Karakterisatie van calcium. eigenschappen van calcium. Calcium formule

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 05:37

Onder alle elementen van het periodiek systeem zijn er verschillende, zonder welke het niet alleen mogelijk is om verschillende ziekten in levende organismen te ontwikkelen, maar het is over het algemeen onmogelijk om normaal te leven en te groeien. Een daarvan is calcium.

Het is interessant dat als het gaat om dit metaal, als een eenvoudige stof, het geen enkel voordeel heeft voor een persoon, zelfs geen schade. Men hoeft echter alleen maar de ionen Ca²⁺ te noemen, aangezien er onmiddellijk een massa punten is die hun belang karakteriseren.

Positie van calcium in het periodiek systeem

Karakterisering van calcium begint, net als elk ander element, met een indicatie van zijn positie in het periodiek systeem. Het maakt het immers mogelijk om veel over dit atoom te leren:

• kernlading;
• aantal elektronen en protonen, neutronen;
• oxidatietoestand, hoger en lager;
• elektronische configuratie en andere belangrijke dingen.

Het element dat we overwegen, bevindt zich in de vierde grote periode van de tweede groep, de hoofdsubgroep, en heeft serienummer 20. Ook toont het chemisch periodiek systeem het atoomgewicht van calcium - 40,08, wat het gemiddelde is waarde van de bestaande isotopen hiervanatoom.

De oxidatietoestand is één, altijd constant, gelijk aan +2. De formule van het hogere oxide CaO. De Latijnse naam voor het element is calcium, vandaar het symbool voor het atoom Ca.

Karakterisering van calcium als een eenvoudige stof

Onder normale omstandigheden is dit element een metaal, zilverwit. De formule van calcium als een eenvoudige stof is Ca. Door zijn hoge chemische activiteit is het in staat veel verbindingen te vormen die tot verschillende klassen behoren.

In de vaste toestand van aggregatie is het niet opgenomen in het menselijk lichaam, daarom is het belangrijk voor industriële en technische behoeften (voornamelijk chemische syntheses).

Is een van de meest voorkomende metalen qua aandeel in de aardkorst, ongeveer 1,5%. Het behoort tot de groep van aardalkaliën, omdat het bij oplossing in water alkaliën geeft, maar in de natuur komt het voor in de vorm van meerdere mineralen en zouten. In zeewater zit veel calcium (400 mg/l).

Kristalrooster

Het kenmerk van calcium wordt verklaard door de structuur van het kristalrooster, dat twee soorten kan hebben (aangezien er een alfa- en een bètavorm is):

• cubic face-centric;
• volume centraal.

Het type binding in het molecuul is metallisch, op de roosterplaatsen, zoals alle metalen, zijn er atoomionen.

In de natuur zijn

Er zijn verschillende basisstoffen in de natuur die dit element bevatten.

1. Zeewater.
2. Gesteenten en mineralen.
3. Levende organismen (schelpen enschelpen, botweefsel, enzovoort).
4. Grondwater in de aardkorst.

De volgende soorten gesteente en mineralen kunnen worden geïdentificeerd als natuurlijke bronnen van calcium.

1. Dolomiet is een mengsel van calcium- en magnesiumcarbonaat.
2. Fluoriet - calciumfluoride.
3. Gips - CaSO₄ 2H₂O.
4. Calciet - krijt, kalksteen, marmer - calciumcarbonaat.
5. Alabaster - CaSO₄ 0.5H₂O.
6. Apatiteit.

In totaal zijn er ongeveer 350 verschillende mineralen en gesteenten die calcium bevatten.

Methoden om te verkrijgen

Het was lange tijd niet mogelijk om het metaal in vrije vorm te isoleren, aangezien de chemische activiteit ervan hoog is, zul je het niet in pure vorm in de natuur vinden. Daarom was het element in kwestie tot de 19e eeuw (1808) een ander mysterie dat het periodiek systeem met zich meedroeg.

Calcium als metaal was in staat om de Engelse chemicus Humphrey Davy te synthetiseren. Hij was het die voor het eerst de kenmerken ontdekte van de interactie van smelten van vaste mineralen en zouten met elektrische stroom. Tot op heden is de meest relevante manier om dit metaal te verkrijgen de elektrolyse van zijn zouten, zoals:

• een mengsel van calcium- en kaliumchloriden;
• mengsel van fluoride en calciumchloride.

Het is ook mogelijk om calcium uit het oxide te halen met behulp van de aluminothermische methode die gebruikelijk is in de metallurgie.

Fysieke eigenschappen

Karakterisering van calcium in termen van fysieke parameters kan op verschillende punten worden beschreven.

1. De geaggregeerde toestand is vast onder normale omstandigheden.
2. Smeltpunt - 842 ⁰C.
3. Metaal is zacht, kan met een mes worden gesneden.
4. Kleur - zilverwit, glanzend.
5. Het heeft goede geleidende en thermische eigenschappen.
6. Als het lange tijd wordt verwarmd, verandert het in een vloeistof en vervolgens in een dampvorm, waarbij het zijn metaalachtige eigenschappen verliest. Kookpunt 1484 ⁰C.

De fysieke eigenschappen van calcium hebben één kenmerk. Wanneer er druk op een metaal wordt uitgeoefend, verliest het op een bepaald moment zijn metallische eigenschappen en vermogen om elektriciteit te geleiden. Bij een verdere toename van de blootstelling wordt het echter weer hersteld en manifesteert het zich als een supergeleider, meerdere malen hoger dan de rest van de elementen in deze indicatoren.

Chemische eigenschappen

De activiteit van dit metaal is erg hoog. Daarom zijn er veel interacties waarbij calcium binnenkomt. Reacties met alle niet-metalen zijn voor hem gebruikelijk, omdat hij als reductiemiddel erg sterk is.

1. Reageert onder normale omstandigheden gemakkelijk om de overeenkomstige binaire verbindingen te vormen met: halogenen, zuurstof.
2. Bij verhitting: waterstof, stikstof, koolstof, silicium, fosfor, boor, zwavel en andere.
3. In de open lucht interageert het onmiddellijk met koolstofdioxide en zuurstof, daarom wordt het bedekt met een grijze coating.
4. Reageert heftig met zuren, soms ontvlambaar.

Interessante eigenschappen van calcium verschijnen als het gaat omerover in de samenstelling van zouten. Dus de prachtige grotstalactieten en stalagmieten die op het plafond en de muren groeien, zijn niets meer dan calciumcarbonaat, dat in de loop van de tijd is gevormd uit water, koolstofdioxide en bicarbonaat onder invloed van processen in het grondwater.

Gezien hoe actief het metaal in zijn normale staat is, wordt het opgeslagen in laboratoria, zoals alkalische. In een donkere glazen container, met een goed gesloten deksel en onder een laag kerosine of paraffine.

Kwalitatieve reactie op het calciumion is de kleur van de vlam in een mooie, rijke steenrode kleur. Het is ook mogelijk om een metaal in de samenstelling van verbindingen te identificeren door onoplosbare precipitaten van sommige van zijn zouten (calciumcarbonaat, fluoride, sulfaat, fosfaat, silicaat, sulfiet).

Metalen verbindingen

De soorten metaalverbindingen zijn als volgt:

• oxide;
• hydroxide;
• calciumzouten (gemiddeld, zuur, basisch, dubbel, complex).

Calciumoxide staat bekend als ongebluste kalk. CaO wordt gebruikt om een bouwstof (kalk) te maken. Als je het oxide met water dooft, krijg je het bijbehorende hydroxide, dat de eigenschappen van alkali vertoont.

Verschillende calciumzouten, die in verschillende sectoren van de economie worden gebruikt, zijn van groot praktisch belang. Wat voor soort zouten er zijn, hebben we hierboven al genoemd. Hier zijn voorbeelden van de soorten van deze verbindingen.

1. Middelgrote zouten - carbonaat CaCO₃, fosfaat Ca₃(PO₄) ₂ en anderen.
2. Zuur - hydrosulfaat CaHSO₄.
3. Basis - bicarbonaat(SaOH)₃PO₄.
4. Complex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Dubbel - 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Het is in de vorm van verbindingen van deze klasse dat calcium belangrijk is voor biologische systemen, aangezien zouten de bron van ionen voor het lichaam zijn.

Biologische rol

Wat is het belang van calcium voor het menselijk lichaam? Er zijn verschillende redenen.

1. Het zijn de ionen van dit element die deel uitmaken van de intercellulaire substantie en weefselvloeistof, die deelnemen aan de regulatie van de excitatiemechanismen, de productie van hormonen en neurotransmitters.
2. Calcium hoopt zich op in de botten, tandglazuur in een hoeveelheid van ongeveer 2,5% van het totale lichaamsgewicht. Dit is vrij veel en speelt een belangrijke rol bij het versterken van deze structuren, het behouden van hun kracht en stabiliteit. De groei van het lichaam zonder is onmogelijk.
3. Bloedstolling hangt ook af van de betreffende ionen.
4. Het maakt deel uit van de hartspier en neemt deel aan de opwinding en samentrekking ervan.
5. Is een deelnemer aan de processen van exocytose en andere intracellulaire veranderingen.

Als de hoeveelheid geconsumeerd calcium niet genoeg is, kan de ontwikkeling van ziekten zoals:

• rachitis;
• osteoporose;
• bloedziekten.

De dagelijkse norm voor een volwassene is 1000 mg en voor kinderen vanaf 9 jaar 1300 mg. Om een overdaad aan dit element in het lichaam te voorkomen, mag de aangegeven dosis niet worden overschreden. Andersgeval kan zich een darmaandoening ontwikkelen.

Voor alle andere levende wezens is calcium niet minder belangrijk. Veel ongewervelde dieren zijn bijvoorbeeld, hoewel ze geen skelet hebben, externe middelen om ze te versterken ook formaties van dit metaal. Onder hen:

• schelpdieren;
• mosselen en oesters;
• sponzen;
• koraalpoliepen.

Ze dragen allemaal op hun rug of vormen in principe tijdens het leven een soort extern skelet dat hen beschermt tegen invloeden van buitenaf en roofdieren. Het hoofdbestanddeel zijn calciumzouten.

Gewervelde dieren hebben deze ionen, net als mensen, nodig voor normale groei en ontwikkeling en halen ze uit voedsel.

Calciumhoudende preparaten

Er zijn veel opties waarmee het mogelijk is om het ontbrekende element in het lichaam goed te maken. Het beste van alles, natuurlijk, natuurlijke methoden - producten die het gewenste atoom bevatten. Als dit echter om de een of andere reden onvoldoende of onmogelijk is, is het medische pad ook acceptabel.

Dus, de lijst met voedingsmiddelen die calcium bevatten is ongeveer als volgt:

• zuivel- en zure melkproducten;
• vis;
• groenten;
• granen (boekweit, rijst, volkoren gebak);
• sommige citrusvruchten (sinaasappels, mandarijnen);
• peulvruchten;
• alle noten (vooral amandelen en walnoten).

Als je allergisch bent voor sommige producten of je kunt ze om een andere reden niet gebruiken, vul dan het niveau van het gewenste element in het lichaam aancalciumbevattende preparaten zullen helpen.

Het zijn allemaal zouten van dit metaal, die het vermogen hebben om gemakkelijk door het lichaam te worden opgenomen, snel opgenomen in het bloed en de darmen. Onder hen zijn de volgende de meest populaire en gebruikte.

1. Calciumchloride - oplossing voor injectie of orale toediening aan volwassenen en kinderen. Het verschilt in de zoutconcentratie in de samenstelling, het wordt gebruikt voor "hete injecties", omdat het precies zo'n sensatie veroorzaakt wanneer het wordt geïnjecteerd. Vruchtensapvormen zijn beschikbaar voor gemakkelijke inname.
2. Calciumgluconaat. Verkrijgbaar als tabletten (0,25 of 0,5 g) en oplossingen voor intraveneuze injectie. Bevat vaak in de vorm van tabletten verschillende fruitadditieven.
3. Calciumlactaat - verkrijgbaar in tabletten van 0,5 g