ทุกอย่างเกี่ยวกับแคลเซียม แคลเซียม

CALCIUM, Ca (จากภาษาละติน Calx, เพศ calcis - lime *. a. แคลเซียม; n. Kalzium; f. แคลเซียม; i. calcio) - องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม II ตารางธาตุเมนเดเลเยฟ เลขอะตอม 20 มวลอะตอม 40.08 ประกอบด้วยไอโซโทปเสถียรหกชนิด: 40 Ca (96.97%), 42 Ca (0.64%), 43 Ca (0.145%), 44 Ca (2.06%), 46 Ca (0.0033%) และ 48 Ca (0.185%) ค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ G. Davy ในปี 1808

การรับและการใช้งาน

แคลเซียมโลหะได้มาโดยสองวิธี: โดยอิเล็กโทรไลซิสของ CaCl 2 ที่ละลายโดยใช้ขั้วบวกทองแดง-แคลเซียม จะได้โลหะผสม Ca-Cu (~ 65% Ca) จากนั้น Ca จะถูกกลั่นในสุญญากาศที่ 950-1,000° ค; เมื่อเผาส่วนผสมของ CaO และผง Al ที่อุณหภูมิ 1200°C ในสุญญากาศ ไอแคลเซียมที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยา 6CaO+2Al=3CaOAl 2 O 3 +3Ca จะควบแน่นบนพื้นผิวเย็น

แคลเซียมโลหะใช้ในการผลิตโลหะผสมต้านการเสียดสี Pb - Na - Ca; โลหะผสม Pb - Ca ใช้ทำปลอกสายไฟฟ้า แคลเซียมยังใช้เป็นตัวรีดิวซ์สำหรับธาตุ U, Th, Cr, V, Zr และธาตุหายากจากออกไซด์หรือเฮไลด์ของพวกมัน เพื่อกำจัดซัลเฟอร์ออกจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ทำให้น้ำแห้ง เป็นตัวดูดซับในอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า ฯลฯ

ตารางธาตุอธิบายองค์ประกอบต่างๆ แต่ละธาตุมีคุณสมบัติมากมายที่ใช้ในการผลิต ยา และชีวิตประจำวัน ในบรรดาองค์ประกอบอื่นๆ ยังมีแคลเซียมซึ่งมีบทบาทอยู่ บทบาทที่ยิ่งใหญ่ในชีวิตของเรา อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่เข้าใจว่าแคลเซียมคืออะไร

มาดูคำถามเหล่านี้ทั้งหมดกันดีกว่า

องค์ประกอบทางเคมีแคลเซียม

ในตารางธาตุ แคลเซียมถูกกำหนดด้วยสัญลักษณ์ "Ca" และอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองของช่วงที่สี่ของตาราง แคลเซียมเป็นโลหะเนื้ออ่อนสีขาวเงินที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี

ชื่อแคลเซียมมาจากภาษาละติน ชื่อในภาษาละตินแปลว่า "มะนาวหินอ่อน" แคลเซียมเป็นที่รู้จักในปี พ.ศ. 2351 เมื่อนักเคมีชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี แยกสารนี้ออก

แคลเซียมพบได้ที่ไหน?

แคลเซียมไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบอิสระในธรรมชาติเนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมี ในธรรมชาติคุณจะพบเฉพาะสารประกอบที่มีแคลเซียมเท่านั้น:

• ในรูปของไอโซโทปซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติเพียง 6 ชนิดเท่านั้น ไอโซโทปแคลเซียมที่หกมีความคงตัวน้อยกว่าและหายากมาก
• ในแร่ธาตุและหิน ส่วนใหญ่มักพบแคลเซียมในแร่แคลไซต์ (มะนาว ชอล์ก) หรือแคลไซต์แบบผลึกซึ่งเรียกว่าหินอ่อน
• ในน้ำ. แคลเซียมและแมกนีเซียมในน้ำเป็นตัวกำหนดความกระด้างของน้ำ
• ในเปลือกโลก. เนื่องจากกิจกรรมทางเคมี แคลเซียมจึงอพยพและสะสมอยู่ในที่ต่างๆ แคลเซียมประกอบด้วยแร่ธาตุ 385 ชนิด ซึ่งอยู่ในอันดับที่ 4 ในบรรดาธาตุตามจำนวนแร่ธาตุที่เกิดขึ้น
• ในชีวมณฑล เพียงพอ จำนวนมากแคลเซียมมักอยู่ในสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมชีวิต แคลเซียมมีอยู่ในกระดูก เปลือกหอย เปลือกไข่, เปลือกหอย ฯลฯ

อย่างที่คุณเห็นแคลเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญในชีวิตของเรา มาดูคุณสมบัติของมันกันดีกว่า

คุณสมบัติของแคลเซียม

ในอุตสาหกรรมมักใช้ คุณสมบัติทางเคมีแคลเซียม:

• แคลเซียมรวมตัวและทำปฏิกิริยากับออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และอากาศชื้นได้อย่างง่ายดาย นั่นคือเหตุผลที่แคลเซียมในห้องปฏิบัติการถูกเก็บไว้ในกล่องปิดใต้ชั้นน้ำมันก๊าดหรือพาราฟินเพื่อหลีกเลี่ยงการมีปฏิสัมพันธ์กับ สิ่งแวดล้อมและความเสียหายต่อวัสดุ
• แคลเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำและอโลหะอย่างแข็งขัน
• แคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่มีฤทธิ์น้อยกว่าของแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่โลหะเฉพาะเมื่อถูกความร้อน ยิ่งกว่านั้นหากวางสารประกอบดังกล่าวลงในน้ำก็จะสลายตัว ดังนั้นช่องว่างขนาดยักษ์จึงมักก่อตัวขึ้นใต้เปลือกโลก
• หากมีแคลเซียมไบคาร์บอเนตอยู่ในน้ำ เมื่อน้ำเดือด มันจะสลายตัวและเกิดตะกอน ซึ่งเราเรียกว่าตะกรัน

แคลเซียมใช้ที่ไหน?

ตามคุณสมบัติเหล่านี้จะใช้แคลเซียม:

1. ในอุตสาหกรรมการผลิตโลหะบริสุทธิ์ผ่านปฏิกิริยารีดักชัน แคลเซียมยังใช้ในการผลิตโลหะที่ลดปริมาณได้ยาก เช่น โครเมียม ยูเรเนียม และทอเรียม
2. ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ มีการใช้โลหะผสมแคลเซียม-ตะกั่วในแบตเตอรี่
3. แคลเซียมเป็นเลิศในการได้รับองค์ประกอบใหม่ของตารางธาตุเนื่องจากมีไอโซโทปหนักซึ่งมีความเสถียรมาก
4. แคลเซียมพบได้ในโครงกระดูกและฟัน ดังนั้นหากไม่มีแคลเซียม โครงสร้างทางชีววิทยาเหล่านี้จะเปราะและพังทลายลง ดังนั้นแคลเซียมจึงถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์และอุตสาหกรรมอาหารเพื่อสร้างยาเม็ดพิเศษที่มีแคลเซียมในปริมาณเล็กน้อยซึ่งร่างกายสามารถดูดซึมได้ นอกจากนี้แคลเซียมยังควบคุมการทำงานอื่นๆ ของร่างกายและมีบทบาทอย่างมากในชีวิต

แต่ทั้งหมดนี้คงเป็นไปไม่ได้หากไม่สามารถรับแคลเซียมในรูปแบบบริสุทธิ์ได้

คำนิยาม

แคลเซียม- องค์ประกอบที่ยี่สิบของตารางธาตุ การกำหนด - Ca จากภาษาละติน "แคลเซียม" ตั้งอยู่ในสมัยที่สี่ หมู่ IIA หมายถึงโลหะ ค่าธรรมเนียมหลักคือ 20

แคลเซียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ เปลือกโลกมีประมาณ 3% (น้ำหนัก) มันเกิดขึ้นในหินปูนและชอล์กจำนวนมาก เช่นเดียวกับหินอ่อน ซึ่งเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ตามธรรมชาติ ยิปซั่ม CaSO 4 × 2H 2 O, ฟอสฟอไรต์ Ca 3 (PO 4) 2 และสุดท้ายก็พบซิลิเกตที่มีแคลเซียมหลายชนิดในปริมาณมากเช่นกัน

แคลเซียมเป็นโลหะสีขาวที่อ่อนตัวได้และค่อนข้างแข็ง (รูปที่ 1) ในรูปของสารธรรมดา ในอากาศจะถูกปกคลุมไปด้วยชั้นออกไซด์อย่างรวดเร็ว และเมื่อถูกความร้อนจะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีแดงสด กับ น้ำเย็นแคลเซียมจะทำปฏิกิริยาค่อนข้างช้าแต่จาก น้ำร้อนแทนที่ไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นไฮดรอกไซด์

ข้าว. 1. แคลเซียม. รูปร่าง.

มวลอะตอมและโมเลกุลของแคลเซียม

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร (M r) คือตัวเลขที่แสดงจำนวนครั้งที่มวลของโมเลกุลที่กำหนดมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมคาร์บอน และมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ (A r) คือ มวลเฉลี่ยของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมีกี่เท่ามากกว่ามวล 1/12 ของอะตอมคาร์บอน

เนื่องจากในสถานะอิสระแคลเซียมมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Ca monatomic ค่าของมวลอะตอมและโมเลกุลจึงตรงกัน พวกมันเท่ากับ 40.078.

ไอโซโทปของแคลเซียม

เป็นที่ทราบกันว่าในธรรมชาติแคลเซียมสามารถพบได้ในรูปของไอโซโทปเสถียรสี่ชนิด ได้แก่ 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca และ 48 Ca โดยมีความเด่นที่ชัดเจนของไอโซโทป 40 Ca (99.97%) เลขมวลคือ 40, 42, 43, 44, 46 และ 48 ตามลำดับ นิวเคลียสของอะตอมของไอโซโทปแคลเซียม 40 Ca ประกอบด้วยโปรตอนยี่สิบตัวและนิวตรอนยี่สิบตัวและไอโซโทปที่เหลือแตกต่างจากจำนวนนิวตรอนเท่านั้น

มีไอโซโทปแคลเซียมเทียมที่มีเลขมวลตั้งแต่ 34 ถึง 57 ซึ่งไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ 41 Ca โดยมีครึ่งชีวิต 102,000 ปี

แคลเซียมไอออน

ที่ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมแคลเซียมจะมีอิเล็กตรอนสองตัวซึ่งมีความจุ:

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

จากปฏิกิริยาทางเคมี แคลเซียมจะปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนออกไป เช่น เป็นผู้บริจาคและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก:

แคลิฟอร์เนีย 0 -2e → แคลิฟอร์เนีย 2+ .

โมเลกุลแคลเซียมและอะตอม

ในสถานะอิสระ แคลเซียมมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Ca ที่มีอะตอมเดี่ยว ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติบางประการที่แสดงถึงอะตอมและโมเลกุลของแคลเซียม:

โลหะผสมแคลเซียม

แคลเซียมทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบผสมในโลหะผสมตะกั่วบางชนิด

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ประวัติความเป็นมาของแคลเซียม

แคลเซียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2351 โดยฮัมฟรีย์ เดวี ซึ่งได้แคลเซียมอะมัลกัมโดยอิเล็กโทรไลซิสของปูนขาวและเมอร์คิวริกออกไซด์ ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการกลั่นปรอทซึ่งโลหะยังคงอยู่ เรียกว่า แคลเซียม.ในภาษาละติน มะนาวเสียงเหมือน แคลกซ์เป็นชื่อนี้ที่นักเคมีชาวอังกฤษเลือกสำหรับสารที่ค้นพบ

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก II ของกลุ่ม IV ของระบบธาตุ องค์ประกอบทางเคมีดิ. Mendeleev มีเลขอะตอม 20 และ มวลอะตอม 40.08. ชื่อที่ยอมรับคือ Ca (จากภาษาละติน - แคลเซียม)

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

แคลเซียมเป็นสารออกฤทธิ์อ่อนที่มีฤทธิ์ทางเคมี โลหะอัลคาไลสีเงินสีขาว เนื่องจากมีปฏิกิริยากับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ พื้นผิวของโลหะจึงหมองคล้ำ ดังนั้นแคลเซียมจึงจำเป็นต้องมีระบบการเก็บรักษาแบบพิเศษ บังคับภาชนะที่ปิดสนิทซึ่งโลหะจะเต็มไปด้วยชั้นพาราฟินเหลวหรือน้ำมันก๊าด

แคลเซียมเป็นที่รู้จักกันดี จำเป็นสำหรับบุคคลธาตุขนาดเล็กความต้องการรายวันอยู่ระหว่าง 700 ถึง 1,500 มก. สำหรับผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดี แต่จะเพิ่มขึ้นในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตรต้องคำนึงถึงสิ่งนี้และต้องได้รับแคลเซียมในรูปแบบของการเตรียมการ

อยู่ในธรรมชาติ

แคลเซียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูงมาก ดังนั้นจึงไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบอิสระ (บริสุทธิ์) อย่างไรก็ตาม พบมากเป็นอันดับ 5 ในเปลือกโลก โดยพบในรูปของสารประกอบในตะกอน (หินปูน ชอล์ก) และหิน (หินแกรนิต) เฟลด์สปาร์อะนอไรต์มีแคลเซียมจำนวนมาก

แพร่หลายในสิ่งมีชีวิต โดยพบในพืช สัตว์ และมนุษย์ โดยพบในฟันและเนื้อเยื่อกระดูกเป็นหลัก

การดูดซึมแคลเซียม

ขัดขวางการดูดซึมแคลเซียมตามปกติจาก ผลิตภัณฑ์อาหารคือการบริโภคคาร์โบไฮเดรตในรูปของขนมหวานและด่างซึ่งทำให้กรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารเป็นกลางซึ่งจำเป็นต่อการละลายแคลเซียม กระบวนการดูดซึมแคลเซียมค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นบางครั้งก็ไม่เพียงพอที่จะได้รับจากอาหารเท่านั้น จำเป็นต้องมีการบริโภคธาตุขนาดเล็กเพิ่มเติม

ปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่น

เพื่อปรับปรุงการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้จำเป็นซึ่งมีแนวโน้มที่จะเอื้อต่อกระบวนการดูดซึมแคลเซียม เมื่อรับประทานแคลเซียม (ในรูปของอาหารเสริม) ขณะรับประทานอาหาร การดูดซึมจะถูกบล็อก แต่การทานแคลเซียมเสริมแยกจากอาหารจะไม่ส่งผลต่อกระบวนการนี้แต่อย่างใด

แคลเซียมเกือบทั้งหมดของร่างกาย (1 ถึง 1.5 กก.) พบได้ในกระดูกและฟัน แคลเซียมเกี่ยวข้องกับกระบวนการปลุกปั่นของเนื้อเยื่อประสาท การหดตัวของกล้ามเนื้อ กระบวนการแข็งตัวของเลือด เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์ ของเหลวในเซลล์และเนื้อเยื่อ มีฤทธิ์ต้านการแพ้และต้านการอักเสบ ป้องกันภาวะกรด และกระตุ้น จำนวนเอนไซม์และฮอร์โมน แคลเซียมยังมีส่วนร่วมในการควบคุมการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์และมีผลตรงกันข้าม

สัญญาณของการขาดแคลเซียม

สัญญาณของการขาดแคลเซียมในร่างกายมีดังนี้:

• ความกังวลใจ, อารมณ์แย่ลง;
• กล้ามเนื้อหัวใจ;
• การชักอาการชาที่แขนขา;
• การชะลอตัวของการเจริญเติบโตและเด็ก
• ความดันโลหิตสูง;
• การแยกและความเปราะของเล็บ
• อาการปวดข้อลด "เกณฑ์ความเจ็บปวด";
• มีประจำเดือนหนัก

สาเหตุของการขาดแคลเซียม

สาเหตุของการขาดแคลเซียมอาจรวมถึงการรับประทานอาหารที่ไม่สมดุล (โดยเฉพาะการอดอาหาร) ปริมาณแคลเซียมในอาหารต่ำ การสูบบุหรี่และการติดกาแฟและเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีน โรคแบคทีเรียผิดปกติ โรคไต ต่อมไทรอยด์, การตั้งครรภ์, ให้นมบุตร และวัยหมดประจำเดือน

แคลเซียมส่วนเกินซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการบริโภคผลิตภัณฑ์นมมากเกินไปหรือการใช้ยาที่ไม่สามารถควบคุมได้นั้นมีลักษณะเฉพาะ กระหายน้ำมาก, คลื่นไส้, อาเจียน, เบื่ออาหาร, อ่อนแรงและปัสสาวะเพิ่มขึ้น

การใช้แคลเซียมในชีวิต

แคลเซียมพบการประยุกต์ใช้ในการผลิตยูเรเนียมโลหะความร้อนในรูปของสารประกอบธรรมชาติที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตยิปซั่มและซีเมนต์เป็นวิธีการฆ่าเชื้อ (ที่รู้จักกันดี สารฟอกขาว).