Кальций

ПЛАН:
1. КАЛЬЦИЙ – КАК ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ
2. НЕМНОГО ОБ ИСТОРИИ…
3. РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ПРИРОДЕ.
4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА..
5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
6. ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ.

В латинском языке слово «calx» обозначает известь и сравнительно мягкие, легко обрабатываемые камни, в первую очередь мел и мрамор. От этого слова и произошло название элемента №20.

Природный элемент представляет смесь шести стабильных изотопов:
40Ca,
42Ca,
43Ca,
44Ca,
46Ca
48Ca,
из которых наиболее распространен 40Ca
(96, 97%).

Вильгельм Бунзен
Немецкий химик. Разработал ряд методов исследования химических веществ. Получил посредством электролиза кальций, марганец, магний и другие металлы.
1811-1899 гг.

В биосфере происходит исключительно резкая дифференциация Ca, связанная главным образом с "карбонатным равновесием": при взаимодействии углекислого газа с карбонатом СаСО3 образуется растворимый бикарбонат Ca(HCO3)2:
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

Эта реакция обратима и является основой перераспределения Ca.
При высоком содержании CO2 в водах Ca находится в растворе,
а при низком содержании CO2 в осадок выпадает минерал кальцит CaCO3,
образуя мощные залежи известняка, мела, мрамора.

КАЛЬЦИЙ СОДЕРЖИТСЯ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ .

В солончаках и соленых озерах часто накапливается гипс Ca SO4*2H2O

Реки приносят в океан много кальция (0,04%), который концентрируется в скелетах организмов.

Он присутствует во всех тканях и жидкостях живых организмов.

Залежи кальция - в соляных наплывах

СТАЛАГМИТ

Содержание кальция в организме
человека достигает 2 %.

СТАЛАГМИТ

Бетон – важнейший строительный материал наших дней,
одной из составных частей которого является кальций.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1.Имеет металлическую кристаллическую решётку.
2.Атомный радиус - 1,97.
3.Ионный радиус Са2+- 1,04.
4.Плотность – 1,54 г/см3.
5.Теплопроводность – 125,6 Вт/м * К.
6.Удельная теплоёмкость – 623,9 дж/кг * К

Химические свойства
Кальций в результате реакции отдает 2 электрона, т.е. окисляется:
Ca2+ – 2е → Caо
электронная формула:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Химически Ca очень активен.
При обычной температуре Ca легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят в герметически закрытых сосудах или под
минеральным маслом.

Кальций взаимодействие с простыми веществами – неметаллами.
Ca + 2 C = CaC2 карбид кальция
2. взаимодействие со сложными веществами:
2.1. с водой, с образованием водорода.
Ca + H2O = Ca(OH)2 + H2
2.2.с кислотами: (кроме концентрированной HNO3)
Ca + H2SO4 = CaSO4 + H2

- С фтором реагирует на холоду:
Са+|F2 = CaF2
-C хлором и бромом при температуре свыше 400°C:
Са+Сl2 =CaCl2
Са+Br2 =CaBr2
-При нагревании на воздухе или в кислороде воспламеняется, давая основной оксид CaO. Известны также пероксиды Ca - CaO2 и CaO4.

Трудно вступают в реакцию с азотом и фосфором:
ЗСа + N2 = Са3N2 (нитрид магния)
ЗСа + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция)
Взаимодействуя с сухим водородом при 300-400 °C, Ca образует гидрид CaH2 - ионное соединение, в котором водород является анионом.
Са + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)

Получение и применение.
В промышленности кальций получают двумя способами:
1.Нагреванием брикетированной смеси СаО и порошка Al при 1200˚С в вакууме 0,01-0,02 мм.рт.ст.Выделяющиеся по реакции:6CaO+2Al=3CaO*l2O3+3Ca пары кальция конденсируются на холодной поверхности;
2.Электролизом расплава CaCl2 и KCl с жидким медно-кальциевым катодом приготовляют сплав Cu-Ca(65%Ca),из которого Ca отгоняют при температуре 950-1000˚С в вакууме 0,1-0,001 мм.рт.ст.