방해석 CaCO 3 , 경석고 CaSO 4 , 설화석고 CaSO 4 ·0.5H 2 O 및 석고 CaSO 4 ·2H 2 O, 형석 CaF 2 , 인회석 Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), 백운석과 같은 칼슘 광물 MgCO3·CaCO3 . 칼슘과 마그네슘 염의 존재 천연수경도가 결정됩니다.

주로 미정질 방해석으로 구성된 퇴적암은 석회암입니다(그 변종 중 하나는 분필입니다). 지역적 변성작용은 석회암을 대리석으로 변화시킵니다.

지각에서의 이동

칼슘의 자연 이동에서 탄산칼슘과 물 및 이산화탄소의 상호 작용과 가용성 중탄산염의 형성에 대한 가역적 반응과 관련된 "탄산염 평형"이 중요한 역할을 합니다.

C a C O 3 + H 2 O + C O 2 ⇄ C a (H C O 3) 2 ⇄ C a 2 + + 2 H C O 3 − (\displaystyle (\mathsf (CaCO_(3)+H_(2)O+CO_(2 )\rightleftarrows Ca(HCO_(3))_(2)\rightleftarrows Ca^(2+)+2HCO_(3)^(-))))

(이산화탄소의 농도에 따라 평형이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다.)

생물학적 이동은 큰 역할을 합니다.

생물권에서는

칼슘 화합물은 거의 모든 동물 및 식물 조직에서 발견됩니다(아래 참조). 상당한 양의 칼슘이 살아있는 유기체에서 발견됩니다. 따라서 수산화인회석 Ca 5 (PO 4) 3 OH, 또는 다른 항목에서 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2는 인간을 포함한 척추동물의 뼈 조직의 기초입니다. 많은 무척추 동물, 달걀 껍질 등의 껍질과 껍질은 탄산 칼슘 CaCO 3로 구성됩니다. 인간과 동물의 생체 조직에는 1.4-2 % Ca가 있습니다 (에 따르면) 질량 분율); 체중 70kg의 인체에서 칼슘 함량은 약 1.7kg입니다(주로 뼈 조직의 세포간 물질에 있음).

영수증

유리 금속 칼슘은 CaCl 2 (75-80%) 및 KCl 또는 CaCl 2 및 CaF 2로 구성된 용융물의 전기 분해와 1170-1200 °C에서 CaO의 알루미늄열 환원을 통해 얻습니다. 4 C a O + 2 A l → C a A l 2 O 4 + 3 C a (\displaystyle (\mathsf (4CaO+2Al\rightarrow CaAl_(2)O_(4)+3Ca)))

물리적 특성

칼슘 금속은 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 최대 443°C까지 안정적 α-Ca입방체 면심 격자(매개변수 에이= 0.558nm), 더 안정적 β-Ca입방체심 격자형으로 α-Fe(매개변수 에이= 0.448nm). 표준엔탈피 Δ H 0 (\displaystyle \Delta H^(0))이행 α → β 0.93 kJ/mol입니다.

압력이 점진적으로 증가하면 반도체의 특성을 나타내기 시작하지만 완전한 의미의 반도체가 되지는 않습니다(더 이상 금속이 아닙니다). 압력이 더 증가하면 금속 상태로 돌아가 초전도 특성을 나타내기 시작합니다(초전도 온도는 수은 온도보다 6배 높으며 전도성의 다른 모든 원소보다 훨씬 높습니다). 칼슘의 독특한 성질은 여러 면에서 스트론튬과 유사합니다(즉, 주기율표의 유사점이 보존됩니다).

화학적 성질

일련의 표준 전위에서 칼슘은 수소의 왼쪽에 위치합니다. 기준 전극 전위 Ca 2+ /Ca 0 −2.84 V 쌍을 이루므로 칼슘은 물과 활발하게 반응하지만 점화되지는 않습니다.

C a + 2 H 2 O → C a (OH) 2 + H 2 .

(\displaystyle (\mathsf (Ca+2H_(2)O\rightarrow Ca(OH)_(2)+H_(2)\uparrow .)))

물에 용해된 중탄산칼슘의 존재 여부에 따라 물의 임시 경도가 크게 결정됩니다. 물이 끓으면 중탄산염이 분해되어 CaCO3가 침전되기 때문에 일시적이라고 합니다. 예를 들어, 이 현상은 시간이 지남에 따라 주전자에 스케일이 형성된다는 사실로 이어집니다.

애플리케이션

칼슘은 철강의 탈산을 위해 야금에서 알루미늄과 함께 또는 알루미늄과 함께 널리 사용됩니다. 칼슘 함유 와이어를 사용한 노외 가공은 용융물의 물리화학적 상태, 금속의 거시 및 미세 구조, 금속 제품의 품질 및 특성에 대한 칼슘의 다인자 영향으로 인해 선도적인 위치를 차지하고 있으며 필수 요소입니다. 철강 생산 기술의 일부. 현대 야금학에서는 주입 와이어를 사용하여 용융물에 칼슘(때때로 규소칼슘 또는 알루미늄칼슘)을 분말 형태 또는 강철 외피에 압축된 금속 형태로 주입합니다. 탈산(강철에 용해된 산소 제거)과 함께 칼슘을 사용하면 자연, 구성 및 모양이 유리하고 추가 기술 작업 중에 파괴되지 않는 비금속 개재물을 얻을 수 있습니다.

동위원소 48 Ca는 초중원소 생산과 주기율표의 새로운 원소 발견에 효과적이고 가장 일반적으로 사용되는 물질 중 하나입니다. 이는 칼슘-48이 이중 마법핵이기 때문에 그 안정성으로 인해 가벼운 핵에 비해 중성자가 충분히 풍부할 수 있습니다. 초중핵을 합성하려면 과량의 중성자가 필요합니다.

생물학적 역할

혈중 칼슘 농도가 중요하기 때문에 큰 수중요한 프로세스가 정확하게 규제되고, 적절한 영양저지방 유제품의 적절한 섭취와 비타민 D 결핍이 발생하지 않습니다. 장기간 식단에서 칼슘 및/또는 비타민 D가 부족하면 골다공증 위험이 증가하고 유아기에는 구루병이 발생합니다.

메모

브리넬 경도 200-300 MPa
Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, 글렌다 오코너, 토마스 왈치크, 요네다 시게, 주 샹쿤.원소의 원자량 2011(IUPAC 기술 보고서) // 순수 및 응용 화학. - 2013. - Vol. 85, 아니. 5. -P.1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
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핵의 껍질 모델
비타민 D와 칼슘에 대한 식이 참고 섭취량 검토를 위한 미국 의학 연구소 위원회; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, 편집자(2011).

칼슘 화합물.

사오– 석회석 분해로 얻은 산화 칼슘 또는 생석회 : CaCO 3 = CaO + CO 2는 알칼리 토금속의 산화물이므로 물과 활발하게 상호 작용합니다. CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

칼슘(OH) 2 – 수산화칼슘 또는 소석회, 따라서 CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 반응을 석회 소화라고 합니다. 용액을 여과하면 결과는 석회수입니다. 이것은 알칼리 용액이므로 페놀프탈레인의 색이 진홍색으로 변합니다.

소석회는 건축에 널리 사용됩니다. 모래와 물의 혼합물은 좋은 결합 재료입니다. 이산화탄소의 영향으로 혼합물은 Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO3 + H 2 O로 경화됩니다.

동시에 모래와 혼합물의 일부는 규산염 Ca(OH) 2 + SiO 2 = CaSiO 3 + H 2 O로 변합니다.

Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 2 + H 2 O 및 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca (HCO 3) 2 방정식은 자연과 지구의 모습을 형성하는 데 큰 역할을 합니다. 조각가와 건축가의 형태로 이산화탄소는 탄산암 지층에 지하 궁전을 만듭니다. 수백, 수천 톤의 석회암을 지하로 옮길 수 있습니다. 암석의 균열을 통해 이산화탄소가 용해된 물이 석회암층으로 들어가 공동(캐스터 동굴)을 형성합니다. 중탄산칼슘은 용액에만 존재합니다. 지하수는 지각 내에서 이동하며 적절한 조건에서 물을 증발시킵니다. Ca(HCO3) 2 = CaCO3 + H2O + CO 2 , 이것이 종유석과 석순이 형성되는 방식이며, 그 형성 계획은 유명한 지구화학자 A.E. 페르스만. 크리미아에는 카스트럼 동굴이 많이 있습니다. 과학은 그들을 연구한다 동굴학.

건설에 사용되는 탄산칼슘 CaCO3- 분필, 석회암, 대리석. 여러분 모두 우리 기차역을 보셨을 것입니다. 그것은 해외에서 가져온 흰색 대리석으로 장식되어 있습니다.

경험:튜브를 통해 석회수 용액을 불어 넣으면 흐려집니다. .

칼슘(OH) 2 + 콜로라도 2 = CaCO 3 + 엔 2 에 대한

형성된 침전물에 아세트산을 첨가하면 끓는 현상이 관찰됩니다. 이산화탄소가 방출됩니다.

CaCO 3 +2CH 3 COOH = 칼슘(CH 3 수) 2 +H 2 O + CO 2

탄산염 형제의 이야기.

세 형제가 지구에 산다
탄산염 계열에서.
형은 잘생긴 마블이고,
카라라의 이름으로 영광스러운,
훌륭한 건축가. 그
로마와 파르테논 신전을 건설했습니다.
라임스톤은 다들 아시죠?
그렇기 때문에 이름이 그렇게 붙여진 것입니다.
그의 작품으로 유명함
집 뒤에 집을 짓습니다.
능력도 있고 능력도 있고
부드러운 동생 MEL.
그 사람이 어떻게 그리는지 보세요.
이 CaCO 3!
형제들은 장난치는 것을 좋아한다
뜨거운 오븐에 데워서,
그러면 CaO와 CO 2가 형성됩니다.
이것은 이산화탄소다.
여러분 각자는 그 사람을 잘 알고 있습니다.
우리는 그것을 내뿜습니다.
자, 여기는 SaO-
뜨겁게 구운 생석회.
거기에 물을 넣고,
잘 섞어주세요
트러블이 나지 않도록,
우리는 손을 보호합니다
잘 반죽된 라임이지만 깨졌습니다!
라임우유
벽은 쉽게 하얗게 칠해집니다.
밝은 집이 밝아지고,
석회를 분필로 바꾸는 것.
사람들을 위한 호커스 포커스:
당신이 해야 할 일은 물을 불어넣는 것뿐이다.
얼마나 쉬운가
우유로 변했어요!
그리고 지금은 꽤 영리해졌어
나는 탄산음료를 얻습니다:
우유+식초. 아아!
거품이 가장자리 위로 쏟아져 나옵니다!
모든 것이 걱정 속에 있고 모든 것이 일하고 있습니다
새벽부터 새벽까지 -
이 형제 탄산염,
이 CaCO 3!

되풀이: CaO– 산화칼슘, 생석회;
칼슘(OH) 2 – 수산화칼슘(용액 농도에 따라 소석회, 석회수, 석회유).
일반 - 동일 화학식칼슘(OH) 2. 차이점: 석회수는 Ca(OH) 2 의 투명한 포화 용액이고, 석회유는 물에 Ca(OH) 2 가 있는 흰색 현탁액입니다.
CaCl 2 - 염화칼슘, 염화칼슘;
CaCO 3 – 탄산칼슘, 백악, 조개대리석, 석회암.
L/R: 컬렉션.다음으로, 학교 실험실에서 사용할 수 있는 석회암, 백악, 대리석, 조개암 등의 광물 컬렉션을 보여줍니다.
CaS0 4 ∙ 하반기 2 0 - 황산칼슘 결정 수화물, 석고;
CaCO 3 - 방해석, 탄산칼슘은 지구상 3천만km2를 차지하는 많은 광물의 일부입니다.

이 미네랄 중 가장 중요한 것은 석회암. 조개 암석, 유기 기원의 석회암. 시멘트, 탄화칼슘, 소다, 모든 종류의 석회 및 야금 생산에 사용됩니다. 석회석은 건설 산업의 기초이며 많은 건축 자재가 석회석으로 만들어집니다.

분필치약과 학교 분필만이 아닙니다. 이는 또한 종이(코팅 - 최고 품질) 및 고무; 건물 건설 및 개조 시 - 백색 도료로 사용됩니다.

대리석은 밀도가 높은 결정질 암석입니다. 흰색이 있지만 가장 흔히 다양한 불순물이 다른 색상으로 착색됩니다. 순백색 대리석은 드물며 조각가(미켈란젤로, 로댕의 조각상)가 주로 사용합니다. 건축에서 유색 대리석은 외장재(모스크바 메트로) 또는 심지어 궁전의 주요 건축 자재(타지마할)로 사용됩니다.

흥미로운 것들의 세계 “타지마할 영묘”

대 무굴 왕조의 샤 자한은 거의 모든 아시아 지역을 두려움과 복종 속에 두었습니다. 1629년, 샤 자한의 사랑하는 아내 뭄자트 마할(Mumzat Mahal)은 캠페인 중 출산 중 39세의 나이로 사망했습니다(이 아이는 그들의 14번째 아이였으며 모두 남자였습니다). 그녀는 유난히 아름답고, 밝고, 똑똑했고, 황제는 모든 일에 그녀에게 순종했습니다. 그녀는 죽기 전에 남편에게 무덤을 만들고 아이들을 돌보고 결혼하지 말라고 부탁했습니다. 슬픔에 빠진 왕은 모든 사람에게 사신을 보냈습니다. 대도시, 이웃 국가의 수도-부하라, 사마르 칸트, 바그다드, 다마스쿠스로 최고의 장인을 찾고 초대하기 위해-아내를 기념하여 왕은 세계 최고의 건물을 세우기로 결정했습니다. 동시에 메신저는 아시아 최고의 건물과 최고의 건축 자재에 대한 계획을 아그라 (인도)로 보냈습니다. 그들은 심지어 러시아와 우랄에서 공작석을 가져왔습니다. 수석 석공들은 델리와 칸다하르에서 왔습니다. 건축가 - 이스탄불, 사마르칸트 출신; 장식가 - 부하라 출신; 정원사 - 벵골 출신; 예술가들은 다마스커스와 바그다드 출신이었고, 유명한 거장 우스타드 이사(Ustad-Isa)가 책임을 맡았습니다.

25년이 넘는 시간 동안 녹색 정원, 푸른 분수, 붉은 사암 모스크로 둘러싸인 초크 대리석 구조물이 건설되었습니다. 2만 명의 노예가 75m(25층 건물)의 이 기적을 세웠다. 근처에 나는 검은 대리석으로 두 번째 영묘를 짓고 싶었지만 시간이 없었습니다. 그는 자기 아들(둘째, 자기 형제도 다 죽임)에 의해 왕위에서 폐위되었습니다.

아그라의 통치자이자 주인은 생애의 마지막 몇 년을 감옥의 좁은 창문 밖을 내다보며 보냈습니다. 7년 동안 아버지는 자신의 창조물을 존경하셨습니다. 아버지가 눈이 멀자, 아들은 아버지가 영묘를 감상할 수 있도록 거울 시스템을 만들어 주었습니다. 그는 타지마할의 뭄타즈(Mumtaz) 옆에 묻혔습니다.

영묘에 들어가는 사람들은 기념비, 즉 가짜 무덤을 봅니다. 대칸과 그의 아내의 영원한 안식처는 지하 아래층에 있습니다. 그곳에 있는 모든 것은 마치 살아 있는 것처럼 빛나는 보석으로 덮여 있고, 동화 속 나무 가지들이 꽃과 얽혀 복잡한 문양으로 무덤의 벽을 장식하고 있습니다. 최고의 조각가들이 제작한 청록색 청금석, 녹청색 비취, 붉은색 자수정은 샤 자할(Shah Jahal)과 뭄자트 마할(Mumzat Mahal)의 사랑을 기념합니다.

매일 관광객들이 진실을 보고 싶어 아그라로 몰려든다 세계의 불가사의 - 타지마할 영묘, 마치 땅 위에 떠 있는 것처럼.

CaCO 3 연체동물, 산호, 조개껍질 등의 외골격과 달걀껍질을 만드는 건축자재입니다. (그림이나 산호 생물권의 동물”과 바다 산호, 해면, 조개 암석 컬렉션 전시).

칼슘은 주기율표의 네 번째 기간인 두 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 화학 원소 D.I. Mendeleev, 원자 번호 20. 기호는 Ca(lat. 칼슘). 단순 물질인 칼슘은 은백색의 부드럽고 화학적으로 활성인 알칼리 토금속입니다.

환경 속의 칼슘

자연에는 많은 것이 있습니다. 산맥과 점토암은 칼슘 염으로 형성되고 바다와 강물에서 발견되며 식물과 동물 유기체의 일부입니다. 칼슘은 지각 질량의 3.38%를 차지합니다(산소, 규소, 알루미늄, 철 다음으로 5번째로 풍부함).

칼슘 동위원소

칼슘은 6가지 동위원소(40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca 및 48 Ca)의 혼합물로 자연에서 발생하며, 그중 가장 일반적인 40 Ca는 96.97%입니다.

6가지 천연 칼슘 동위원소 중 5가지가 안정합니다. 여섯 번째 동위원소 48 Ca는 6개 중 가장 무겁고 매우 희귀한(동위원소 풍부도는 0.187%에 불과) 최근 반감기가 5.3 x 10 19년인 이중 베타 붕괴를 겪는 것으로 밝혀졌습니다.

암석과 광물의 칼슘 함량

대부분의 칼슘은 다양한 암석(화강암, 편마암 등)의 규산염과 알루미노규산염, 특히 장석(Ca anorthite)에 함유되어 있습니다.

퇴적암의 형태에서 칼슘 화합물은 주로 광물 방해석(CaCO 3)으로 구성된 분필과 석회암으로 표시됩니다. 방해석의 결정질 형태인 대리석은 자연에서 훨씬 덜 일반적입니다.

방해석 CaCO 3 , 경석고 CaSO 4 , 설화석고 CaSO 4 ·0.5H 2 O 및 석고 CaSO 4 ·2H 2 O, 형석 CaF 2 , 인회석 Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), 백운석과 같은 칼슘 광물 MgCO3·CaCO3 . 자연수에 칼슘과 마그네슘 염이 존재하면 경도가 결정됩니다.

지각에서 활발하게 이동하고 다양한 지구화학적 시스템에 축적되는 칼슘은 385개의 미네랄(네 번째로 많은 미네랄)을 형성합니다.

지각의 칼슘 이동

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ← Ca(HCO 3) 2 ← Ca 2+ + 2HCO 3 -

(이산화탄소의 농도에 따라 평형이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다.)

생물학적 이동은 큰 역할을 합니다.

생물권의 칼슘 함량

칼슘 화합물은 거의 모든 동물 및 식물 조직에서 발견됩니다(아래 참조). 상당한 양의 칼슘이 살아있는 유기체에서 발견됩니다. 따라서 수산화인회석 Ca 5 (PO 4) 3 OH, 또는 다른 항목에서 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2는 인간을 포함한 척추동물의 뼈 조직의 기초입니다. 많은 무척추 동물, 달걀 껍질 등의 껍질과 껍질은 탄산 칼슘 CaCO 3로 만들어집니다. 인간과 동물의 생체 조직에는 1.4-2 % Ca (질량 분율 기준)가 있습니다. 체중 70kg의 인체에서 칼슘 함량은 약 1.7kg입니다 (주로 뼈 조직의 세포 간 물질에 있음).

칼슘 섭취

칼슘은 1808년 Davy에 의해 전기분해를 통해 처음으로 얻어졌습니다. 그러나 다른 알칼리 및 알칼리 토금속과 마찬가지로 20번 원소는 전기분해로 얻을 수 없습니다. 수용액. 칼슘은 용융염을 전기분해하여 얻습니다.

이는 복잡하고 에너지 집약적인 프로세스입니다. 염화칼슘은 다른 염을 첨가하여 전해조에서 녹습니다 (CaCl 2의 융점을 낮추는 데 필요함).

강철 음극은 전해질 표면에만 닿습니다. 방출된 칼슘이 달라붙어 굳어집니다. 칼슘이 방출됨에 따라 음극은 점차적으로 올라가고 최종적으로 50~60cm 길이의 칼슘 "막대"가 얻어집니다. 그런 다음 이를 꺼내어 강철 음극을 두들겨 치고 공정이 다시 시작됩니다. '터치 방식'은 염화칼슘, 철, 알루미늄, 나트륨 등으로 심하게 오염된 칼슘을 생성한다. 아르곤 분위기에서 녹여 정제합니다.

강철 음극을 칼슘과 합금할 수 있는 금속으로 만들어진 음극으로 대체하면 전기분해 중에 해당 합금이 얻어집니다. 목적에 따라 합금으로 사용할 수도 있고, 진공증류를 통해 순수한 칼슘을 얻을 수도 있다. 이것이 아연, 납, 구리와 칼슘 합금을 얻는 방법입니다.

칼슘을 생산하는 또 다른 방법인 금속열은 유명한 러시아 화학자 N.N.에 의해 1865년에 이론적으로 정당화되었습니다. 베케토프. 칼슘은 단 0.01mmHg의 압력에서 알루미늄으로 환원됩니다. 프로세스 온도 1100...1200°C. 칼슘은 증기 형태로 얻은 후 응축됩니다.

안에 최근 몇 년요소를 얻는 또 다른 방법이 개발되었습니다. 이는 탄화칼슘의 열해리에 기초합니다. 진공에서 1750°C로 가열된 탄화물은 분해되어 칼슘 증기와 고체 흑연을 형성합니다.

물리적 특성칼슘

칼슘 금속은 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 최대 443°C에서 입방체 면심 격자(매개변수 a = 0.558nm)를 갖는 α-Ca는 α-Fe 유형(매개변수 a = 0.448nm)의 입방체 중심 격자를 갖는 β-Ca가 안정적입니다. 더 안정적입니다. 표준엔탈피 Δ 시간 0 전이 α → β는 0.93 kJ/mol입니다.

압력이 점진적으로 증가하면 반도체의 특성을 나타내기 시작하지만 완전한 의미의 반도체가 되지는 않습니다(더 이상 금속이 아닙니다). 압력이 더 증가하면 금속 상태로 돌아가 초전도 특성을 나타내기 시작합니다(초전도 온도는 수은 온도보다 6배 높으며 전도성의 다른 모든 원소보다 훨씬 높습니다). 칼슘의 독특한 작용은 여러 면에서 스트론튬과 유사합니다.

원소의 편재성에도 불구하고 화학자조차도 원소 칼슘을 모두 본 것은 아닙니다. 그러나 이 금속은 외관과 거동 모두에서 알칼리 금속과 완전히 다르며, 접촉하면 화재 및 화상의 위험이 있습니다. 공기 중에 안전하게 보관할 수 있으며 물에서도 발화되지 않습니다. 기계적 성질원소 칼슘은 금속 계열에서 "검은 양"으로 만들지 않습니다. 칼슘은 강도와 경도면에서 많은 금속을 능가합니다. 선반에서 돌리거나, 와이어로 인발하거나, 단조하거나, 압착할 수 있습니다.

그러나 원소 칼슘은 구조 재료로 거의 사용되지 않습니다. 그러기엔 그 사람이 너무 활동적이에요. 칼슘은 산소, 황, 할로겐과 쉽게 반응합니다. 질소와 수소가 있어도 특정 조건에서는 반응합니다. 대부분의 금속에 대해 불활성인 탄소 산화물 환경은 칼슘에 공격적입니다. CO 및 CO 2 분위기에서 연소됩니다.

당연히 그런 일이 있어서 화학적 성질, 칼슘은 자연 상태에서 자유 상태로 존재할 수 없습니다. 그러나 천연 및 인공 칼슘 화합물이 가장 중요해졌습니다.

칼슘의 화학적 성질

일련의 표준 전위에서 칼슘은 수소의 왼쪽에 위치합니다. Ca 2+ /Ca 0 쌍의 표준 전극 전위는 -2.84 V이므로 칼슘은 물과 활발하게 반응하지만 발화는 없습니다.

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 + Q.

칼슘은 정상적인 조건에서 활성 비금속(산소, 염소, 브롬)과 반응합니다.

2Ca + O 2 = 2CaO, Ca + Br 2 = CaBr 2.

공기나 산소 중에서 가열되면 칼슘이 발화됩니다. 칼슘은 가열되면 덜 활동적인 비금속(수소, 붕소, 탄소, 규소, 질소, 인 등)과 반응합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

Ca + H 2 = CaH 2, Ca + 6B = CaB 6,

3Ca + N 2 = Ca 3 N 2, Ca + 2C = CaC 2,

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (인산 칼슘), CaP 및 CaP 5 조성의 인산 칼슘도 알려져 있습니다.

2Ca + Si = Ca 2 Si(칼슘 규화물), CaSi, Ca 3 Si 4 및 CaSi 2 조성의 칼슘 규화물도 알려져 있습니다.

위 반응의 발생은 일반적으로 다량의 열 방출을 동반합니다(즉, 이러한 반응은 발열 반응입니다). 비금속을 포함하는 모든 화합물에서 칼슘의 산화 상태는 +2입니다. 비금속을 함유한 대부분의 칼슘 화합물은 물에 의해 쉽게 분해됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2,

Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.

Ca 2+ 이온은 무색입니다. 가용성 칼슘염을 불꽃에 첨가하면 불꽃이 벽돌색으로 변합니다.

CaCl 2 염화물, CaBr 2 브롬화물, CaI 2 요오드화물 및 Ca(NO 3) 2 질산염과 같은 칼슘염은 물에 잘 녹습니다. CaF 2 불화물, CaCO 3 탄산염, CaSO 4 황산염, Ca 3 (PO 4) 2 오르토인산염, CaC 2 O 4 옥살산염 등은 물에 불용성입니다.

탄산칼슘(CaCO 3)과 달리 산성 탄산칼슘(중탄산염) Ca(HCO 3) 2는 물에 용해되는 것이 중요합니다. 본질적으로 이는 다음과 같은 프로세스로 이어집니다. 이산화탄소로 포화된 차가운 비나 강물이 지하로 침투하여 석회암에 떨어지면 용해가 관찰됩니다.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.

중탄산칼슘으로 포화된 물이 지구 표면으로 와서 태양 광선에 의해 가열되는 동일한 장소에서 역반응이 발생합니다.

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.

이것은 자연에서 얼마나 많은 양의 물질이 전달되는지입니다. 결과적으로 지하에는 거대한 틈이 형성될 수 있고, 동굴에는 종유석과 석순과 같은 아름다운 돌 "고드름"이 형성될 수 있습니다.

물에 용해된 중탄산칼슘의 존재 여부에 따라 물의 임시 경도가 크게 결정됩니다. 물이 끓으면 중탄산염이 분해되어 CaCO3가 침전되기 때문에 일시적이라고 합니다. 예를 들어, 이 현상은 시간이 지남에 따라 주전자에 스케일이 형성된다는 사실로 이어집니다.

물에 용해된 중탄산칼슘의 존재 여부에 따라 물의 임시 경도가 크게 결정됩니다. 물이 끓으면 중탄산염이 분해되어 CaCO3가 침전되기 때문에 일시적이라고 합니다. 예를 들어, 이 현상은 시간이 지남에 따라 주전자에 스케일이 형성된다는 사실로 이어집니다. 칼슘

최근까지 칼슘 금속은 거의 사용되지 않았습니다. 예를 들어, 제2차 세계대전 이전에 미국은 연간 10~25톤의 칼슘을 소비했지만, 독일은 5~10톤의 칼슘을 소비했습니다. 그러나 새로운 기술 분야의 개발을 위해서는 많은 희귀 및 내화성 금속이 필요합니다. . 칼슘은 많은 사람들에게 매우 편리하고 활동적인 환원제이며 토륨, 바나듐, 지르코늄, 베릴륨, 니오븀, 우라늄, 탄탈륨 및 기타 내화 금속 생산에 사용되기 시작했습니다. 순수 금속 칼슘은 희귀 금속 생산을 위한 금속열처리에 널리 사용됩니다.

순수 칼슘은 배터리 플레이트 생산에 사용되는 납 합금과 자체 방전이 적은 유지 관리가 필요 없는 스타터 납축 배터리에 사용됩니다. 또한 고품질의 칼슘바빗 BKA를 생산하는데 금속칼슘이 사용됩니다.

칼슘 금속의 응용

칼슘 금속의 주요 용도는 금속, 특히 니켈, 구리 및 스테인리스강 생산의 환원제입니다. 칼슘과 그 수소화물은 크롬, 토륨, 우라늄 등 환원이 어려운 금속을 생산하는 데에도 사용됩니다. 칼슘-납 합금은 배터리 및 베어링 합금에 사용됩니다. 칼슘 과립은 진공 장치에서 공기 흔적을 제거하는 데에도 사용됩니다.

분말 형태의 천연 초크가 금속 연마용 조성물에 포함되어 있습니다. 그러나 천연 분필 가루에는 매우 단단하고 치아 법랑질을 파괴하는 가장 작은 동물의 껍질과 껍질의 잔해가 포함되어 있기 때문에 양치를 할 수 없습니다.

용법칼슘핵융합에서

동위원소 48 Ca는 초중원소 생산과 주기율표의 새로운 원소 발견에 가장 효과적이고 일반적으로 사용되는 물질입니다. 예를 들어 가속기에서 초중원소를 생성하기 위해 48개의 Ca 이온을 사용하는 경우 이러한 원소의 핵은 다른 "발사체"(이온)를 사용할 때보다 수백, 수천 배 더 효율적으로 형성됩니다. 방사성 칼슘은 살아있는 유기체의 미네랄 대사 과정 연구에서 동위원소 지표로 생물학 및 의학에서 널리 사용됩니다. 그것의 도움으로 신체에서는 혈장, 연조직, 심지어 뼈 조직 사이에도 칼슘 이온이 지속적으로 교환된다는 것이 확인되었습니다. 45Ca는 또한 토양에서 발생하는 대사 과정 연구와 식물의 칼슘 흡수 과정 연구에서 중요한 역할을 했습니다. 동일한 동위원소를 이용해 제련 과정에서 강철과 초순철의 칼슘 화합물 오염원을 검출하는 것이 가능했다.

산소와 질소를 결합하는 칼슘의 능력으로 인해 청소에 사용할 수 있습니다. 불활성 가스진공 무선 장비의 게터(게터는 가스를 흡수하여 전자 장치에 깊은 진공을 생성하는 데 사용되는 물질)로 사용됩니다.

칼슘 화합물의 응용

일부 칼슘 화합물 획득 인위적으로, 석회석이나 석고보다 더욱 유명하고 친숙해졌습니다. 따라서 고대 건축업자들은 소석회 Ca(OH)2와 생석회 CaO를 사용했습니다.

시멘트도 인공적으로 얻은 칼슘 화합물이다. 먼저, 점토나 모래와 석회석을 섞어서 태워서 클링커를 만든 다음 미세한 회색 분말로 분쇄합니다. 시멘트 (또는 오히려 시멘트)에 대해 많이 이야기 할 수 있습니다. 이것은 독립 기사의 주제입니다.

일반적으로 요소를 포함하는 유리에도 동일하게 적용됩니다.

수소화칼슘

수소 분위기에서 칼슘을 가열하면 CaH 2 (수소화칼슘)가 얻어지며, 이는 야금술(금속열학) 및 현장에서 수소 생산에 사용됩니다.

광학 및 레이저 재료

불화칼슘(형석)은 광학(천문 대물렌즈, 렌즈, 프리즘)의 단결정 형태와 레이저 재료로 사용됩니다. 단결정 형태의 텅스텐산 칼슘(회중석)은 레이저 기술과 섬광체로 사용됩니다.

탄화칼슘

탄화칼슘은 새로운 용광로 설계를 테스트할 때 우연히 발견된 물질입니다. 최근까지 탄화칼슘(CaCl2)은 금속의 자생 용접 및 절단에 주로 사용되었습니다. 탄화물이 물과 상호작용하면 아세틸렌이 형성되고, 산소 흐름에서 아세틸렌이 연소되면 거의 3000°C의 온도를 얻을 수 있습니다. 최근 아세틸렌과 탄화물은 용접에 점점 더 적게 사용되고 화학 산업에서는 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

칼슘 같은화학 전류 소스

칼슘과 알루미늄 및 마그네슘 합금은 백업 열전 배터리의 양극(예: 크롬산 칼슘 원소)으로 사용됩니다. 크롬산칼슘은 음극과 같은 배터리에 사용됩니다. 이러한 배터리의 특징은 적절한 조건에서 매우 긴 수명(수십 년), 모든 조건(공간, 고압)에서 작동할 수 있는 능력, 무게와 부피에 따른 높은 비에너지입니다. 단점: 수명이 짧습니다. 이러한 배터리는 단시간에 막대한 전력을 생산해야 하는 곳에 사용됩니다(탄도미사일, 일부 우주선등.).

내화 재료칼슘

유리 형태와 세라믹 혼합물의 일부인 산화칼슘은 내화물 생산에 사용됩니다.

약

칼슘 화합물은 항히스타민제로 널리 사용됩니다.

염화칼슘
글루콘산칼슘
칼슘글리세로인산염

또한 골다공증 예방약과 임산부와 노인을 위한 비타민 복합체에도 칼슘 화합물이 포함되어 있습니다.

인체 내 칼슘

칼슘은 식물, 동물, 인간의 몸에서 흔히 발견되는 다량 영양소입니다. 인간과 다른 척추동물에서는 대부분 인산염의 형태로 골격과 치아에 함유되어 있습니다. 에서 다양한 형태탄산칼슘(석회)은 대부분의 무척추동물 그룹(해면동물, 산호 폴립, 연체동물 등)의 골격으로 구성됩니다. 칼슘 요구량은 연령에 따라 다릅니다. 성인의 일일 필수 섭취량은 800~1000mg, 어린이의 경우 600~900mg으로, 이는 집중적인 골격 성장으로 인해 어린이에게 매우 중요합니다. 음식과 함께 인체에 들어가는 칼슘의 대부분은 유제품에서 발견되며 나머지 칼슘은 고기, 생선 및 일부 식물성 제품에서 나옵니다(콩류는 특히 콩류에 많이 함유되어 있습니다).

아스피린, 옥살산, 에스트로겐 유도체는 칼슘 흡수를 방해합니다. 옥살산과 결합하면 칼슘은 신장 결석의 구성 요소인 수불용성 화합물을 생성합니다.

칼슘과 비타민 D를 과도하게 섭취하면 고칼슘혈증이 발생하고 뼈와 조직이 심하게 석회화될 수 있습니다(주로 비뇨기계에 영향을 미침). 성인의 일일 최대 안전 복용량은 1500~1800mg입니다.

경수의 칼슘

"경도"라는 한 단어로 정의되는 일련의 특성은 물에 용해된 칼슘과 마그네슘 염에 의해 물에 부여됩니다. 경수는 많은 생활 상황에 적합하지 않습니다. 증기보일러 및 보일러 설비에 스케일층을 형성하여 직물의 염색 및 세탁이 어렵지만 비누 제조 및 향수 제조 시 유제 제조에 적합합니다. 따라서 이전에는 물을 연수하는 방법이 불완전했을 때 직물 및 향수 공장은 일반적으로 "연수" 공급원 근처에 위치했습니다.

일시적인 강성과 영구적인 강성은 구별됩니다. 임시(또는 탄산염) 경도는 가용성 탄화수소 Ca(HCO 3) 2 및 Mg(HCO 3) 2에 의해 물에 부여됩니다. 이는 중탄산염이 수불용성 탄산칼슘과 탄산마그네슘으로 전환되는 간단한 끓임으로 제거될 수 있습니다.

동일한 금속의 황산염과 염화물에 의해 일정한 경도가 생성됩니다. 그리고 그것은 제거될 수 있지만, 제거하는 것이 훨씬 더 어렵습니다.

두 경도의 합이 총 물 경도를 구성합니다. 나라마다 다르게 평가됩니다. 물의 경도는 물 1리터에 포함된 칼슘과 마그네슘의 밀리그램 당량으로 표현하는 것이 일반적입니다. 물 1리터에 4mEq 미만이 있으면 물은 연한 것으로 간주됩니다. 농도가 증가함에 따라 점점 더 거칠어지고, 함량이 12개를 초과하면 매우 거칠어집니다.

물의 경도는 일반적으로 비누 용액을 사용하여 결정됩니다. 이 용액(특정 농도)을 측정된 양의 물에 적가합니다. 물에 Ca 2+ 또는 Mg 2+ 이온이 있는 한 거품 형성을 방해합니다. 거품이 발생하기 전의 비누 용액 소비량을 기준으로 Ca 2+ 및 Mg 2+ 이온 함량을 계산합니다.

흥미롭게도 물의 경도는 과거에도 비슷한 방식으로 결정되었습니다. 고대 로마. 레드 와인만이 시약으로 사용되었습니다. 착색 물질도 칼슘 및 마그네슘 이온과 함께 침전물을 형성합니다.

칼슘 저장

칼슘 금속은 0.5~60kg의 조각으로 장기간 보관할 수 있습니다. 이러한 조각은 솔기를 납땜하고 칠한 아연 도금 철 드럼에 넣은 종이 봉지에 보관됩니다. 단단히 닫힌 드럼은 나무 상자에 넣습니다. 0.5kg 미만의 무게는 오랫동안 보관할 수 없으며 빠르게 산화물, 수산화물 및 탄산 칼슘으로 변합니다.

Home / 강의 1학년 / 일반 및 유기화학/ 질문 23. 칼슘 / 2. 물리화학적 특성

물리적 특성. 칼슘은 850도에서 녹는 은백색의 전성 금속입니다. C이고 1482도에서 끓습니다. C. 알칼리 금속보다 훨씬 단단합니다.

화학적 성질. 칼슘은 활성 금속입니다. 따라서 정상적인 조건에서는 대기 산소 및 할로겐과 쉽게 상호 작용합니다.

2 Ca + O2 = 2 CaO(산화칼슘);

Ca + Br2 = CaBr2(브롬화칼슘).

칼슘은 가열되면 수소, 질소, 황, 인, 탄소 및 기타 비금속과 반응합니다.

Ca + H2 = CaH2(수소화칼슘);

3 Ca + N2 = Ca3N2(질화칼슘);

Ca + S = CaS(황화칼슘);

3 Ca + 2 P = Ca3P2(인산칼슘);

Ca + 2 C = CaC2(탄화칼슘).

칼슘은 찬물과 천천히 반응하지만 뜨거운 물에서는 매우 격렬하게 반응합니다.

Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2.

칼슘은 활성이 덜한 금속의 산화물과 할로겐화물에서 산소나 할로겐을 제거할 수 있습니다. 즉, 환원 특성이 있습니다.

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

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3. 영수증
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많은 사람들에게 칼슘에 대한 지식은 이 성분이 건강한 뼈와 치아에 필요하다는 사실에만 국한됩니다. 다른 곳에 포함되어 있는지, 왜 필요한지, 얼마나 필요한지 모든 사람이 아이디어를 갖고 있는 것은 아닙니다. 그러나 칼슘은 천연 및 인공의 많은 친숙한 화합물에서 발견됩니다. 분필과 석회, 동굴의 종유석과 석순, 고대 화석과 시멘트, 석고와 설화석고, 유제품과 골다공증 치료제 등 이 모든 것 외에도 칼슘 함량이 높습니다.

이 요소는 1808년 G. Davy에 의해 처음 획득되었으며 처음에는 특별히 활발하게 사용되지 않았습니다. 그러나 이 금속은 현재 세계에서 5번째로 많이 생산되며, 이에 대한 수요는 해마다 증가하고 있습니다. 칼슘의 주요 용도는 다음과 같습니다. 건축 자재및 혼합물. 그러나 집뿐만 아니라 살아있는 세포도 건설해야합니다. 인체에서 칼슘은 골격의 일부이며 근육 수축을 가능하게 하고 혈액 응고를 보장하며 여러 소화 효소의 활동을 조절하고 기타 다양한 기능을 수행합니다. 동물, 식물, 곰팡이, 심지어 박테리아와 같은 다른 생명체에도 그다지 중요하지 않습니다. 동시에 칼슘의 필요성이 상당히 높기 때문에 이를 다량 영양소로 분류할 수 있습니다.

칼슘, Ca – 그룹 II의 주요 하위 그룹의 화학 원소 주기율표멘델레예프. 원자번호 – 20. 원자 질량 – 40,08.

칼슘은 알칼리 토금속이다. 자유로우면 가단성이 있고 상당히 단단하며 흰색입니다. 밀도에 따라 경금속에 속합니다.

밀도 – 1.54g/cm3,
녹는점 – +842 °C,
끓는점 – +1495 °C.

칼슘은 뚜렷한 금속 특성을 가지고 있습니다. 모든 화합물에서 산화 상태는 +2입니다.

공기 중에서는 산화물 층으로 덮이고 가열되면 불그스름하고 밝은 불꽃을 내며 연소됩니다. 찬물과 천천히 반응하지만 뜨거운 물에서 수소를 빠르게 대체하여 수산화물을 형성합니다. 수소와 상호작용하면 수소화물이 형성됩니다. 실온에서 질소와 반응하여 질화물을 형성합니다. 또한 할로겐 및 황과 쉽게 결합하고 가열하면 금속 산화물을 감소시킵니다.

칼슘은 자연에 가장 풍부한 원소 중 하나입니다. 지각의 함량은 질량의 3%입니다. 이는 분필, 석회석, 대리석(천연 탄산칼슘 CaCO3) 퇴적물의 형태로 발생합니다. 석고(CaSO4 x 2h3O), 인산염(Ca3(PO4)2 및 다양한 칼슘 함유 규산염 퇴적물이 다량으로 존재합니다.

물

. 칼슘염은 거의 항상 자연수에 존재합니다. 이 중 석고만이 약간 용해됩니다. 물에 이산화탄소가 포함되어 있으면 탄산칼슘은 중탄산염 Ca(HCO3)2 형태로 용액에 들어갑니다.

경수

. 천연수 많은 수칼슘이나 마그네슘의 염은 단단하다고 불립니다.

연수

. 이러한 염분의 함량이 낮거나 없을 때 물을 연수라고 합니다.

토양

. 일반적으로 토양에는 칼슘이 충분히 공급됩니다. 그리고 칼슘은 식물의 영양 부분에 더 많은 양으로 함유되어 있기 때문에 수확 시 칼슘 제거가 미미합니다.

토양에서 칼슘의 손실은 강수에 의한 침출의 결과로 발생합니다. 이 과정은 토양의 입도 구성, 강수량, 식물 유형, 석회 및 광물질 비료의 형태 및 복용량에 따라 달라집니다. 이러한 요인에 따라 경작지의 칼슘 손실은 수십에서 200~400kg/ha 이상에 이릅니다.

다양한 토양 유형의 칼슘 함량

Podzolic 토양에는 0.73%(토양 건조 물질)의 칼슘이 포함되어 있습니다.

회색 숲 - 0.90% 칼슘.

Chernozems – 1.44% 칼슘.

세로젬 – 칼슘 6.04%.

식물에서 칼슘은 인산염, 황산염, 탄산염의 형태, 펙틴산과 옥살산의 염 형태로 발견됩니다. 식물에 있는 칼슘의 거의 65%가 물로 추출될 수 있습니다. 나머지는 약한 식초로 처리하고 염산. 대부분의 칼슘은 노화된 세포에서 발견됩니다.

칼슘 결핍의 증상은 다음과 같습니다.
문화	결핍의 증상
일반적인 증상	정점 눈의 미백; 어린잎의 미백; 잎의 끝은 아래로 구부러져 있습니다. 잎의 가장자리는 위쪽으로 말려 있습니다.
감자	위쪽 잎은 잘 피지 않습니다. 줄기의 생장점이 죽는다. 잎 가장자리에 밝은 줄무늬가 있으며 나중에 어두워집니다. 잎의 가장자리는 위쪽으로 말려 있습니다.
흰색과 콜리플라워 양배추	어린 식물의 잎에는 가장자리를 따라 황백색 반점(마블링) 또는 흰색 줄무늬가 있습니다. 오래된 식물에서는 잎이 말리고 화상이 나타납니다. 성장점이 죽어간다
	잎의 끝부분이 죽는다. 꽃이 떨어진다. 열매의 정단 부분에 검은 반점이 나타나며, 열매가 자라면서 증가합니다(토마토 꽃 끝 썩음).
	정점 새싹은 죽습니다. 어린 잎의 가장자리는 말려 있고, 울퉁불퉁한 모양을 하고 있으며, 이후에는 죽습니다. 싹의 윗부분이 죽습니다. 뿌리 끝 손상; 과일 과육에 갈색 반점이 있습니다(쓴맛이 납니다). 과일의 맛이 악화됩니다. 과일의 시장성이 감소함

칼슘의 기능

이 요소가 식물에 미치는 영향은 다면적이며 일반적으로 긍정적입니다. 칼슘:

신진 대사를 강화합니다.
탄수화물의 이동에 중요한 역할을 합니다.
질소 물질의 변태에 영향을 미칩니다.
발아 중 종자의 예비 단백질 소비를 가속화합니다.
광합성 과정에서 역할을 합니다.
다른 양이온의 강력한 길항제로서 식물 조직으로의 과도한 진입을 방지합니다.
원형질의 물리화학적 특성(점도, 투과성 등)에 영향을 미치므로 식물의 정상적인 생화학적 과정에 영향을 미칩니다.
펙틴 성분을 함유한 칼슘 화합물은 개별 세포의 벽을 서로 붙입니다.
효소 활동에 영향을 미칩니다.

효소 활성에 대한 칼슘 화합물(석회)의 영향은 직접적인 작용뿐만 아니라 토양의 물리화학적 특성 및 영양 체제의 개선으로 인해 표현된다는 점에 유의해야 합니다. 또한 토양 석회화는 비타민 생합성 과정에 큰 영향을 미칩니다.

식물의 칼슘 부족(결핍)

칼슘 부족은 주로 뿌리 시스템의 발달에 영향을 미칩니다. 뿌리에 뿌리털이 형성되는 것이 멈춥니다. 외부 뿌리 세포가 파괴됩니다.

이 증상은 칼슘 부족과 영양 용액의 불균형, 즉 나트륨, 칼륨 및 수소의 1가 양이온이 우세한 경우에 나타납니다.

또한 토양 용액에 질산성 질소가 존재하면 식물 조직에 칼슘 공급이 증가하고 암모니아 공급이 감소합니다.

칼슘 함량이 토양 양이온 교환 용량의 20% 미만일 때 칼슘 결핍 징후가 예상됩니다.

증상 시각적으로 칼슘 결핍은 다음 징후에 의해 결정됩니다.

식물의 뿌리는 끝 부분이 갈색으로 손상되었습니다.
생육점이 변형되어 죽는다.
꽃, 난소 및 새싹이 떨어집니다.
과일은 괴사로 인해 손상되었습니다.
잎은 백화되는 것으로 알려져 있습니다.
꼭대기 새싹이 죽고 줄기 성장이 멈춥니다.

양배추, 알팔파, 클로버는 칼슘 존재에 매우 민감합니다. 동일한 식물이 토양 산도에 대한 민감도가 증가하는 특징도 있다는 것이 입증되었습니다.

미네랄 칼슘 중독은 희끄무레한 괴사 반점을 동반한 정맥간 백화증을 초래합니다. 색상이 있거나 물로 채워진 동심원 고리가 있을 수 있습니다. 일부 식물은 잎 로제트를 키우고, 새싹을 죽이고, 잎을 떨어뜨려 과도한 칼슘에 반응합니다. 증상은 철분 및 마그네슘 결핍과 외관상 유사합니다.

토양의 칼슘 보충원은 석회 비료입니다. 그들은 세 그룹으로 나뉩니다:

단단한 석회암;
부드러운 석회질 암석;
석회 함량이 높은 산업 폐기물.

CaO와 MgO의 함량에 따라 단단한 석회암은 다음과 같이 나뉩니다.

석회석(55-56% CaO 및 최대 0.9% MgO);
백운석화된 석회암(42~55% CaO 및 최대 9% MgO);
백운석(32~30% CaO 및 18~20% MgO).

석회암

– 기본 석회 비료. CaCO3로 계산된 Ca 및 Mg 산화물이 75~100% 포함되어 있습니다.

백운석화된 석회암

. CaCO3로 계산된 활성 물질(a.i.)이 79~100% 함유되어 있습니다. 감자, 콩과 식물, 아마, 뿌리 작물 및 포졸화도가 높은 토양에서의 윤작에 권장됩니다.

말

. 최대 25~15%의 CaCO3와 점토 및 모래 형태의 불순물이 최대 20~40% 포함되어 있습니다. 천천히 행동합니다. 가벼운 토양에 사용하는 것이 좋습니다.

분필

. CaCO3가 90~100% 함유되어 있습니다. 작용은 석회암보다 빠릅니다. 잘게 분쇄된 형태의 귀중한 석회 비료입니다.

탄 라임

(CaO). CaCO3 함량이 70% 이상입니다. 강력하고 빠르게 작용하는 석회재료가 특징입니다.

소석회

(칼슘(OH)2). CaCO3 함량 – 35% 이상. 또한 강력하고 빠르게 작용하는 석회 비료입니다.

백운석 가루

. CaCO3와 MgCO3의 함량은 약 100%입니다. 그 작용은 석회질 응회암보다 느립니다. 일반적으로 마그네슘이 필요한 곳에 사용됩니다.

석회질 응회암

. CaCO3 함량 – 15-96%, 불순물 – 최대 25% 점토 및 모래, 0.1% P2O5. 작용은 석회암보다 빠릅니다.

배변 더러움(배변)

. CaCO3와 Ca(OH)2로 구성됩니다. CaO의 석회 함량은 최대 40%입니다. 질소도 존재합니다 - 0.5% 및 P2O5 - 1-2%. 이것은 사탕무 설탕 공장에서 나오는 폐기물입니다. 토양 산도를 낮추는 것뿐만 아니라 chernozem 토양의 사탕무 재배 지역에서도 사용하는 것이 좋습니다.

셰일재 사이클론

. 먼지가 많은 물질을 건조시키십시오. 활성 물질의 함량은 60-70%입니다. 산업폐기물을 말합니다.

용광로 및 시멘트 공장의 먼지

. CaCO3 함량은 60%를 초과해야 합니다. 실제로는 시멘트 공장에 근접한 농장에서 사용됩니다.

야금 슬래그

. 우랄 및 시베리아 지역에서 사용됩니다. 흡습성이 없고 분무가 용이합니다. CaCO3 함량이 80% 이상이어야 하며 수분 함량은 2% 이하여야 합니다. 입도 구성이 중요합니다: 70% - 0.25mm 미만, 90% - 0.5mm 미만.

유기 비료. CaCO3로 환산한 Ca 함량은 0.32~0.40%입니다.

인산염 가루. 칼슘 함량 – 22% CaCO3.

석회 비료는 토양과 식물에 칼슘을 공급하는 데만 사용되는 것이 아닙니다. 주요 사용 목적은 토양 석회화입니다. 이것은 화학적 재생 방법입니다. 과도한 토양 산성도를 중화하고 농약, 농약 및 토양의 특성을 개선하는 것을 목표로 합니다. 생물학적 특성, 식물에 마그네슘과 칼슘 공급, 거대 원소와 미량 원소의 동원 및 고정화, 재배 식물의 수명을 위한 최적의 물-물리적, 물리적, 공기 조건 생성.

토양 석회화의 효율성

미네랄 영양의 한 요소로서 칼슘에 대한 식물의 요구를 충족시키는 동시에 석회화는 토양에 여러 가지 긍정적인 변화를 가져옵니다.

일부 토양의 특성에 석회가 미치는 영향

칼슘은 토양 콜로이드의 응고를 촉진하고 침출을 방지합니다. 이로 인해 경작이 더 쉬워지고 통기가 개선됩니다.

석회화 결과:

모래 부식질 토양은 수분 흡수 능력을 증가시킵니다.
무거운 점토 토양에서는 토양 응집물과 덩어리가 형성되어 투수성이 향상됩니다.

특히, 유기산은 중화되고 H-이온은 흡수 복합체에서 제거됩니다. 이는 대사성 산성도를 제거하고 토양의 가수분해성 산성도를 감소시킵니다. 동시에, 수소 및 알루미늄 이온이 칼슘 및 마그네슘 양이온으로 대체되어 발생하는 토양 흡수 복합체의 양이온 조성의 개선이 관찰됩니다. 이는 염기로 인한 토양 포화도를 증가시키고 흡수 능력을 증가시킵니다.

석회가 식물에 질소 공급에 미치는 영향

석회 처리 후에 토양과 그 구조의 긍정적인 농약 특성은 수년 동안 유지될 수 있습니다. 이는 생성하는 데 도움이 됩니다. 유리한 조건영양소를 동원하기 위해 유익한 미생물학적 과정을 강화합니다. 토양에 자유롭게 서식하는 암모니아화제, 질화제, 질소 고정 박테리아의 활동이 증가합니다.

석회는 결절균의 증식을 증가시키고 숙주 식물에 질소 공급을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 박테리아 비료는 산성 토양에서 효과를 잃는 것으로 확인되었습니다.

식물에 재 성분 공급에 대한 석회의 효과

석회는 토양의 유기 인 화합물을 분해하는 박테리아의 활동을 증가시키고 철과 인산알루미늄이 식물에 이용 가능한 인산칼슘염으로 전환되는 것을 촉진하기 때문에 식물에 재 성분을 공급하는 데 도움이 됩니다. 산성 토양의 석회화는 미생물학적 및 생화학적 과정을 향상시켜 질산염의 양과 소화 가능한 형태의 인 및 칼륨을 증가시킵니다.

거대 원소와 미량 원소의 형태와 가용성에 대한 석회의 효과

석회는 칼슘의 양을 증가시키고 백운석 가루 - 마그네슘을 사용할 때 증가합니다. 동시에, 독성 형태의 망간과 알루미늄은 불용성이 되어 침전된 형태로 변합니다. 철, 구리, 아연, 망간과 같은 원소의 가용성이 감소하고 있습니다. 질소, 황, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 인 및 몰리브덴의 가용성이 높아집니다.

생리학적 산성비료의 작용에 대한 석회의 영향

석회처리는 생리학적으로 산성인 광물질 비료, 특히 암모니아와 칼륨의 효과를 증가시킵니다.

석회를 첨가하지 않은 생리학적 산성 비료의 긍정적 효과는 사라지고 시간이 지남에 따라 부정적으로 변할 수 있습니다. 따라서 수정된 지역의 수확량은 수정되지 않은 지역보다 훨씬 적습니다. 석회화와 비료 사용을 함께 사용하면 효율성이 25~50% 증가합니다.

석회를 처리하면 토양의 효소 과정이 활성화되어 토양의 비옥도가 간접적으로 판단됩니다.

편집자: Grigorovskaya P.I.

페이지 추가 : 05.12.13 00:40

마지막 업데이트: 2014년 5월 22일 16:25

문학 출처:

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이미지(재작업):

20 Ca 칼슘, CC BY에 따라 허가됨

CC BY-NC-SA에 따라 허가된 CIMMYT에 의한 밀의 칼슘 결핍

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칼슘과 인류에 대한 역할 - 화학

칼슘과 인류를 위한 그 역할

소개

자연 속에 존재하기

영수증

물리적 특성

화학적 성질

칼슘 화합물의 응용

생물학적 역할

결론

참고자료

소개

칼슘은 원자 번호 20을 갖는 D.I. Mendeleev의 화학 원소주기 시스템의 네 번째 기간 인 두 번째 그룹의 주요 하위 그룹의 요소입니다. 기호는 Ca (lat. Calcium)로 지정됩니다. 단순 물질 칼슘(CAS 번호: 7440-70-2)은 은백색의 부드럽고 화학적으로 활성인 알칼리 토금속입니다.

20번 원소가 널리 퍼져 있음에도 불구하고 화학자들조차도 원소 칼슘을 모두 본 것은 아닙니다. 그러나 이 금속은 외관과 거동 모두에서 알칼리 금속과 완전히 다르며, 접촉하면 화재 및 화상의 위험이 있습니다. 공기 중에 안전하게 보관할 수 있으며 물에서도 발화되지 않습니다. 원소 칼슘의 기계적 특성으로 인해 금속 계열에서 "검은 양"이 되지는 않습니다. 칼슘은 강도와 경도 면에서 많은 금속을 능가합니다. 선반에서 돌리거나, 와이어로 인발하거나, 단조하거나, 압착할 수 있습니다.

이름의 역사와 유래

요소의 이름은 Lat에서 유래되었습니다. calx (속격의 경우 calcis) -- “석회”, “연석”. 이는 1808년 영국의 화학자 험프리 데이비가 전해법으로 칼슘 금속을 분리하여 제안한 것입니다. Davy는 양극 역할을 하는 백금판 위에 습식 소석회와 산화수은 HgO의 혼합물을 전기분해했습니다. 음극은 액체 수은에 담긴 백금 와이어였습니다. 전기분해 결과 칼슘아말감이 얻어졌다. 그로부터 수은을 증류한 후 데이비는 칼슘이라는 금속을 얻었습니다.

칼슘 화합물 - 석회석, 대리석, 석고 (석회 - 석회석 소성 생성물)는 수천년 전에 건설에 사용되었습니다. 18세기 말까지 화학자들은 석회를 단순한 고체로 간주했습니다. 1789년에 A. Lavoisier는 석회, 마그네시아, 중정석, 알루미나 및 실리카가 복합 물질이라고 제안했습니다.

자연 속에 존재하기

화학적 활성이 높기 때문에 칼슘은 자연에서 자유 형태로 발생하지 않습니다.

칼슘은 지각 질량의 3.38%를 차지합니다(산소, 규소, 알루미늄, 철 다음으로 5번째로 풍부함).

동위원소. 칼슘은 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca 및 48Ca 등 6가지 동위원소의 혼합물로 자연에서 발생하며, 그중 가장 흔한 동위원소인 40Ca가 96.97%를 차지합니다.

6가지 천연 칼슘 동위원소 중 5가지가 안정합니다. 여섯 번째 동위원소인 48Ca는 6개 동위원소 중 가장 무겁고 매우 희귀한(동위원소 풍부도는 0.187%에 불과) 최근 반감기가 5.3 x 1019년인 이중 베타 붕괴를 겪는 것으로 밝혀졌습니다.

암석과 광물에서. 대부분의 칼슘은 다양한 암석(화강암, 편마암 등)의 규산염과 알루미노규산염, 특히 장석(Ca anorthite)에 함유되어 있습니다.

퇴적암의 형태에서 칼슘 화합물은 주로 광물 방해석(CaCO3)으로 구성된 백악과 석회암으로 대표됩니다. 방해석의 결정질 형태인 대리석은 자연에서 훨씬 덜 일반적입니다.

방해석 CaCO3, 경석고 CaSO4, 설화석고 CaSO4 0.5h3O 및 석고 CaSO4 2h3O, 형석 CaF2, 인회석 Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), 백운석 MgCO3 CaCO3과 같은 칼슘 광물은 매우 널리 퍼져 있습니다. 자연수에 칼슘과 마그네슘 염이 존재하면 경도가 결정됩니다.

지각에서 활발하게 이동하고 다양한 지구화학적 시스템에 축적되는 칼슘은 385개의 미네랄(네 번째로 많은 미네랄)을 형성합니다.

지각에서의 이동. 칼슘의 자연 이동에서 탄산칼슘과 물 및 이산화탄소의 상호 작용과 가용성 중탄산염의 형성에 대한 가역적 반응과 관련된 "탄산염 평형"이 중요한 역할을 합니다.

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

(이산화탄소의 농도에 따라 평형이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다.)

생물학적 이동. 생물권에서 칼슘 화합물은 거의 모든 동물 및 식물 조직에서 발견됩니다(아래 참조). 상당한 양의 칼슘이 살아있는 유기체에서 발견됩니다. 따라서 수산화인회석 Ca5(PO4)3OH, 또는 다른 항목에서 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2는 인간을 포함한 척추동물의 뼈 조직의 기초입니다. 많은 무척추동물, 달걀 껍질 등의 껍질은 탄산칼슘 CaCO3으로 구성되어 있습니다. 인간과 동물의 생체 조직에는 1.4-2%의 Ca가 있습니다(질량 분율 기준). 체중 70kg의 인체에서 칼슘 함량은 약 1.7kg입니다(주로 뼈 조직의 세포간 물질에 있음).

영수증

유리 금속 칼슘은 CaCl2(75-80%)와 KCl 또는 CaCl2와 CaF2로 구성된 용융물의 전기분해와 1170-1200°C에서 CaO의 알루미늄열 환원을 통해 얻습니다.

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

물리적 특성

칼슘 금속은 두 가지 동소체 변형으로 존재합니다. 최대 443°C에서는 입방형 면심 격자(매개변수 a = 0.558 nm)를 갖는 β-Ca가 안정적이며, β-Fe 유형(매개변수 a = 0.448)의 입방체 중심 격자를 갖는 β-Ca가 더 안정적입니다. nm). 표준엔탈피?H0 전이? > ? 0.93 kJ/mol입니다.

화학적 성질

일련의 표준 전위에서 칼슘은 수소의 왼쪽에 위치합니다. Ca2+/Ca0 쌍의 표준 전극 전위는 Ω 2.84V이므로 칼슘은 물과 활발하게 반응하지만 점화되지는 않습니다.

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2^ + Q.

칼슘은 정상적인 조건에서 활성 비금속(산소, 염소, 브롬)과 반응합니다.

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

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2(

인산칼슘), CaP 및 CaP5 조성물의 인산칼슘도 알려져 있으며;

2Ca + Si = Ca2Si

(칼슘 실리사이드), CaSi, Ca3Si4 및 CaSi2 조성의 칼슘 실리사이드도 알려져 있습니다.

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2^,

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

Ca2+ 이온은 무색입니다. 가용성 칼슘염을 불꽃에 첨가하면 불꽃이 벽돌색으로 변합니다.

염화 CaCl2, 브롬화 CaBr2, 요오드화 CaI2 및 질산염 Ca(NO3)2와 같은 칼슘염은 물에 잘 녹습니다. 불소 CaF2, 탄산염 CaCO3, 황산염 CaSO4, 오르토인산염 Ca3(PO4)2, 옥살산염 CaC2O4 등은 물에 불용성입니다.

탄산칼슘(CaCO3)과 달리 산성 탄산칼슘(중탄산염) Ca(HCO3)2는 물에 용해된다는 점이 중요합니다. 본질적으로 이는 다음과 같은 프로세스로 이어집니다. 이산화탄소로 포화된 차가운 비나 강물이 지하로 침투하여 석회암에 떨어지면 용해가 관찰됩니다.

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

중탄산칼슘으로 포화된 물이 지구 표면으로 와서 태양 광선에 의해 가열되는 동일한 장소에서 역반응이 발생합니다.

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

칼슘 금속의 응용

금속열학

순수 금속 칼슘은 희귀 금속 생산을 위한 금속열처리에 널리 사용됩니다.

합금의 합금

핵융합

48Ca 동위원소는 초중원소 생산과 주기율표에서 새로운 원소 발견에 가장 효과적이고 일반적으로 사용되는 물질입니다. 예를 들어, 48Ca 이온을 사용하여 가속기에서 초중원소를 생성하는 경우 이러한 원소의 핵은 다른 "발사체"(이온)를 사용할 때보다 수백, 수천 배 더 효율적으로 형성됩니다.

칼슘 화합물의 응용

칼슘수소화물. 수소 분위기에서 칼슘을 가열하면 Cah3(수소화칼슘)이 얻어지며, 이는 야금(금속열학) 및 현장에서 수소 생산에 사용됩니다.

광학 및 레이저 재료 불화칼슘(형석)은 광학(천문 대물렌즈, 렌즈, 프리즘)에서 단결정 형태로 사용되며 레이저 재료로도 사용됩니다. 단결정 형태의 텅스텐산 칼슘(회중석)은 레이저 기술과 섬광체로 사용됩니다.

탄화칼슘. 탄화칼슘 CaC2는 아세틸렌 생산과 금속 환원 및 칼슘 시안아미드 생산에 널리 사용됩니다(질소에서 탄화칼슘을 1200°C로 가열하면 발열 반응이 일어나며 시안아미드 용광로에서 수행됨). .

화학 전류 소스. 칼슘과 알루미늄 및 마그네슘 합금은 백업 열전 배터리의 양극(예: 크롬산 칼슘 원소)으로 사용됩니다. 크롬산칼슘은 음극과 같은 배터리에 사용됩니다. 이러한 배터리의 특징은 적절한 조건에서 매우 긴 수명(수십 년), 어떤 조건(공간, 고압), 무게와 부피에 따른 비에너지가 높습니다. 단점: 수명이 짧습니다. 이러한 배터리는 단기간 동안 엄청난 전력을 생성해야 하는 경우(탄도 미사일, 일부 우주선 등)에 사용됩니다.

내화 재료. 유리 형태와 세라믹 혼합물의 일부인 산화칼슘은 내화물 생산에 사용됩니다.

약. 칼슘 화합물은 항히스타민제로 널리 사용됩니다.

염화칼슘

글루콘산칼슘

칼슘글리세로인산염

또한 골다공증 예방약과 임산부와 노인을 위한 비타민 복합체에도 칼슘 화합물이 포함되어 있습니다.

생물학적 역할

칼슘은 식물, 동물, 인간의 몸에서 흔히 발견되는 다량 영양소입니다. 인간과 다른 척추동물에서는 대부분 인산염의 형태로 골격과 치아에 함유되어 있습니다. 대부분의 무척추동물 그룹(해면동물, 산호 폴립, 연체동물 등)의 골격은 다양한 형태의 탄산칼슘(석회)으로 구성됩니다. 칼슘 이온은 혈액 응고 과정뿐만 아니라 혈액의 삼투압을 일정하게 유지하는 데에도 관여합니다. 칼슘 이온은 또한 보편적인 2차 전달자 중 하나로 작용하며 근육 수축, 세포외유출, 호르몬 및 신경 전달 물질 분비 등 다양한 세포 내 과정을 조절합니다. 인간 세포의 세포질 내 칼슘 농도는 약 10?7mol입니다. 세포 간액에서 약 10 -3 mol.

칼슘 요구량은 연령에 따라 다릅니다. 성인의 일일 필수 섭취량은 800~1000mg, 어린이의 경우 600~900mg으로, 이는 집중적인 골격 성장으로 인해 어린이에게 매우 중요합니다. 음식과 함께 인체에 들어가는 칼슘의 대부분은 유제품에서 발견되며 나머지 칼슘은 고기, 생선 및 일부 식물성 제품에서 나옵니다(콩류는 특히 콩류에 많이 함유되어 있습니다). 흡수는 대장과 소장 모두에서 일어나며 촉진됩니다. 산성 환경, 비타민 D 및 비타민 C, 유당, 불포화 지방산. 칼슘 대사에서 마그네슘의 역할은 중요합니다. 결핍되면 칼슘이 뼈에서 "씻겨 나가" 신장(신장 결석)과 근육에 침착됩니다.

아스피린, 옥살산, 에스트로겐 유도체는 칼슘 흡수를 방해합니다. 옥살산과 결합하면 칼슘은 신장 결석의 구성 요소인 수불용성 화합물을 생성합니다.

이와 관련된 많은 과정으로 인해 혈액의 칼슘 함량이 정확하게 조절되고 적절한 영양 섭취로 결핍이 발생하지 않습니다. 장기간 다이어트를 하지 않으면 경련, 관절통, 졸음, 성장 결함 및 변비가 발생할 수 있습니다. 결핍이 심해지면 지속적인 근육 경련과 골다공증이 발생합니다. 커피와 알코올을 남용하면 일부가 소변으로 배설되므로 칼슘 결핍이 발생할 수 있습니다.

칼슘과 비타민 D를 과도하게 섭취하면 고칼슘혈증이 발생하고 뼈와 조직이 심하게 석회화될 수 있습니다(주로 비뇨기계에 영향을 미침). 장기간의 과잉 섭취는 근육과 신경 조직의 기능을 방해하고 혈액 응고를 증가시키며 뼈 세포의 아연 흡수를 감소시킵니다. 성인의 일일 최대 안전 복용량은 1500~1800mg입니다.

제품 칼슘, mg/100g

참깨 783

쐐기풀 713

포레스트 아욱 505

큰 질경이 412

갈린소가 372

정어리 기름 330

아이비 부드라 289

개 장미 257

아몬드 252

질경이 피침병. 248

헤이즐넛 226

아마란스 씨앗 214

물냉이 214

건조대두 201

3세 미만 어린이 - 600 mg.

4~10세 어린이 - 800mg.

10~13세 어린이 - 1000mg.

13~16세 청소년 - 1200mg.

16세 이상 청소년 - 1000mg.

25~50세 성인 - 800~1200mg.

임산부 및 모유 수유 여성 - 1500~2000mg.

결론

칼슘은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나입니다. 자연에는 많은 것이 있습니다. 산맥과 점토암은 칼슘 염으로 형성되고 바다와 강물에서 발견되며 식물과 동물 유기체의 일부입니다.

칼슘은 지속적으로 도시 거주자를 둘러싸고 있습니다. 거의 모든 주요 건축 자재(콘크리트, 유리, 벽돌, 시멘트, 석회)에는 상당한 양의 칼슘이 포함되어 있습니다.

당연히 이러한 화학적 성질을 지닌 칼슘은 자연 상태에서는 자유 상태로 존재할 수 없습니다. 그러나 천연 및 인공 칼슘 화합물이 가장 중요해졌습니다.

참고자료

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www.e-ng.ru

과학의 세계

칼슘은 화학 원소 주기율표의 4족 주요 하위 그룹 II의 금속 원소입니다. 알칼리토금속족에 속합니다. 칼슘 원자의 외부 에너지 준위에는 2개의 s 전자 쌍이 있습니다.

그가 정력적으로 줄 수 있는 것은 화학적 상호작용. 따라서 칼슘은 환원제이며 그 화합물의 산화 상태는 +2입니다. 자연에서 칼슘은 염 형태로만 발견됩니다. 질량분율지각의 칼슘 - 3.6%. 주요 천연 칼슘 광물은 방해석 CaCO3 및 그 종류(석회석, 분필, 대리석)입니다. 또한 골격이 주로 탄산칼슘으로 구성된 살아있는 유기체(예: 산호)도 있습니다. 또한 중요한 칼슘 광물로는 백운석 CaCO3 MgCO3, 형석 CaF2, 석고 CaSO4 2h3O, 인회석, 장석 등이 있습니다. 칼슘은 생명체의 생명에 중요한 역할을 합니다. 인체 내 칼슘의 질량 분율은 1.4-2%입니다. 치아, 뼈, 기타 조직 및 기관의 일부이며 혈액 응고 과정에 참여하고 심장 활동을 자극합니다. 충분한 양의 칼슘을 몸에 공급하려면 우유와 유제품, 녹색 채소, 생선을 반드시 섭취해야 합니다. 칼슘은 대표적인 은백색 금속입니다. 그것은 매우 단단하고 플라스틱이며 밀도가 1.54g/cm3이고 녹는점이 842? C. 화학적으로 칼슘은 매우 활동적입니다. 정상적인 조건에서는 공기 중의 산소 및 수분과 쉽게 상호작용하므로 밀봉된 용기에 보관합니다. 공기 중에서 가열하면 칼슘이 발화하여 산화물을 형성합니다. 2Ca + O2 = 2CaO 칼슘은 가열하면 염소 및 브롬과 반응하고 추위에도 불소와 반응합니다. 이러한 반응의 생성물은 해당 할로겐화물입니다(예: Ca + Cl2 = CaCl2). 칼슘이 황과 가열되면 황화칼슘이 형성됩니다. Ca + S = CaS는 다른 비금속과도 반응할 수 있습니다. 약간 용해성인 수산화칼슘이 형성되고 수소 가스가 방출됩니다. Ca + 2h3O = Ca(OH) 2 + h3 칼슘 금속이 널리 사용됩니다. 이는 철강 및 합금 생산 시 로제트로 사용되며 일부 내화 금속 생산 시 환원제로 사용됩니다.

칼슘은 용융된 염화칼슘을 전기분해하여 얻습니다. 따라서 칼슘은 1808년 험프리 데이비(Humphry Davy)에 의해 처음 획득되었습니다.

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