Кальция молекулярная масса

Почему не усваивается кальций в организме и чем объяснить его дефицит

Он поступает в недостаточном количестве

От этой проблемы страдает большинство людей, привыкших питаться в спешке, на бегу, наспех проглатывая пончики, пирожки, гамбургеры и другие продукты быстрого приготовления. В этой пище не хватает как самого Ca, так и других важных микро- и макроэлементов – его помощников. Так что первое, с чего надо начать – перемена рациона.

Еще одна причина недостаточного поступления кальция в организм – неправильное сочетание компонентов меню. Все полезные вещества в одних связках работают, а в других мешают друг другу. Если вы потребляете мало селена, йода, кремния, магния, фосфора или же беспорядочно пьете поливитамины, будьте готовы к тому, что у вас рано или поздно проявятся симптомы дефицита.

Его усвоение снижено

К этому могут привести разные причины. Это и гастриты, язвы в желудке, и присутствие в рационе чрезмерно жирной пищи, и потребление пищи с высоким содержанием щавелевой кислоты, и недостаток витамина «Д». Часто концентрация макроэлемента в крови снижается во время климакса, при гиподинамии, приеме диуретиков

Важно найти источник проблемы. Только после этого возможно ее решение

Повышено выведение

К такому может привести лечение слабительными и мочегонными средствами, очищение кишечника клизмами, заболевания почек. Ведь именно в почках витамин D переходит в ту форму, которая позволяет Ca усваиваться без проблем. Вот что выводит кальций из организма. Ваша задача – не допустить потери.

Что-то приводит к повышенному расходу макроэлемента

Чаще всего запасы важного вещества тают не по дням, а по часам в период беременности и лактации, при перенесенных травмах и переломах, стрессах. Это основные причины плохого усвоения Ca, поступающего с пищей

Относитесь к своему здоровью внимательно. Питайтесь правильно, не пытайтесь избавиться от лишнего веса, принимая слабительные и мочегонные препараты, больше двигайтесь, чаще бывайте на солнце и на свежем воздухе

Это основные причины плохого усвоения Ca, поступающего с пищей. Относитесь к своему здоровью внимательно. Питайтесь правильно, не пытайтесь избавиться от лишнего веса, принимая слабительные и мочегонные препараты, больше двигайтесь, чаще бывайте на солнце и на свежем воздухе.

Кальций в крови повышен – что это может быть?

Теоретически, существует три наиболее вероятные клинические проблемы, которые могут вызывать повышенное содержание кальция в крови. Все возможные причины того, что в крови кальций находится выше нормы, достаточно серьезны.

Первая причина высокого кальция крови – это первичный гиперпаратиреоз, заболевание, сопровождающееся появлением опухоли в одной или нескольких паращитовидных железах (правильнее говорить «околощитовидных железах», но термин «паращитовидные железы» очень широко распространен). Основной задачей паращитовидных желез в организме является поддержание нормального уровня кальция крови. Клетки паращитовидных желез «умеют» ощущать концентрацию кальция в плазме крови и в соответствии от уровня кальция вырабатывать паратгормон. Основное действие паратгормона заключается в повышении уровня кальция в крови (путем разрушения костной ткани и выброса кальция из нее в кровь, а также путем усиления всасывания кальция из первичной мочи в почках и усилении всасывания его из кишечника). При возникновении опухоли в паращитовидной железе ее клетки перестают ощущать концентрацию кальция в крови – им «кажется», что кальция в крови нет, либо он низкий. Клетки опухоли начинают бесконтрольно вырабатывать паратгормон, который резко усиливает распад костной ткани и выделение из нее кальция в кровь. В итоге лабораторно мы определяем повышенный кальций крови и одновременно высокий уровень паратгормона. Чаще всего подобные изменения сопровождаются также снижением уровня фосфора крови и повышением уровня кальция в моче. Опасность заболевания заключается в снижении плотности костной ткани с возникновением склонности к переломам, к деформации костей, снижению роста. Повышенный уровень кальция в крови приводит к отложению солей кальция в стенках сосудов и клапанах сердца, что снижает их эластичность и повышает склонность к тромбозам, а значит – опасность возникновения инсультов и инфаркта миокарда.

Вторая возможная причина повышенного кальция – это распад костной ткани вследствие возникновения в ней метастазов какой-либо злокачественной опухоли. Метастазы оказывают так называемое литическое действие, т.е. разрушают костную ткань и высвобождают из нее соли кальция, которые попадают в кровь и приводят к повышенному содержанию кальция в крови. В этом случае кальций в крови повышен, но одновременно уровень паратгормона находится в пределах нормы или у нижней границы нормы.

Третья возможная причина повышенного содержания кальция в крови
– развитие нейроэндокринных опухолей, вырабатывающих так называемые ПТГ-подобные пептиды. Эти опухоли чаще всего локализуются в легких, хотя их расположение может быть очень разнообразным. Размеры таких опухолей обычно невелики – от 4-5 мм до 1-2 см. Они «умеют» вырабатывать цепочки аминокислот, последовательность которых совпадает с активным концом паратгормона. Подобные пептиды (их называют ПТГ-подобными, поскольку они очень похожи по действию на паратгормон) вызывают ситуацию, когда кальций в крови повышен, однако лабораторные анализаторы не показывают в данном случае повышения уровня паратгормона, поскольку ПТГ-подобные пептиды копируют молекулу паратгормона не полностью.

Соединения металла

Разновидности соединений металла следующие:

• оксид;
• гидроксид;
• соли кальция (средние, кислые, основные, двойные, комплексные).

Оксид кальция известен как негашеная известь. СаО используется для создания строительного материала (извести). Если загасить оксид водой, то получится соответствующий гидроксид, проявляющий свойства щелочи.

Большое практическое значение имеют именно различные соли кальция, которые используются в разных отраслях хозяйства. Какие именно существуют соли, мы уже упоминали выше. Приведем примеры по типам этих соединений.

1. Средние соли — карбонат СаСО3, фосфат Са3(РО4)2 и другие.
2. Кислые — гидросульфат CaHSO4.
3. Основные — гидрокарбонат (СаОН)3PO4.
4. Комплексные — Cl2.
5. Двойные — 5Ca(NO3)2*NH4NO3*10H2O.

Именно в форме соединений данного класса кальций имеет значение для биологических систем, так как источником ионов для организма являются соли.

Кальций и его характеристики

Кальций принадлежит к числу самых распространенных в природе элементов. В земной коре его содержится приблизительно 3% (масс.). Он встречается в виде многочисленных отложений известняков и мела, а также мрамора, которые представляют собой природные разновидности карбоната кальция CaCO3. В больших количествах встречаются также гипс CaSO4×2h3O, фосфорит Ca3(PO4)2 и, наконец, различные содержащие кальций силикаты.

В виде простого вещества кальций представляет собой ковкий, довольно твердый металл белого цвета (рис.1). На воздухе быстро покрывается слоем оксида, а при нагревании сгорает ярким красноватым пламенем. С холодной водой кальций реагирует сравнительно медленно, но из горячей воды быстро вытесняет водород, образуя гидроксид.

Рис. 1. Кальций. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса кальция

Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 40,078.

Изотопы кальция

Известно, что в природе кальций может находиться в виде четырех стабильных изотопов 40Ca,42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, с явным преобладанием изотопа 40Ca (99,97%). Их массовые числа равны 40, 42, 43, 44, 46 и 48 соответственно. Ядро атома изотопа кальция 40Ca содержит двадцать протонов и двадцать нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные изотопы кальция с массовыми числами от 34-х до 57-ми, среди которых наиболее стабильным является 41Ca с периодом полураспада равным 102 тысячи лет.

Ионы кальция

На внешнем энергетическом уровне атома кальция имеется два электрона, которые являются валентными:

1s22s22p63s23p64s2.

В результате химического взаимодействия кальций отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Ca0-2e → Ca2+.

Молекула и атом кальция

В свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кальция:

Энергия ионизации атома, эВ	6,11
Относительная электроотрицательность	1,0
Радиус атома, нм	0,197
Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль	192,5

Исследование кальция в биохимическом анализе

Кальций – один из важнейших и наиболее распространенных в организме химических элементов. Кальций содержится в костях, мышцах, нервных клетках, железах внутренней секреции, экскреторных органах, системе крови и других тканях, что указывает на огромную биологическую роль данного макроэлемента.

Физиологический уровень кальция необходим для:

• Поддержания сердечной деятельности (сердечного ритма, сокращения сердечной мышцы);
• Работы мышц (сокращения скелетной мускулатуры и гладких мышц внутренних органов);
• Сохранения плотности костной ткани;
• Полноценного свертывания крови;
• Проведения нервного импульса нервными клетками;
• Нормальной работы желез (выведение секретов из железистой клетки в кровь или протоки);
• Протекания различных биохимических процессов и реакций на клеточном уровне;
• Правильного размножения клеток и распределения между ними генетического материала.

В норме содержание кальция в крови составляет 2,15 – 2,5 ммоль/л. Изменение данного показателя даже на небольшое значение может иметь серьезные последствия для организма. К увеличению концентрации кальция в крови (гиперкальциемии) приводят:

• Потеря организмом жидкости при рвоте, диарее, полиурии;
• Передозировка препаратами кальция или витамина Д3;
• Увеличение уровня гормонов щитовидной и паращитовидной железы;
• Нарушение функции почек;
• Разрушение костей опухолевыми процессами.

Высокий уровень кальция приводит к его накапливанию во многих органах с образованием кальцинатов (в мягких тканях), известковых отложений (в сосудах), «песка» или камней (желчном пузыре, почках, мочевом пузыре). Гиперкальциемия может указывать на наличие остеопороза, когда кальций вымывается из костей в кровь. Увеличение содержания кальция в сыворотке сопровождается:

• Повышенной усталостью;
• Болью в мышцах;
• Замедлением нервно-психических и когнитивных процессов;
• Рефлюксной болезнью, возникновением язв на слизистых;
• Тошнотой, рвотой;
• Нарушением сердечного ритма;
• Частыми воспалительными процессами на коже и слизистых.

При недостатке кальция в крови могут возникать подобные симптомы, однако ведущим признаком гипокальциемии являются судороги. Кроме того, дефицит кальция приводит к:

• Снижению свертываемости крови;
• Уменьшению прочности костной ткани (низкая устойчивость к переломам, дефекты зубной эмали);
• Патологии развития у детей.

Причины гипокальциемии:

• Дефицит витамина Д и магния;
• Дефицит белка альбумина;
• Недостаточное поступление кальция с пищей (в том числе патология всасывания кальция в кишечнике);
• Снижение функции щитовидной и паращитовидной железы (нарушение обмена паратгормона);
• Воспалительные заболевания почек и поджелудочной железы;
• Метастатическое поражение костей, связанное с кальцинированием пораженных участков;
• Передозировка или длительный прием препаратов для лечения остеопороза.

Чтобы не допустить снижение уровня кальция в крови необходимо обеспечить достаточное его поступление с питанием. Суточная норма кальция составляет около 1000 мг в зависимости от пола, возраста и других особенностей. Биохимический анализ крови на кальций выполняется при наличии любых симптомов, указывающих на гипо- или гиперкальциемию, а также в случае приема лекарственных средств, влияющих на обмен данного макроэлемента в организме.

Форма усвоения кальция

Обращайте внимание на форму усвоения кальция. Самая качественная форма усвоения кальция это форма называется хелат

Так и должно быть указано на упаковке Кальий Хелат, Магний хелат. Карбонатная форма это усвоение 5-10% кальция. С возрастом наше пищеварение становится все хуже и хуже, поэтому рекомендуется продукт Кальций, Магний Хелат.

Если вам 50+, то есть продукт Остео Плюс это кальций уже с витаминами, определенными ферментами, для того, чтобы кальций усвоился. Чем старше человек, тем хуже у него все усваивается, те же питательные вещества. Ткани кости постоянно разрушаются и создаются новые.

Почему остеопороз касается именно женщин больше, чем мужчин. Потому, что за это создание отвечают женские половые гормоны. Все костные клетки имеют рецепторы к эстрогенам, и когда эстрогенов становится меньше, то соответственно не все рецепторы задействованы, процесс разрушения костной ткани преобладает над процессом создания костной ткани. Чтобы этого не было рекомендуется принимать женские травы Дикий Ямс. Он помогает организму избежать потери костной ткани.

Здоровья Вам и Вашим близким!

Независимый дистрибьютор компании NSP Виктория Кривицкая.

История

Одна из статуй Айн Газаль , сделанная из известковой штукатурки.

Соединения кальция были известны тысячелетия, хотя их химический состав не был понят до 17 века. Известь как строительный материал и штукатурка для статуй использовалась еще примерно в 7000 году до нашей эры. Первая датированная печь для обжига извести датируется 2500 годом до нашей эры и была найдена в Хафадже , Месопотамии . Примерно в то же время обезвоженный гипс (CaSO ₄ · 2H ₂ O) использовался в Великой пирамиде в Гизе ; этот материал позже будет использован для штукатурки в гробнице Тутанхамона . В древние римляне использовали вместо извести строительные растворы , изготовленные путем нагревания известняка (CaCO ₃ ); само название «кальций» происходит от латинского слова calx «лайм». Витрувий отметил, что образовавшаяся известь была легче, чем исходный известняк, объясняя это кипением воды; в 1755 году Джозеф Блэк доказал, что это произошло из-за потери углекислого газа , который не был признан древними римлянами как газ.

В 1787 году Антуан Лавуазье подозревал, что известь может быть оксидом одного из основных химических элементов . В своей таблице элементов Лавуазье перечислил пять «солефицируемых земель» (т. Е. Руд, которые можно заставить реагировать с кислотами с образованием солей ( salis = соль на латыни): chaux (оксид кальция), magnésie (магнезия, оксид магния). ), барит (сульфат бария), Alumine (оксид алюминия, оксид алюминия) и Silice (диоксид кремния, диоксид кремния)). Об этих «элементах» размышлял Лавуазье:

Кальций, вместе с его родственными соединениями магнием, стронцием и барием, был впервые выделен Хамфри Дэви в 1808 году. После работ Йонса Якоба Берцелиуса и Магнуса Мартина аф Понтина по электролизу Дэви выделил кальций и магний, добавив смесь соответствующих металлов. оксиды с оксидом ртути (II) на платиновой пластине, которая использовалась в качестве анода, причем катодом была платиновая проволока, частично погруженная в ртуть. Затем электролиз дал амальгамы кальция и ртути и магния и ртути, а отгонка ртути дала металл. Однако чистый кальций не может быть получен в больших количествах этим методом, и работоспособный коммерческий процесс его производства был найден только спустя столетие.

Биологическая роль

Основная статья: Кальций в живых организмах

Кальций — распространённый макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах. В костях кальций содержится в виде гидроксиапатита. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят «скелеты» большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−4 ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых в возрасте 19—50 лет и детей 4—8 лет включительно дневная потребность (RDA) составляет 1000 мг, а для детей в возрасте от 9 до 18 лет включительно — 1300 мг в сутки

В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета. Однако по данным исследований в США всего 11 % девочек и 31 % мальчиков в возрасте 12—19 лет достигают своих потребностей

В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80 %) поступает в организм ребёнка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи. Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: через клетки кишечника (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и её кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция. При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счёт чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу). За счёт межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трёх отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза (молочный сахар).

Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло. Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя пальмитат кальция и стеарат кальция (нерастворимые мыла). В виде этого мыла со стулом теряется как кальций, так и жир. Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция, снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула, уменьшением его частоты, а также более частым срыгиванием и коликами.

Концентрация кальция в крови из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит

Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам).

Технология выплавки силикокальция марок СК10 и СК15

Выплавку силикокальция ведут в закрытой печи мощностью 3,5 МВ-А с вращающейся ванной и угольной футеровкой при рабочем напряжении 127 В. Шихту рас­считывают, исходя из следующих условий использования кремния ферросилиция: используется на восстановление 15%, переходит в сплав 55%, окисляется кислородом воздуха 20%, взаимодействует с железными стержнями, используемыми для перемешивания, 10%. Избыток извести принимается равным 10%, расход плавикового шпата 15 кг на 100 кг ферросилиция.

Расчетный состав колоши шихты следующий: 200 кг извести, 196 кг ферросилиция, 30 кг плавикового шпата. Оптимальное отношение в шихте СаО и свободного крем­ния колеблется в пределах 1,7—2. Увеличение этого значения приводит к повышению содержания в сплаве каль­ция и снижению содержания железа. Сплав становится более легким, дуга начинает гореть непосредственно на сплаве, что приводит к увеличению потерь кальция и кремния, снижению используемой мощности печи, ухуд­шению отделения сплава от шлака и, следовательно, к увеличению потерь сплава с шлаком. Плавиковый шпат уменьшает плотность шлака и улучшает разделение сплава и шлака, что сокращает угар и потери сплава.

Процесс плавки — периодический с полным проплав­лением шихты. На плавку в течение 2 ч заливают 12 ко­лош шихты. Расход электроэнергии на колошу шихты составляет 380—420 кВт-ч. Нормальная работа: печи характеризуется устойчивым электрическим режимом и содержанием в сплаве 16—19% Са. Шлак выходит из печи равномерно и при остывании рассыпается.

Пониженное содержание кальция в сплаве объясня­ется избытком ферросилиция в шихте или низким содержанием СаО в извести. Высокое содержание кальция в сплаве является следствием недостатка восстановителя. Это сопровождается уменьшением зоны плавления и всплыванием части сплава над шлаком, что приводит к возрастанию потерь сплава.

Сплав и шлак выпускают из печи одновременно че­тыре раза в смену в ковш, футерованный графитовой плиткой с теплоизоляционным слоем из шамотного кир­пича, и после тщательного удаления шлака разливают в чугунные изложницы. После остывания сплав дробят, очищают и пакуют в металлические барабаны. Шлак со­держит 63—68% CaO, 30—33% SiO₂ и 2—5% корольков сплава.

Выплавку 15%-ного силикокальция углетермическим способом осуществляют в открытой печи мощностью 15 МВ-А. Колоша шихты состоит из 220 кг кварцита, 85 кг коксика, 50 кг древесного угля, 30 кг каменного угля, 55 кг железной стружки. Плавку ведут непрерывным процессом.

Наблюдаются определенные затруднения в работе летки и при разливке сплава вследствие выхода большого количества жидкого шлака. Сплав имеет повышенное содержание алюминия (~1%) и углерода и загрязнен шлаковыми включениями. Шлак содержит 20% SiO₂, 45% CaO, 30% CaC₂ и др. Сложность технологии и низкие общие технико-экономические показатели делают проблематичной рентабельность такого производства.

Сплав примерно такого же состава может быть получен значительно проще и дешевле путем смешения в ковше жидкого силикокальция и 18%-ного ферросилиция. Ниже приведен расход материалов и электроэнергии на 1 т при выплавке сплавов кальция различными методами:

Кальций в природе

Кальций является очень важной составной частью живой природы – большая
часть живых организмов может существовать благодаря именно ему. И человек тоже!. Кальций был известен ещё древним римлянам, которые оксид кальция
использовали для приготовления извести

Впервые этот элемент выделил сэр Хемфри Дэйвис
(Humphre Davy) в 1808 году

Кальций был известен ещё древним римлянам, которые оксид кальция
использовали для приготовления извести. Впервые этот элемент выделил сэр Хемфри Дэйвис
(Humphre Davy) в 1808 году.

В массе земной коры и солёной воде кальций находится на пятом месте среди
наиболее часто встречающихся элементов, хотя в природе он находится только в виде
соединений (известняк (карбонат кальция), гипс (сульфат кальция) и доломит). Кальций
содержится почти во всех неорганических связующих веществах!

Известняки делятся по составу и структуре. По структурным особенностям
различают брахиоподные, кристаллические, комковатые и известняки других видов. Если
разного вида примеси составляют более 50%, то их подразделяют на песчаники, глинистые,
кремнистые, доломиты и содержащие глаукониты известняки.

В основном известняки образуются в неглубоких морях. Более подробно их
подразделяют на биогенные (если происхождение биологическое), гомогенные,
кристаллические, а также на известняки смешанного происхождения.

Кальций используют в различных областях: в строительной промышленности из
известняка производят цемент и известь, в сахарной промышленности его используют для
очистки свекольного сока-сырца, в химической промышленности – для производства соды,
карбида кальция и минеральных удобрений. Применяют кальций и как добавку для улучшения
термической и химической стойкости стекла, а в сельском хозяйстве – для известкования
почвы, а также как добавку в корма скота. Медицина – это только одно из многих
направлений, в котором кальций может быть полезен человеку.

Кальцит (от греческого chal и латинского calx – кальций) –
один из самых распространённых на нашей планете минералов с очень многообразными
кристаллическими формами. Название минерала введено в 1845 году.

Кальцитам свойственна относительно низкая твёрдость и способность лёгко
вступать в реакцию со слабыми кислотами, например, с уксусной кислотой, а также они
прекрасно расщепляются. Реакция кальцита при соприкосновении с кислотами – один из явных
признаков при определении этого многообразного минерала.

Кальцит содержится в таких распространённых горных породах, как известняк
и мрамор. Кальцит вы встретите, наслаждаясь горячими источниками или любуясь
сталактитами и сталагмитами в пещерах. Кальцит – главная составляющая внешних скелетов
многих организмов, в том числе, планктона, части раковин, например, панциря устриц.

Карбонат кальция (CaCO₃) – наиболее часто встречающаяся часть
медикаментов кальция. Это белое кристаллическое вещество, широко встречающееся в природе
в виде известняка и доломита.

Карбонат кальция плохо растворяется, однако встречается и в жёсткой воде.
Он реагирует с сильными кислотами, выделяя CO₂.

Нахождение в природе

Существует несколько основных веществ в природе, которые содержат данный элемент.

1. Морская вода.
2. Горные породы и минералы.
3. Живые организмы (раковины и панцири, костные ткани и так далее).
4. Подземные воды в земной коре.

Можно обозначить следующие виды горных пород и минералов, которые являются природными источниками кальция.

1. Доломит — смесь карбоната кальция и магния.
2. Флюорит — фторид кальция.
3. Гипс — CaSO4 · 2H2O.
4. Кальцит — мел, известняк, мрамор — карбонат кальция.
5. Алебастр — CaSO4·0.5H2O.
6. Апатиты.

Всего выделяют около 350 различных минералов и горных пород, которые содержат кальций.

Физико-химические основы процесса

Требования, предъявляемые к кварциту и восстановителю, используе­мым при производстве силикокальция, аналогичны предъявляемым при производстве ферросилиция. Основ­ные химические процессы при выплавке сплавов силико­кальция связаны с восстановлением SiO₂ и CaO углеро­дом. Восстановление кремнезема углеродом рассмотрено в статье Термодинамика восстановления кремния. Восстановление чистого оксида кальция описывается уравнением

(CaO) + 3C_т = [CaC₂] + {СО}.

Температура начала этой реакции 1765° С. По приве­денной реакции образуется карбид кальция. При сов­местном восстановлении CaO и SiO₂ конечным продук­том является силицид кальция

2(SiO₂) + (CaO) + 5C_т = [CaSi₂] + 5 {СО}.

Совместное восстановление рассматриваемых оксидов начинается при температуре ∼1580°C, т. е. ниже, чем температура начала восстановления отдельных ок­сидов.

Одновременно в печи идут реакции шлакообразова­ния, например (CaO) + (SiO₂) = (CaO·SiO₂). Причем образование шлака может происходить раньше, чем начи­нается восстановление по приведенным выше суммарным реакциям, так как для их протекания необходимы более высокие температуры. В печи получают развитие про­цессы восстановления SiO₂, CaO и силикатов кальция не только углеродом, но и кремнием, и карбидом крем­ния, образующихся по схемам, приведенным в статье Термодинамика восстановления кремния, а также карбидом кальция. При углетермическом про­изводстве силикокальция марок СК25 и СК15 восстанов­ление кальция и кремния облегчается присутствием же­леза, которое разрушает карбиды и, растворяя силици­ды кальция, уводит их из зоны реакции, что способствует протеканию процесса восстановления.

При силикотермическом восстановлении извести, вы­годно отличающемся отсутствием карбидообразования, идет реакция

2 (CaO) + 3 = 2 + (SiO₂).

Применение

Применение металлического кальция

Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Легирование сплавов

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Ядерный синтез

Изотоп 48Ca — наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов).

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция (нагреванием карбида кальция в азоте при 1200 , реакция идет экзотермически, проводится в цианамидных печах).

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Лекарственные средства

Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.

Хлорид кальция Глюконат кальция Глицерофосфат кальция

Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожилых.-

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH{\displaystyle \Delta H^{0}} перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (то есть параллели в периодической системе сохраняются).

Как изменяются неметаллические свойства в периодической системе

Неметаллические свойства в периодической системе Менделеева изменяются с точностью до наоборот, нежели металлические. По сути, эти два признака являются антагонистами.

Неметаллические свойства усиливаются в периоде (в ряду справа налево). Например, сера способна меньше притягивать к себе электроны, чем хлор, но больше, нежели фосфор. Объяснение этому явлению такое же. Количество отрицательно заряженных частиц на внешнем слое увеличивается, и поэтому элементу легче закончить свой энергетический уровень.

Неметаллические свойства уменьшаются в ряду сверху вниз (в группе). Например, фосфор способен отдавать отрицательно заряженные частицы больше, чем азот, но при этом способен лучше притягивать, нежели мышьяк. Частицы фосфора притягиваются к ядру лучше, чем частицы мышьяка, что даёт ему преимущество окислителя в реакциях на понижение и повышение степени окисления (окислительно-восстановительные реакции).

Сравним, к примеру, серу и мышьяк. Сера находится выше и правее, а это значит, что ей легче завершить свой энергетический уровень. Как и металлы, неметаллы сложно сравнивать, если они находятся в разных группах и периодах. Например, хлор и кислород. Один из этих элементов выше и левее, а другой ниже и правее. Для ответа придётся обратиться к таблице электроотрицательности неметаллов, из которой мы видим, что кислород легче притягивает к себе отрицательные частицы, нежели хлор.

Периодическая таблица Менделеева помогает узнать не только количество протонов в атоме, атомную массу и порядковый номер, но и помогает определить свойства элементов.