Химични свойства на калция - Ефекти на калция върху здравето - Ефекти на калция върху околната среда

Атомно число

Валенсия

Електроотрицателност

Ковалентен радиус (Å)

Йонен радиус (Å)

Атомен радиус (Å)

Електронна конфигурация

Първи потенциал
йонизация (eV)

Атомна маса (g/mol)

Плътност (g/ml)

Точка на кипене (ºC)

Точка на топене (ºC)

Откривател

Сър Хъмфри Дейви през 1808 г.

ефекти


Калций

Химичен елемент, Ca, с атомен номер 20; Това е петият елемент и третият най-разпространен метал в земната кора. Калциевите съединения съставляват 3,64% от земната кора. Металът е триморфен, по-твърд от натрия, но по-мек от алуминия. Подобно на берилий и алуминий, но за разлика от алкалните метали, той не изгаря кожата. Той е по-малко химически реактивен от алкалните метали и другите алкалоземни метали. Разпределението на калция е много широко; среща се в почти всички сухопътни райони на света. Този елемент е от съществено значение за живота на растенията и животните, тъй като присъства в скелета на животните, в зъбите, в черупките на яйцата, в коралите и в много почви. Калциевият хлорид е 0,15% в морската вода.

Калциевите йони, разтворени във вода, образуват отлагания в тръби и котли, когато водата е твърда, т.е. когато съдържа твърде много калций или магнезий. Това може да се избегне с омекотители за вода.

Металният калций се приготвя в промишлеността чрез електролиза на разтопен калциев хлорид. Това се получава чрез обработка на карбонатните минерали със солна киселина или като отпадък от процеса на Солвей карбонат. Чистият метал може да се обработва, стругова, трионира, екструдира; могат да бъдат жични, кримпвани и извити в плочи.

Калцият образува във въздуха тънък оксиден и нитриден филм, който го предпазва от по-нататъшни атаки. Изгаря във въздуха при повишена температура, за да се получи предимно нитрид.

Търговският метал реагира лесно с вода и киселини и произвежда водород, съдържащ значителни количества амоняк и въглеводороди като примеси.

Металът се използва в алуминиеви лагери като помощно средство при отстраняването на бисмут от олово, както и графитен контролер за въглерод в чугун. Използва се и като дезоксидант при производството на много стомани; като редуциращ агент при приготвянето на метали като хром, торий, цирконий и уран и като отделящ материал за газови смеси от азот и аргон.

Калциевият оксид, CaO, се получава чрез термично разлагане на карбонатните минерали в доменните пещи, като се прилага непрекъснат слой. Оксидът се използва в светлини с висока интензивност (вар светлина) поради неговите необичайни спектрални характеристики и като промишлен дехидратиращ агент. Металургичната индустрия широко използва оксид по време на редукцията на черни сплави.

Калциевият хидроксид, Ca (OH) 2, има много приложения, при които хидроксилният йон е необходим. В процеса на гасене на калциев хидроксид обемът на гасената вар [Ca (OH) 2] се увеличава два пъти по-голямо от първоначалната негасена вар (CaO), което го прави полезен за разбиване на скали или дърва.

Гасената вар е отличен абсорбент за въглероден диоксид, произвеждайки карбонат, който е силно неразтворим.

Калциевият силицид, CaSi, приготвен в електрическа пещ от вар, силициев диоксид и въглеродни редуктори, е полезен като дезоксидиращ агент за стомана. Калциевият карбид, CaC2, се получава чрез нагряване на смес от вар и въглища до 3000 ° C (5432 ° F) в електрическа пещ и е ацетилид, който произвежда ацетилен чрез хидролиза. Ацетиленът е основният материал за голям брой важни химикали в индустриалната органична химия.

Чистият калциев карбонат съществува в две кристални форми: калцит, шестоъгълна форма, която има двойно охлаждащи свойства, и арагонит, ромбоедрична форма. Естествените карбонати са най-разпространените калциеви минерали. Исландският шпат и калцитът са по същество чисти форми на карбонат, докато мраморът е нечист и много по-компактен, така че може да се полира. Той е много търсен като строителен материал. Въпреки че калциевият карбонат е много слабо разтворим във вода, той има значителна разтворимост във вода, съдържаща разтворен въглероден диоксид, тъй като в тези разтвори той образува бикарбонат при разтваряне. Този факт обяснява образуването на пещери, където варовиковите отлагания са били в контакт с кисели води.

Калциевите халиди включват фосфоресциращ флуорид, който е най-разпространеното калциево съединение с важни приложения в спектроскопията. Калциевият хлорид притежава в безводна форма прословута способност за разтваряне, което го прави полезен като промишлен дехидратиращ агент и като контролен фактор за прахоуловителите по пътищата. Калциевият хипохлорит (избелващ прах) се произвежда в промишлеността чрез преминаване на хлор в варов разтвор и е използван като избелващо средство и пречиствател на вода.

Калциевият сулфат дихидрат е минерален гипс, представлява най-голямата част от Портланд цимент и е използван за намаляване на алкалността на почвите. Хемихидратът на калциев сулфат се получава чрез нагряване на гипс до високи температури и се продава под търговското наименование Парижска мазилка.

Калцият е неизменна съставка на всички растения, тъй като е от съществено значение за техния растеж. Те го съдържат като структурна съставка и като физиологичен йон. Калцият се намира в меките тъкани, в тъканните течности и в скелетната структура на всички животни. Гръбначните кости съдържат калций под формата на калциев флуорид, калциев карбонат и калциев фосфат.

Когато говорим за калций, понякога го наричаме с името вар. Често се среща в млякото и млечните продукти, но също така и в ядките, зеленчуците и др. Той е съществен компонент за запазването на скелета и зъбите на хората. Той също така подпомага нервните и мускулните функции. Използването на повече от 2,5 грама калций на ден без медицинска необходимост може да доведе до развитие на камъни в бъбреците, склероза и проблеми с кръвоносните съдове.

Липсата на калций е една от основните причини за остеопороза. Остеопорозата е заболяване, характеризиращо се с крехкост на костите, произведена от по-малко количество от минералните компоненти, което намалява плътността им.

Противно на това, което мислят много хора, в нашите кости се осъществява голяма биологична активност. Костите непрекъснато се обновяват и старата костна тъкан непрекъснато се заменя с нова. По време на детството и юношеството се създава повече костна тъкан, отколкото се разрушава. Въпреки това, в някакъв момент, вероятно около 30 или 35-годишна възраст, процесът се обръща и ние започваме да губим повече костна тъкан, отколкото можем да заменим. При жените при достигане на менопаузата (естествено спиране на менструацията) процесът се ускорява, тъй като яйчниците спират да произвеждат женския хормон, известен като естроген, една от функциите на който е да запази костната маса.

Данните сочат, че при нормални условия запазването на костната маса изисква около 1000 милиграма (mg) калций на ден както за мъже, така и за жени, които не са достигнали менопаузата. След менопаузата са необходими около 1500 mg.

Основните източници на калций са млечните продукти. Растителните източници включват зелени зеленчуци като броколи и спанак. Зелето, карфиолът, бобът, лещата и орехите също съдържат калций.

Калцият работи заедно с магнезия за изграждане на нова костна маса. Ако трябва да се приемат калциеви добавки, те трябва да се комбинират с магнезий в съотношение 2 към 1, т.е. ако се приемат 1000 mg калций, трябва да се приемат 500 mg магнезий. Добри източници на магнезий в диетата са банани, черупчести месо, пълнозърнести храни, орехи, боб, пшенични трици, семена и зелени зеленчуци.

Други важни мерки за профилактика на остеопорозата са:

  • Упражнявайте редовно (поне три пъти седмично)
  • Поглъщайте адекватни количества манган, фолиева киселина, витамин В6, витамин В12, омега 3 (който спомага за увеличаване на абсорбцията на калций в костите и стимулира производството на нова костна тъкан) и витамин D (който стимулира усвояването на калция в тънките черва)
  • Не злоупотребявайте със захар, наситени мазнини и животински протеини
  • Не злоупотребявайте с алкохол, кофеин или безалкохолни напитки
  • Пушенето забранено

Други фактори, които увеличават шансовете за страдание от остеопороза, са наследственият фактор и стресът.

Калциевият фосфат е много токсичен за водните организми.