Tudo sobre cálcio. Cálcio

CÁLCIO, Ca (do latim Calx, gênero calcis - cal *. a. cálcio; n. Kalzium; f. cálcio; i. calcio), - um elemento químico do grupo II tabela periódica Mendeleev, número atômico 20, massa atômica 40,08. Consiste em seis isótopos estáveis: 40 Ca (96,97%), 42 Ca (0,64%), 43 Ca (0,145%), 44 Ca (2,06%), 46 Ca (0,0033%) e 48 Ca (0,185%). Descoberto pelo químico inglês G. Davy em 1808.

Recebimento e uso

O cálcio metálico é obtido por dois métodos: por eletrólise do CaCl 2 fundido usando um ânodo cobre-cálcio, obtém-se uma liga Ca-Cu (~65% Ca), da qual o Ca é destilado em vácuo a 950-1000° C; Ao calcinar uma mistura de CaO e Al em pó a 1200°C no vácuo, os vapores de cálcio liberados pela reação 6CaO+2Al=3CaOAl 2 O 3 +3Ca condensam na superfície fria.

O cálcio metálico é utilizado na produção de ligas antifricção Pb - Na - Ca; A liga Pb - Ca é usada para fazer a bainha de cabos elétricos. O cálcio também é usado como agente redutor de U, Th, Cr, V, Zr e elementos de terras raras de seus óxidos ou halogenetos, para remoção de enxofre de produtos petrolíferos, desidratação de solventes orgânicos, como absorvedor em dispositivos elétricos de vácuo, etc.

A tabela periódica descreve os vários elementos. Cada elemento possui muitas propriedades que são utilizadas na fabricação, na medicina e na vida cotidiana. Entre outros elementos está o cálcio, que desempenha papel enorme na nossa vida. No entanto, nem todas as pessoas entendem o que é o cálcio.

Vamos dar uma olhada em todas essas questões.

Elemento químico cálcio

Na tabela periódica, o cálcio é designado pelo símbolo “Ca” e está localizado no subgrupo principal do segundo grupo do quarto período da tabela. O cálcio é um metal macio, branco prateado, quimicamente reativo.

O nome cálcio vem da língua latina. O nome em latim significa “cal, pedra macia”. O cálcio tornou-se conhecido em 1808, quando o químico inglês Humphry Davy isolou esta substância.

Onde o cálcio é encontrado?

O cálcio não ocorre na forma livre na natureza devido à sua atividade química. Na natureza você só pode encontrar compostos contendo cálcio:

• Na forma de isótopos, dos quais existem apenas seis na natureza. O sexto isótopo de cálcio é menos estável e muito raro.
• Em minerais e rochas. Na maioria das vezes, o cálcio é encontrado no mineral calcita (cal, giz) ou calcita cristalina, chamada mármore.
• Na água. O cálcio e o magnésio na água determinam a dureza da água.
• Na crosta terrestre. Devido à sua atividade química, o cálcio migra e se acumula em diversos locais. O cálcio forma 385 minerais, ocupando o quarto lugar entre os elementos em número de minerais formados.
• Na biosfera. Suficiente um grande número de o cálcio está sempre presente nos organismos dos seres vivos e desempenha um papel significativo na regulação da vida. O cálcio está presente nos ossos, conchas, cascas de ovo, conchas, etc.

Como você pode ver, o cálcio é um elemento importante em nossa vida. Vamos dar uma olhada em suas propriedades.

Propriedades do cálcio

Na indústria é frequentemente usado Propriedades quimicas cálcio:

• O cálcio combina e interage facilmente com oxigênio, dióxido de carbono e ar úmido. É por isso que o cálcio no laboratório é armazenado em uma caixa fechada sob uma camada de querosene ou parafina para evitar interação com ambiente e danos ao material.
• O cálcio interage ativamente com a água e não metais ativos.
• O cálcio interage com elementos menos ativos de origem não metálica somente quando aquecido. Além disso, se tal composto for colocado em água, ele se desintegra. Portanto, cavidades vazias gigantescas frequentemente se formam sob a crosta terrestre.
• Se houver bicarbonato de cálcio na água, quando a água é fervida, ela se desintegra e aparece um precipitado, que chamamos de incrustações.

Onde o cálcio é usado?

Com base nessas propriedades, o cálcio é usado:

1. Na indústria para a produção de metais puros através de uma reação de redução. O cálcio também é usado para produzir metais difíceis de reduzir, como cromo, urânio e tório.
2. Na eletrônica, onde uma liga de cálcio-chumbo é usada em baterias.
3. O cálcio é excelente para obtenção de novos elementos da tabela periódica devido ao seu isótopo pesado, que é muito estável.
4. O cálcio é encontrado no esqueleto e nos dentes, portanto, sem ele, essas estruturas biológicas tornam-se quebradiças e entram em colapso. Portanto, o cálcio é utilizado na medicina e na indústria alimentícia para criar comprimidos especiais contendo pequenas doses de cálcio, que podem ser absorvidas pelo organismo. Além disso, o cálcio regula muitas outras funções do corpo e desempenha um papel importante na vida.

Mas tudo isto seria impossível se o cálcio não pudesse ser obtido na sua forma pura.

DEFINIÇÃO

Cálcio- o vigésimo elemento da tabela periódica. Designação - Ca do latim "cálcio". Localizado no quarto período, grupo IIA. Refere-se a metais. A carga básica é 20.

O cálcio é um dos elementos mais comuns na natureza. A crosta terrestre contém aproximadamente 3% (em peso). Ocorre em numerosos depósitos de calcário e giz, bem como em mármore, que são variedades naturais de carbonato de cálcio CaCO 3 . Gesso CaSO 4 × 2H 2 O, fosforita Ca 3 (PO 4) 2 e, finalmente, vários silicatos contendo cálcio também são encontrados em grandes quantidades.

Na forma de uma substância simples, o cálcio é um metal branco, maleável e bastante duro (Fig. 1). No ar, rapidamente fica coberto por uma camada de óxido e, quando aquecido, queima com uma chama avermelhada brilhante. COM água fria o cálcio reage de forma relativamente lenta, mas de água quente desloca rapidamente o hidrogênio, formando hidróxido.

Arroz. 1. Cálcio. Aparência.

Massa atômica e molecular do cálcio

A massa molecular relativa de uma substância (M r) é um número que mostra quantas vezes a massa de uma determinada molécula é maior que 1/12 da massa de um átomo de carbono, e a massa atômica relativa de um elemento (A r) é quantas vezes a massa média dos átomos de um elemento químico é maior que 1/12 da massa de um átomo de carbono.

Como o cálcio existe no estado livre na forma de moléculas monoatômicas de Ca, os valores de suas massas atômicas e moleculares coincidem. Eles são iguais a 40,078.

Isótopos de cálcio

Sabe-se que na natureza o cálcio pode ser encontrado na forma de quatro isótopos estáveis ​​40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca e 48 Ca, com clara predominância do isótopo 40 Ca (99,97%). Seus números de massa são 40, 42, 43, 44, 46 e 48, respectivamente. O núcleo de um átomo do isótopo de cálcio 40 Ca contém vinte prótons e vinte nêutrons, e os demais isótopos diferem dele apenas no número de nêutrons.

Existem isótopos artificiais de cálcio com números de massa de 34 a 57, entre os quais o mais estável é o 41 Ca com meia-vida de 102 mil anos.

Íons de cálcio

No nível de energia externo do átomo de cálcio existem dois elétrons, que são de valência:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .

Como resultado da interação química, o cálcio cede seus elétrons de valência, ou seja, é seu doador e se transforma em um íon com carga positiva:

Ca 0 -2e → Ca 2+ .

Molécula e átomo de cálcio

No estado livre, o cálcio existe na forma de moléculas monoatômicas de Ca. Aqui estão algumas propriedades que caracterizam o átomo e a molécula de cálcio:

Ligas de cálcio

O cálcio serve como componente de liga em algumas ligas de chumbo.

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

História do cálcio

O cálcio foi descoberto em 1808 por Humphry Davy, que, por eletrólise da cal apagada e do óxido mercúrico, obteve o amálgama de cálcio, como resultado do processo de destilação do mercúrio do qual restou o metal, chamado cálcio. Em latim Lima soa como cal, foi esse nome que o químico inglês escolheu para a substância descoberta.

O cálcio é um elemento do subgrupo principal II do grupo IV do sistema periódico elementos químicos DI. Mendeleev, tem número atômico 20 e massa atômica 40.08. A designação aceita é Ca (do latim - Cálcio).

Propriedades físicas e químicas

O cálcio é um soft quimicamente ativo metal alcalino cor branco prateado. Devido à interação com o oxigênio e o dióxido de carbono, a superfície do metal torna-se opaca, então o cálcio precisa de um regime especial de armazenamento - em obrigatório um recipiente bem fechado no qual o metal é preenchido com uma camada de parafina líquida ou querosene.

O cálcio é o mais conhecido necessário para uma pessoa microelementos, a necessidade diária varia de 700 a 1500 mg para um adulto saudável, mas aumenta durante a gravidez e a lactação, isso deve ser levado em consideração e o cálcio deve ser obtido na forma de preparações.

Estar na natureza

O cálcio possui atividade química muito elevada, portanto não é encontrado na natureza na sua forma livre (pura). No entanto, é o quinto mais comum na crosta terrestre; é encontrado na forma de compostos em sedimentos (calcário, giz) e rochas (granito); o anorito de feldspato contém muito cálcio.

É bastante difundido em organismos vivos; sua presença foi encontrada em plantas, animais e humanos, onde está presente principalmente em dentes e tecido ósseo.

Absorção de cálcio

Um obstáculo à absorção normal de cálcio de produtos alimentíciosé o consumo de carboidratos na forma de doces e álcalis, que neutralizam o ácido clorídrico do estômago, necessário para dissolver o cálcio. O processo de absorção do cálcio é bastante complexo, por isso às vezes não basta obtê-lo apenas com a alimentação, é necessária uma ingestão adicional do microelemento.

Interação com outras pessoas

Para melhorar a absorção do cálcio no intestino é necessário, o que tende a facilitar o processo de absorção do cálcio. Ao tomar cálcio (na forma de suplementos) durante as refeições, a absorção é bloqueada, mas tomar suplementos de cálcio separadamente dos alimentos não afeta de forma alguma esse processo.

Quase todo o cálcio do corpo (1 a 1,5 kg) é encontrado nos ossos e dentes. O cálcio está envolvido nos processos de excitabilidade do tecido nervoso, contratilidade muscular, processos de coagulação sanguínea, faz parte do núcleo e das membranas das células, fluidos celulares e teciduais, tem efeitos antialérgicos e antiinflamatórios, previne acidose e ativa um número de enzimas e hormônios. O cálcio também está envolvido na regulação da permeabilidade da membrana celular e tem efeito oposto.

Sinais de deficiência de cálcio

Os sinais de deficiência de cálcio no corpo são os seguintes sintomas, à primeira vista, não relacionados:

• nervosismo, piora do humor;
• cardiopalmo;
• convulsões, dormência nas extremidades;
• desaceleração do crescimento e das crianças;
• pressão alta;
• rachaduras e fragilidade das unhas;
• dor nas articulações, diminuindo o “limiar de dor”;
• menstruação intensa.

Causas da deficiência de cálcio

As causas da deficiência de cálcio podem incluir dietas desequilibradas (especialmente jejum), baixo teor de cálcio nos alimentos, tabagismo e dependência de café e bebidas que contenham cafeína, disbacteriose, doença renal, glândula tireóide, gravidez, lactação e menopausa.

O excesso de cálcio, que pode ocorrer devido ao consumo excessivo de laticínios ou ao uso descontrolado de medicamentos, é caracterizado por sede forte, náuseas, vómitos, perda de apetite, fraqueza e aumento da micção.

Usos do cálcio na vida

O cálcio tem aplicação na produção metalotérmica de urânio, na forma de compostos naturais é utilizado como matéria-prima para a produção de gesso e cimento, como meio de desinfecção (conhecido água sanitária).