कैल्शियम के भौतिक गुण। तत्व कैल्शियम

कैल्शियम चौथी बड़ी अवधि में स्थित है, दूसरा समूह, मुख्य उपसमूह, तत्व की क्रम संख्या 20 है। मेंडेलीव की आवर्त सारणी के अनुसार, कैल्शियम का परमाणु भार 40.08 है। उच्चतम ऑक्साइड का सूत्र CaO है। कैल्शियम का लैटिन नाम है कैल्शियम, इसलिए तत्व का परमाणु चिन्ह Ca है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में कैल्शियम की विशेषता

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एक चांदी-सफेद धातु है। उच्च रासायनिक गतिविधि होने के कारण, तत्व विभिन्न वर्गों के कई यौगिक बनाने में सक्षम है। तत्व तकनीकी और औद्योगिक रासायनिक संश्लेषण के लिए मूल्य का है। धातु व्यापक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में वितरित की जाती है: इसका हिस्सा लगभग 1.5% है। कैल्शियम क्षारीय पृथ्वी धातुओं के समूह से संबंधित है: पानी में घुलने पर यह क्षार देता है, लेकिन प्रकृति में यह कई खनिजों के रूप में होता है और। समुद्र के पानी में उच्च सांद्रता (400 मिलीग्राम/ली) में कैल्शियम होता है।

शुद्ध सोडियम

कैल्शियम की विशेषताएं इसकी क्रिस्टल जाली की संरचना पर निर्भर करती हैं। इस तत्व के दो प्रकार हैं: घन मुख-केंद्रित और आयतन-केंद्रित। अणु में बंधन का प्रकार धात्विक है।

कैल्शियम के प्राकृतिक स्रोत:

• एपेटाइट;
• अलबास्टर;
• जिप्सम;
• कैल्साइट;
• फ्लोराइट;
• डोलोमाइट

कैल्शियम के भौतिक गुण और धातु के उत्पादन के तरीके

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में होता है। धातु 842 डिग्री सेल्सियस पर पिघलती है। कैल्शियम एक अच्छा विद्युत और तापीय चालक है। गर्म होने पर, यह पहले एक तरल में और फिर वाष्प अवस्था में जाता है और अपने धात्विक गुणों को खो देता है। धातु बहुत नरम होती है और इसे चाकू से काटा जा सकता है। 1484 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

दबाव में, कैल्शियम अपने धात्विक गुणों और विद्युत चालकता को खो देता है। लेकिन फिर धात्विक गुणों को बहाल कर दिया जाता है और एक सुपरकंडक्टर के गुण उनके प्रदर्शन में बाकी की तुलना में कई गुना अधिक दिखाई देते हैं।

लंबे समय तक अशुद्धियों के बिना कैल्शियम प्राप्त करना संभव नहीं था: इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह तत्व प्रकृति में अपने शुद्ध रूप में नहीं होता है। इस तत्व की खोज 19वीं शताब्दी की शुरुआत में हुई थी। एक धातु के रूप में कैल्शियम को पहली बार ब्रिटिश रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा संश्लेषित किया गया था। वैज्ञानिक ने विद्युत प्रवाह के साथ ठोस खनिजों और लवणों के पिघलने की परस्पर क्रिया की विशेषताओं की खोज की। आजकल, कैल्शियम लवण (कैल्शियम और पोटेशियम क्लोराइड का मिश्रण, कैल्शियम फ्लोराइड और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण) का इलेक्ट्रोलिसिस धातु के उत्पादन के लिए सबसे प्रासंगिक तरीका बना हुआ है। एल्युमिनोथर्मी का उपयोग करके इसके ऑक्साइड से कैल्शियम भी निकाला जाता है, जो धातु विज्ञान में एक आम विधि है।

कैल्शियम के रासायनिक गुण

कैल्शियम एक सक्रिय धातु है जो कई अंतःक्रियाओं में प्रवेश करती है। सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से प्रतिक्रिया करता है, संबंधित बाइनरी यौगिकों का निर्माण करता है: ऑक्सीजन, हैलोजन के साथ। कैल्शियम यौगिकों के बारे में अधिक जानने के लिए क्लिक करें। गर्म होने पर, कैल्शियम नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन, फास्फोरस, सल्फर और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। खुली हवा में, यह तुरंत ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संपर्क करता है, इसलिए यह एक ग्रे कोटिंग के साथ कवर हो जाता है।

एसिड के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, कभी-कभी प्रज्वलित करता है। लवण में, कैल्शियम दिलचस्प गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, गुफा स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स कैल्शियम कार्बोनेट हैं, जो भूजल के अंदर की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप धीरे-धीरे पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट से बनते हैं।

सामान्य अवस्था में इसकी उच्च गतिविधि के कारण, कैल्शियम को प्रयोगशालाओं में पैराफिन या मिट्टी के तेल की एक परत के नीचे अंधेरे मुहरबंद कांच के बने पदार्थ में संग्रहित किया जाता है। कैल्शियम आयन के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया एक समृद्ध ईंट-लाल रंग में लौ का रंग है।

कैल्शियम लौ को लाल कर देता है

यौगिकों की संरचना में धातु को तत्व के कुछ लवण (फ्लोराइड, कार्बोनेट, सल्फेट, सिलिकेट, फॉस्फेट, सल्फाइट) के अघुलनशील अवक्षेप द्वारा पहचाना जा सकता है।

कैल्शियम के साथ पानी की प्रतिक्रिया

कैल्शियम को जार में सुरक्षात्मक तरल की एक परत के नीचे जमा किया जाता है। पानी और कैल्शियम की प्रतिक्रिया कैसे होती है, यह प्रदर्शित करने के लिए, आप केवल धातु प्राप्त नहीं कर सकते हैं और उसमें से वांछित टुकड़ा काट सकते हैं। प्रयोगशाला में धात्विक कैल्शियम को छीलन के रूप में उपयोग करना आसान होता है।

यदि कोई धातु की छीलन नहीं है, और बैंक में केवल कैल्शियम के बड़े टुकड़े हैं, तो सरौता या हथौड़े की आवश्यकता होगी। वांछित आकार के कैल्शियम के तैयार टुकड़े को फ्लास्क या पानी के गिलास में रखा जाता है। कैल्शियम की छीलन को एक डिश में गौज बैग में रखा जाता है।

कैल्शियम नीचे तक डूब जाता है, और हाइड्रोजन का विकास शुरू होता है (पहले, उस स्थान पर जहां धातु का ताजा फ्रैक्चर स्थित है)। धीरे-धीरे, कैल्शियम की सतह से गैस निकलती है। प्रक्रिया तेजी से उबलने जैसी दिखती है, साथ ही कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बुझा हुआ चूना) का एक अवक्षेप बनता है।

लाइम स्लैकिंग

कैल्शियम का एक टुकड़ा ऊपर तैरता है, हाइड्रोजन के बुलबुले द्वारा उठाया जाता है। लगभग 30 सेकंड के बाद, कैल्शियम घुल जाता है और हाइड्रॉक्साइड घोल बनने के कारण पानी सफेद हो जाता है। यदि प्रतिक्रिया बीकर में नहीं, बल्कि टेस्ट ट्यूब में की जाती है, तो गर्मी का विकास देखा जा सकता है: टेस्ट ट्यूब जल्दी गर्म हो जाती है। पानी के साथ कैल्शियम की प्रतिक्रिया एक शानदार विस्फोट के साथ समाप्त नहीं होती है, लेकिन दो पदार्थों की परस्पर क्रिया हिंसक रूप से आगे बढ़ती है और शानदार दिखती है। अनुभव सुरक्षित है।

यदि शेष कैल्शियम के साथ बैग को पानी से निकाल दिया जाता है और हवा में रखा जाता है, तो थोड़ी देर बाद, चल रही प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, मजबूत हीटिंग होगा और शेष धुंध में उबाल जाएगा। यदि मेघयुक्त विलयन का कुछ भाग फ़नल के माध्यम से बीकर में फ़िल्टर किया जाता है, तो जब कार्बन मोनोऑक्साइड CO₂ को विलयन से गुजारा जाता है, तो एक अवक्षेप बनेगा। इसके लिए कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता नहीं होती है - आप एक ग्लास ट्यूब के माध्यम से साँस की हवा को घोल में उड़ा सकते हैं।

कैल्शियम

कैल्शियम-मैं; एम।[अक्षांश से। calx (कैल्सिस) - चूना] एक रासायनिक तत्व (Ca), एक चांदी-सफेद धातु जो चूना पत्थर, संगमरमर आदि का हिस्सा है।

◁ कैल्शियम, वें, वें। के लवण।

कैल्शियम

(अव्य। कैल्शियम), आवधिक प्रणाली के समूह II का एक रासायनिक तत्व, क्षारीय पृथ्वी धातुओं से संबंधित है। लैट से नाम। कैल्क्स, जनन कैल्सिस - चूना। चांदी-सफेद धातु, घनत्व 1.54 ग्राम / सेमी 3, टी pl 842ºC. सामान्य तापमान पर, यह हवा में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में व्यापकता के मामले में, यह 5 वें स्थान पर है (खनिज कैल्साइट, जिप्सम, फ्लोराइट, आदि)। एक सक्रिय कम करने वाले एजेंट के रूप में, इसका उपयोग यू, थ, वी, सीआर, जेडएन, बी और अन्य धातुओं को उनके यौगिकों से प्राप्त करने के लिए किया जाता है, स्टील्स, कांस्य आदि को डीऑक्सीडाइज करने के लिए। यह एंटीफ्रिक्शन सामग्री में शामिल है। कैल्शियम यौगिकों का उपयोग निर्माण (चूना, सीमेंट), कैल्शियम की तैयारी - चिकित्सा में किया जाता है।

कैल्शियम

कैल्शियम (अव्य। कैल्शियम), सीए ("कैल्शियम" पढ़ें), परमाणु संख्या 20 वाला एक रासायनिक तत्व, मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह IIA में चौथी अवधि में स्थित है; परमाणु द्रव्यमान 40.08। क्षारीय पृथ्वी तत्वों की संख्या के अंतर्गत आता है (से। मी।क्षारीय पृथ्वी धातु).
प्राकृतिक कैल्शियम में न्यूक्लाइड का मिश्रण होता है (से। मी।न्यूक्लाइड)द्रव्यमान संख्या 40 (द्रव्यमान 96.94%), 44 (2.09%), 42 (0.667%), 48 (0.187%), 43 (0.135%) और 46 (0.003%) के साथ। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत विन्यास 4 एस 2 . लगभग सभी यौगिकों में, कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 (वैलेंसी II) होती है।
तटस्थ कैल्शियम परमाणु की त्रिज्या 0.1974 एनएम है, सीए 2+ आयन की त्रिज्या 0.114 एनएम (समन्वय संख्या 6 के लिए) से 0.148 एनएम (समन्वय संख्या 12 के लिए) है। एक तटस्थ कैल्शियम परमाणु की अनुक्रमिक आयनीकरण ऊर्जा क्रमशः 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 और 84.5 eV है। पॉलिंग पैमाने पर, कैल्शियम की इलेक्ट्रोनगेटिविटी लगभग 1.0 है। अपने मुक्त रूप में, कैल्शियम एक चांदी-सफेद धातु है।
डिस्कवरी इतिहास
कैल्शियम यौगिक प्रकृति में हर जगह पाए जाते हैं, इसलिए मानव जाति प्राचीन काल से उनसे परिचित है। निर्माण उद्योग में लंबे समय से चूने का उपयोग किया जाता रहा है। (से। मी।चूना)(जल्दी और बुझा हुआ), जिसे लंबे समय तक एक साधारण पदार्थ, "पृथ्वी" माना जाता था। हालांकि, 1808 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. डेवी ने (से। मी।देवी हम्फ्रे)चूने से एक नई धातु प्राप्त करने में कामयाब रहे। ऐसा करने के लिए, डेवी ने पारा ऑक्साइड के साथ थोड़ा सिक्त चूने के मिश्रण का इलेक्ट्रोलिसिस किया और पारा कैथोड पर बनने वाले अमलगम से एक नई धातु को अलग किया, जिसे उन्होंने कैल्शियम कहा (लैटिन कैल्क्स, जीनस केस कैल्सिस - लाइम से)। रूस में, कुछ समय के लिए इस धातु को "चूना पत्थर" कहा जाता था।
प्रकृति में होना
कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। यह पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद बहुतायत में 5 वां स्थान) के लिए जिम्मेदार है। कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं पाया जाता है। अधिकांश कैल्शियम सिलिकेट में पाया जाता है। (से। मी।सिलिकेट)और एल्युमिनोसिलिकेट्स (से। मी।एलुमोसिलिकेट्स)विभिन्न चट्टानें (ग्रेनाइट्स (से। मी।ग्रेनाइट), गनीस (से। मी।गनीस)आदि।)। तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट होता है। (से। मी।कैल्साइट)(CaCO3)। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम पाया जाता है।
चूना पत्थर जैसे कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं। (से। मी।चूना पत्थर) aCO3 , एनहाइड्राइट (से। मी।एनहाइड्राइट) CaSO 4 और जिप्सम (से। मी।जिप्सम) CaSO 4 2H 2 O, फ्लोराइट (से। मी।फ्लोराइट)सीएएफ 2 , एपेटाइट (से। मी।भूखा)सीए 5 (पीओ 4) 3 (एफ, सीएल, ओएच), डोलोमाइट (से। मी।डोलोमाइट) MgCO 3 CaCO3. प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है। (से। मी।पानी की कठोरता). कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रॉक्सीलैपटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 (ओएच), या, एक अन्य प्रविष्टि में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 सीए (ओएच) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के खोल आदि के गोले और खोल कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 से बने होते हैं।
रसीद
कैल्शियम धातु CaCl 2 (75-80%) और KCl या CaCl 2 और CaF 2 से मिलकर पिघले हुए इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है, साथ ही 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca।
भौतिक और रासायनिक गुण
कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है (एलोट्रॉपी देखें) (से। मी।आवंटन)) 443 डिग्री सेल्सियस तक, क्यूबिक फेस-केंद्रित जाली के साथ a-Ca स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 एनएम), उच्च b-Ca a-Fe प्रकार के क्यूबिक बॉडी-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.448 एनएम)। कैल्शियम का गलनांक 839 ° C होता है, क्वथनांक 1484 ° C होता है, घनत्व 1.55 g / cm 3 होता है।
कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि अधिक है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, जिसके कारण कैल्शियम धातु की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए कैल्शियम को आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक कसकर बंद जार में संग्रहीत किया जाता है। मिट्टी के तेल की परत।
मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca 2+ /Ca 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 V है, जिससे कैल्शियम पानी के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है:
सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2।
सक्रिय अधातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ, कैल्शियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO; सीए + बीआर 2 \u003d सीएबीआर 2।
हवा या ऑक्सीजन में गर्म करने पर कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर बातचीत करता है, उदाहरण के लिए:
सीए + एच 2 \u003d सीएएच 2 (कैल्शियम हाइड्राइड),
सीए + 6 बी = सीएबी 6 (कैल्शियम बोराइड),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (कैल्शियम नाइट्राइड)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (कैल्शियम कार्बाइड)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (कैल्शियम फॉस्फाइड), CaP के कैल्शियम फॉस्फाइड और CaP 5 रचनाएँ भी जानी जाती हैं;
2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (कैल्शियम सिलसाइड), CaSi, Ca 3 Si 4 और CaSi 2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिकाइड भी ज्ञात हैं।
उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (यानी, ये प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातुओं वाले सभी यौगिकों में कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है। गैर-धातुओं वाले अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी से आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:
सीएएच 2 + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + 2 एच 2,
सीए 3 एन 2 + 3एच 2 ओ \u003d 3सीए (ओएच) 2 + 2एनएच 3।
कैल्शियम ऑक्साइड आमतौर पर बुनियादी है। प्रयोगशाला और प्रौद्योगिकी में, यह कार्बोनेटों के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2।
तकनीकी कैल्शियम ऑक्साइड CaO को क्विकलाइम कहा जाता है।
यह Ca (OH) 2 बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा छोड़ता है:
सीएओ + एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2.
इस तरह से प्राप्त Ca (OH) 2 को आमतौर पर बुझा हुआ चूना या चूने का दूध कहा जाता है (से। मी।नीबू का दूध)इस तथ्य के कारण कि पानी में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता कम है (0.02 mol / l 20 ° C पर), और जब इसे पानी में मिलाया जाता है, तो एक सफेद निलंबन बनता है।
एसिड ऑक्साइड के साथ बातचीत करते समय, CaO लवण बनाता है, उदाहरण के लिए:
सीएओ + सीओ 2 \u003d सीएसीओ 3; सीएओ + एसओ 3 \u003d सीएएसओ 4।
Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब लौ में कैल्शियम लवण डाला जाता है, तो लौ ईंट लाल हो जाती है।
कैल्शियम लवण जैसे CaCl 2 क्लोराइड, CaBr 2 ब्रोमाइड, CaI 2 आयोडाइड और Ca (NO 3) 2 नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। CaF 2 फ्लोराइड, CaCO 3 कार्बोनेट, CaSO 4 सल्फेट, Ca 3 (PO 4) 2 औसत ऑर्थोफॉस्फेट, CaC 2 O 4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।
महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि, औसत कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) Ca (HCO 3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
उन्हीं स्थानों पर जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:
सीए (एचसीओ 3) 2 \u003d सीएसीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ।
तो प्रकृति में पदार्थों के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल डिप्स भूमिगत बन सकते हैं (कार्स्ति देखें) (से। मी।कार्स्ट (प्राकृतिक घटना))), और सुंदर पत्थर "आइकल्स" - गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स बनते हैं (से। मी। STALAPTITES (खनिज संरचनाएं))और स्टैलेग्माइट्स (से। मी।गतिरोध).
पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। (से। मी।पानी की कठोरता). इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि जब पानी उबाला जाता है, तो बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है, और CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।
कैल्शियम और उसके यौगिकों का उपयोग
यूरेनियम के मेटलोथर्मिक उत्पादन के लिए धात्विक कैल्शियम का उपयोग किया जाता है (से। मी।यूरेनियम (रासायनिक तत्व))थोरियम (से। मी।थोरियम), टाइटेनियम (से। मी।टाइटेनियम (रासायनिक तत्व))ज़िरकोनियम (से। मी।ज़िरकोनियम)सीज़ियम (से। मी।सीज़ियम)और रूबिडियम (से। मी।रूबिडियम).
प्राकृतिक कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से बाइंडरों (सीमेंट) के उत्पादन में उपयोग किया जाता है (से। मी।सीमेंट)जिप्सम (से। मी।जिप्सम), चूना, आदि)। बुझे हुए चूने का बंधन प्रभाव इस तथ्य पर आधारित है कि समय के साथ, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड हवा में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। चल रही प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, CaCO3 कैल्साइट के सुई जैसे क्रिस्टल बनते हैं, जो आस-पास के पत्थरों, ईंटों और अन्य निर्माण सामग्री में विकसित होते हैं और, जैसा कि वे थे, उन्हें एक पूरे में जोड़ दिया। क्रिस्टलीय कैल्शियम कार्बोनेट - संगमरमर - ठीक परिष्करण सामग्री। सफेदी के लिए चाक का उपयोग किया जाता है। पिग आयरन के उत्पादन में बड़ी मात्रा में चूना पत्थर की खपत होती है, क्योंकि वे लौह अयस्क की दुर्दम्य अशुद्धियों (उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज SiO 2) को अपेक्षाकृत कम पिघलने वाले स्लैग में स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं।
ब्लीच एक कीटाणुनाशक के रूप में बहुत प्रभावी है। (से। मी।ब्लीचिंग पाउडर)- "क्लोरीन" Ca(OCl)Cl - मिश्रित क्लोराइड और कैल्शियम हाइपोक्लोराइट (से। मी।कैल्शियम हाइपोक्लोराइड)उच्च ऑक्सीकरण शक्ति के साथ।
कैल्शियम सल्फेट का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो निर्जल यौगिक के रूप में और क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में विद्यमान है - तथाकथित "अर्ध-जलीय" सल्फेट - अलबास्टर (से। मी।एलेविज़ फ़्रायज़िन (मिलानीज़)) CaSO 4 0.5H 2 O और टू-वाटर सल्फेट - जिप्सम CaSO 4 2H 2 O. जिप्सम का व्यापक रूप से निर्माण, मूर्तिकला, प्लास्टर और विभिन्न कला उत्पादों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। जिप्सम का उपयोग दवा में फ्रैक्चर की स्थिति में हड्डियों को ठीक करने के लिए भी किया जाता है।
कैल्शियम क्लोराइड CaCl 2 का उपयोग टेबल सॉल्ट के साथ सड़क की सतहों की बर्फीलेपन से निपटने के लिए किया जाता है। कैल्शियम फ्लोराइड CaF 2 एक उत्कृष्ट ऑप्टिकल सामग्री है।
शरीर में कैल्शियम
कैल्शियम एक बायोजेनिक तत्व है (से। मी।जैविक तत्व), पौधों और जानवरों के ऊतकों में लगातार मौजूद है। जानवरों और मनुष्यों के खनिज चयापचय और पौधों के खनिज पोषण का एक महत्वपूर्ण घटक, कैल्शियम शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्य करता है। एपेटाइट शामिल है (से। मी।भूखा), साथ ही कैल्शियम सल्फेट और कार्बोनेट हड्डी के ऊतकों का खनिज घटक बनाते हैं। 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में लगभग 1 किलो कैल्शियम होता है। आयन चैनलों के काम में कैल्शियम शामिल है (से। मी।आयन चैनल), एक तंत्रिका आवेग के संचरण में, जैविक झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों का परिवहन करना (से। मी।तंत्रिका प्रभाव), रक्त जमावट की प्रक्रिया में (से। मी।रक्त स्कंदन)और निषेचन। कैल्सिफेरॉल शरीर में कैल्शियम चयापचय को नियंत्रित करते हैं (से। मी।कैल्सीफेरोल)(विटामिन डी)। कैल्शियम की कमी या अधिकता से कई तरह के रोग होते हैं - रिकेट्स (से। मी।रिकेट्स)कैल्सीफिकेशन (से। मी।कैल्सीनोसिस)आदि। इसलिए, मानव भोजन में कैल्शियम यौगिक सही मात्रा में (800-1500 मिलीग्राम कैल्शियम प्रति दिन) होना चाहिए। कुछ सब्जियों और अन्य खाद्य पदार्थों में डेयरी उत्पादों (जैसे पनीर, पनीर, दूध) में कैल्शियम की मात्रा अधिक होती है। दवा में कैल्शियम की तैयारी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

समानार्थक शब्द:

देखें कि "कैल्शियम" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

- (Ca) पीली चमकदार और निंदनीय धातु। विशिष्ट गुरुत्व 1.6. रूसी भाषा में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश। पावलेनकोव एफ।, 1907। कैल्शियम (नया लैट। कैल्शियम, लैट से। कैल्क्स लाइम)। चांदी के रंग का धातु। विदेशी शब्दों का शब्दकोश, ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

कैल्शियम- कैल्शियम, कैल्शियम, रसायन। तत्व, चार. क्रिस्टलीय के साथ सीए, चमकदार, चांदी की सफेद धातु। फ्रैक्चर, क्षारीय पृथ्वी धातुओं के समूह से संबंधित है। ऊद। वजन 1.53; पर। में। 40.07; गलनांक 808°. सा बहुत में से एक है ... ... बिग मेडिकल इनसाइक्लोपीडिया

- (कैल्शियम), सीए, आवधिक प्रणाली के समूह II का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 20, परमाणु द्रव्यमान 40.08; क्षारीय पृथ्वी धातुओं को संदर्भित करता है; एमपी 842shC। कशेरुक, मोलस्क के गोले, अंडे के छिलकों के अस्थि ऊतक में निहित है। कैल्शियम ... ... आधुनिक विश्वकोश

धातु चांदी की सफेद, चिपचिपी, निंदनीय, हवा में तेजी से ऑक्सीकरण करने वाली होती है। पिघलने की दर प्रति 800 810°। प्रकृति में, यह विभिन्न लवणों के रूप में होता है, जो पीले रंग पर चाक, चूना पत्थर, संगमरमर, फॉस्फोराइट्स, एपेटाइट्स, जिप्सम आदि का जमाव बनाता है। दोर…… तकनीकी रेलवे शब्दकोश

- (अव्य। कैल्शियम) सीए, आवधिक प्रणाली के समूह II का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 20, परमाणु द्रव्यमान 40.078, क्षारीय पृथ्वी धातुओं से संबंधित है। यह नाम लैटिन कैल्क्स, जेनिटिव कैल्सिस लाइम से लिया गया है। चांदी की सफेद धातु, ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

प्राकृतिक कैल्शियम यौगिक (चाक, संगमरमर, चूना पत्थर, जिप्सम) और उनके सरल प्रसंस्करण उत्पाद (चूना) प्राचीन काल से लोगों के लिए जाने जाते हैं। 1808 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी ने पारा कैथोड के साथ गीले बुझे हुए चूने (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड) को इलेक्ट्रोलाइज्ड किया और कैल्शियम अमलगम (कैल्शियम-पारा मिश्र धातु) प्राप्त किया। इस मिश्रधातु से पारे को दूर भगाने के बाद डेवी ने शुद्ध कैल्शियम प्राप्त किया।
उन्होंने लैटिन "कैल्क्स" से एक नए रासायनिक तत्व का नाम प्रस्तावित किया, जो चूना पत्थर, चाक और अन्य नरम पत्थरों के नाम को दर्शाता है।

प्रकृति में होना और प्राप्त करना:

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी (3% से अधिक) में पांचवां सबसे प्रचुर तत्व है, कई चट्टानें बनाता है, जिनमें से कई कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित हैं। इनमें से कुछ चट्टानें जैविक उत्पत्ति (शेल रॉक) की हैं, जो वन्यजीवों में कैल्शियम की महत्वपूर्ण भूमिका को दर्शाती हैं। प्राकृतिक कैल्शियम 40 से 48 तक द्रव्यमान संख्या वाले 6 समस्थानिकों का मिश्रण है, जिसमें 40 Ca कुल का 97% है। अन्य कैल्शियम समस्थानिक भी परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किए गए हैं, उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी 45 Ca।
कैल्शियम का एक साधारण पदार्थ प्राप्त करने के लिए, इसके लवण या एल्युमिनोथर्मी के पिघलने के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है:
4CaO + 2Al \u003d Ca (AlO 2) 2 + 3Ca

भौतिक गुण:

एक चांदी-ग्रे धातु जिसमें एक चेहरा-केंद्रित घन जाली होती है, जो क्षार धातुओं की तुलना में बहुत कठिन होती है। गलनांक 842°C, क्वथनांक 1484°C, घनत्व 1.55 g/cm 3। उच्च दबाव और तापमान पर, लगभग 20 K सुपरकंडक्टर की स्थिति में चला जाता है।

रासायनिक गुण:

कैल्शियम क्षार धातुओं की तरह सक्रिय नहीं है, फिर भी इसे खनिज तेल की एक परत के नीचे या कसकर बंद धातु के ड्रम में संग्रहित किया जाना चाहिए। पहले से ही सामान्य तापमान पर, यह हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के साथ-साथ जल वाष्प के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। गर्म होने पर, यह हवा में लाल-नारंगी लौ के साथ जलता है, नाइट्राइड के मिश्रण के साथ ऑक्साइड बनाता है। मैग्नीशियम की तरह, कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में कैल्शियम जलता रहता है। गर्म होने पर, यह अन्य गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, ऐसे यौगिक बनाते हैं जो संरचना में हमेशा स्पष्ट नहीं होते हैं, उदाहरण के लिए:
सीए + 6 बी = सीएबी 6 या सीए + पी => सीए 3 पी 2 (सीएपी या सीएपी 5)
इसके सभी यौगिकों में, कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है।

सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:

कैल्शियम ऑक्साइड CaO- ("क्विक्लाइम") एक सफेद पदार्थ, एक क्षारीय ऑक्साइड, पानी ("बुझा") के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है। कैल्शियम कार्बोनेट के ऊष्मीय अपघटन द्वारा प्राप्त।

कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड Ca(OH) 2- ("बुझा हुआ चूना") सफेद पाउडर, पानी में थोड़ा घुलनशील (0.16 ग्राम / 100 ग्राम), मजबूत क्षार। कार्बन डाइऑक्साइड का पता लगाने के लिए एक समाधान ("चूने का पानी") का उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3- अधिकांश प्राकृतिक कैल्शियम खनिजों (चाक, संगमरमर, चूना पत्थर, शैल रॉक, कैल्साइट, आइसलैंडिक स्पर) का आधार। अपने शुद्ध रूप में पदार्थ सफेद या रंगहीन होता है। क्रिस्टल, गर्म होने पर (900-1000 C) कैल्शियम ऑक्साइड बनाते हुए विघटित हो जाते हैं। पी-रिम नहीं, एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त पानी में घुलने में सक्षम है, बाइकार्बोनेट में बदल जाता है: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2. रिवर्स प्रक्रिया कैल्शियम कार्बोनेट जमा के गठन की ओर ले जाती है, विशेष रूप से स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स जैसी संरचनाओं में।
यह प्रकृति में डोलोमाइट CaCO 3 *MgCO 3 . की संरचना में भी होता है

कैल्शियम सल्फेट सीएएसओ 4- एक सफेद पदार्थ, प्रकृति में CaSO 4 * 2H 2 O ("जिप्सम", "सेलेनाइट")। बाद वाला, जब सावधानी से (180 C) गर्म किया जाता है, CaSO 4 * 0.5H 2 O ("जला हुआ जिप्सम", "अलबास्टर") में बदल जाता है - एक सफेद पाउडर, जब पानी के साथ मिलाया जाता है, तो फिर से CaSO 4 * 2H 2 O बनता है। एक ठोस, मजबूत पर्याप्त सामग्री का रूप। पानी में थोड़ा घुलनशील, सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता में यह घुल सकता है, जिससे हाइड्रोसल्फेट बनता है।

कैल्शियम फॉस्फेट सीए 3 (पीओ 4) 2- ("फॉस्फोराइट"), अघुलनशील, मजबूत एसिड की क्रिया के तहत यह अधिक घुलनशील कैल्शियम हाइड्रो- और डायहाइड्रोजन फॉस्फेट में गुजरता है। फास्फोरस, फॉस्फोरिक एसिड, फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक। कैल्शियम फॉस्फेट भी एपेटाइट्स का हिस्सा हैं, अनुमानित सूत्र सीए 5 3 वाई के साथ प्राकृतिक यौगिक, जहां वाई = एफ, सीएल, या ओएच, क्रमशः फ्लोरीन, क्लोरीन, या हाइड्रोक्साइपेटाइट। फॉस्फोराइट के साथ, एपेटाइट कई जीवित जीवों के अस्थि कंकाल का हिस्सा हैं, जिनमें शामिल हैं। और एक व्यक्ति।

कैल्शियम फ्लोराइड सीएएफ 2 - (प्राकृतिक:"फ्लोराइट", "फ्लोरस्पार"), सफेद में अघुलनशील। अशुद्धियों के कारण प्राकृतिक खनिजों में विभिन्न प्रकार के रंग होते हैं। गर्म होने पर और यूवी विकिरण के संपर्क में आने पर अंधेरे में चमकता है। धातुओं के उत्पादन में स्लैग की तरलता ("फ़्यूज़िबिलिटी") को बढ़ाता है, जो फ्लक्स के रूप में इसके उपयोग का कारण है।

कैल्शियम क्लोराइड CaCl 2- बेरंग क्राइस्ट पानी में अच्छी तरह से आर-रिमो में। हाइड्रेटेड CaCl 2 *6H 2 O बनाता है। निर्जल ("फ्यूज्ड") कैल्शियम क्लोराइड एक अच्छा सुखाने वाला एजेंट है।

कैल्शियम नाइट्रेट Ca(NO 3) 2- ("कैल्शियम नाइट्रेट") रंगहीन। क्राइस्ट पानी में अच्छी तरह से आर-रिमो में। आतिशबाज़ी बनाने की कला का एक अभिन्न अंग, लौ को लाल-नारंगी रंग देता है।

कैल्शियम कार्बाइड सीएС 2- पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, एसिटिलीन बनाता है, उदाहरण के लिए: CaС 2 + H 2 O \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2

आवेदन पत्र:

धात्विक कैल्शियम का उपयोग कुछ कठिन-से-वसूली धातुओं ("कैल्शियम शब्द") के उत्पादन में एक मजबूत कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है: क्रोमियम, दुर्लभ पृथ्वी तत्व, थोरियम, यूरेनियम, आदि। तांबा, निकल, विशेष स्टील्स और धातु विज्ञान में सल्फर, फास्फोरस, अतिरिक्त कार्बन की हानिकारक अशुद्धियों को दूर करने के लिए कांस्य, कैल्शियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।
कैल्शियम का उपयोग उच्च निर्वात के उत्पादन और अक्रिय गैसों के शुद्धिकरण में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को बांधने के लिए भी किया जाता है।
न्यूट्रॉन-अतिरिक्त आयन 48 Ca का उपयोग नए रासायनिक तत्वों के संश्लेषण के लिए किया जाता है, जैसे कि तत्व संख्या 114। कैल्शियम का एक अन्य समस्थानिक, 45Ca, कैल्शियम की जैविक भूमिका और पर्यावरण में इसके प्रवास के अध्ययन में रेडियोधर्मी अनुरेखक के रूप में उपयोग किया जाता है।

कई कैल्शियम यौगिकों के आवेदन का मुख्य क्षेत्र निर्माण सामग्री (सीमेंट, भवन मिश्रण, ड्राईवॉल, आदि) का उत्पादन है।

कैल्शियम जीवित जीवों की संरचना में मैक्रोन्यूट्रिएंट्स में से एक है, जो कशेरुकियों के आंतरिक कंकाल और कई अकशेरूकीय, अंडे के खोल के बाहरी कंकाल दोनों के निर्माण के लिए आवश्यक यौगिकों का निर्माण करता है। कैल्शियम आयन भी इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं के नियमन में शामिल होते हैं, जिससे रक्त का थक्का जम जाता है। बचपन में कैल्शियम की कमी से रिकेट्स होता है, बुजुर्गों में - ऑस्टियोपोरोसिस के लिए। डेयरी उत्पाद, एक प्रकार का अनाज, नट्स कैल्शियम के स्रोत के रूप में काम करते हैं, और विटामिन डी इसके अवशोषण में योगदान देता है। कैल्शियम की कमी के मामले में, विभिन्न तैयारी का उपयोग किया जाता है: कैल्सेक्स, कैल्शियम क्लोराइड समाधान, कैल्शियम ग्लूकोनेट, आदि।
मानव शरीर में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 1.4-1.7% है, दैनिक आवश्यकता 1-1.3 ग्राम (उम्र के आधार पर) है। अतिरिक्त कैल्शियम के सेवन से हाइपरलकसीमिया हो सकता है - आंतरिक अंगों में इसके यौगिकों का जमाव, रक्त वाहिकाओं में रक्त के थक्कों का निर्माण। स्रोत:
कैल्शियम (तत्व) // विकिपीडिया। यूआरएल: http://ru.wikipedia.org/wiki/कैल्शियम (पहुंच की तिथि: 3.01.2014)।
रासायनिक तत्वों का लोकप्रिय पुस्तकालय: कैल्शियम। // यूआरएल: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (3.01.2014)।

होम / व्याख्यान प्रथम वर्ष / सामान्य और कार्बनिक रसायन विज्ञान / प्रश्न 23. कैल्शियम / 2. भौतिक और रासायनिक गुण

भौतिक गुण। कैल्शियम एक चांदी-सफेद निंदनीय धातु है जो 850 डिग्री सेल्सियस पर पिघलती है। सी और 1482 डिग्री पर उबलता है। सी. यह क्षार धातुओं की तुलना में बहुत कठिन है।

रासायनिक गुण। कैल्शियम एक सक्रिय धातु है। तो सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से वायुमंडलीय ऑक्सीजन और हैलोजन के साथ बातचीत करता है:

2 सीए + ओ 2 \u003d 2 सीएओ (कैल्शियम ऑक्साइड);

Ca + Br2 = CaBr2 (कैल्शियम ब्रोमाइड)।

हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, कार्बन और अन्य गैर-धातुओं के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर प्रतिक्रिया करता है:

Ca + H2 = CaH2 (कैल्शियम हाइड्राइड);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (कैल्शियम नाइट्राइड);

सीए + एस = सीएएस (कैल्शियम सल्फाइड);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (कैल्शियम फॉस्फाइड);

Ca + 2 C \u003d CaC2 (कैल्शियम कार्बाइड)।

कैल्शियम ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे और गर्म पानी के साथ बहुत सख्ती से बातचीत करता है:

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2।

कैल्शियम कम सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड और हैलाइड से ऑक्सीजन या हैलोजन ले सकता है, अर्थात इसमें कम करने वाले गुण होते हैं:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. प्रकृति में होना
• 3. रसीद
• 4. आवेदन

www.medkurs.ru

कैल्शियम | गाइड कीटनाशक.ru

कई लोगों के लिए, कैल्शियम के बारे में ज्ञान इस तथ्य तक सीमित है कि यह तत्व स्वस्थ हड्डियों और दांतों के लिए आवश्यक है। यह और कहाँ निहित है, इसकी आवश्यकता क्यों है और कितनी आवश्यक है, हर किसी के पास एक विचार नहीं है। हालांकि, कैल्शियम कई ऐसे यौगिकों में पाया जाता है जो प्राकृतिक और मानव निर्मित दोनों तरह से हमारे लिए परिचित हैं। चाक और चूना, गुफाओं के स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स, प्राचीन जीवाश्म और सीमेंट, जिप्सम और एलाबस्टर, डेयरी उत्पाद और ऑस्टियोपोरोसिस विरोधी दवाएं - यह सब और बहुत कुछ कैल्शियम में उच्च है।

यह तत्व पहली बार जी। डेवी द्वारा 1808 में प्राप्त किया गया था, और सबसे पहले इसका उपयोग बहुत सक्रिय रूप से नहीं किया गया था। फिर भी, अब यह धातु उत्पादन के मामले में दुनिया में पांचवें स्थान पर है, और इसकी आवश्यकता साल-दर-साल बढ़ती जा रही है। कैल्शियम के उपयोग का मुख्य क्षेत्र निर्माण सामग्री और मिश्रण का उत्पादन है। हालांकि, यह न केवल घरों, बल्कि जीवित कोशिकाओं के निर्माण के लिए भी आवश्यक है। मानव शरीर में, कैल्शियम कंकाल का हिस्सा है, मांसपेशियों के संकुचन को संभव बनाता है, रक्त के थक्के को सुनिश्चित करता है, कई पाचन एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करता है, और अन्य कई कार्य करता है। यह अन्य जीवित वस्तुओं के लिए कम महत्वपूर्ण नहीं है: जानवर, पौधे, कवक और यहां तक ​​​​कि बैक्टीरिया भी। इसी समय, कैल्शियम की आवश्यकता काफी अधिक होती है, जिससे इसे मैक्रोन्यूट्रिएंट के रूप में वर्गीकृत करना संभव हो जाता है।

कैल्शियम (कैल्शियम), सीए मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह II के मुख्य उपसमूह का एक रासायनिक तत्व है। परमाणु क्रमांक - 20. परमाणु द्रव्यमान - 40.08।

कैल्शियम एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। मुक्त अवस्था में निंदनीय, बल्कि कठोर, सफेद। घनत्व प्रकाश धातुओं को संदर्भित करता है।

• घनत्व - 1.54 ग्राम / सेमी 3,
• गलनांक - +842 डिग्री सेल्सियस,
• क्वथनांक - +1495 डिग्री सेल्सियस।

कैल्शियम ने धात्विक गुणों का उच्चारण किया है। सभी यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।

हवा में, यह ऑक्साइड की एक परत से ढका होता है; गर्म होने पर, यह एक लाल, चमकदार लौ से जलता है। यह ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, और जल्दी से गर्म पानी से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और हाइड्रॉक्साइड बनाता है। हाइड्रोजन से अभिक्रिया करने पर यह हाइड्राइड बनाता है। कमरे के तापमान पर, यह नाइट्राइड बनाने के लिए नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह आसानी से हलोजन और सल्फर के साथ भी जुड़ जाता है, गर्म होने पर धातु के आक्साइड को पुनर्स्थापित करता है।

कैल्शियम प्रकृति में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। पृथ्वी की पपड़ी में, इसकी सामग्री वजन के हिसाब से 3% है। यह चाक, चूना पत्थर, संगमरमर (कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 की एक प्राकृतिक किस्म) के जमाव के रूप में होता है। बड़ी मात्रा में जिप्सम (CaSO4 x 2h3O), फॉस्फोराइट (Ca3 (PO4) 2 और विभिन्न कैल्शियम युक्त सिलिकेट जमा होते हैं।

पानी

. कैल्शियम लवण लगभग हमेशा प्राकृतिक जल में मौजूद होते हैं। इनमें से केवल जिप्सम ही इसमें थोड़ा घुलनशील होता है। पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा के साथ, कैल्शियम कार्बोनेट बाइकार्बोनेट Ca(HCO3)2 के रूप में घोल में चला जाता है।

खारा पानी

. प्राकृतिक जल जिसमें बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम लवण होते हैं, कठोर कहलाते हैं।

मृदु जल

. इन लवणों की कम सामग्री या उनकी अनुपस्थिति के साथ, पानी को नरम कहा जाता है।

मिट्टी

. एक नियम के रूप में, मिट्टी को पर्याप्त रूप से कैल्शियम प्रदान किया जाता है। और, चूंकि कैल्शियम पौधों के वानस्पतिक भाग में अधिक मात्रा में होता है, इसलिए फसल के साथ इसका निष्कासन नगण्य है।

मिट्टी से कैल्शियम की हानि वर्षा द्वारा लीचिंग के परिणामस्वरूप होती है। यह प्रक्रिया मिट्टी, वर्षा, पौधों की प्रजातियों, चूने और खनिज उर्वरकों के रूपों और खुराक की ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना पर निर्भर करती है। इन कारकों के आधार पर, कृषि योग्य परत से कैल्शियम की हानि कई दसियों से लेकर 200-400 किग्रा / हेक्टेयर या उससे अधिक तक होती है।

विभिन्न प्रकार की मिट्टी में कैल्शियम की मात्रा

पोडज़ोलिक मिट्टी में 0.73% (मिट्टी के शुष्क पदार्थ का) कैल्शियम होता है।

ग्रे वन - 0.90% कैल्शियम।

चेरनोज़म्स - 1.44% कैल्शियम।

सेरोजेम - 6.04% कैल्शियम।

पौधे में कैल्शियम फॉस्फेट, सल्फेट्स, कार्बोनेट के रूप में, पेक्टिन और ऑक्सालिक एसिड के लवण के रूप में होता है। पौधों में लगभग 65% कैल्शियम पानी से निकाला जा सकता है। बाकी को कमजोर एसिटिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ इलाज किया जाता है। अधिकांश कैल्शियम उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं में पाया जाता है।

कैल्शियम की कमी के लक्षण:
संस्कृति	कमी के लक्षण
सामान्य लक्षण	शिखर कली का सफेद होना; युवा पत्तियों का सफेद होना; पत्तियों की युक्तियाँ नीचे झुकी हुई हैं; पत्तियों के किनारे मुड़ जाते हैं;
आलू	ऊपरी पत्ते खराब खिल रहे हैं; तने का विकास बिंदु मर जाता है; पत्तियों के किनारों पर हल्की धारी होती है, बाद में वह काली पड़ जाती है; पत्तियों के किनारों को मोड़ दिया जाता है;
गोभी सफेद और फूलगोभी	युवा पौधों की पत्तियों पर, किनारों के साथ क्लोरोटिक स्पॉटिंग (मार्बलिंग) या सफेद धारियां; पुराने पौधों में, पत्तियां मुड़ जाती हैं और उन पर जलन होती है; विकास बिंदु मर जाता है
	लीफ टर्मिनल लोब मर जाते हैं फूल गिरते हैं; शीर्ष पर फल पर एक काला धब्बा दिखाई देता है, जो फल के बढ़ने पर बढ़ता है (टमाटर शीर्ष सड़न)
	शिखर कलियाँ मर जाती हैं; युवा पत्तियों के किनारों को लपेटा जाता है, फाड़ा जाता है, फिर मर जाते हैं; शूटिंग के ऊपरी हिस्से मर जाते हैं; जड़ों की युक्तियों को नुकसान; फल के गूदे में - भूरे धब्बे (कड़वे गड्ढे); फल का स्वाद बिगड़ जाता है; फलों की विपणन क्षमता में कमी

कैल्शियम के कार्य

पौधों पर इस तत्व का प्रभाव बहुपक्षीय और, एक नियम के रूप में, सकारात्मक है। कैल्शियम:

• चयापचय को बढ़ाता है;
• कार्बोहाइड्रेट की गति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है;
• नाइट्रोजनयुक्त पदार्थों के कायांतरण को प्रभावित करता है;
• अंकुरण के दौरान बीज आरक्षित प्रोटीन की खपत को तेज करता है;
• प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भूमिका निभाता है;
• अन्य धनायनों का एक मजबूत विरोधी, पौधों के ऊतकों में उनके अत्यधिक प्रवेश को रोकता है;
• यह प्रोटोप्लाज्म (चिपचिपापन, पारगम्यता, आदि) के भौतिक-रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है, और इसलिए पौधे में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का सामान्य पाठ्यक्रम;
• पेक्टिन के साथ कैल्शियम यौगिक अलग-अलग कोशिकाओं की दीवारों को एक साथ चिपकाते हैं;
• एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एंजाइमों की गतिविधि पर कैल्शियम यौगिकों (चूने) का प्रभाव न केवल प्रत्यक्ष क्रिया में व्यक्त किया जाता है, बल्कि मिट्टी के भौतिक रासायनिक गुणों और इसके पोषण शासन में सुधार के कारण भी होता है। इसके अलावा, मिट्टी की कमी विटामिन जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

पौधों में कैल्शियम की कमी (कमी)

कैल्शियम की कमी मुख्य रूप से जड़ प्रणाली के विकास को प्रभावित करती है। जड़ों पर बालों का बनना बंद हो जाता है। जड़ की बाहरी कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

यह लक्षण कैल्शियम की कमी और पोषक तत्वों के घोल में असंतुलन के साथ ही प्रकट होता है, यानी इसमें मोनोवैलेंट सोडियम, पोटेशियम और हाइड्रोजन के उद्धरणों की प्रबलता होती है।

इसके अलावा, मिट्टी के घोल में नाइट्रेट नाइट्रोजन की उपस्थिति पौधों के ऊतकों में कैल्शियम के प्रवाह को बढ़ाती है, जबकि अमोनिया इसे कम करती है।

कैल्शियम भुखमरी के संकेत तब अपेक्षित होते हैं जब कैल्शियम की मात्रा मिट्टी के कटियन विनिमय क्षमता के 20% से कम हो।

लक्षण। नेत्रहीन, कैल्शियम की कमी निम्नलिखित लक्षणों से स्थापित होती है:

• पौधों की जड़ों में क्षतिग्रस्त भूरे रंग के सिरे देखे जाते हैं;
• विकास बिंदु विकृत हो जाता है और मर जाता है;
• फूल, अंडाशय और कलियाँ झड़ जाती हैं;
• परिगलन से फल क्षतिग्रस्त हो जाते हैं;
• पत्तियां क्लोरोटिक हैं;
• शिखर कली मर जाती है और तने की वृद्धि रुक ​​जाती है।

पत्ता गोभी, अल्फाल्फा, तिपतिया घास कैल्शियम की उपस्थिति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। यह स्थापित किया गया है कि इन्हीं पौधों को मिट्टी की अम्लता के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि की विशेषता है।

खनिज कैल्शियम विषाक्तता के परिणामस्वरूप सफेद परिगलित पैच के साथ अंतःस्रावी क्लोरोसिस होता है। वे रंगीन हो सकते हैं या उनमें पानी से भरे गाढ़ा वलय हो सकते हैं। कुछ पौधे अतिरिक्त कैल्शियम के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं, लीफ रोसेट उगाते हैं, अंकुर मर जाते हैं और पत्तियां गिरती हैं। लक्षण दिखने में आयरन और मैग्नीशियम की कमी के समान होते हैं।

मिट्टी में कैल्शियम की पूर्ति का स्रोत चूना उर्वरक है। वे तीन समूहों में विभाजित हैं:

• कठोर चने की चट्टानें;
• नरम चने की चट्टानें;
• उच्च चूने के साथ औद्योगिक अपशिष्ट।

CaO और MgO की सामग्री के अनुसार कठोर चने की चट्टानें विभाजित हैं:

• चूना पत्थर (55-56% CaO और 0.9% MgO तक);
• डोलोमिटिक चूना पत्थर (42-55% CaO और 9% MgO तक);
• डोलोमाइट्स (32–30% CaO और 18–20% MgO)।

चूना पत्थर

- मूल चूना उर्वरक। CaCO3 के संदर्भ में 75-100% Ca और Mg ऑक्साइड होते हैं।

डोलोमिटाइज्ड चूना पत्थर

. CaCO3 के संदर्भ में 79-100% सक्रिय संघटक (a.i.) होता है। आलू, फलियां, सन, जड़ फसलों के साथ-साथ भारी पॉडज़ोलिज्ड मिट्टी पर फसल रोटेशन में इसकी सिफारिश की जाती है।

चिकनी मिट्टी

. इसमें 25-15% CaCO3 और 20-40% तक रेत के साथ मिट्टी के रूप में अशुद्धियाँ होती हैं। धीरे काम करता है। हल्की मिट्टी पर उपयोग के लिए अनुशंसित।

चाक

. इसमें 90-100% CaCO3 होता है। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है। यह बारीक पिसे हुए रूप में एक मूल्यवान चूना उर्वरक है।

जला हुआ चूना

(सीएओ)। CaCO3 की सामग्री 70% से अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से अभिनय करने वाली सीमित सामग्री के रूप में विशेषता है।

कास्टिक चूना

(सीए (ओएच) 2)। CaCO3 की सामग्री 35% या अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से काम करने वाला चूना उर्वरक भी है।

डोलोमाइट का आटा

. CaCO3 और MgCO3 की सामग्री लगभग 100% है। कैलकेरियस टफ्स की तुलना में धीमी क्रिया। आमतौर पर उपयोग किया जाता है जहां मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।

कैल्शियम टफ्स

. CaCO3 की सामग्री 15-96% है, अशुद्धियाँ 25% मिट्टी और रेत, 0.1% P2O5 तक हैं। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है।

शौच कीचड़ (शौच)

. CaCO3 और Ca(OH)2 से मिलकर बनता है। CaO पर चूने की मात्रा 40% तक होती है। नाइट्रोजन भी मौजूद है - 0.5% और P2O5 - 1-2%। यह चुकंदर कारखानों से निकलने वाला कचरा है। यह न केवल मिट्टी की अम्लता को कम करने के लिए, बल्कि चर्नोज़म मिट्टी पर चुकंदर उगाने वाले क्षेत्रों में भी उपयोग के लिए अनुशंसित है।

शेल राख चक्रवात

. सूखी चूर्णित सामग्री। सक्रिय पदार्थ की सामग्री 60-70% है। औद्योगिक कचरे को संदर्भित करता है।

भट्टों और सीमेंट संयंत्रों से निकलने वाली धूल

. CaCO3 की सामग्री 60% से अधिक होनी चाहिए। व्यवहार में, इसका उपयोग सीमेंट संयंत्रों के निकट स्थित खेतों में किया जाता है।

धातुकर्म लावा

. उरल्स और साइबेरिया के क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। गैर-हीड्रोस्कोपिक, स्प्रे करने में आसान। कम से कम 80% CaCO3 होना चाहिए, नमी की मात्रा 2% से अधिक नहीं होनी चाहिए। ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना महत्वपूर्ण है: 70% - 0.25 मिमी से कम, 90% - 0.5 मिमी से कम।

जैविक खाद। CaCO3 के संदर्भ में Ca की सामग्री 0.32–0.40% है।

फॉस्फेट का आटा। कैल्शियम की मात्रा 22% CaCO3 है।

चूने के उर्वरकों का उपयोग न केवल मिट्टी और पौधों को कैल्शियम प्रदान करने के लिए किया जाता है। उनके उपयोग का मुख्य उद्देश्य मिट्टी को सीमित करना है। यह रासायनिक सुधार की एक विधि है। इसका उद्देश्य अतिरिक्त मिट्टी की अम्लता को बेअसर करना, इसके कृषि-भौतिक, कृषि-रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार करना, पौधों को मैग्नीशियम और कैल्शियम की आपूर्ति करना, मैक्रोलेमेंट्स और माइक्रोलेमेंट्स को जुटाना और स्थिर करना, खेती किए गए पौधों के जीवन के लिए इष्टतम जल-भौतिक, भौतिक और वायु स्थितियों का निर्माण करना है।

मृदा सीमित दक्षता

खनिज पोषण के तत्व के रूप में कैल्शियम के लिए पौधों की आवश्यकता को पूरा करने के साथ-साथ सीमित करने से मिट्टी में कई सकारात्मक परिवर्तन होते हैं।

कुछ मिट्टी के गुणों पर सीमित करने का प्रभाव

कैल्शियम मिट्टी के कोलाइड्स के जमाव को बढ़ावा देता है और उनके निक्षालन को रोकता है। इससे मिट्टी की खेती आसान होती है और वातन में सुधार होता है।

सीमित करने के परिणामस्वरूप:

• रेतीली धरण मिट्टी उनकी जल अवशोषण क्षमता को बढ़ाती है;
• भारी मिट्टी की मिट्टी पर, मिट्टी के समुच्चय और गुच्छे बनते हैं जो पानी की पारगम्यता में सुधार करते हैं।

विशेष रूप से, कार्बनिक अम्लों को निष्प्रभावी कर दिया जाता है और एच-आयनों को अवशोषित परिसर से विस्थापित कर दिया जाता है। इससे विनिमय का उन्मूलन होता है और मिट्टी की हाइड्रोलाइटिक अम्लता में कमी आती है। इसी समय, मिट्टी को अवशोषित करने वाले परिसर की धनायनी संरचना में सुधार होता है, जो हाइड्रोजन और एल्यूमीनियम आयनों के कैल्शियम और मैग्नीशियम के धनायनों में परिवर्तन के कारण होता है। यह आधारों के साथ मिट्टी की संतृप्ति की डिग्री को बढ़ाता है और ऊपर उठाने की क्षमता को बढ़ाता है।

नाइट्रोजन के साथ पौधों की आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने के बाद, मिट्टी के सकारात्मक कृषि रासायनिक गुणों और इसकी संरचना को कई वर्षों तक संरक्षित किया जा सकता है। यह पोषक तत्वों को जुटाने के लिए लाभकारी सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए अनुकूल परिस्थितियों के निर्माण में योगदान देता है। मिट्टी में स्वतंत्र रूप से रहने वाले अमोनीफायर, नाइट्रिफायर, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की गतिविधि को बढ़ाया जाता है।

लिमिंग नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रजनन को बढ़ाने और मेजबान पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति में सुधार करने में मदद करता है। यह स्थापित किया गया है कि अम्लीय मिट्टी पर जीवाणु उर्वरक अपना प्रभाव खो देते हैं।

राख तत्वों वाले पौधों की आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

चूना पौधे को राख तत्वों की आपूर्ति में योगदान देता है, क्योंकि बैक्टीरिया की गतिविधि जो मिट्टी में कार्बनिक फास्फोरस यौगिकों को विघटित करती है और पौधों के लिए उपलब्ध कैल्शियम फॉस्फेट लवण में लोहे और एल्यूमीनियम फॉस्फेट के संक्रमण को बढ़ावा देती है। अम्लीय मिट्टी का सीमित होना सूक्ष्मजीवविज्ञानी और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ाता है, जो बदले में, नाइट्रेट्स की मात्रा को बढ़ाता है, साथ ही साथ फास्फोरस और पोटेशियम के आत्मसात रूपों को भी बढ़ाता है।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स और ट्रेस तत्वों के रूपों और उपलब्धता पर सीमित करने का प्रभाव

चूना कैल्शियम की मात्रा बढ़ाता है, और डोलोमाइट के आटे का उपयोग करते समय - मैग्नीशियम। साथ ही, मैंगनीज और एल्युमिनियम के विषैले रूप अघुलनशील हो जाते हैं और अवक्षेपित रूप में चले जाते हैं। लोहा, तांबा, जस्ता, मैंगनीज जैसे तत्वों की उपलब्धता घट रही है। नाइट्रोजन, सल्फर, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस और मोलिब्डेनम अधिक उपलब्ध हो रहे हैं।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों की क्रिया पर सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने से शारीरिक रूप से अम्लीय खनिज उर्वरकों, विशेष रूप से अमोनिया और पोटाश की प्रभावशीलता बढ़ जाती है।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों का सकारात्मक प्रभाव चूने के बिना फीका पड़ जाता है, और समय के साथ यह नकारात्मक हो सकता है। तो निषेचित साइटों पर, पैदावार असिंचित लोगों की तुलना में भी कम होती है। उर्वरकों के उपयोग के साथ चूने के संयोजन से उनकी प्रभावशीलता 25-50% बढ़ जाती है।

चूना मिट्टी में एंजाइमी प्रक्रियाओं को सक्रिय करता है, जो अप्रत्यक्ष रूप से इसकी उर्वरता का न्याय करता है।

द्वारा संकलित: ग्रिगोरोव्स्काया पी.आई.

पेज जोड़ा गया: 05.12.13 00:40

अंतिम अद्यतन: 05/22/14 16:25

साहित्यिक स्रोत:

ग्लिंका एन.एल. सामान्य रसायन शास्त्र। विश्वविद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तक। प्रकाशक: एल: रसायन विज्ञान, 1985, पृष्ठ 731

मिनेव वी.जी. एग्रोकेमिस्ट्री: पाठ्यपुस्तक। - दूसरा संस्करण, संशोधित और पूरक। - एम।: एमजीयू पब्लिशिंग हाउस, कोलोस पब्लिशिंग हाउस, 2004। - 720 पी।, एल। बीमार।: बीमार। - (क्लासिक विश्वविद्यालय की पाठ्यपुस्तक)।

पेट्रोव बी.ए., सेलिवरस्टोव एन.एफ. पौधों का खनिज पोषण। छात्रों और बागवानों के लिए संदर्भ पुस्तिका। येकातेरिनबर्ग, 1998. 79 पी।

बच्चों के लिए विश्वकोश। खंड 17. रसायन विज्ञान। / सिर। ईडी। वी.ए. वोलोडिन। - एम .: अवंता +, 2000. - 640 पी।, बीमार।

यागोडिन बी.ए., ज़ुकोव यू.पी., कोबज़ारेंको वी.आई. एग्रोकेमिस्ट्री / बी.ए. द्वारा संपादित। यागोडिना। - एम .: कोलोस, 2002. - 584 पी .: गाद (उच्च शिक्षण संस्थानों के छात्रों के लिए पाठ्यपुस्तकें और शिक्षण सहायक सामग्री)।

छवियां (रीमास्टर्ड):

20 Ca कैल्शियम, लाइसेंस के तहत CC BY

गेहूं में कैल्शियम की कमी, CIMMYT द्वारा, CC BY-NC-SA के तहत लाइसेंस प्राप्त है

www.pesticidy.ru

कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका - रसायन विज्ञान

कैल्शियम और मानव जाति के लिए इसकी भूमिका

परिचय

प्रकृति में होना

रसीद

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

जैविक भूमिका

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (लैट। कैल्शियम) द्वारा दर्शाया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

तत्व #20 की सर्वव्यापकता के बावजूद, यहां तक ​​कि रसायनज्ञों ने भी मौलिक कैल्शियम नहीं देखा है। लेकिन यह धातु, बाहरी और व्यवहार दोनों में, क्षार धातुओं से पूरी तरह से अलग है, जिसके संपर्क में आग और जलने का खतरा होता है। इसे हवा में सुरक्षित रूप से संग्रहित किया जा सकता है, यह पानी से प्रज्वलित नहीं होता है। मौलिक कैल्शियम के यांत्रिक गुण इसे धातुओं के परिवार में "काली भेड़" नहीं बनाते हैं: कैल्शियम ताकत और कठोरता में उनमें से कई से आगे निकल जाता है; इसे एक खराद पर घुमाया जा सकता है, एक तार में खींचा जा सकता है, जाली, दबाया जा सकता है।

और फिर भी, मौलिक कैल्शियम का उपयोग लगभग कभी भी संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। इसके लिए वह काफी एक्टिव हैं। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ भी, कुछ शर्तों के तहत, यह प्रतिक्रिया करता है। अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय कार्बन ऑक्साइड का वातावरण कैल्शियम के लिए आक्रामक है। यह CO और CO2 के वातावरण में जलता है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैल्क्स (जेनिटिव केस कैल्सिस में) - "लाइम", "सॉफ्ट स्टोन"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा कैल्शियम धातु को अलग किया था। डेवी ने प्लैटिनम प्लेट पर पारा ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया, जो कि एनोड था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद डेवी को कैल्शियम नामक धातु प्राप्त हुई।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - जलते हुए चूना पत्थर का एक उत्पाद) का उपयोग कई सदियों पहले निर्माण में किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में, ए. लावोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद बहुतायत में 5 वां स्थान)।

समस्थानिक। कैल्शियम प्रकृति में छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में होता है: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca और 48Ca, जिनमें से सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा 48Ca समस्थानिक, छह में से सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187%) है, हाल ही में 5.3 × 1019 वर्षों के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में। अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार में - एनोर्थाइट सीए।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट (CaCO3) होता है। कैल्साइट, संगमरमर का क्रिस्टलीय रूप प्रकृति में बहुत कम आम है।

कैल्साइट CaCO3, एनहाइड्राइट CaSO4, अलबास्टर CaSO4 0.5h3O और जिप्सम CaSO4 2h3O, फ्लोराइट CaF2, एपेटाइट Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH), डोलोमाइट MgCO3 CaCO3 जैसे कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं। प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन करता है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होता है, 385 खनिज (खनिजों की संख्या के मामले में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवासन। कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो घुलनशील बाइकार्बोनेट के निर्माण के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है:

CaCO3 + h3O + CO2 - Ca (HCO3) 2 - Ca2+ + 2HCO3-

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है)।

बायोजेनिक प्रवास। जीवमंडल में, लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में कैल्शियम यौगिक पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रॉक्सीपैटाइट Ca5 (PO4) 3OH, या, दूसरे तरीके से, 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार है; कई अकशेरूकीय, अंडे के खोल, आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में, कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

रसीद

CaCl2 (75-80%) और KCl या CaCl2 और CaF2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त कैल्शियम धातु प्राप्त की जाती है, साथ ही साथ 1170-1200 डिग्री सेल्सियस पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca।

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, स्थिर?-सीए क्यूबिक फेस-केंद्रित जाली (पैरामीटर ए = 0.558 एनएम) के साथ, स्थिर से ऊपर?-सीए क्यूबिक बॉडी-केंद्रित प्रकार के जाली के साथ?-Fe (पैरामीटर ए = 0.448 एनएम) . मानक थैलीपी?H0 संक्रमण? > ? 0.93 kJ/mol है।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि अधिक है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, यही कारण है कि कैल्शियम धातु की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए कैल्शियम आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहीत किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की।

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca2+/Ca0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता ?2.84 V है, ताकि कैल्शियम पानी के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2H2O \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 ^ + क्यू।

सक्रिय अधातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ, कैल्शियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है:

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2।

हवा या ऑक्सीजन में गर्म करने पर कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर बातचीत करता है, उदाहरण के लिए:

सीए + एच 2 = सीएएच 2, सीए + 6 बी = सीएबी 6,

3Ca + N2 = Ca3N2, Ca + 2C = CaC2,

3Ca + 2P = Ca3P2 (

कैल्शियम फॉस्फाइड), सीएपी और सीएपी 5 रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

2Ca + Si = Ca2Si

(कैल्शियम सिलिकाइड), CaSi, Ca3Si4 और CaSi2 रचनाओं के कैल्शियम सिलिकाइड भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (अर्थात, ये प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातुओं वाले सभी यौगिकों में कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है। गैर-धातुओं वाले अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी से आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:

CaH2 + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + 2H2 ^,

Ca3N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2Nh4^।

Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब लौ में घुलनशील कैल्शियम लवण मिलाए जाते हैं, तो लौ ईंट लाल हो जाती है।

कैल्शियम लवण जैसे CaCl2 क्लोराइड, CaBr2 ब्रोमाइड, CaI2 आयोडाइड और Ca (NO3) 2 नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। CaF2 फ्लोराइड, CaCO3 कार्बोनेट, CaSO4 सल्फेट, Ca3 (PO4) 2 ऑर्थोफॉस्फेट, CaC2O4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।

बहुत महत्व का तथ्य यह है कि कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) Ca(HCO3)2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2.

उन्हीं स्थानों पर जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2^ + H2O।

तो प्रकृति में पदार्थों के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत बन सकते हैं, और सुंदर पत्थर "आइकल्स" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बनते हैं।

पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि जब पानी उबाला जाता है, तो बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है, और CaCO3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।

धातु कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठोर धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। सीसा के साथ कैल्शियम के मिश्र धातु का उपयोग बैटरी और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रेन्युल का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलथर्मी

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने के लिए मेटलोथर्मी में शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मिश्रधातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग मिश्र धातु सीसा के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम स्व-निर्वहन के साथ रखरखाव-मुक्त स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट बीकेए के उत्पादन के लिए धातु कैल्शियम का उपयोग किया जाता है।

परमाणु संलयन

48Ca समस्थानिक अतिभारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए 48Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

कैल्शियम हाइड्राइड। हाइड्रोजन वातावरण में कैल्शियम को गर्म करने से Cah3 (कैल्शियम हाइड्राइड) प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु विज्ञान (मेटालोथर्मी) और क्षेत्र में हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री। कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) का उपयोग प्रकाशिकी (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और एक लेजर सामग्री के रूप में किया जाता है। एकल क्रिस्टल के रूप में कैल्शियम टंगस्टेट (स्कीलाइट) का उपयोग लेजर तकनीक में किया जाता है, और एक स्किन्टिलेटर के रूप में भी किया जाता है।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड CaC2 व्यापक रूप से एसिटिलीन प्राप्त करने और धातुओं को कम करने के लिए, साथ ही साथ कैल्शियम साइनामाइड के उत्पादन में (नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को 1200 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, साइनामाइड भट्टियों में किया जाता है)।

रासायनिक वर्तमान स्रोत कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रिजर्व थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। कैथोड जैसी बैटरियों में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की एक विशेषता एक प्रयोग करने योग्य स्थिति में एक अत्यंत लंबी शेल्फ लाइफ (दशकों), किसी भी स्थिति (स्थान, उच्च दबाव) में संचालित करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा उच्च विशिष्ट ऊर्जा है। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहां थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

आग रोक सामग्री। कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों मुक्त रूप में और सिरेमिक मिश्रण के हिस्से के रूप में, दुर्दम्य सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ। कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से एंटीहिस्टामाइन के रूप में उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम क्लोराइड

कैल्शियम ग्लूकोनेट

कैल्शियम ग्लिसरॉस्फेट

इसके अलावा, कैल्शियम यौगिकों को ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम के लिए, गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में पेश किया जाता है।

जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग कंकाल और दांतों में फॉस्फेट के रूप में पाया जाता है। अकशेरूकीय (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के अधिकांश समूहों के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को बनाए रखते हैं। कैल्शियम आयन सार्वभौमिक दूसरे दूतों में से एक के रूप में भी काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की एकाग्रता लगभग 10–7 mol है, अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10 ?3 mol.

कैल्शियम की जरूरत उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाला अधिकांश कैल्शियम डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के खाद्य पदार्थों में पाया जाता है (फलियां विशेष रूप से समृद्ध होती हैं)। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज और असंतृप्त फैटी एसिड द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी के साथ, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के एसिमिलेशन को रोका जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलकर, कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है जो गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

कैल्शियम से जुड़ी बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, और उचित पोषण के साथ, कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थिति ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज पैदा कर सकती है। एक गहरी कमी से स्थायी मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस होता है। कॉफी और शराब का सेवन कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसका एक हिस्सा मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, इसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन हो सकता है (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

उत्पाद कैल्शियम, मिलीग्राम/100 ग्राम

तिल 783

बिछुआ 713

मल्लो वन 505

प्लांटैन बड़ा 412

गैलिंसोगा 372

तेल में सार्डिन 330

बुद्रा आइवी 289

डॉग रोजहिप 257

बादाम 252

प्लांटैन लांसोलेट। 248

हेज़लनट 226

अमरनाथ बीज 214

जलकुंभी 214

सोयाबीन सूखी 201

3 साल से कम उम्र के बच्चे - 600 मिलीग्राम।

4 से 10 साल के बच्चे - 800 मिलीग्राम।

10 से 13 साल के बच्चे - 1000 मिलीग्राम।

13 से 16 वर्ष के किशोर - 1200 मिलीग्राम।

युवा 16 और उससे अधिक - 1000 मिलीग्राम।

25 से 50 वर्ष के वयस्क - 800 से 1200 मिलीग्राम।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। प्रकृति में इसका बहुत कुछ है: पर्वत श्रृंखलाएं और मिट्टी की चट्टानें कैल्शियम लवण से बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, और पौधों और जानवरों के जीवों का हिस्सा है।

कैल्शियम लगातार शहरवासियों को घेरता है: लगभग सभी मुख्य निर्माण सामग्री - कंक्रीट, कांच, ईंट, सीमेंट, चूना - में यह तत्व महत्वपूर्ण मात्रा में होता है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुणों के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जा सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि हो गए हैं।

ग्रन्थसूची

1. संपादकीय बोर्ड: Knunyants I. L. (संपादक-इन-चीफ) रासायनिक विश्वकोश: 5 खंडों में - मास्को: सोवियत विश्वकोश, 1990. - टी। 2. - एस। 293. - 671 पी।

2. डोरोनिन। N. A. Kaltsy, Goshimizdat, 1962. 191 पृष्ठ चित्रण के साथ।

3. डोट्सेंको वीए। - चिकित्सीय और निवारक पोषण। - क्यू। पोषण, 2001 - N1-p.21-25

4. बिलेज़िकियन जे.पी. कैल्शियम और अस्थि चयापचय // इन: के.एल. बेकर, एड।

www.e-ng.ru

विज्ञान की दुनिया

कैल्शियम रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की अवधि के समूह 4 के मुख्य उपसमूह II का एक धातु तत्व है। यह क्षारीय पृथ्वी धातुओं के परिवार से संबंधित है। कैल्शियम परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में 2 युग्मित s-इलेक्ट्रॉन होते हैं

जिसे वह रासायनिक अंतःक्रियाओं के दौरान ऊर्जावान रूप से देने में सक्षम है। इस प्रकार, कैल्शियम एक कम करने वाला एजेंट है और इसके यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। प्रकृति में, कैल्शियम केवल लवण के रूप में होता है। पृथ्वी की पपड़ी में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 3.6% है। मुख्य प्राकृतिक कैल्शियम खनिज कैल्साइट CaCO3 है और इसकी किस्में - चूना पत्थर, चाक, संगमरमर। जीवित जीव भी हैं (उदाहरण के लिए, मूंगा), जिनमें से रीढ़ की हड्डी में मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट होता है। इसके अलावा महत्वपूर्ण कैल्शियम खनिज डोलोमाइट CaCO3 MgCO3, फ्लोराइट CaF2, जिप्सम CaSO4 2h3O, एपेटाइट, फेल्डस्पार आदि हैं। कैल्शियम जीवित जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानव शरीर में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 1.4-2% है। यह दांतों, हड्डियों, अन्य ऊतकों और अंगों का हिस्सा है, रक्त जमावट की प्रक्रिया में भाग लेता है, हृदय गतिविधि को उत्तेजित करता है। शरीर को पर्याप्त मात्रा में कैल्शियम प्रदान करने के लिए दूध और डेयरी उत्पाद, हरी सब्जियां, मछली का सेवन करना अनिवार्य है।साधारण पदार्थ कैल्शियम एक विशिष्ट चांदी-सफेद धातु है। यह काफी कठोर है, प्लास्टिक है, जिसका घनत्व 1.54 g/cm3 और गलनांक 842 है? C. रासायनिक रूप से, कैल्शियम बहुत सक्रिय है। सामान्य परिस्थितियों में, यह हवा में ऑक्सीजन और नमी के साथ आसानी से संपर्क करता है, इसलिए इसे भली भांति बंद करके सील किए गए जहाजों में संग्रहित किया जाता है। हवा में गर्म होने पर, कैल्शियम प्रज्वलित होता है और एक ऑक्साइड बनाता है: 2Ca + O2 = 2CaO। कैल्शियम गर्म होने पर क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ और ठंड में भी फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद संबंधित हैलाइड हैं, उदाहरण के लिए: Ca + Cl2 = CaCl2। जब कैल्शियम को सल्फर के साथ गर्म किया जाता है, तो कैल्शियम सल्फाइड बनता है: Ca + S = CaS। कैल्शियम अन्य गैर-धातुओं के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है। पानी के साथ बातचीत खराब घुलनशील कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के निर्माण और गैसीय हाइड्रोजन के विकास की ओर जाता है: Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3। कैल्शियम धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्टील्स और मिश्र धातुओं के निर्माण में रोज़किस्निक के रूप में किया जाता है, कुछ अपवर्तक धातुओं के उत्पादन के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में।

कैल्शियम क्लोराइड पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम पहली बार 1808 में हम्फ्री डेवी द्वारा प्राप्त किया गया था।

Worldofscience.ru

कैल्शियम- दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (लैट। कैल्शियम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैल्क्स (जननांग मामले में कैल्सिस) - "चूना", "नरम पत्थर"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा कैल्शियम धातु को अलग किया था। डेवी ने प्लैटिनम प्लेट पर पारा ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को इलेक्ट्रोलाइज किया, जो कि एनोड था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद डेवी को कैल्शियम नामक धातु प्राप्त हुई। कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - जलते हुए चूना पत्थर का एक उत्पाद) का उपयोग कई सदियों पहले निर्माण में किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में, ए. लावोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद 5 वां सबसे प्रचुर मात्रा में)।

आइसोटोप

कैल्शियम प्रकृति में छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में होता है: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca और 48Ca, जिनमें से सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा 48Ca समस्थानिक, छह में से सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187%) है, जिसे हाल ही में 5.3 × 10 19 वर्षों के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में

अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार में - एनोर्थाइट सीए।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट (CaCO 3) होता है। कैल्साइट, संगमरमर का क्रिस्टलीय रूप प्रकृति में बहुत कम आम है।

कैल्शियम खनिज जैसे कैल्साइट CaCO 3, एनहाइड्राइट CaSO 4, अलबास्टर CaSO 4 0.5H 2 O और जिप्सम CaSO 4 2H 2 O, फ्लोराइट CaF 2, एपेटाइट Ca5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), डोलोमाइट MgCO 3 काको 3. प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन करता है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होता है, 385 खनिज (खनिजों की संख्या के मामले में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवास

कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो घुलनशील बाइकार्बोनेट के निर्माण के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है)।

बायोजेनिक प्रवास एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

जीवमंडल में

कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रोक्साइपेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 ओएच, या, एक अन्य प्रविष्टि में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 सीए (ओएच) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के खोल आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलो वजन वाले मानव शरीर में, कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

रसीद

CaCl 2 (75-80%) और KCl या CaCl 2 और CaF 2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त धातु कैल्शियम प्राप्त किया जाता है, साथ ही 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी:

4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca।

गुण

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, α-Ca घन चेहरा-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 एनएम), β-Ca ऊपर α-Fe प्रकार के घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.448 एनएम)। मानक थैलीपी एचα → β संक्रमण का 0 0.93 kJ/mol है।

रासायनिक गुण

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। सीए 2+ / सीए 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 वी है, ताकि कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 + क्यू।

पानी में घुले हुए कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि पानी उबालने पर बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।

आवेदन पत्र

धातु कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी हार्ड-टू-रिकवरी धातुओं के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। सीसा के साथ कैल्शियम के मिश्र धातु का उपयोग बैटरी और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रेन्युल का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलथर्मी

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने के लिए मेटलोथर्मी में शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मिश्रधातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग मिश्र धातु सीसा के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम स्व-निर्वहन के साथ रखरखाव-मुक्त स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट बीकेए के उत्पादन के लिए धातु कैल्शियम का उपयोग किया जाता है।

परमाणु संलयन

48 Ca समस्थानिक अतिभारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए 48 Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।) इसका उपयोग रूप में किया जाता है। और धातुओं की कमी के लिए, साथ ही साथ साइनामाइड कैल्शियम के उत्पादन में (नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को 1200 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, साइनामाइड भट्टियों में की जाती है)।

कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रिजर्व थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। कैथोड जैसी बैटरियों में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। इस तरह की बैटरियों की एक विशेषता एक प्रयोग करने योग्य स्थिति में एक बहुत लंबी शेल्फ लाइफ (दशकों), किसी भी स्थिति (स्थान, उच्च दबाव) में काम करने की क्षमता और वजन और मात्रा द्वारा एक उच्च विशिष्ट ऊर्जा है। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहां थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

इसके अलावा, कैल्शियम यौगिकों को ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम की तैयारी में गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में पेश किया जाता है।-

कैल्शियम की जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग कंकाल और दांतों में फॉस्फेट के रूप में पाया जाता है। अकशेरूकीय (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के अधिकांश समूहों के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को बनाए रखते हैं। कैल्शियम आयन सार्वभौमिक दूसरे दूतों में से एक के रूप में भी काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की एकाग्रता लगभग 10−7 mol है, अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10− 3 mol।

कैल्शियम की जरूरत उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाला अधिकांश कैल्शियम डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के खाद्य पदार्थों में पाया जाता है (फलियां विशेष रूप से समृद्ध होती हैं)। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज और असंतृप्त फैटी एसिड द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी के साथ, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के एसिमिलेशन को रोका जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलकर, कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है जो गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

कैल्शियम से जुड़ी बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, और उचित पोषण के साथ, कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थिति ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज पैदा कर सकती है। एक गहरी कमी से स्थायी मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस होता है। कॉफी और शराब का सेवन कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसका एक हिस्सा मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, इसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन हो सकता है (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।