Kalcium - tulajdonságainak kémiai elemek

Kalcium (kalcium), Ca, egy kémiai elem a csoport II a periódusos rendszer, a atomszáma 20, atomsúlya 40.08; ezüst-fehér fény fém. Természetes elem egy keveréke a hat stabil izotópok: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca és 48 Ca, amelyek közül a leggyakoribb a 40 Ca (96, 97%).

Vegyületek Ca - mészkő, márvány, gipsz (meszet - mészkő kalcinált termék) használtak az ókorban az építőiparban. Amíg a végén a 18. század, vegyészek hitt néven egyszerűen a szervezetben. 1789-ben, Lavoisier azt javasolta, hogy a mész, magnézium-oxid, barit, alumínium-oxid és szilícium-dioxid - egy anyag komplex. 1808-ban, G. Davy vetjük alá, hogy elektrolízissel higanykatódos keveréket nedvesen oltott mész-oxid higany-amalgám készített Ca, és kiszorítására higany belőle, van fém, az úgynevezett „Kalcium” (a latin Calx, genus haláleset calcis - .. Lime) .

Egy hatalmas szerepet a történelem Ca játszik és biogén migráció. Az élő anyag a fém elemek Ca - fő. Vannak organizmusok, amelyek több mint 10% Ca (több szén), az épület a csontváz Ca vegyületek, főleg a CaCO3 (mészalgákkal, sok kagylók, korall, rizómák és t. D.). A temetés csontvázak tenger. Az állatok és növények kapcsolódó felhalmozódása hatalmas tömege alga, korall és más mészkő, amely, mártva a mélységben a föld és a mineralizáló, átalakíthatjuk különböző típusú márvány.

Hatalmas területek párás időben (erdőterületek, tundra) jellemzi Ca-hiány - itt könnyen oldódnak ki a talajból. Ez magyarázza az alacsony talaj termékenységét, az alacsony termelékenység az állatok, a kis méret, gyakran vázbetegség. Ezért nagyon fontos a talaj meszezés, műtrágyázás háziállatok és a madarak, és így tovább. D. Éppen ellenkezőleg, a száraz éghajlat CaCO3 takarékosan, így a táj sztyeppék és sivatagok gazdag Ca. A sós mocsarak és tavak gyakran felhalmozódnak gipsz CaSO4 · 2H2 O.

Fontos szerepet játszik a migráció Ca játszik a talajvíz. A mészkő hegységek néha erőteljesen kioldódnak CaCO3. mi okozta a fejlesztési karsztos képződmény barlangok, cseppkövek. Eltekintve a kalcit, a tengerek múltban geológiai korú volt elterjedt lerakódását foszfát Ca (például, foszforitot betétek Tau Kazahsztánban), dolomit CaCO3 · MgCO3. és a lagúnákban párolgása - gipsz.

A fizikai tulajdonságok a kalcium. A kristályrács a α-formában Ca (stabil szokásos hőmérsékleten) FCC, a = 5,56Å. Az atomi sugara 1,97Å, Az ionos sugara Ca 2+. 1.04Å. Sűrűség 1,54 g / cm 3 (20 ° C). Felett 464 ° C-on stabil hexagonális β-formában. olvadáspont 851 ° C, forráspontja 1,482 ° C; a hőmérséklet lineáris hőtágulási együtthatója 22 × 10 -6 (0-300 ° C); vezetőképesség 20 ° C-on 125,6 W / (m · K), vagy 0,3 cal / (cm · sec · ° C); fajhő (0-100 ° C) 623,9 J / (kg · K), vagy 0,149 cal / (g · ° C); Elektromos ellenállás 20 ° C-on 4,6 · 10 -8 ohm · m, vagy 4,6 x 10 -6 ohm · cm; hőmérsékleti együtthatója ellenállás 4,57 × 10 -3 (20 ° C). A nyúlási modulust 26 GN / m 2 (2600 kgf / mm 2); szakítószilárdság 60 MN / m 2 (6 kgf / mm 2); rugalmassági határ 4 MN / m 2 (0,4 kgf / mm 2) folyáshatár 38 MN / m 2 (3,8 kgf / mm 2); nyúlás 50%; Brinell-keménysége 200-300 MN / m2 (20-30 kgf / mm 2). Kalcium elegendően nagy tisztaságú műanyag, jól préselt, hengerelt és alkalmas arra, hogy a megmunkálás.

Kémiai tulajdonságait kalcium. A konfiguráció a külső elektron héj az atom Ca 4s 2. miáltal a Ca vegyületeket a 2-valens. Ca kémiailag nagyon aktív. Közönséges hőmérsékleten Ca könnyen reakcióba lép az oxigénnel, és nedvesség a levegőben, így tárolják lezárt tartályokban vagy ásványolaj alatt. Amikor melegítünk levegő vagy oxigén meggyújtja adva az alap-oxid CaO. Szintén ismert, peroxidok Ca - CAO2 és CaO4. A hideg víz Ca reagál először gyorsan, majd a reakciót miatt lelassult a filmképző Ca (OH) 2. Ca reagál erőteljesen forró vízzel és savakkal, elosztásának H2 (kivéve tömény HNO3). Mivel fluor reakcióba a hideg, és a klór és bróm - 400 ° C felett, így rendre CaF2. CaCl2 és CaBr2. Ezek halogenidek olvadt állapotban alkotnak egy úgynevezett Ca subsoedineniya - CaF, CaCI, van Ca formálisan egyvegyértékű. Amikor melegítjük kénnel Ca kapott kalcium-szulfid CaS, az utóbbi hozzáadja kén alkotnak poliszulfidok (cas2. CaS4 és mások). Kommunikáció a száraz hidrogén 300-400 ° C-on, Ca képez hidridet CaH2 - ionos vegyületet, amelyben a hidrogén jelentése egy anion. A 500 ° C-Ca és a nitrogén adja nitrid Ca3 N2; Ca reagáltatjuk ammóniával vezet a hideg-amin komplex Ca [NH3] 6. Amikor nélkül melegítjük, hozzáférést a levegő grafit, szilícium vagy foszfor-Ca ad rendre a kalcium-karbid CaC2. szilicidek Ca2 Si, CaSi, CaSi2 és foszfid Ca3 P2. Ca alkot fémközi vegyületet az Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn és mások.

Első kalcium. Az iparban Ca kapott két módon: 1) a reaktánsok elegyet brikettezett CaO és Al por 1200 ° C-on vákuumban 0,01-0,02 Hgmm. Cikk.; alakult ki a reakció: 6CaO + 2 Al = 3CaO · Al2 O3 + 3ca pár Ca kondenzálódnak egy hideg felületre; 2) elektrolízissel olvadt CaCl2 és KCl folyékony réz-kalcium ötvözet készült katód Cu - Ca (65% Ca), amelyből a Ca desztillálunk hőmérsékleten 950-1000 ° C-on vákuumban 0,1-0,001 Hgmm. Art.

Alkalmazása kalcium. A Ca tiszta fém formájában alkalmazunk redukálószerként U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb és néhány ritka földfémek a vegyületeik. Azt is használják deoxidaláshoz acélból, bronzból, és más ötvözetek a kén eltávolítására kőolaj, víztelenítésére szerves folyadékok tisztítására argon és nitrogén szennyezésként scavenger gázokat vákuumban eszközök. Nagy felhasználása a szakterületen kapott súrlódásgátló anyagok Pb-Na-Ca rendszer és a Pb-Ca ötvözetek szolgálja a gyártás Elektromos héj. kábeleket. Alloy Ca-Si-Ca (silicocalcium) alkalmazunk dezoxidálóanyag gáztalanítók a termelés magas minőségű acélból.