Кальций

Соли кальция известны человеку очень давно, но в свободном состоянии этот металл был получен английским химиком Г. Дэви только в 1808 г.

Нахождение в природе

. Содержание кальция в земной коре составляет 3,3 %. Наиболее распространенными его соедлнениями являются минерал кальцит СаСО3 (главная составная часть известняка, мела и мрамора) и прозрачная разновидность кальцита — исландский шпат. Карбонат кальция входит также в состав минерала доломита СаСО3·МgСО3. Часто встречаются залежи сульфата кальция в виде минерала гипса СаSO4·2Н2О, фосфата кальция — в виде минералов фосфорита Сa3(РО4)2 и апатита 3Са3(РО4)2·СаF2 (или Са5(РO4)3F), фторида кальция — в виде минерала плавикового шпата СаF2, и нитрата кальция — в виде кальциевой, или норвежской, селитры Са(NО3)2. Кальций входит также в состав многих алюмосиликатов, в частности полевых шпатов.

Физические свойства

. Кальций — серебристо-белый ковкий металл, который плавится прп температуре 850 °С и кипит при 1482 °С. Он значительно тверже щелочных металлов.

Химические свойства

. Кальций — активный металл. Так, при обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом воздуха и галогенами:

2 Са + О2 = 2 СаО (оксид кальция)

Са + Вr2 = СаВr2 (бромид кальция)

С водородом, азотом, серой, фссфором, углеродом и другими неметаллами кальций реагирует при нагревании:

Са + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)

3 Са + N2 = Са3N2 (нитрид кальция)

Са + S = СаS (сульфид кальция)

3 Са + 2 Р = Са3Р2 (фосфид кальция)

Са + 2 С = СаС2 (карбид кальция)

С холодной водой кальций взаимодействует медленно, а с горичей — очень энергично:

Са + 2 Н2О = Са(ОН)2 + Н2

Кальций может отнимать кислород или галогены от оксидов и галогенидов менее активных металлов, т. е. обладает восстановительными свойствами:

5 Са + Nb2О5 = СаО + 2 Nb

5 Са + 2 NbСl5 = 5 СаСl2 + 2 Nb

Получение

. Металлический кальций получают электролизом его расплавленных солей. Электролитом служит расплавленная смесь СаCl2 и СаF2 в соотношении 3: 1 по массе. Фторид кальция прибавляют для понижения температуры плавления смеси. Применение.Кальций применяют в металлургии для очистки чугуна и стали от оксидов, а также в производстве многих редких металлов (Тl, Zг, Нf, Nb, Та и др.) как восстановитель этих металлов из их оксидов и хлоридов. Сплав кальция со свинцом используют для изготовления подшипников и оболочек кабелей.

Оксид кальция СаО

. Белое вещество, плавящееся при температуре около 3000 °С, с ярко выраженными основными свойствами. Хорошо взаимодействует с водой, кислотами и кислотными оксидами:

СаО+ Н2О = Са(ОН)2

СаО+ 2 НСl = СаСl2 + H2О

СаО + СО2 = СаСО3

В лабораторных условиях оксид кальция можно получить окислением кальция, а также термическим разложением его карбоната. В промышленности СаО получают обжигом известняка в шахтных или вращающихся трубчатых печах при 1000-1100 °С. Поэтому его называют еще жженой или негашеной известью.

Применяют оксид кальция в промышленности строительных материалов как вяжущий материал.

Гидроксид кальция Са(ОН)2

. Твердое белое вещество, плохо растворимое в воде (в 1 л воды при 20 °С растворяется 1,56 г Са(ОН)2). При обработке оксида кальция горячей водой получается мелкораздробленый гидроксид кальция — пушонка. Насыщенный водный раствор Са(ОН)2 называется известковой водой. На воздухе он мутнеет вследствие взаимодействия с углекислым газом и образования карбоната кальция.

Гидроксид кальция является щелочью. Он легко реагирует с кислотами, кислотными оксидами и солями:

Са(ОН)2 + 2 НСl = СаСl2 + 2 H2О

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О

3 Сa(ОН)2 +2 FеСl3 = 3 СаСl2 + 2 Fе(ОН)3

Процесс взаимодействия оксида калъция с водой называется гашением. Гашеная известь в смеси с песком и водой образует известковый раствор, используемый в строительстве: для скрепления кирпичей при кладке стен, для штукатурных рабат и др. На воздухе гашеная известь поглощает углекислый газ и превращается в карбонат кальция.

Смотрите также

Амины
По систематической номенклатуре амины называют путем добавления приставки амин к названию углеводорода. По рациоальной номенклатуре их рассматривают как алкил или ариламины. Гетероциклич ...

Характеристика химического элемента № 6 Углерод
...

Компьютерные технологии при изучении темы "Молекулярные перегруппировки"
В Государственной программе развития образования России на 2005-2010 годы отмечается, что в условиях быстроизменяющегося мира и увеличения потоков информации фундаментальные предметные знан ...