Υπό κανονικές συνθήκες, το ασβέστιο αντιδρά με Το ασβέστιο και τα χαρακτηριστικά του

Ασβέστιο

ΑΣΒΕΣΤΙΟ-ΕΓΩ; Μ.[από λατ. calx (calcis) - ασβέστης] Χημικό στοιχείο (Ca), ασημί-λευκό μέταλλο που αποτελεί μέρος ασβεστόλιθου, μαρμάρου κ.λπ.

◁ Ασβέστιο, ου, ου. Κ άλατα.

ασβέστιο

(λατ. Ασβέστιο), χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού συστήματος, ανήκει στα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Όνομα από λατ. calx, γεννητικό calcis - ασβέστη. Ασημί-λευκό μέταλλο, πυκνότητα 1,54 g / cm 3, t pl 842ºC. Σε κανονικές θερμοκρασίες, οξειδώνεται εύκολα στον αέρα. Ως προς την επικράτηση στον φλοιό της γης, καταλαμβάνει την 5η θέση (ορυκτά ασβεστίτης, γύψος, φθορίτης κ.λπ.). Ως ενεργός αναγωγικός παράγοντας χρησιμοποιείται για τη λήψη U, Th, V, Cr, Zn, Be και άλλων μετάλλων από τις ενώσεις τους, για την αποξείδωση χάλυβα, μπρούτζων κ.λπ. Περιλαμβάνεται στη σύνθεση των αντιτριβικών υλικών. Οι ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται στην κατασκευή (ασβέστη, τσιμέντο), τα παρασκευάσματα ασβεστίου - στην ιατρική.

ΑΣΒΕΣΤΙΟ

ΑΣΒΕΣΤΙΟ (λατ. Ασβέστιο), Ca (διαβάστε "ασβέστιο"), ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 20, βρίσκεται στην τέταρτη περίοδο στην ομάδα ΙΙΑ του περιοδικού συστήματος των στοιχείων του Μεντελέγιεφ. ατομική μάζα 40,08. Ανήκει στον αριθμό των αλκαλικών γαιών (εκ.ΑΛΚΑΛΙΚΗ ΓΗ ΜΕΤΑΛΛΑ).
Το φυσικό ασβέστιο αποτελείται από ένα μείγμα νουκλεϊδίων (εκ.ΝΟΥΚΛΕΙΔΙΟ)με μαζικούς αριθμούς 40 (σε μείγμα κατά μάζα 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) και 46 (0,003%). Διαμόρφωση εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων 4 μικρό 2 . Σχεδόν σε όλες τις ενώσεις, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2 (σθένος II).
Η ακτίνα του ουδέτερου ατόμου ασβεστίου είναι 0,1974 nm, η ακτίνα του ιόντος Ca 2+ είναι από 0,114 nm (για τον αριθμό συντονισμού 6) έως 0,148 nm (για τον αριθμό συντονισμού 12). Οι ενέργειες διαδοχικού ιονισμού ενός ουδέτερου ατόμου ασβεστίου είναι 6.133, 11.872, 50.91, 67.27 και 84.5 eV, αντίστοιχα. Στην κλίμακα Pauling, η ηλεκτραρνητικότητα του ασβεστίου είναι περίπου 1,0. Στην ελεύθερη μορφή του, το ασβέστιο είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο.
Ιστορικό ανακάλυψης
Οι ενώσεις του ασβεστίου βρίσκονται παντού στη φύση, επομένως η ανθρωπότητα είναι εξοικειωμένη με αυτές από την αρχαιότητα. Ο ασβέστης χρησιμοποιείται στην οικοδομική βιομηχανία εδώ και πολύ καιρό. (εκ.ΑΣΒΕΣΤΟΣ)(γρήγορο και σβησμένο), που για πολύ καιρό θεωρούνταν απλή ουσία, «γη». Ωστόσο, το 1808 ο Άγγλος επιστήμονας G. Davy (εκ. DEVI Humphrey)κατάφερε να πάρει ένα νέο μέταλλο από ασβέστη. Για να γίνει αυτό, ο Davy υπέβαλε σε ηλεκτρόλυση ένα μείγμα ελαφρώς βρεγμένου σβησμένου ασβέστη με οξείδιο του υδραργύρου και απομόνωσε ένα νέο μέταλλο από το αμάλγαμα που σχηματίστηκε στην κάθοδο υδραργύρου, το οποίο ονόμασε ασβέστιο (από το λατινικό calx, γένος περίπτωση calcis - lime). Στη Ρωσία, για κάποιο χρονικό διάστημα αυτό το μέταλλο ονομαζόταν "ασβεστόλιθος".
Όντας στη φύση
Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη γη. Αντιπροσωπεύει το 3,38% της μάζας του φλοιού της γης (5η θέση σε αφθονία μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και τον σίδηρο). Λόγω της υψηλής χημικής δραστηριότητας του ασβεστίου σε ελεύθερη μορφή δεν βρίσκεται στη φύση. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου βρίσκεται στα πυριτικά άλατα. (εκ.ΠΥΡΙΤΙΚΑ)και αργιλοπυριτικά (εκ.ΑΛΟΥΜΟΠΥΡΙΤΙΚΑ)διάφορα πετρώματα (γρανίτες (εκ.ΓΡΑΝΙΤΗΣ), γνεύσιοι (εκ.ΓΝΕΥΣΙΤΗΣ)και τα λοιπά.). Με τη μορφή ιζηματογενών πετρωμάτων, οι ενώσεις ασβεστίου αντιπροσωπεύονται από κιμωλία και ασβεστόλιθο, που αποτελούνται κυρίως από το ορυκτό ασβεστίτης. (εκ.ΑΣΒΕΣΤΙΤΗΣ)(CaCO3). Η κρυσταλλική μορφή του ασβεστίτη - μάρμαρο - βρίσκεται στη φύση πολύ λιγότερο συχνά.
Τα ορυκτά ασβεστίου όπως ο ασβεστόλιθος είναι αρκετά διαδεδομένα. (εκ.ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΣ)СaCO 3, ανυδρίτης (εκ.ΑΝΥΔΡΙΤΗΣ) CaSO 4 και γύψος (εκ.ΓΥΨΟΣ) CaSO 4 2H 2 O, φθορίτης (εκ.ΦΘΟΡΙΤΗΣ) CaF 2, απατίτης (εκ.ΑΠΑΤΙΤΗΣ) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, ΟΗ), δολομίτης (εκ.ΔΟΛΟΜΙΤΗΣ ΛΙΘΟΣ) MgCO 3 CaCO 3. Η παρουσία αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου στο φυσικό νερό καθορίζει τη σκληρότητά του. (εκ.ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ). Μια σημαντική ποσότητα ασβεστίου είναι μέρος των ζωντανών οργανισμών. Έτσι, υδροξυλαπατίτης Ca 5 (PO 4) 3 (OH), ή, σε άλλη καταχώρηση, 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca (OH) 2 - η βάση του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα κελύφη και τα κελύφη πολλών ασπόνδυλων, τα κελύφη των αυγών κ.λπ. είναι κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3.
Παραλαβή
Το μέταλλο ασβεστίου λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση ενός τήγματος που αποτελείται από CaCl 2 (75-80%) και KCl ή από CaCl 2 και CaF 2, καθώς και με αλουμινόθερμη αναγωγή του CaO στους 1170-1200 ° C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις (βλέπε Αλλοτροπία (εκ.ΑΛΛΟΤΡΟΠΙΑ)). Μέχρι τους 443 °C, το a-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη είναι σταθερό (παράμετρος a = 0,558 nm), το υψηλότερο b-Ca είναι σταθερό με ένα κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα του τύπου a-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm). Το σημείο τήξης του ασβεστίου είναι 839 ° C, το σημείο βρασμού είναι 1484 ° C, η πυκνότητα είναι 1,55 g / cm 3.
Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, λόγω των οποίων η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται στο εργαστήριο, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από στρώμα κηροζίνης.
Στη σειρά των τυπικών δυναμικών, το ασβέστιο βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου του ζεύγους Ca 2+ /Ca 0 είναι -2,84 V, έτσι ώστε το ασβέστιο να αντιδρά ενεργά με το νερό:
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2.
Με ενεργά αμέταλλα (οξυγόνο, χλώριο, βρώμιο), το ασβέστιο αντιδρά υπό κανονικές συνθήκες:
2Ca + O 2 \u003d 2CaO; Ca + Br 2 \u003d CaBr 2.
Όταν θερμαίνεται στον αέρα ή το οξυγόνο, το ασβέστιο αναφλέγεται. Με λιγότερο ενεργά αμέταλλα (υδρογόνο, βόριο, άνθρακας, πυρίτιο, άζωτο, φώσφορος και άλλα), το ασβέστιο αλληλεπιδρά όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα:
Ca + H 2 \u003d CaH 2 (υδρίδιο ασβεστίου),
Ca + 6B = CaB 6 (βορίδιο ασβεστίου),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (νιτρίδιο ασβεστίου)
Ca + 2C \u003d CaC 2 (καρβίδιο ασβεστίου)
3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (φωσφίδιο ασβεστίου), φωσφίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaP και CaP5 είναι επίσης γνωστά.
Είναι επίσης γνωστά 2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (πυριτικό ασβέστιο), πυριτοκτόνα ασβεστίου των συνθέσεων CaSi, Ca 3 Si 4 και CaSi 2.
Η πορεία των παραπάνω αντιδράσεων, κατά κανόνα, συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας (δηλαδή, αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες). Σε όλες τις ενώσεις με αμέταλλα, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2. Οι περισσότερες από τις ενώσεις ασβεστίου με αμέταλλα αποσυντίθενται εύκολα από το νερό, για παράδειγμα:
CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O \u003d 3Ca (OH) 2 + 2NH 3.
Το οξείδιο του ασβεστίου είναι τυπικά βασικό. Στο εργαστήριο και την τεχνολογία, λαμβάνεται με θερμική αποσύνθεση ανθρακικών:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2.
Το τεχνικό οξείδιο του ασβεστίου CaO ονομάζεται άσβεστος.
Αντιδρά με το νερό σχηματίζοντας Ca (OH) 2 και απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας:
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
Το Ca (OH) 2 που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο συνήθως ονομάζεται σβησμένο λάιμ ή γάλα ασβέστη (εκ. LIME MILK)λόγω του γεγονότος ότι η διαλυτότητα του υδροξειδίου του ασβεστίου στο νερό είναι χαμηλή (0,02 mol / l στους 20 ° C) και όταν προστίθεται στο νερό, σχηματίζεται ένα λευκό εναιώρημα.
Όταν αλληλεπιδρά με οξείδια οξέος, το CaO σχηματίζει άλατα, για παράδειγμα:
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3; CaO + SO 3 \u003d CaSO 4.
Το ιόν Ca 2+ είναι άχρωμο. Όταν προστίθενται άλατα ασβεστίου στη φλόγα, η φλόγα γίνεται κόκκινη.
Τα άλατα ασβεστίου όπως το χλωριούχο CaCl 2, το βρωμιούχο CaBr 2, το ιωδιούχο CaI 2 και το νιτρικό Ca(NO 3) 2 είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Φθόριο CaF 2, ανθρακικό CaCO 3, θειικό CaSO 4, μέσο ορθοφωσφορικό Ca 3 (PO 4) 2, οξαλικό CaC 2 O 4 και μερικά άλλα είναι αδιάλυτα στο νερό.
Μεγάλη σημασία έχει το γεγονός ότι, σε αντίθεση με το μέσο ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3, το όξινο ανθρακικό ασβέστιο (υδροανθρακικό) Ca (HCO 3) 2 είναι διαλυτό στο νερό. Στη φύση, αυτό οδηγεί στις ακόλουθες διαδικασίες. Όταν η κρύα βροχή ή το νερό του ποταμού, κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, διεισδύει υπόγεια και πέφτει πάνω σε ασβεστόλιθους, παρατηρείται η διάλυσή τους:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.
Στα ίδια σημεία όπου το νερό κορεσμένο με όξινο ανθρακικό ασβέστιο έρχεται στην επιφάνεια της γης και θερμαίνεται από τις ακτίνες του ήλιου, συμβαίνει η αντίστροφη αντίδραση:
Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Στη φύση λοιπόν υπάρχει μεταφορά μεγάλων μαζών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, τεράστιες βυθίσεις μπορούν να σχηματιστούν υπόγεια (βλ. Karst (εκ.Καρστ (φυσικό φαινόμενο))), και στα σπήλαια σχηματίζονται πανέμορφα πέτρινα «παγάκια» - σταλακτίτες (εκ.ΣΤΑΛΑΠΤΙΤΕΣ (ορυκτοί σχηματισμοί)και σταλαγμίτες (εκ.ΣΤΑΛΑΓΜΙΤΕΣ).
Η παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού ασβεστίου στο νερό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την προσωρινή σκληρότητα του νερού. (εκ.ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ). Ονομάζεται προσωρινό γιατί όταν το νερό βράζει, το διττανθρακικό αποσυντίθεται και το CaCO 3 κατακρημνίζεται. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι σχηματίζονται άλατα στον βραστήρα με την πάροδο του χρόνου.
Η χρήση του ασβεστίου και των ενώσεων του
Το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται για τη μεταλλοθερμική παραγωγή ουρανίου (εκ.Ουράνιο (χημικό στοιχείο)), θόριο (εκ.ΘΟΡΙΟ), τιτάνιο (εκ.ΤΙΤΑΝΙΟ (χημικό στοιχείο)), ζιρκόνιο (εκ.ΖΙΡΚΟΝΙΟ), καίσιο (εκ.ΚΑΙΣΙΟ)και το ρουβίδιο (εκ.ΡΟΥΒΙΝΙΟ).
Οι φυσικές ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή συνδετικών υλικών (τσιμέντο (εκ.ΤΣΙΜΕΝΤΟ), γύψος (εκ.ΓΥΨΟΣ), ασβέστης κ.λπ.). Η δεσμευτική επίδραση του σβησμένου ασβέστη βασίζεται στο γεγονός ότι με την πάροδο του χρόνου, το υδροξείδιο του ασβεστίου αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα. Ως αποτέλεσμα της συνεχιζόμενης αντίδρασης, σχηματίζονται βελονοειδείς κρύσταλλοι ασβεστίτη CaCO3, οι οποίοι αναπτύσσονται σε κοντινές πέτρες, τούβλα και άλλα οικοδομικά υλικά και, όπως λες, τα συγκολλούν σε ένα ενιαίο σύνολο. Κρυσταλλικό ανθρακικό ασβέστιο - μάρμαρο - λεπτό υλικό φινιρίσματος. Η κιμωλία χρησιμοποιείται για το άσπρισμα. Μεγάλες ποσότητες ασβεστόλιθου καταναλώνονται για την παραγωγή χυτοσιδήρου, καθώς επιτρέπουν τη μεταφορά πυρίμαχων ακαθαρσιών σιδηρομεταλλεύματος (για παράδειγμα, χαλαζία SiO 2) σε σκωρίες σχετικά χαμηλής τήξης.
Η χλωρίνη είναι πολύ αποτελεσματική ως απολυμαντικό. (εκ.ΛΕΥΚΑΝΤΙΚΗ ΣΚΟΝΗ)- «χλώριο» Ca(OCl)Cl - μικτό χλωριούχο και υποχλωριώδες ασβέστιο (εκ.ΥΠΟχλωριώδες ΑΣΒΕΣΤΙΟ)με υψηλή οξειδωτική ισχύ.
Το θειικό ασβέστιο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως, το οποίο υπάρχει τόσο με τη μορφή άνυδρης ένωσης όσο και με τη μορφή κρυσταλλικών ένυδρων αλάτων - το λεγόμενο "ημιυδατικό" θειικό - αλάβαστρο (εκ. ALEVIZ FRYAZIN (Μιλανέζος) CaSO 4 0,5H 2 O και θειικό δύο νερών - γύψος CaSO 4 2H 2 O. Ο γύψος χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές, στη γλυπτική, στην κατασκευή στόκων και διαφόρων προϊόντων τέχνης. Ο γύψος χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική για τη στερέωση των οστών σε περίπτωση κατάγματος.
Το χλωριούχο ασβέστιο CaCl 2 χρησιμοποιείται μαζί με το επιτραπέζιο αλάτι για την καταπολέμηση του παγώματος των οδοστρωμάτων. Το φθοριούχο ασβέστιο CaF 2 είναι ένα εξαιρετικό οπτικό υλικό.
ασβεστίου στον οργανισμό
Το ασβέστιο είναι βιογενές στοιχείο (εκ.ΒΙΟΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ), συνεχώς παρόν στους ιστούς των φυτών και των ζώων. Ένα σημαντικό συστατικό του μεταλλικού μεταβολισμού των ζώων και των ανθρώπων και της ορυκτής διατροφής των φυτών, το ασβέστιο εκτελεί ποικίλες λειτουργίες στο σώμα. Περιέχει απατίτη (εκ.ΑΠΑΤΙΤΗΣ), καθώς και το θειικό ασβέστιο και το ανθρακικό σχηματίζει το ανόργανο συστατικό του οστικού ιστού. Το ανθρώπινο σώμα βάρους 70 κιλών περιέχει περίπου 1 κιλό ασβέστιο. Το ασβέστιο εμπλέκεται στο έργο των διαύλων ιόντων (εκ. ION CANNELS), πραγματοποιώντας τη μεταφορά ουσιών μέσω βιολογικών μεμβρανών, στη μετάδοση μιας νευρικής ώθησης (εκ.ΝΕΥΡΙΚΗ ΩΘΗΣΗ), στη διαδικασία της πήξης του αίματος (εκ.ΠΗΞΗ ΑΙΜΑΤΟΣ)και γονιμοποίηση. Οι καλσιφερόλες ρυθμίζουν το μεταβολισμό του ασβεστίου στο σώμα (εκ.Ασβεστιφερόλες)(βιταμίνη D). Η έλλειψη ή η περίσσεια ασβεστίου οδηγεί σε διάφορες ασθένειες - ραχίτιδα (εκ.ΡΑΧΙΤΙΣΜΟΣ), ασβεστοποίηση (εκ.ΚΑΛΟΚΙΝΩΣΗ)κλπ. Επομένως, η ανθρώπινη τροφή πρέπει να περιέχει ενώσεις ασβεστίου στις σωστές ποσότητες (800-1500 mg ασβεστίου την ημέρα). Η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι υψηλή σε γαλακτοκομικά προϊόντα (όπως τυρί cottage, τυρί, γάλα), ορισμένα λαχανικά και άλλα τρόφιμα. Τα παρασκευάσματα ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική.

εγκυκλοπαιδικό λεξικό. 2009 .

Συνώνυμα:

Εισαγωγή

Ιδιότητες και χρήσεις του ασβεστίου

1 Φυσικές ιδιότητες

2 Χημικές ιδιότητες

3 Εφαρμογή

Λήψη ασβεστίου

1 Ηλεκτρολυτική παραγωγή ασβεστίου και των κραμάτων του

2 Θερμική προετοιμασία

3 Θερμική μέθοδος κενού για τη λήψη ασβεστίου

3.1 Αλουμινοθερμική μέθοδος αναγωγής ασβεστίου

3.2 Πυριτιοθερμική μέθοδος αναγωγής ασβεστίου

Πρακτικό μέρος

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού συστήματος Mendeleev, ατομικός αριθμός 20, ατομική μάζα 40,08. ασημί-λευκό ελαφρύ μέταλλο. Ένα φυσικό στοιχείο είναι ένα μείγμα έξι σταθερών ισοτόπων: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca και 48Ca, από τα οποία τα 40 είναι τα πιο συνηθισμένα Ca (96,97%).

Οι ενώσεις ασβεστίου - ασβεστόλιθος, μάρμαρο, γύψος (καθώς και ασβέστης - προϊόν καύσης ασβεστόλιθου) χρησιμοποιούνται στην κατασκευή από την αρχαιότητα. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα, οι χημικοί θεωρούσαν τον ασβέστη απλή ουσία. Το 1789, ο A. Lavoisier πρότεινε ότι ο ασβέστης, η μαγνησία, ο βαρίτης, η αλουμίνα και το πυρίτιο είναι σύνθετες ουσίες. Το 1808, ο G. Davy, υποβάλλοντας ένα μείγμα υγρού σβησμένου ασβέστη με οξείδιο υδραργύρου σε ηλεκτρόλυση με μια κάθοδο υδραργύρου, ετοίμασε ένα άμαλγαμα Ca και αφού έβγαλε τον υδράργυρο από αυτό, έλαβε ένα μέταλλο που ονομάζεται "Calcium" (από το λατινικό calx , γένος περίπτωση calcis - lime) .

Η ικανότητα του ασβεστίου να δεσμεύει οξυγόνο και άζωτο κατέστησε δυνατή τη χρήση του για τον καθαρισμό αδρανών αερίων και ως λήπτη (ο ληκτής είναι μια ουσία που χρησιμεύει για την απορρόφηση αερίων και τη δημιουργία βαθύ κενού σε ηλεκτρονικές συσκευές.) σε ραδιοεξοπλισμό κενού.

Το ασβέστιο χρησιμοποιείται επίσης στη μεταλλουργία του χαλκού, του νικελίου, των ειδικών χάλυβων και των μπρούντζων. σχετίζονται με επιβλαβείς ακαθαρσίες θείου, φωσφόρου, περίσσειας άνθρακα. Για τους ίδιους σκοπούς, χρησιμοποιούνται κράματα ασβεστίου με πυρίτιο, λίθιο, νάτριο, βόριο και αλουμίνιο.

Στη βιομηχανία, το ασβέστιο λαμβάνεται με δύο τρόπους:

) Με θέρμανση ενός μπρικετοποιημένου μίγματος σκόνης CaO και Al στους 1200 ° C σε κενό 0,01 - 0,02 mm. rt. Τέχνη.; απελευθερώνεται από την αντίδραση:

CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Οι ατμοί ασβεστίου συμπυκνώνονται σε μια ψυχρή επιφάνεια.

) Με ηλεκτρόλυση τήγματος CaCl2 και KCl με υγρή κάθοδο χαλκού-ασβεστίου, παρασκευάζεται κράμα Cu - Ca (65% Ca), από το οποίο το ασβέστιο αποστάζεται σε θερμοκρασία 950 - 1000 ° C σε κενό από 0,1 - 0,001 mm Hg.

) Έχει επίσης αναπτυχθεί μια μέθοδος για τη λήψη ασβεστίου με θερμική διάσταση του καρβιδίου του ασβεστίου CaC2.

Το ασβέστιο είναι πολύ κοινό στη φύση με τη μορφή διαφόρων ενώσεων. Στον φλοιό της γης, καταλαμβάνει την πέμπτη θέση, αντιπροσωπεύοντας το 3,25%, και απαντάται συχνότερα με τη μορφή ασβεστόλιθου CaCO 3, δολομίτης CaCO 3MgCO 3, γύψος CaSO 42Η 2Ο, φωσφορίτης Ca 3(ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ 4)2 και φθοριούχος CaF 2, χωρίς να υπολογίζεται σημαντική αναλογία ασβεστίου στη σύνθεση των πυριτικών πετρωμάτων. Το θαλασσινό νερό περιέχει κατά μέσο όρο 0,04% (κ.β.) ασβέστιο.

Στην παρούσα εργασία μελετώνται οι ιδιότητες και η εφαρμογή του ασβεστίου, καθώς και η θεωρία και η τεχνολογία των μεθόδων κενού-θερμικής παραγωγής του.

. Ιδιότητες και χρήσεις του ασβεστίου

.1 Φυσικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα ασημί λευκό μέταλλο, αλλά αμαυρώνεται στον αέρα λόγω του σχηματισμού ενός οξειδίου στην επιφάνειά του. Είναι όλκιμο μέταλλο πιο σκληρό από τον μόλυβδο. Κρυσταλλική κυψέλη ?-από Ca (σταθερό σε κανονική θερμοκρασία) προσωποκεντρικό κυβικό, a = 5,56 Å . Ατομική ακτίνα 1,97 Å , ιοντική ακτίνα Ca 2+, 1,04Å . Πυκνότητα 1,54 g/cm 3(20°C). Πάνω από 464 °C σταθερό εξαγωνικό ?-η μορφή. σ.τ. 851°C, σ.σ. 1482°C. συντελεστής θερμοκρασίας γραμμικής διαστολής 22 10 -6 (0-300°C); θερμική αγωγιμότητα στους 20 °C 125,6 W/(m K) ή 0,3 cal/(cm s °C). ειδική θερμοχωρητικότητα (0-100 °C) 623,9 j/(kg K) ή 0,149 cal/(g °C). ηλεκτρική ειδική αντίσταση στους 20 °C 4,6 10 -8ohm m ή 4,6 10 -6 ohm cm; συντελεστής θερμοκρασίας ηλεκτρικής αντίστασης 4,57 10-3 (20 °C). Μέτρο ελαστικότητας 26 Gn/m 2(2600 kgf/mm 2) αντοχή σε εφελκυσμό 60 MN/m 2(6 kgf/mm 2) ελαστικό όριο 4 MN/m 2(0,4 kgf/mm 2), αντοχή διαρροής 38 MN/m 2(3,8 kgf/mm 2) επιμήκυνση 50%; Σκληρότητα Brinell 200-300 MN/m 2(20-30 kgf/mm 2). Το ασβέστιο επαρκώς υψηλής καθαρότητας είναι πλαστικό, καλά συμπιεσμένο, έλασης και μπορεί να υποστεί μηχανική επεξεργασία.

1.2 Χημικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα ενεργό μέταλλο. Έτσι, υπό κανονικές συνθήκες, αλληλεπιδρά εύκολα με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και τα αλογόνα:

Ca + O 2= 2 CaO (οξείδιο του ασβεστίου) (1)

Ca + Br 2= CaBr 2(βρωμιούχο ασβέστιο). (2)

Με υδρογόνο, άζωτο, θείο, φώσφορο, άνθρακα και άλλα αμέταλλα, το ασβέστιο αντιδρά όταν θερμαίνεται:

Ca + H 2= CanN 2(υδρίδιο ασβεστίου) (3)

Ca + N 2= Ca 3Ν 2(νιτρίδιο ασβεστίου) (4)

Ca + S = CaS (θειούχο ασβέστιο) (5)

Ca + 2 P \u003d Ca 3R 2(φωσφίδιο ασβεστίου) (6)

Ca + 2 C \u003d CaC 2 (καρβίδιο ασβεστίου) (7)

Το ασβέστιο αλληλεπιδρά αργά με το κρύο νερό και πολύ έντονα με το ζεστό νερό, δίνοντας μια ισχυρή βάση Ca (OH) 2 :

Ca + 2 H 2O \u003d Ca (OH) 2 + Η 2 (8)

Ως ενεργητικός αναγωγικός παράγοντας, το ασβέστιο μπορεί να αφαιρέσει οξυγόνο ή αλογόνα από οξείδια και αλογονίδια λιγότερο ενεργών μετάλλων, δηλαδή έχει αναγωγικές ιδιότητες:

Ca + Nb 2Ο5 = CaO + 2 Nb; (9)

Ca + 2 NbCl 5= 5 CaCl2 + 2 Nb (10)

Το ασβέστιο αντιδρά έντονα με οξέα με την απελευθέρωση υδρογόνου, αντιδρά με αλογόνα, με ξηρό υδρογόνο για να σχηματίσει υδρίδιο CaH 2. Όταν το ασβέστιο θερμαίνεται με γραφίτη, σχηματίζεται καρβίδιο CaC 2. Το ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τετηγμένου CaCl 2ή αλουμινοθερμική μείωση στο κενό:

6СаО + 2Al = 3Ca + 3CaO Al2 Ο 3 (11)

Το καθαρό μέταλλο χρησιμοποιείται για την αναγωγή των ενώσεων Cs, Rb, Cr, V, Zr, Th, U σε μέταλλα, για την αποξείδωση του χάλυβα.

1.3 Εφαρμογή

Το ασβέστιο χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε διάφορες βιομηχανίες. Πρόσφατα, έχει αποκτήσει μεγάλη σημασία ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή ορισμένων μετάλλων.

Καθαρό μέταλλο. Το ουράνιο λαμβάνεται με αναγωγή του φθοριούχου ουρανίου με μέταλλο ασβεστίου. Τα οξείδια του τιτανίου, καθώς και τα οξείδια του ζιρκονίου, του θορίου, του τανταλίου, του νιοβίου και άλλων σπάνιων μετάλλων μπορούν να αναχθούν με ασβέστιο ή τα υδρίδια του.

Το ασβέστιο είναι καλός αποοξειδωτικός και απαερωτής για την παραγωγή χαλκού, νικελίου, κραμάτων χρωμίου-νικελίου, ειδικών χάλυβων, νικελίου και κασσίτερου μπρούντζων. Αφαιρεί θείο, φώσφορο, άνθρακα από μέταλλα και κράματα.

Το ασβέστιο σχηματίζει πυρίμαχες ενώσεις με το βισμούθιο, επομένως χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του μολύβδου από το βισμούθιο.

Το ασβέστιο προστίθεται σε διάφορα ελαφρά κράματα. Συμβάλλει στη βελτίωση της επιφάνειας των πλινθωμάτων, στη λεπτότητα και στη μείωση της οξειδωσιμότητας.

Τα κράματα που περιέχουν ασβέστιο χρησιμοποιούνται ευρέως. Κράματα μολύβδου (0,04% Ca) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή περιβλημάτων καλωδίων.

Τα αντιτριβικά κράματα ασβεστίου με μόλυβδο χρησιμοποιούνται στη μηχανική. Τα μέταλλα ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως. Έτσι, ο ασβεστόλιθος χρησιμοποιείται στην παραγωγή ασβέστη, τσιμέντου, πυριτικών τούβλων και απευθείας ως δομικό υλικό, στη μεταλλουργία (flux), στη χημική βιομηχανία για την παραγωγή καρβιδίου του ασβεστίου, σόδας, καυστικής σόδας, χλωρίνης, λιπασμάτων, παραγωγή ζάχαρης, γυαλιού.

Πρακτική σημασία έχουν η κιμωλία, το μάρμαρο, ο ισλανδικός σπάρος, ο γύψος, ο φθορίτης κ.λπ. Λόγω της ικανότητας δέσμευσης οξυγόνου και αζώτου, ασβέστιο ή κράματα ασβεστίου με νάτριο και άλλα μέταλλα χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των ευγενών αερίων και ως συλλέκτη σε ραδιοεξοπλισμό κενού. Το ασβέστιο χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή υδριδίου, το οποίο είναι πηγή υδρογόνου στο χωράφι.

2. Λήψη ασβεστίου

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι λήψης ασβεστίου, αυτοί είναι ηλεκτρολυτικοί, θερμικοί, θερμικοί κενού.

.1 Ηλεκτρολυτική παραγωγή ασβεστίου και κραμάτων του

Η ουσία της μεθόδου έγκειται στο γεγονός ότι η κάθοδος αγγίζει αρχικά τον τηγμένο ηλεκτρολύτη. Στο σημείο επαφής σχηματίζεται μια υγρή σταγόνα μετάλλου που βρέχει την κάθοδο, η οποία όταν η κάθοδος ανυψωθεί αργά και ομοιόμορφα, αφαιρείται από το τήγμα μαζί της και στερεοποιείται. Σε αυτή την περίπτωση, η σταγόνα στερεοποίησης καλύπτεται με ένα στερεό φιλμ ηλεκτρολύτη, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από την οξείδωση και τη νιτρίωση. Ανυψώνοντας συνεχώς και προσεκτικά την κάθοδο, το ασβέστιο τραβιέται στις ράβδους.

2.2 Θερμική προετοιμασία

ασβεστίου χημική ηλεκτρολυτική θερμική

· Διαδικασία χλωρίου: η τεχνολογία αποτελείται από τήξη και αφυδάτωση χλωριούχου ασβεστίου, τήξη μολύβδου, λήψη διπλού κράματος μολύβδου - νατρίου, λήψη τριαδικού κράματος μολύβδου - νατρίου - ασβεστίου και αραίωση του τριμερούς κράματος με μόλυβδο μετά την αφαίρεση των αλάτων. Η αντίδραση με το χλωριούχο ασβέστιο προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση

CaCl 2 + Να 2Pb 5=2NaCl + PbCa + 2Pb (12)

· Διαδικασία καρβιδίου: η βάση για τη λήψη ενός κράματος μολύβδου-ασβεστίου είναι η αντίδραση μεταξύ καρβιδίου ασβεστίου και τετηγμένου μολύβδου σύμφωνα με την εξίσωση

CaC 2+ 3Pb = Pb3 Ca+2C. (13)

2.3 Θερμική μέθοδος κενού για τη λήψη ασβεστίου

Πρώτη ύλη για θερμική διεργασία κενού

Η πρώτη ύλη για τη θερμική αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου είναι ο ασβέστης που λαμβάνεται με ψήσιμο ασβεστόλιθου. Οι βασικές απαιτήσεις για τις πρώτες ύλες είναι οι εξής: ο ασβέστης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο καθαρός και να περιέχει ελάχιστες ακαθαρσίες που μπορούν να αναχθούν και να μετατραπούν σε μέταλλο μαζί με ασβέστιο, ιδιαίτερα αλκαλικά μέταλλα και μαγνήσιο. Η φρύξη του ασβεστόλιθου πρέπει να πραγματοποιείται έως ότου αποσυντεθεί πλήρως το ανθρακικό άλας, αλλά όχι πριν από την πυροσυσσωμάτωση, καθώς η αναγωγιμότητα του συντηγμένου υλικού είναι μικρότερη. Το καμένο προϊόν πρέπει να προστατεύεται από την απορρόφηση υγρασίας και διοξειδίου του άνθρακα, η απελευθέρωση των οποίων κατά την ανάκτηση μειώνει την απόδοση της διαδικασίας. Η τεχνολογία της καύσης του ασβεστόλιθου και της επεξεργασίας του καμένου προϊόντος είναι παρόμοια με την επεξεργασία του δολομίτη για την πυριτοθερμική μέθοδο λήψης μαγνησίου.

.3.1 Αλουμινοθερμική μέθοδος αναγωγής ασβεστίου

Το διάγραμμα της εξάρτησης από τη θερμοκρασία της μεταβολής της ελεύθερης ενέργειας οξείδωσης ενός αριθμού μετάλλων (Εικ. 1) δείχνει ότι το οξείδιο του ασβεστίου είναι ένα από τα πιο ανθεκτικά και δύσκολα αναγόμενα οξείδια. Δεν μπορεί να αναχθεί από άλλα μέταλλα με τον συνήθη τρόπο - σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία και ατμοσφαιρική πίεση. Αντίθετα, το ίδιο το ασβέστιο είναι εξαιρετικός αναγωγικός παράγοντας για άλλες δύσκολα αναγωγικές ενώσεις και αποοξειδωτικός παράγοντας για πολλά μέταλλα και κράματα. Η αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου με άνθρακα είναι γενικά αδύνατη λόγω του σχηματισμού καρβιδίων του ασβεστίου. Ωστόσο, λόγω του γεγονότος ότι το ασβέστιο έχει σχετικά υψηλή τάση ατμών, το οξείδιο του μπορεί να αναχθεί στο κενό με αλουμίνιο, πυρίτιο ή κράματά τους σύμφωνα με την αντίδραση

CaO + Εγώ; Ca + MeO (14).

Μέχρι στιγμής, μόνο η αλουμινοθερμική μέθοδος λήψης ασβεστίου έχει βρει πρακτική εφαρμογή, αφού είναι πολύ πιο εύκολο να μειωθεί το CaO με αλουμίνιο παρά με πυρίτιο. Υπάρχουν διαφορετικές απόψεις σχετικά με τη χημεία της αναγωγής του οξειδίου του ασβεστίου με το αλουμίνιο. Οι L. Pidgeon και I. Atkinson πιστεύουν ότι η αντίδραση προχωρά με το σχηματισμό μονοαργιλικού ασβεστίου:

CaO + 2Al = CaO Al 2Ο3 + 3 Ca. (δεκαπέντε)

Οι V. A. Pazukhin και A. Ya. Fisher υποδεικνύουν ότι η διαδικασία προχωρά με το σχηματισμό αργιλικού τριασβεστίου:

CaO + 2Al = 3CaO Al 2Ο 3+ 3 Ca. (16)

Σύμφωνα με τον A. I. Voynitsky, ο σχηματισμός τριαργιλικού πεντακιίου κυριαρχεί στην αντίδραση:

CaO + 6Al = 5CaO 3Al 2Ο3 + 9 Ca. (17)

Η πιο πρόσφατη έρευνα των A. Yu. Taits και AI Voinitsky έδειξε ότι η αλουμινοθερμική μείωση του ασβεστίου προχωρά σταδιακά. Αρχικά, η απελευθέρωση ασβεστίου συνοδεύεται από το σχηματισμό 3CaO AI 2Ο 3, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με οξείδιο του ασβεστίου και αλουμίνιο για να σχηματίσει 3CaO 3AI 2Ο 3. Η αντίδραση προχωρά σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

CaO + 6Al = 2 (3CaO Al 2Ο 3)+ 2CaO + 2Al + 6Ca

(3CaO Αλ 2Ο 3) + 2CaO + 2Al = 5CaO 3Al 2Ο 3+ 3 σ

CaO + 6A1 \u003d 5CaO 3Al 2Ο 3+ 9 Ca

Δεδομένου ότι η αναγωγή του οξειδίου συμβαίνει με την απελευθέρωση ατμού ασβεστίου και τα υπόλοιπα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκονται σε συμπυκνωμένη κατάσταση, είναι δυνατός ο εύκολος διαχωρισμός και συμπύκνωση του στα ψυχόμενα τμήματα του κλιβάνου. Οι βασικές προϋποθέσεις που είναι απαραίτητες για τη θερμική αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου είναι η υψηλή θερμοκρασία και η χαμηλή υπολειμματική πίεση στο σύστημα. Η σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και της τάσης ατμών ισορροπίας του ασβεστίου δίνεται παρακάτω. Η ελεύθερη ενέργεια της αντίδρασης (17), υπολογισμένη για θερμοκρασίες 1124-1728°K, εκφράζεται ως

φά Τ \u003d 184820 + 6,95T-12,1 T lg T.

Εξ ου και η λογαριθμική εξάρτηση της ελαστικότητας ισορροπίας των ατμών ασβεστίου (mm Hg)

Lg p \u003d 3,59 - 4430 \ T.

Οι L. Pidgeon και I. Atkinson προσδιόρισαν πειραματικά την πίεση ατμών ισορροπίας του ασβεστίου. Μια λεπτομερής θερμοδυναμική ανάλυση της αντίδρασης αναγωγής του οξειδίου του ασβεστίου με το αλουμίνιο διεξήχθη από τον I. I. Matveenko, ο οποίος έδωσε τις ακόλουθες εξαρτήσεις θερμοκρασίας της πίεσης ισορροπίας των ατμών ασβεστίου:

lgp Ca(1) \u003d 8,64 - 12930\T mm Hg

lgp Ca(2) \u003d 8,62 - 11780\T mm Hg

lgp Ca(3 )\u003d 8,75 - 12500\T mm Hg.

Τα υπολογισμένα και τα πειραματικά δεδομένα συγκρίνονται στον Πίνακα. ένας.

Πίνακας 1 - Η επίδραση της θερμοκρασίας στη μεταβολή της ελαστικότητας ισορροπίας των ατμών ασβεστίου στα συστήματα (1), (2), (3), (3), mm Hg.

Θερμοκρασία °С Πειραματικά δεδομένα Υπολογισμένα σε συστήματα(1)(2)(3)(3 )1401 1451 1500 1600 17000,791 1016 - - -0,37 0,55 1,2 3,9 11,01,7 3,2 5,6 18,2 492,7 3,5 4,4 6,6 9,50,66 1,4 2,5 8,5 25,7

Από τα δεδομένα που παρουσιάζονται, φαίνεται ότι οι αλληλεπιδράσεις στα συστήματα (2) και (3) ή (3") είναι υπό τις πιο ευνοϊκές συνθήκες. Αυτό αντιστοιχεί στις παρατηρήσεις, καθώς το τριαργιλικό πεντασβέστιο και το αργιλικό τριασβέστιο κυριαρχούν στα υπολείμματα του φορτίο μετά την αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου με αλουμίνιο.

Τα δεδομένα ελαστικότητας ισορροπίας δείχνουν ότι η αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου με το αλουμίνιο είναι δυνατή σε θερμοκρασία 1100–1150 ° C. Για να επιτευχθεί πρακτικά αποδεκτός ρυθμός αντίδρασης, η υπολειπόμενη πίεση στο σύστημα ανάπτυξης πρέπει να είναι κάτω από την ισορροπία P ισοδυναμεί , δηλ. η ανισότητα Р ισοδυναμεί >Σελ ost και η διαδικασία πρέπει να εκτελείται σε θερμοκρασίες της τάξης των 1200°. Μελέτες έχουν δείξει ότι σε θερμοκρασία 1200-1250 ° επιτυγχάνεται υψηλή χρησιμοποίηση (έως 70-75%) και χαμηλή ειδική κατανάλωση αλουμινίου (περίπου 0,6-0,65 kg ανά kg ασβεστίου).

Σύμφωνα με την παραπάνω ερμηνεία της χημείας της διαδικασίας, η βέλτιστη σύνθεση είναι το μείγμα που έχει σχεδιαστεί για το σχηματισμό 5CaO 3Al στο υπόλειμμα 2Ο 3. Για να αυξηθεί ο βαθμός χρήσης του αλουμινίου, είναι χρήσιμο να δοθεί μια ορισμένη περίσσεια οξειδίου του ασβεστίου, αλλά όχι πολύ (10-20%), διαφορετικά αυτό θα επηρεάσει αρνητικά άλλους δείκτες διαδικασίας. Με αύξηση του βαθμού λείανσης αλουμινίου από σωματίδια 0,8-0,2 mm σε μείον 0,07 mm (σύμφωνα με τους V. A. Pazukhin και A. Ya. Fisher), η χρήση αλουμινίου στην αντίδραση αυξάνεται από 63,7 σε 78%.

Η χρήση του αλουμινίου επηρεάζεται επίσης από τον τρόπο μπρικετοποίησης φορτίου. Ένα μείγμα ασβέστη και σκόνης αλουμινίου πρέπει να μπρικετοποιείται χωρίς συνδετικά (για να αποφευχθεί η εξάτμιση αερίων στο κενό) σε πίεση 150 kg/cm 2. Σε χαμηλότερες πιέσεις, η χρήση αλουμινίου μειώνεται λόγω του διαχωρισμού του τηγμένου αλουμινίου σε υπερβολικά πορώδεις μπρικέτες και σε υψηλότερες πιέσεις, λόγω της κακής διαπερατότητας αερίων. Η πληρότητα και η ταχύτητα ανάκτησης εξαρτώνται επίσης από την πυκνότητα συσκευασίας των μπρικετών στον αποστακτήρα. Κατά την τοποθέτησή τους χωρίς κενά, όταν η διαπερατότητα αερίων ολόκληρης της φόρτισης είναι χαμηλή, η χρήση αλουμινίου μειώνεται σημαντικά.

Σχήμα 2 - Σχέδιο λήψης ασβεστίου με θερμική μέθοδο κενού.

Τεχνολογία αλουμινοθερμικής μεθόδου

Το τεχνολογικό σχήμα για την παραγωγή ασβεστίου με την αλουμινοθερμική μέθοδο φαίνεται στο σχ. 2. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται ο ασβεστόλιθος και ως αναγωγικός παράγοντας χρησιμοποιείται σκόνη αλουμινίου που παρασκευάζεται από πρωτογενές (καλύτερο) ή δευτερογενές αλουμίνιο. Το αλουμίνιο που χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας, καθώς και οι πρώτες ύλες, δεν πρέπει να περιέχει ακαθαρσίες από εύκολα πτητικά μέταλλα: μαγνήσιο, ψευδάργυρο, αλκάλια κ.λπ., ικανά να εξατμιστούν και να μετατραπούν σε συμπύκνωμα. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ποιοτήτων ανακυκλωμένου αλουμινίου.

Σύμφωνα με την περιγραφή των S. Loomis και P. Staub, στις ΗΠΑ, στο εργοστάσιο New England Lime Co. στο Canaan (Connecticut), το ασβέστιο λαμβάνεται με την αλουμινοθερμική μέθοδο. Χρησιμοποιείται ασβέστης της ακόλουθης τυπικής σύνθεσης, %: 97,5 CaO, 0,65 MgO, 0,7 SiO 2, 0,6 Fe 2Oz + AlOz, 0,09 Na 2Ο+Κ 2Α, 0,5 τα υπόλοιπα. Το φρυγμένο προϊόν αλέθεται σε μύλο Raymond με φυγοκεντρικό διαχωριστή, η λεπτότητα άλεσης είναι (60%) μείον 200 mesh. Ως αναγωγικός παράγοντας χρησιμοποιείται σκόνη αλουμινίου, η οποία είναι απόβλητο στην παραγωγή σκόνης αλουμινίου. Η καμένη ασβέστης από κλειστές χοάνες και το αλουμίνιο από τα τύμπανα τροφοδοτούνται στη ζυγαριά δοσομέτρησης και μετά στο μίξερ. Μετά την ανάμειξη, το μείγμα μπρικετοποιείται με στεγνό τρόπο. Στην αναφερόμενη μονάδα, το ασβέστιο μειώνεται σε κλιβάνους αποστακτήρα, οι οποίοι προηγουμένως χρησιμοποιούνταν για τη λήψη μαγνησίου με την πυριτοθερμική μέθοδο (Εικ. 3). Οι φούρνοι θερμαίνονται με αέριο γεννήτριας. Κάθε κλίβανος έχει 20 οριζόντιους αποστακτήρες από πυρίμαχο χάλυβα που περιέχει 28% Cr και 15% Ni.

Εικόνα 3 - Κλίβανος αποστακτήρα για παραγωγή ασβεστίου

Μήκος αποστακτήρα 3 m, διάμετρος 254 mm, πάχος τοιχώματος 28 mm. Η μείωση εμφανίζεται στο θερμαινόμενο τμήμα του αποστακτήρα και η συμπύκνωση εμφανίζεται στο ψυχρό άκρο που προεξέχει από την ομιλία. Οι μπρικέτες εισάγονται στον θάλαμο υποδοχής σε χάρτινες σακούλες, στη συνέχεια εισάγονται οι συμπυκνωτές και ο θάλαμος κλείνει. Ο αέρας αντλείται από μηχανικές αντλίες κενού στην αρχή του κύκλου. Στη συνέχεια συνδέονται οι αντλίες διάχυσης και η υπολειπόμενη πίεση μειώνεται στα 20 μικρά.

Οι αποστακτήρες θερμαίνονται έως και 1200°. Μετά από 12 ώρες. μετά τη φόρτωση ανοίγουν και ξεφορτώνονται οι αποστακτήρες. Το ασβέστιο που προκύπτει έχει τη μορφή ενός κοίλου κυλίνδρου πυκνής μάζας μεγάλων κρυστάλλων που εναποτίθενται στην επιφάνεια ενός χαλύβδινου χιτωνίου. Η κύρια πρόσμειξη στο ασβέστιο είναι το μαγνήσιο, το οποίο μειώνεται αρχικά και συγκεντρώνεται κυρίως στο στρώμα δίπλα στο χιτώνιο. Η μέση περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες είναι: 0,5-1% Mg, περίπου 0,2% Al, 0,005-0,02% Mn, έως 0,02% N, άλλες ακαθαρσίες - Cu, Pb, Zn, Ni, Si, Fe - βρίσκονται στην περιοχή από 0,005-0,04%. Οι A. Yu. Taits και A. I. Voinitsky χρησιμοποίησαν έναν ημι-εργοστασιακό ηλεκτρικό κλίβανο κενού με θερμαντήρες άνθρακα για να λάβουν ασβέστιο με την αλουμινοθερμική μέθοδο και πέτυχαν βαθμό χρησιμοποίησης αλουμινίου 60%, ειδική κατανάλωση αλουμινίου 0,78 kg, ειδική κατανάλωση φόρτισης 4,35 κιλά, αντίστοιχα, και ειδική κατανάλωση ρεύματος 14 kWh ανά 1 κιλό μετάλλου.

Το μέταλλο που προέκυψε, με εξαίρεση την ακαθαρσία μαγνησίου, διακρίθηκε από σχετικά υψηλή καθαρότητα. Κατά μέσο όρο, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες σε αυτό ήταν: 0,003-0,004% Fe, 0,005-0,008% Si, 0,04-0,15% Mn, 0,0025-0,004% Cu, 0,006-0,009% N, 0,25% Al.

2.3.2 Μέθοδος πυριτιοθερμικής αναγωγής ασβέστιο

Η σιλικοθερμική μέθοδος είναι πολύ δελεαστική. ο αναγωγικός παράγοντας είναι σιδηροπυρίτιο, το αντιδραστήριο είναι πολύ φθηνότερο από το αλουμίνιο. Ωστόσο, η πυριτοθερμική διαδικασία είναι πιο δύσκολη στην εφαρμογή της από την αλουμινόθερμη. Η αναγωγή του οξειδίου του ασβεστίου από το πυρίτιο προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση

CaO + Si = 2CaO SiO2 + 2Ca. (δεκαοχτώ)

Η ελαστικότητα ισορροπίας των ατμών ασβεστίου, που υπολογίζεται από τις τιμές της ελεύθερης ενέργειας, είναι:

°С1300140015001600Р, mm Hg st0.080.150.752.05

Επομένως, σε κενό της τάξης των 0,01 mm Hg. Τέχνη. η μείωση του οξειδίου του ασβεστίου είναι θερμοδυναμικά δυνατή σε θερμοκρασία 1300°. Στην πράξη, για να εξασφαλιστεί μια αποδεκτή ταχύτητα, η διαδικασία θα πρέπει να εκτελείται σε θερμοκρασία 1400-1500°.

Η αντίδραση αναγωγής του οξειδίου του ασβεστίου με το πυριτιοαλουμίνιο προχωρά κάπως ευκολότερα, στην οποία τόσο το αλουμίνιο όσο και το πυρίτιο του κράματος χρησιμεύουν ως αναγωγικοί παράγοντες. Έχει διαπιστωθεί πειραματικά ότι η αναγωγή με αλουμίνιο κυριαρχεί στην αρχή. Επιπλέον, η αντίδραση προχωρά με τον τελικό σχηματισμό του bCaO 3Al 2Oz σύμφωνα με το σχήμα που περιγράφηκε παραπάνω (Εικ. 1). Η μείωση του πυριτίου γίνεται σημαντική σε υψηλότερες θερμοκρασίες όταν το μεγαλύτερο μέρος του αλουμινίου έχει αντιδράσει. η αντίδραση προχωρά με το σχηματισμό 2CaO SiO 2. Συνοπτικά, η αντίδραση αναγωγής του οξειδίου του ασβεστίου με το πυριτικό αλουμίνιο εκφράζεται με την ακόλουθη εξίσωση:

mSi + n Al + (4m +2 ?) CaO \u003d m (2CaO SiO 2) + ?n(5CaO Al 2Ο3 ) + (2m +1, 5n) Ca.

Έρευνα των A. Yu. Taits και A. I. Voinitsky διαπίστωσε ότι το οξείδιο του ασβεστίου μειώνεται κατά 75% σιδηροπυρίτιο με απόδοση μετάλλου 50-75% σε θερμοκρασία 1400-1450 ° σε κενό 0,01-0,03 mm Hg. Τέχνη.; Το πυριτικό αλουμίνιο που περιέχει 60-30% Si και 32-58% Al (το υπόλοιπο είναι σίδηρος, τιτάνιο κ.λπ.) μειώνει το οξείδιο του ασβεστίου με απόδοση μετάλλου περίπου 70% σε θερμοκρασίες 1350-1400 ° σε κενό 0,01-0,05 mm Hg . Τέχνη. Πειράματα σε ημι-εργοστασιακή κλίμακα απέδειξαν τη θεμελιώδη δυνατότητα λήψης ασβεστίου σε ασβέστη με σιδηροπυρίτιο και πυριτιοαργίλιο. Η κύρια δυσκολία υλικού είναι η επιλογή μιας επένδυσης που να είναι ανθεκτική σε αυτή τη διαδικασία.

Κατά την επίλυση αυτού του προβλήματος, η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί στη βιομηχανία. Αποσύνθεση καρβιδίου ασβεστίου Παραγωγή μεταλλικού ασβεστίου με αποσύνθεση καρβιδίου ασβεστίου

CaC2 = Ca + 2C

πρέπει να θεωρηθεί ως πολλά υποσχόμενη. Σε αυτή την περίπτωση, ο γραφίτης λαμβάνεται ως το δεύτερο προϊόν. Οι W. Mauderly, E. Moser και W. Treadwell υπολόγισαν την ελεύθερη ενέργεια του σχηματισμού καρβιδίου του ασβεστίου από θερμοχημικά δεδομένα και έλαβαν την ακόλουθη έκφραση για την τάση ατμών του ασβεστίου έναντι του καθαρού καρβιδίου του ασβεστίου:

περ \u003d 1,35 - 4505 \ T (1124 - 1712 ° K),

lgp περ \u003d 6,62 - 13523 \ T (1712-2000 ° K).

Προφανώς, το καρβίδιο του ασβεστίου του εμπορίου αποσυντίθεται σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες από ό,τι προκύπτει από αυτές τις εκφράσεις. Οι ίδιοι συγγραφείς αναφέρουν θερμική αποσύνθεση του καρβιδίου του ασβεστίου σε συμπαγή κομμάτια στους 1600-1800°C σε κενό 1 mm Hg. Τέχνη. Η απόδοση του γραφίτη ήταν 94%, το ασβέστιο ελήφθη με τη μορφή πυκνής επικάλυψης στο ψυγείο. A. S. Mikulinsky, F. S. Morii, R. Sh. Shklyar για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του γραφίτη που λαμβάνεται με την αποσύνθεση του καρβιδίου του ασβεστίου, ο τελευταίος θερμάνθηκε σε κενό 0,3-1 mm Hg. Τέχνη. σε θερμοκρασία 1630-1750°. Ο γραφίτης που προκύπτει διαφέρει από τον γραφίτη του Acheson σε μεγαλύτερους κόκκους, υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα και χαμηλότερη πυκνότητα όγκου.

3. Πρακτικό μέρος

Η ημερήσια εκροή μαγνησίου από τον ηλεκτρολύτη για ρεύμα 100 kA ήταν 960 kg όταν το λουτρό τροφοδοτήθηκε με χλωριούχο μαγνήσιο. Η τάση στο γελωτοποιό στοιχείου είναι 0,6 V. Προσδιορίστε:

)Έξοδος ρεύματος στην κάθοδο.

)Η ποσότητα χλωρίου που λαμβάνεται ανά ημέρα, με την προϋπόθεση ότι η έξοδος ρεύματος στην άνοδο είναι ίση με την έξοδο ρεύματος στον κωδικό.

)Καθημερινή πλήρωση MgCl 2στον ηλεκτρολύτη, με την προϋπόθεση ότι η απώλεια MgCl 2 εμφανίζονται κυρίως με λάσπη και εξάχνωση. Ποσότητα λάσπης 0,1 ανά 1 τόνο Mg που περιέχει MgCl 2 σε εξάχνωση 50%. Η ποσότητα εξάχνωσης είναι 0,05 τόνοι ανά 1 τόνο Mg. Η σύνθεση του χυμένου χλωριούχου μαγνησίου, %: 92 MgCl2 και 8 NaCl.

.Προσδιορίστε την έξοδο ρεύματος στην κάθοδο:

Μ και τα λοιπά =Ι ?κ mg · ?

?=m και τα λοιπά \ΕΓΩ ?κ mg \u003d 960000\100000 0,454 24 \u003d 0,881 ή 88,1%

.Προσδιορίστε την ποσότητα Cl που λαμβάνεται ανά ημέρα:

x \u003d 960000g \ 24 g \ mol \u003d 40000 mol

Μετατροπή σε όγκο:

х=126785,7 m3

3.α) Βρίσκουμε καθαρό MgCl 2, για την παραγωγή 960 kg Mg.

x \u003d 95 960 \ 24,3 \u003d 3753 kg \u003d 37,53 τόνοι.

β) απώλειες με λάσπη. Από τη σύνθεση ηλεκτρολύτη μαγνησίου, %: 20-35 MgO, 2-5 Mg, 2-6 Fe, 2-4 SiO 2, 0,8-2 TiO 20,4-1,0 C, 35 MgCl2 .

kg - 1000 kg

Μ shl \u003d 960 kg - μάζα λάσπης ανά ημέρα.

Ανά ημέρα 96 kg λάσπης: 96 0,35 (MgCl2 με λάσπη).

γ) απώλειες με εξάχνωση:

kg - 1000 kg

kg εξαχνώματα: 48 0,5 = 24 kg MgCl 2 με εξάχνωση.

Το μόνο που χρειάζεστε για να συμπληρώσετε Mg:

33,6+24=3810,6 kg MgCl2 ανά μέρα

Βιβλιογραφία

Βασικές αρχές Μεταλλουργίας III

<#"justify">μεταλλουργία Al και Mg. Vetyukov M.M., Tsyplokov A.M.

Φροντιστήριο

Χρειάζεστε βοήθεια για να μάθετε ένα θέμα;

Οι ειδικοί μας θα συμβουλεύσουν ή θα παρέχουν υπηρεσίες διδασκαλίας σε θέματα που σας ενδιαφέρουν.
Υποβάλλω αίτησηυποδεικνύοντας το θέμα αυτή τη στιγμή για να ενημερωθείτε σχετικά με τη δυνατότητα λήψης μιας διαβούλευσης.

Το ασβέστιο βρίσκεται στην τέταρτη μεγάλη περίοδο, η δεύτερη ομάδα, η κύρια υποομάδα, ο σειριακός αριθμός του στοιχείου είναι 20. Σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα του Mendeleev, το ατομικό βάρος του ασβεστίου είναι 40,08. Ο τύπος του υψηλότερου οξειδίου είναι CaO. Το ασβέστιο έχει λατινική ονομασία ασβέστιο, άρα το σύμβολο ατόμου του στοιχείου είναι Ca.

Χαρακτηρισμός του ασβεστίου ως απλής ουσίας

Υπό κανονικές συνθήκες, το ασβέστιο είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο. Έχοντας υψηλή χημική δραστηριότητα, το στοιχείο είναι σε θέση να σχηματίσει πολλές ενώσεις διαφορετικών κατηγοριών. Το στοιχείο έχει αξία για τεχνικές και βιομηχανικές χημικές συνθέσεις. Το μέταλλο είναι ευρέως κατανεμημένο στον φλοιό της γης: το μερίδιό του είναι περίπου 1,5%. Το ασβέστιο ανήκει στην ομάδα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών: όταν διαλύεται στο νερό, δίνει αλκάλια, αλλά στη φύση εμφανίζεται με τη μορφή πολλαπλών ορυκτών και. Το θαλασσινό νερό περιέχει ασβέστιο σε υψηλές συγκεντρώσεις (400 mg/l).

καθαρό νάτριο

Τα χαρακτηριστικά του ασβεστίου εξαρτώνται από τη δομή του κρυσταλλικού πλέγματος του. Αυτό το στοιχείο έχει δύο τύπους: κυβικό πρόσωπο-κεντρικό και όγκο-κεντρικό. Ο τύπος του δεσμού στο μόριο είναι μεταλλικός.

Φυσικές πηγές ασβεστίου:

• απατίτης;
• αλαβάστρο;
• γύψος;
• ασβεστίτης;
• φθορίτης;
• δολομίτης λίθος.

Φυσικές ιδιότητες του ασβεστίου και μέθοδοι παραγωγής μετάλλου

Υπό κανονικές συνθήκες, το ασβέστιο βρίσκεται σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης. Το μέταλλο λιώνει στους 842 °C. Το ασβέστιο είναι καλός ηλεκτρικός και θερμικός αγωγός. Όταν θερμαίνεται, περνά πρώτα σε υγρό και μετά σε κατάσταση ατμού και χάνει τις μεταλλικές του ιδιότητες. Το μέταλλο είναι πολύ μαλακό και μπορεί να κοπεί με ένα μαχαίρι. Βράζει στους 1484 °C.

Υπό πίεση, το ασβέστιο χάνει τις μεταλλικές του ιδιότητες και την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Στη συνέχεια όμως οι μεταλλικές ιδιότητες αποκαθίστανται και εμφανίζονται οι ιδιότητες ενός υπεραγωγού, αρκετές φορές μεγαλύτερες από τους υπόλοιπους στην απόδοσή τους.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν ήταν δυνατό να ληφθεί ασβέστιο χωρίς ακαθαρσίες: λόγω της υψηλής χημικής του δράσης, αυτό το στοιχείο δεν εμφανίζεται στη φύση στην καθαρή του μορφή. Το στοιχείο ανακαλύφθηκε στις αρχές του 19ου αιώνα. Το ασβέστιο ως μέταλλο συντέθηκε για πρώτη φορά από τον Βρετανό χημικό Humphrey Davy. Ο επιστήμονας ανακάλυψε τα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης τήγματος στερεών ορυκτών και αλάτων με ηλεκτρικό ρεύμα. Σήμερα, η ηλεκτρόλυση αλάτων ασβεστίου (μείγματα χλωριούχων ασβεστίου και καλίου, μείγματα φθοριούχου ασβεστίου και χλωριούχου ασβεστίου) παραμένει η πιο σχετική μέθοδος για την παραγωγή μετάλλου. Το ασβέστιο εξάγεται επίσης από το οξείδιο του χρησιμοποιώντας αλουμινοθερμία, μια μέθοδο κοινή στη μεταλλουργία.

Χημικές ιδιότητες του ασβεστίου

Το ασβέστιο είναι ένα ενεργό μέταλλο που εισέρχεται σε πολλές αλληλεπιδράσεις. Υπό κανονικές συνθήκες, αντιδρά εύκολα, σχηματίζοντας τις αντίστοιχες δυαδικές ενώσεις: με οξυγόνο, αλογόνα. Κάντε κλικ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις ενώσεις ασβεστίου. Όταν θερμαίνεται, το ασβέστιο αντιδρά με άζωτο, υδρογόνο, άνθρακα, πυρίτιο, βόριο, φώσφορο, θείο και άλλες ουσίες. Στην ύπαιθρο, αλληλεπιδρά αμέσως με το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα, επομένως καλύπτεται με μια γκρίζα επίστρωση.

Αντιδρά βίαια με οξέα, μερικές φορές αναφλέγοντας. Στα άλατα, το ασβέστιο παρουσιάζει ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Για παράδειγμα, οι σταλακτίτες και οι σταλαγμίτες των σπηλαίων είναι ανθρακικό ασβέστιο, που σχηματίζεται σταδιακά από νερό, διοξείδιο του άνθρακα και διττανθρακικό ως αποτέλεσμα διεργασιών εντός των υπόγειων υδάτων.

Λόγω της υψηλής δραστηριότητάς του σε κανονική κατάσταση, το ασβέστιο αποθηκεύεται στα εργαστήρια σε σκούρα σφραγισμένα γυάλινα σκεύη κάτω από ένα στρώμα παραφίνης ή κηροζίνης. Μια ποιοτική αντίδραση στο ιόν ασβεστίου είναι ο χρωματισμός της φλόγας σε ένα πλούσιο τούβλο-κόκκινο χρώμα.

Το ασβέστιο κάνει τη φλόγα κόκκινη

Το μέταλλο στη σύνθεση των ενώσεων μπορεί να αναγνωριστεί από αδιάλυτα ιζήματα ορισμένων αλάτων του στοιχείου (φθόριο, ανθρακικό, θειικό, πυριτικό, φωσφορικό, θειικό).

Η αντίδραση του νερού με το ασβέστιο

Το ασβέστιο αποθηκεύεται σε βάζα κάτω από ένα στρώμα προστατευτικού υγρού. Για να πραγματοποιήσετε, δείχνοντας πώς συμβαίνει η αντίδραση νερού και ασβεστίου, δεν μπορείτε απλώς να πάρετε το μέταλλο και να κόψετε το επιθυμητό κομμάτι από αυτό. Το μεταλλικό ασβέστιο στο εργαστήριο είναι πιο εύκολο στη χρήση με τη μορφή ρινισμάτων.

Εάν δεν υπάρχουν μεταλλικά ρινίσματα και υπάρχουν μόνο μεγάλα κομμάτια ασβεστίου στην τράπεζα, θα χρειαστείτε πένσα ή σφυρί. Το έτοιμο κομμάτι ασβεστίου του επιθυμητού μεγέθους τοποθετείται σε μια φιάλη ή ένα ποτήρι νερό. Τα ρινίσματα ασβεστίου τοποθετούνται σε ένα πιάτο σε σακούλα γάζας.

Το ασβέστιο βυθίζεται στον πυθμένα και αρχίζει η εξέλιξη του υδρογόνου (πρώτον, στο σημείο όπου βρίσκεται το φρέσκο ​​κάταγμα του μετάλλου). Σταδιακά, απελευθερώνεται αέριο από την επιφάνεια του ασβεστίου. Η διαδικασία μοιάζει με γρήγορο βρασμό, ενώ ταυτόχρονα σχηματίζεται ένα ίζημα υδροξειδίου του ασβεστίου (σβησμένος ασβέστης).

σβήσιμο ασβέστη

Ένα κομμάτι ασβεστίου επιπλέει προς τα πάνω, μαζεύεται από φυσαλίδες υδρογόνου. Μετά από περίπου 30 δευτερόλεπτα, το ασβέστιο διαλύεται και το νερό γίνεται θολό λευκό λόγω του σχηματισμού πολτού υδροξειδίου. Εάν η αντίδραση εκτελείται όχι σε ποτήρι ζέσεως, αλλά σε δοκιμαστικό σωλήνα, μπορεί να παρατηρηθεί έκλυση θερμότητας: ο δοκιμαστικός σωλήνας θερμαίνεται γρήγορα. Η αντίδραση του ασβεστίου με το νερό δεν τελειώνει με μια θεαματική έκρηξη, αλλά η αλληλεπίδραση των δύο ουσιών προχωρά βίαια και φαίνεται θεαματική. Η εμπειρία είναι ασφαλής.

Εάν η σακούλα με το υπόλοιπο ασβέστιο αφαιρεθεί από το νερό και κρατηθεί στον αέρα, τότε μετά από λίγο, ως αποτέλεσμα της συνεχιζόμενης αντίδρασης, θα συμβεί ισχυρή θέρμανση και το υπόλοιπο στη γάζα θα βράσει. Εάν μέρος του θολού διαλύματος διηθηθεί μέσω μιας χοάνης σε ένα ποτήρι ζέσεως, τότε όταν το μονοξείδιο του άνθρακα CO2 διέλθει μέσω του διαλύματος, θα σχηματιστεί ένα ίζημα. Αυτό δεν απαιτεί διοξείδιο του άνθρακα - μπορείτε να φυσήξετε τον εκπνεόμενο αέρα στο διάλυμα μέσω ενός γυάλινου σωλήνα.

Αρχική / Διαλέξεις 1ο έτος / Γενική και οργανική χημεία / Ερώτηση 23. Ασβέστιο / 2. Φυσικές και χημικές ιδιότητες

φυσικές ιδιότητες. Το ασβέστιο είναι ένα ασημί-λευκό ελατό μέταλλο που λιώνει στους 850 βαθμούς Κελσίου. C και βράζει στους 1482 βαθμούς. Γ. Είναι πολύ πιο σκληρό από τα αλκαλικά μέταλλα.

Χημικές ιδιότητες. Το ασβέστιο είναι ένα ενεργό μέταλλο. Έτσι, υπό κανονικές συνθήκες, αλληλεπιδρά εύκολα με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και τα αλογόνα:

2 Ca + O2 \u003d 2 CaO (οξείδιο του ασβεστίου).

Ca + Br2 = CaBr2 (βρωμιούχο ασβέστιο).

Με υδρογόνο, άζωτο, θείο, φώσφορο, άνθρακα και άλλα αμέταλλα, το ασβέστιο αντιδρά όταν θερμαίνεται:

Ca + H2 = CaH2 (υδρίδιο ασβεστίου);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (νιτρίδιο ασβεστίου);

Ca + S = CaS (θειούχο ασβέστιο);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (φωσφίδιο ασβεστίου);

Ca + 2 C \u003d CaC2 (καρβίδιο ασβεστίου).

Το ασβέστιο αλληλεπιδρά αργά με το κρύο νερό και πολύ έντονα με το ζεστό νερό:

Ca + 2 H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2.

Το ασβέστιο μπορεί να αφαιρέσει οξυγόνο ή αλογόνα από οξείδια και αλογονίδια λιγότερο ενεργών μετάλλων, δηλαδή έχει αναγωγικές ιδιότητες:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

• 1. Το να είσαι στη φύση
• 3. Απόδειξη
• 4. Εφαρμογή

www.medkurs.ru

Ασβέστιο | οδηγός Pesticides.ru

Για πολλούς ανθρώπους, η γνώση για το ασβέστιο περιορίζεται στο γεγονός ότι αυτό το στοιχείο είναι απαραίτητο για υγιή οστά και δόντια. Πού αλλού περιέχεται, γιατί χρειάζεται και πόσο απαραίτητο, δεν έχουν όλοι μια ιδέα. Ωστόσο, το ασβέστιο βρίσκεται σε πολλές ενώσεις που μας είναι γνωστές, τόσο φυσικές όσο και ανθρωπογενείς. Κιμωλία και ασβέστης, σταλακτίτες και σταλαγμίτες σπηλαίων, αρχαία απολιθώματα και τσιμέντο, γύψος και αλάβαστρο, γαλακτοκομικά προϊόντα και φάρμακα κατά της οστεοπόρωσης - όλα αυτά και πολλά άλλα είναι πλούσια σε ασβέστιο.

Αυτό το στοιχείο αποκτήθηκε για πρώτη φορά από τον G. Davy το 1808 και στην αρχή δεν χρησιμοποιήθηκε πολύ ενεργά. Ωστόσο, τώρα αυτό το μέταλλο είναι το πέμπτο στον κόσμο όσον αφορά την παραγωγή και η ανάγκη για αυτό αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Ο κύριος τομέας χρήσης του ασβεστίου είναι η παραγωγή οικοδομικών υλικών και μειγμάτων. Ωστόσο, είναι απαραίτητο για την κατασκευή όχι μόνο σπιτιών, αλλά και ζωντανών κυττάρων. Στο ανθρώπινο σώμα, το ασβέστιο είναι μέρος του σκελετού, καθιστά δυνατές τις συσπάσεις των μυών, διασφαλίζει την πήξη του αίματος, ρυθμίζει τη δραστηριότητα ορισμένων πεπτικών ενζύμων και εκτελεί άλλες αρκετά πολυάριθμες λειτουργίες. Δεν είναι λιγότερο σημαντικό για άλλα ζωντανά αντικείμενα: ζώα, φυτά, μύκητες και ακόμη και βακτήρια. Ταυτόχρονα, η ανάγκη για ασβέστιο είναι αρκετά υψηλή, γεγονός που καθιστά δυνατή την κατάταξη του ως μακροθρεπτικό συστατικό.

Το ασβέστιο (Calcium), Ca είναι ένα χημικό στοιχείο της κύριας υποομάδας της ομάδας II του περιοδικού συστήματος του Mendeleev. Ατομικός αριθμός - 20. Ατομική μάζα - 40,08.

Το ασβέστιο είναι μέταλλο αλκαλικής γαίας. Στην ελεύθερη κατάσταση εύπλαστο, μάλλον σκληρό, λευκό. Η πυκνότητα αναφέρεται σε ελαφρά μέταλλα.

• Πυκνότητα - 1,54 g / cm3,
• Σημείο τήξης - +842 ° C,
• Σημείο βρασμού - +1495 ° C.

Το ασβέστιο έχει έντονες μεταλλικές ιδιότητες. Σε όλες τις ενώσεις, η κατάσταση οξείδωσης είναι +2.

Στον αέρα, καλύπτεται με ένα στρώμα οξειδίου· όταν θερμαίνεται, καίγεται με μια κοκκινωπή, λαμπερή φλόγα. Αντιδρά αργά με το κρύο νερό και γρήγορα εκτοπίζει το υδρογόνο από το ζεστό νερό και σχηματίζει υδροξείδιο. Όταν αντιδρά με το υδρογόνο, σχηματίζει υδρίδια. Σε θερμοκρασία δωματίου, αντιδρά με το άζωτο για να σχηματίσει νιτρίδια. Επίσης, συνδυάζεται εύκολα με αλογόνα και θείο, αποκαθιστά τα μεταλλικά οξείδια όταν θερμαίνεται.

Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη φύση. Στον φλοιό της γης, η περιεκτικότητά του είναι 3% κατά βάρος. Εμφανίζεται με τη μορφή εναποθέσεων κιμωλίας, ασβεστόλιθου, μαρμάρου (φυσική ποικιλία ανθρακικού ασβεστίου CaCO3). Σε μεγάλες ποσότητες υπάρχουν εναποθέσεις γύψου (CaSO4 x 2h3O), φωσφορίτη (Ca3 (PO4) 2 και διάφορα πυριτικά που περιέχουν ασβέστιο.

Νερό

. Τα άλατα ασβεστίου υπάρχουν σχεδόν πάντα στο φυσικό νερό. Από αυτά, μόνο ο γύψος είναι ελαφρώς διαλυτός σε αυτό. Με την περιεκτικότητα του νερού σε διοξείδιο του άνθρακα, το ανθρακικό ασβέστιο διοχετεύεται σε διάλυμα με τη μορφή διττανθρακικού Ca(HCO3)2.

σκληρό νερό

. Το φυσικό νερό με μεγάλη ποσότητα αλάτων ασβεστίου ή μαγνησίου ονομάζεται σκληρό.

υδωρ φτωχο σε αμινοξεα

. Με χαμηλή περιεκτικότητα σε αυτά τα άλατα ή την απουσία τους, το νερό ονομάζεται μαλακό.

Εδάφη

. Κατά κανόνα, τα εδάφη εφοδιάζονται επαρκώς με ασβέστιο. Και, δεδομένου ότι το ασβέστιο περιέχεται σε μεγαλύτερη μάζα στο βλαστικό μέρος των φυτών, η απομάκρυνσή του με την καλλιέργεια είναι αμελητέα.

Απώλειες ασβεστίου από το έδαφος συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της έκπλυσης του από την κατακρήμνιση. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από την κοκκομετρική σύνθεση των εδαφών, τις βροχοπτώσεις, τα είδη φυτών, τις μορφές και τις δόσεις ασβέστη και ορυκτών λιπασμάτων. Ανάλογα με αυτούς τους παράγοντες, οι απώλειες ασβεστίου από το αρόσιμο στρώμα κυμαίνονται από αρκετές δεκάδες έως 200–400 kg/ha ή περισσότερο.

Περιεκτικότητα σε ασβέστιο σε διαφορετικούς τύπους εδάφους

Τα ποδοζολικά εδάφη περιέχουν 0,73% (της ξηράς ουσίας του εδάφους) ασβέστιο.

Γκρίζο δάσος - 0,90% ασβέστιο.

Chernozems - 1,44% ασβέστιο.

Serozems - 6,04% ασβέστιο.

Στο φυτό, το ασβέστιο έχει τη μορφή φωσφορικών, θειικών, ανθρακικών αλάτων, με τη μορφή αλάτων πηκτίνης και οξαλικών οξέων. Σχεδόν το 65% του ασβεστίου στα φυτά μπορεί να εξαχθεί με νερό. Το υπόλοιπο επεξεργάζεται με ασθενή οξικό και υδροχλωρικό οξύ. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου βρίσκεται στα γηρασμένα κύτταρα.

Συμπτώματα έλλειψης ασβεστίου σύμφωνα με:
Πολιτισμός	συμπτώματα ανεπάρκειας
Γενικά συμπτώματα	Λεύκανση του κορυφαίου οφθαλμού. Λεύκανση νεαρών φύλλων. Οι άκρες των φύλλων είναι λυγισμένες προς τα κάτω. Οι άκρες των φύλλων κουλουριάζονται.
Πατάτα	Τα πάνω φύλλα είναι ελάχιστα ανθισμένα. Το σημείο ανάπτυξης του στελέχους πεθαίνει. Υπάρχει μια ελαφριά λωρίδα στις άκρες των φύλλων, αργότερα σκουραίνει. Οι άκρες των φύλλων είναι στριμμένες προς τα πάνω.
Λευκό λάχανο και κουνουπίδι	Στα φύλλα των νεαρών φυτών, χλωρωτικές κηλίδες (μαρμάρισμα) ή λευκές λωρίδες κατά μήκος των άκρων. Σε παλαιότερα φυτά, τα φύλλα κατσαρώνουν και εμφανίζονται εγκαύματα πάνω τους. Το σημείο ανάπτυξης πεθαίνει
	Οι τερματικοί λοβοί των φύλλων πεθαίνουν Πέφτουν λουλούδια? Ένα σκούρο σημείο εμφανίζεται στον καρπό στην κορυφή, το οποίο αυξάνεται καθώς μεγαλώνει ο καρπός (σήψη κορυφής ντομάτας)
	Οι κορυφαίοι οφθαλμοί πεθαίνουν. Οι άκρες των νεαρών φύλλων τυλίγονται, σχίζονται και μετά πεθαίνουν. Τα ανώτερα μέρη των βλαστών πεθαίνουν. Βλάβη στις άκρες των ριζών. Στον πολτό του φρούτου - καφέ κηλίδες (πικρό κουκούτσι). Η γεύση του φρούτου αλλοιώνεται. Μειωμένη εμπορευσιμότητα των φρούτων

Λειτουργίες του ασβεστίου

Η επίδραση αυτού του στοιχείου στα φυτά είναι πολυμερής και, κατά κανόνα, θετική. Ασβέστιο:

• Ενισχύει το μεταβολισμό.
• Παίζει σημαντικό ρόλο στην κίνηση των υδατανθράκων.
• Επηρεάζει τις μεταμορφώσεις αζωτούχων ουσιών.
• Επιταχύνει την κατανάλωση αποθεματικών πρωτεϊνών σπόρων κατά τη βλάστηση.
• Παίζει ρόλο στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.
• ένας ισχυρός ανταγωνιστής άλλων κατιόντων, εμποδίζει την υπερβολική είσοδο τους στους φυτικούς ιστούς.
• Επηρεάζει τις φυσικοχημικές ιδιότητες του πρωτοπλάσματος (ιξώδες, διαπερατότητα, κ.λπ.), και ως εκ τούτου την κανονική πορεία των βιοχημικών διεργασιών στο φυτό.
• Οι ενώσεις ασβεστίου με πηκτίνη κολλούν τα τοιχώματα των μεμονωμένων κυττάρων μεταξύ τους.
• Επηρεάζει τη δραστηριότητα των ενζύμων.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η επίδραση των ενώσεων ασβεστίου (άσβεστος) στη δραστηριότητα των ενζύμων εκφράζεται όχι μόνο με άμεση δράση, αλλά και λόγω της βελτίωσης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του εδάφους και του διατροφικού του καθεστώτος. Επιπλέον, η ασβεστοποίηση του εδάφους επηρεάζει σημαντικά τις διαδικασίες βιοσύνθεσης βιταμινών.

Έλλειψη (ανεπάρκεια) ασβεστίου στα φυτά

Η έλλειψη ασβεστίου επηρεάζει κυρίως την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος. Ο σχηματισμός ριζικών τριχών σταματά στις ρίζες. Τα εξωτερικά κύτταρα της ρίζας καταστρέφονται.

Αυτό το σύμπτωμα εκδηλώνεται τόσο με έλλειψη ασβεστίου όσο και με ανισορροπία στο θρεπτικό διάλυμα, δηλαδή την επικράτηση μονοσθενών κατιόντων νατρίου, καλίου και υδρογόνου σε αυτό.

Επιπλέον, η παρουσία νιτρικού αζώτου στο εδαφικό διάλυμα ενισχύει τη ροή του ασβεστίου στους φυτικούς ιστούς, ενώ η αμμωνία τη μειώνει.

Σημάδια πείνας από ασβέστιο αναμένονται όταν η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι μικρότερη από το 20% της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων του εδάφους.

Συμπτώματα. Οπτικά, η ανεπάρκεια ασβεστίου διαπιστώνεται από τα ακόλουθα σημεία:

• Στις ρίζες των φυτών, παρατηρούνται κατεστραμμένες καφέ άκρες.
• Το σημείο ανάπτυξης παραμορφώνεται και πεθαίνει.
• Τα λουλούδια, οι ωοθήκες και τα μπουμπούκια πέφτουν.
• Τα φρούτα καταστρέφονται από νέκρωση.
• Τα φύλλα είναι χλωρωτικά.
• Ο κορυφαίος οφθαλμός πεθαίνει και η ανάπτυξη του στελέχους σταματά.

Το λάχανο, η μηδική, το τριφύλλι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην παρουσία ασβεστίου. Έχει διαπιστωθεί ότι αυτά τα ίδια φυτά χαρακτηρίζονται επίσης από αυξημένη ευαισθησία στην οξύτητα του εδάφους.

Η δηλητηρίαση από ορυκτό ασβέστιο έχει ως αποτέλεσμα τη μεσοφλεβική χλώρωση με υπόλευκες νεκρωτικές κηλίδες. Μπορούν να είναι χρωματιστά ή να έχουν ομόκεντρους δακτυλίους γεμάτους με νερό. Μερικά φυτά ανταποκρίνονται στην περίσσεια ασβεστίου αναπτύσσοντας ροζέτες φύλλων, πεθαίνουν από βλαστούς και πέφτουν φύλλα. Τα συμπτώματα είναι παρόμοια στην εμφάνιση με την έλλειψη σιδήρου και μαγνησίου.

Η πηγή αναπλήρωσης του ασβεστίου στο έδαφος είναι τα λιπάσματα ασβέστη. Χωρίζονται σε τρεις ομάδες:

• Σκληρά ασβεστολιθικά πετρώματα.
• Μαλακά ασβεστολιθικά πετρώματα.
• Βιομηχανικά απόβλητα με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστη.

Τα σκληρά ασβεστούχα πετρώματα ανάλογα με την περιεκτικότητα σε CaO και MgO χωρίζονται σε:

• ασβεστόλιθοι (55–56% CaO και έως 0,9% MgO).
• δολομιτικοί ασβεστόλιθοι (42–55% CaO και έως 9% MgO).
• δολομίτες (32–30% CaO και 18–20% MgO).

Ασβεστόλιθοι

- βασικά λιπάσματα ασβέστη. Περιέχει 75–100% οξείδια Ca και Mg από άποψη CaCO3.

Δολομιτιωμένος ασβεστόλιθος

. Περιέχει 79-100% δραστικό συστατικό (a.i.) σε CaCO3. Συνιστάται σε αμειψισπορές με πατάτες, όσπρια, λινάρι, ριζικές καλλιέργειες, καθώς και σε έντονα ποντζολισμένα εδάφη.

Λιπαντικό χώμα

. Περιέχει έως και 25–15% CaCO3 και ακαθαρσίες σε μορφή πηλού με άμμο έως 20–40%. Δρα αργά. Συνιστάται για χρήση σε ελαφρά εδάφη.

Κιμωλία

. Περιέχει 90–100% CaCO3. Η δράση είναι ταχύτερη από αυτή του ασβεστόλιθου. Είναι πολύτιμο λίπασμα ασβέστη σε λεπτοαλεσμένη μορφή.

καμένο ασβέστη

(CaO). Η περιεκτικότητα σε CaCO3 είναι πάνω από 70%. Χαρακτηρίζεται ως ένα ισχυρό και ταχείας δράσης ασβεστικό υλικό.

σβησμένος ασβέστης

(Ca(OH)2). Η περιεκτικότητα σε CaCO3 είναι 35% ή περισσότερο. Είναι επίσης ένα ισχυρό και ταχείας δράσης λίπασμα ασβέστη.

Αλεύρι δολομίτη

. Η περιεκτικότητα σε CaCO3 και MgCO3 είναι περίπου 100%. Πιο αργά στη δράση από τα ασβεστολιθικά τουφ. Συνήθως χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μαγνήσιο.

ασβεστολιθικοί τούφοι

. Η περιεκτικότητα σε CaCO3 είναι 15–96%, ακαθαρσίες είναι έως 25% άργιλος και άμμος, 0,1% P2O5. Η δράση είναι ταχύτερη από αυτή του ασβεστόλιθου.

Λάσπη αφόδευσης (αφόδευση)

. Αποτελείται από CaCO3 και Ca(OH)2. Η περιεκτικότητα σε ασβέστη σε CaO είναι έως και 40%. Υπάρχει επίσης άζωτο - 0,5% και P2O5 - 1-2%. Πρόκειται για απόβλητα από εργοστάσια ζαχαρότευτλων. Συνιστάται για χρήση όχι μόνο για τη μείωση της οξύτητας του εδάφους, αλλά και σε περιοχές καλλιέργειας τεύτλων σε εδάφη chernozem.

Κυκλώνες σχιστολιθικής τέφρας

. Ξηρό κονιοποιημένο υλικό. Η περιεκτικότητα της δραστικής ουσίας είναι 60-70%. Αναφέρεται σε βιομηχανικά απόβλητα.

Σκόνη από κλιβάνους και τσιμεντοβιομηχανίες

. Η περιεκτικότητα σε CaCO3 πρέπει να υπερβαίνει το 60%. Στην πράξη, χρησιμοποιείται σε φάρμες που βρίσκονται σε άμεση γειτνίαση με εργοστάσια τσιμέντου.

Μεταλλουργική σκωρία

. Χρησιμοποιείται στις περιοχές των Ουραλίων και της Σιβηρίας. Μη υγροσκοπικό, ψεκάζεται εύκολα. Πρέπει να περιέχει τουλάχιστον 80% CaCO3, να έχει περιεκτικότητα σε υγρασία όχι μεγαλύτερη από 2%. Η κοκκομετρική σύνθεση είναι σημαντική: 70% - λιγότερο από 0,25 mm, 90% - λιγότερο από 0,5 mm.

οργανικά λιπάσματα. Η περιεκτικότητα σε Ca σε CaCO3 είναι 0,32–0,40%.

Φωσφορικό αλεύρι. Η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι 22% CaCO3.

Τα λιπάσματα ασβέστη χρησιμοποιούνται όχι μόνο για την παροχή ασβεστίου στο έδαφος και στα φυτά. Ο κύριος σκοπός της χρήσης τους είναι η ασβέστωση του εδάφους. Αυτή είναι μια μέθοδος χημικής αποκατάστασης. Αποσκοπεί στην εξουδετέρωση της υπερβολικής οξύτητας του εδάφους, στη βελτίωση των αγροφυσικών, αγροχημικών και βιολογικών ιδιοτήτων του, στον εφοδιασμό των φυτών με μαγνήσιο και ασβέστιο, στην κινητοποίηση και ακινητοποίηση μακροστοιχείων και μικροστοιχείων, στη δημιουργία βέλτιστων υδατοφυσικών, φυσικών και ατμοσφαιρικών συνθηκών για τη ζωή των καλλιεργούμενων φυτών.

Αποδοτικότητα ασβεστοποίησης εδάφους

Ταυτόχρονα με την κάλυψη της ανάγκης των φυτών σε ασβέστιο ως στοιχείο ορυκτής διατροφής, η ασβέστη οδηγεί σε πολλαπλές θετικές αλλαγές στα εδάφη.

Επίδραση της ασβεστοποίησης στις ιδιότητες ορισμένων εδαφών

Το ασβέστιο προάγει την πήξη των κολλοειδών του εδάφους και εμποδίζει την έκπλυση τους. Αυτό οδηγεί σε ευκολότερη καλλιέργεια του εδάφους και βελτιωμένο αερισμό.

Ως αποτέλεσμα της ασβεστοποίησης:

• Τα αμμώδη χούμο εδάφη αυξάνουν την ικανότητα απορρόφησης νερού.
• σε βαριά αργιλώδη εδάφη σχηματίζονται εδαφικά αδρανή και σβώλοι που βελτιώνουν τη διαπερατότητα του νερού.

Συγκεκριμένα, τα οργανικά οξέα εξουδετερώνονται και τα ιόντα Η εκτοπίζονται από το απορροφητικό σύμπλοκο. Αυτό οδηγεί στην εξάλειψη της ανταλλαγής και στη μείωση της υδρολυτικής οξύτητας του εδάφους. Παράλληλα, παρατηρείται βελτίωση στην κατιονική σύσταση του εδαφοαπορροφητικού συμπλέγματος, η οποία συμβαίνει λόγω της αλλαγής των ιόντων υδρογόνου και αλουμινίου σε κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Αυτό αυξάνει τον βαθμό κορεσμού των εδαφών με βάσεις και αυξάνει την ικανότητα πρόσληψης.

Η επίδραση της ασβεστοποίησης στην τροφοδοσία των φυτών με άζωτο

Μετά την ασβέστη, οι θετικές αγροχημικές ιδιότητες του εδάφους και η δομή του μπορούν να διατηρηθούν για αρκετά χρόνια. Αυτό συμβάλλει στη δημιουργία ευνοϊκών συνθηκών για την ενίσχυση των ευεργετικών μικροβιολογικών διεργασιών για την κινητοποίηση των θρεπτικών συστατικών. Ενισχύεται η δραστηριότητα των αμμωνιοποιητών, των νιτροποιητών, των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο που ζουν ελεύθερα στο έδαφος.

Η ασβέστωση βοηθά στην αύξηση της αναπαραγωγής των οζιδίων και στη βελτίωση της παροχής αζώτου στο φυτό ξενιστή. Έχει διαπιστωθεί ότι τα βακτηριακά λιπάσματα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους σε όξινα εδάφη.

Η επίδραση της ασβεστοποίησης στην τροφοδοσία των φυτών με στοιχεία τέφρας

Η ασβέστη συμβάλλει στην παροχή στοιχείων τέφρας στο φυτό, καθώς ενισχύεται η δραστηριότητα των βακτηρίων που αποσυνθέτουν οργανικές ενώσεις φωσφόρου στο έδαφος και προάγουν τη μετάβαση του φωσφορικού σιδήρου και του αργιλίου σε άλατα φωσφορικού ασβεστίου που είναι διαθέσιμα στα φυτά. Η ασβεστοποίηση όξινων εδαφών ενισχύει τις μικροβιολογικές και βιοχημικές διεργασίες, οι οποίες, με τη σειρά τους, αυξάνουν την ποσότητα των νιτρικών αλάτων, καθώς και τις αφομοιώσιμες μορφές φωσφόρου και καλίου.

Η επίδραση της ασβέστης στις μορφές και τη διαθεσιμότητα μακροθρεπτικών και ιχνοστοιχείων

Η ασβέστη αυξάνει την ποσότητα ασβεστίου, και όταν χρησιμοποιείτε αλεύρι δολομίτη - μαγνήσιο. Ταυτόχρονα, οι τοξικές μορφές μαγγανίου και αλουμινίου γίνονται αδιάλυτες και περνούν στην κατακρημνισμένη μορφή. Η διαθεσιμότητα στοιχείων όπως σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, μαγγάνιο μειώνεται. Το άζωτο, το θείο, το κάλιο, το ασβέστιο, το μαγνήσιο, ο φώσφορος και το μολυβδαίνιο γίνονται όλο και πιο διαθέσιμα.

Επίδραση της ασβέστης στη δράση των φυσιολογικά όξινων λιπασμάτων

Η ασβέστη αυξάνει την αποτελεσματικότητα των φυσιολογικά όξινων ορυκτών λιπασμάτων, ιδιαίτερα της αμμωνίας και της ποτάσας.

Η θετική επίδραση των φυσιολογικά όξινων λιπασμάτων εξασθενεί χωρίς ασβέστη και με την πάροδο του χρόνου μπορεί να μετατραπεί σε αρνητική. Έτσι, στις γονιμοποιημένες τοποθεσίες, οι αποδόσεις είναι ακόμη μικρότερες από τις μη γονιμοποιημένες. Ο συνδυασμός ασβεστοποίησης με τη χρήση λιπασμάτων αυξάνει την αποτελεσματικότητά τους κατά 25–50%.

Η ασβέστη ενεργοποιεί ενζυμικές διεργασίες στο έδαφος, οι οποίες έμμεσα κρίνουν τη γονιμότητά του.

Συντάχθηκε από: Grigorovskaya P.I.

Η σελίδα προστέθηκε: 05.12.13 00:40

Τελευταία ενημέρωση: 22/05/14 16:25

Λογοτεχνικές πηγές:

Γκλίνκα Ν.Λ. Γενική χημεία. Εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. Εκδότης: L: Chemistry, 1985, σελ. 731

Mineev V.G. Αγροχημεία: Σχολικό βιβλίο - 2η έκδοση, αναθεωρημένη και συμπληρωμένη - M .: Εκδοτικός Οίκος MGU, Εκδοτικός Οίκος KolosS, 2004. - 720 σελ., L. άρρωστος.: άρρωστος. – (Κλασικό πανεπιστημιακό εγχειρίδιο).

Petrov B.A., Seliverstov N.F. Μεταλλική διατροφή των φυτών. Εγχειρίδιο αναφοράς για μαθητές και κηπουρούς. Yekaterinburg, 1998. 79 σελ.

Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 17. Χημεία. / Κεφάλι. εκδ. V.A. Volodin. - Μ.: Avanta +, 2000. - 640 σ., εικ.

Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Αγροχημεία / Επιμέλεια Β.Α. Yagodina.- M.: Kolos, 2002. - 584 p.: silt (Εγχειρίδια και διδακτικά βοηθήματα για φοιτητές ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων).

Εικόνες (remastered):

20 Ca Calcium, με άδεια CC BY

Ανεπάρκεια ασβεστίου στο σιτάρι, από την CIMMYT, με άδεια CC BY-NC-SA

www.pestidy.ru

Το ασβέστιο και ο ρόλος του για την ανθρωπότητα - Χημεία

Το ασβέστιο και ο ρόλος του για την ανθρωπότητα

Εισαγωγή

Όντας στη φύση

Παραλαβή

Φυσικές ιδιότητες

Χημικές ιδιότητες

Η χρήση ενώσεων ασβεστίου

Βιολογικός ρόλος

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της τέταρτης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 20. Συμβολίζεται με το σύμβολο Ca (λατ. Ασβέστιο). Η απλή ουσία ασβέστιο (αριθμός CAS: 7440-70-2) είναι ένα μαλακό, αντιδραστικό, ασημί-λευκό μέταλλο αλκαλικής γαίας.

Παρά την πανταχού παρουσία του στοιχείου #20, ακόμη και οι χημικοί δεν έχουν δει στοιχειακό ασβέστιο. Αλλά αυτό το μέταλλο, τόσο εξωτερικά όσο και στη συμπεριφορά, είναι εντελώς διαφορετικό από τα αλκαλικά μέταλλα, η επαφή με τα οποία είναι γεμάτη με κίνδυνο πυρκαγιών και εγκαυμάτων. Μπορεί να αποθηκευτεί με ασφάλεια στον αέρα, δεν αναφλέγεται από το νερό. Οι μηχανικές ιδιότητες του στοιχειακού ασβεστίου δεν το καθιστούν «μαύρο πρόβατο» στην οικογένεια των μετάλλων: το ασβέστιο ξεπερνά πολλά από αυτά σε αντοχή και σκληρότητα. μπορεί να περιστραφεί σε τόρνο, να τραβηχτεί σε σύρμα, να σφυρηλατηθεί, να πιεστεί.

Και όμως, το στοιχειακό ασβέστιο δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ ως δομικό υλικό. Είναι πολύ δραστήριος για αυτό. Το ασβέστιο αντιδρά εύκολα με οξυγόνο, θείο, αλογόνα. Ακόμη και με άζωτο και υδρογόνο, υπό προϋποθέσεις, αντιδρά. Το περιβάλλον των οξειδίων του άνθρακα, αδρανές για τα περισσότερα μέταλλα, είναι επιθετικό για το ασβέστιο. Καίγεται σε ατμόσφαιρα CO και CO2.

Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το όνομα του στοιχείου προέρχεται από το λατ. calx (στην γενετική περίπτωση calcis) -- «άσβεστος», «μαλακή πέτρα». Προτάθηκε από τον Άγγλο χημικό Humphrey Davy, ο οποίος το 1808 απομόνωσε το μέταλλο ασβεστίου με την ηλεκτρολυτική μέθοδο. Ο Davy ηλεκτρολύσε ένα μείγμα υγρού σβησμένου ασβέστη με οξείδιο υδραργύρου HgO σε μια πλάκα πλατίνας, η οποία ήταν η άνοδος. Ένα σύρμα πλατίνας βυθισμένο σε υγρό υδράργυρο χρησίμευε ως κάθοδος. Ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης, ελήφθη αμάλγαμα ασβεστίου. Έχοντας διώξει τον υδράργυρο από αυτό, ο Davy έλαβε ένα μέταλλο που ονομάζεται ασβέστιο.

Οι ενώσεις ασβεστίου - ασβεστόλιθος, μάρμαρο, γύψος (καθώς και ασβέστης - προϊόν καύσης ασβεστόλιθου) έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή εδώ και αρκετές χιλιετίες πριν. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα, οι χημικοί θεωρούσαν τον ασβέστη απλό σώμα. Το 1789, ο A. Lavoisier πρότεινε ότι ο ασβέστης, η μαγνησία, ο βαρίτης, η αλουμίνα και το πυρίτιο είναι σύνθετες ουσίες.

Όντας στη φύση

Λόγω της υψηλής χημικής δραστηριότητας του ασβεστίου σε ελεύθερη μορφή δεν βρίσκεται στη φύση.

Το ασβέστιο αντιπροσωπεύει το 3,38% της μάζας του φλοιού της γης (5η θέση σε αφθονία μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο, το αλουμίνιο και τον σίδηρο).

Ισότοπα. Το ασβέστιο εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή ενός μείγματος έξι ισοτόπων: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca και 48Ca, μεταξύ των οποίων το πιο κοινό - 40Ca - είναι 96,97%.

Από τα έξι φυσικά ισότοπα ασβεστίου, τα πέντε είναι σταθερά. Το έκτο ισότοπο 48Ca, το βαρύτερο από τα έξι και πολύ σπάνιο (η ισοτοπική του αφθονία είναι μόνο 0,187%), ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι υφίσταται διπλή διάσπαση βήτα με χρόνο ημιζωής 5,3×1019 έτη.

σε πετρώματα και ορυκτά. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου περιέχεται στη σύνθεση πυριτικών και αργιλοπυριτικών διαφόρων πετρωμάτων (γρανίτες, γνεύσιοι κ.λπ.), ιδιαίτερα στον άστριο - ανορθίτη Ca.

Με τη μορφή ιζηματογενών πετρωμάτων, οι ενώσεις ασβεστίου αντιπροσωπεύονται από κιμωλία και ασβεστόλιθο, που αποτελούνται κυρίως από το ορυκτό ασβεστίτη (CaCO3). Η κρυσταλλική μορφή του ασβεστίτη, το μάρμαρο, είναι πολύ λιγότερο κοινή στη φύση.

Ορυκτά ασβεστίου όπως ο ασβεστίτης CaCO3, ο ανυδρίτης CaSO4, ο αλάβαστρος CaSO4 0,5h3O και ο γύψος CaSO4 2h3O, ο φθορίτης CaF2, οι απατίτες Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), ο δολομίτης MgCO3 CaCO3 είναι αρκετά διαδεδομένα. Η παρουσία αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου στο φυσικό νερό καθορίζει τη σκληρότητά του.

Το ασβέστιο, το οποίο μεταναστεύει δυναμικά στον φλοιό της γης και συσσωρεύεται σε διάφορα γεωχημικά συστήματα, σχηματίζει 385 ορυκτά (τέταρτο ως προς τον αριθμό των ορυκτών).

Μετανάστευση στον φλοιό της γης. Στη φυσική μετανάστευση του ασβεστίου, σημαντικό ρόλο παίζει η «ανθρακική ισορροπία», που σχετίζεται με την αναστρέψιμη αντίδραση της αλληλεπίδρασης του ανθρακικού ασβεστίου με το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα με το σχηματισμό διαλυτών διττανθρακικών:

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

(η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά ανάλογα με τη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα).

βιογενής μετανάστευση. Στη βιόσφαιρα, ενώσεις ασβεστίου βρίσκονται σχεδόν σε όλους τους ζωικούς και φυτικούς ιστούς (βλ. επίσης παρακάτω). Μια σημαντική ποσότητα ασβεστίου είναι μέρος των ζωντανών οργανισμών. Έτσι, ο υδροξυαπατίτης Ca5 (PO4) 3OH, ή, με άλλο τρόπο, 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 είναι η βάση του οστικού ιστού των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα κελύφη και το κέλυφος πολλών ασπόνδυλων, τα κελύφη των αβγών, κ.λπ. αποτελούνται από ανθρακικό ασβέστιο CaCO3 Σε ζωντανούς ιστούς ανθρώπων και ζώων, 1,4-2% Ca (κατά μάζα). σε ένα ανθρώπινο σώμα βάρους 70 kg, η περιεκτικότητα σε ασβέστιο είναι περίπου 1,7 kg (κυρίως στη σύνθεση της μεσοκυτταρικής ουσίας του οστικού ιστού).

Παραλαβή

Το ελεύθερο μεταλλικό ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση ενός τήγματος που αποτελείται από CaCl2 (75-80%) και KCl ή από CaCl2 και CaF2, καθώς και με αλουμινόθερμη αναγωγή του CaO στους 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Φυσικές ιδιότητες

Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Έως 443 °C, σταθερό?-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη (παράμετρος a = 0,558 nm), πάνω από σταθερό?-Ca με κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα του τύπου α-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm) . Τυπική ενθαλπία Μετάβαση H0; > ? είναι 0,93 kJ/mol.

Χημικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα τυπικό μέταλλο αλκαλικής γαίας. Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται στο εργαστήριο, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. κηροζίνης ή υγρής παραφίνης.

Στη σειρά των τυπικών δυναμικών, το ασβέστιο βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου. Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου του ζεύγους Ca2+/Ca0 είναι ~2,84 V, έτσι ώστε το ασβέστιο να αντιδρά ενεργά με το νερό, αλλά χωρίς ανάφλεξη:

Ca + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2 ^ + Q.

Με ενεργά αμέταλλα (οξυγόνο, χλώριο, βρώμιο), το ασβέστιο αντιδρά υπό κανονικές συνθήκες:

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2.

Όταν θερμαίνεται στον αέρα ή το οξυγόνο, το ασβέστιο αναφλέγεται. Με λιγότερο ενεργά αμέταλλα (υδρογόνο, βόριο, άνθρακας, πυρίτιο, άζωτο, φώσφορος και άλλα), το ασβέστιο αλληλεπιδρά όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα:

Ca + H2 = CaH2, Ca + 6B = CaB6,

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

φωσφίδιο ασβεστίου), φωσφίδια ασβεστίου των συνθέσεων CaP και CaP5 είναι επίσης γνωστά.

2Ca + Si = Ca2Si

(πυριτικό ασβέστιο), τα πυριτικά ασβεστίου των συνθέσεων CaSi, Ca3Si4 και CaSi2 είναι επίσης γνωστά.

Η πορεία των παραπάνω αντιδράσεων, κατά κανόνα, συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας (δηλαδή αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες). Σε όλες τις ενώσεις με αμέταλλα, η κατάσταση οξείδωσης του ασβεστίου είναι +2. Οι περισσότερες από τις ενώσεις ασβεστίου με αμέταλλα αποσυντίθενται εύκολα από το νερό, για παράδειγμα:

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

Ca3N2 + 3H2O = 3Ca(OH)2 + 2Nh4^.

Το ιόν Ca2+ είναι άχρωμο. Όταν προστίθενται διαλυτά άλατα ασβεστίου στη φλόγα, η φλόγα γίνεται κόκκινη.

Τα άλατα ασβεστίου όπως το χλωριούχο CaCl2, το βρωμιούχο CaBr2, το ιωδιούχο CaI2 και το νιτρικό Ca(NO3)2 είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Το φθόριο CaF2, το ανθρακικό CaCO3, το θειικό CaSO4, το ορθοφωσφορικό Ca3(PO4)2, το οξαλικό CaC2O4 και μερικά άλλα είναι αδιάλυτα στο νερό.

Μεγάλη σημασία έχει το γεγονός ότι, σε αντίθεση με το ανθρακικό ασβέστιο CaCO3, το όξινο ανθρακικό ασβέστιο (υδροανθρακικό) Ca(HCO3)2 είναι διαλυτό στο νερό. Στη φύση, αυτό οδηγεί στις ακόλουθες διαδικασίες. Όταν η κρύα βροχή ή το νερό του ποταμού, κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα, διεισδύει υπόγεια και πέφτει πάνω σε ασβεστόλιθους, παρατηρείται η διάλυσή τους:

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

Στα ίδια σημεία όπου το νερό κορεσμένο με όξινο ανθρακικό ασβέστιο έρχεται στην επιφάνεια της γης και θερμαίνεται από τις ακτίνες του ήλιου, συμβαίνει η αντίστροφη αντίδραση:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2^ + H2O.

Στη φύση λοιπόν υπάρχει μεταφορά μεγάλων μαζών ουσιών. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να σχηματιστούν τεράστια κενά υπόγεια, και όμορφα πέτρινα «παγάκια» -σταλακτίτες και σταλαγμίτες- να σχηματίζονται στις σπηλιές.

Η παρουσία διαλυμένου διττανθρακικού ασβεστίου στο νερό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την προσωρινή σκληρότητα του νερού. Ονομάζεται προσωρινό γιατί όταν βράζει το νερό, το διττανθρακικό αποσυντίθεται και το CaCO3 κατακρημνίζεται. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί, για παράδειγμα, στο γεγονός ότι σχηματίζονται άλατα στον βραστήρα με την πάροδο του χρόνου.

Εφαρμογές μεταλλικού ασβεστίου

Η κύρια χρήση του μετάλλου ασβεστίου είναι ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή μετάλλων, ιδιαίτερα του νικελίου, του χαλκού και του ανοξείδωτου χάλυβα. Το ασβέστιο και το υδρίδιο του χρησιμοποιούνται επίσης για τη λήψη δύσκολα ανακτώμενων μετάλλων όπως το χρώμιο, το θόριο και το ουράνιο. Κράματα ασβεστίου με μόλυβδο χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και κράματα ρουλεμάν. Οι κόκκοι ασβεστίου χρησιμοποιούνται επίσης για την αφαίρεση ιχνών αέρα από συσκευές ηλεκτροκενού.

Μεταλλοθερμία

Το καθαρό μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλοθερμία για τη λήψη σπάνιων μετάλλων.

Κραματοποίηση

Το καθαρό ασβέστιο χρησιμοποιείται για το κράμα μολύβδου, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών μπαταριών, μπαταριών εκκίνησης μολύβδου-οξέος που δεν χρειάζονται συντήρηση με χαμηλή αυτοεκφόρτιση. Επίσης, το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή babbits ασβεστίου υψηλής ποιότητας BKA.

Πυρηνική σύντηξη

Το ισότοπο 48Ca είναι το πιο αποτελεσματικό και ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων και την ανακάλυψη νέων στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση χρήσης ιόντων 48Ca για την παραγωγή υπερβαρέων στοιχείων σε επιταχυντές, οι πυρήνες αυτών των στοιχείων σχηματίζονται εκατοντάδες και χιλιάδες φορές πιο αποτελεσματικά από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται άλλα «βλήματα» (ιόντα).

Η χρήση ενώσεων ασβεστίου

υδρίδιο του ασβεστίου. Με τη θέρμανση του ασβεστίου σε ατμόσφαιρα υδρογόνου, λαμβάνεται Cah3 (υδρίδιο του ασβεστίου), το οποίο χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία (μεταλλοθερμία) και στην παραγωγή υδρογόνου στο χωράφι.

Οπτικά υλικά και υλικά λέιζερ Το φθοριούχο ασβέστιο (φθορίτης) χρησιμοποιείται με τη μορφή μονοκρυστάλλων στην οπτική (αστρονομικοί στόχοι, φακοί, πρίσματα) και ως υλικό λέιζερ. Το βολφραμικό ασβέστιο (scheelite) με τη μορφή μονοκρυστάλλων χρησιμοποιείται στην τεχνολογία λέιζερ, αλλά και ως σπινθηριστής.

καρβίδιο ασβεστίου. Το καρβίδιο του ασβεστίου CaC2 χρησιμοποιείται ευρέως για τη λήψη ακετυλενίου και την αναγωγή μετάλλων, καθώς και για την παραγωγή κυαναμιδίου ασβεστίου (με θέρμανση του καρβιδίου του ασβεστίου σε άζωτο στους 1200 ° C, η αντίδραση είναι εξώθερμη, πραγματοποιείται σε φούρνους κυαναμιδίου).

Πηγές χημικού ρεύματος. Το ασβέστιο, καθώς και τα κράματά του με αλουμίνιο και μαγνήσιο, χρησιμοποιούνται σε εφεδρικές θερμικές ηλεκτρικές μπαταρίες ως άνοδος (για παράδειγμα, στοιχείο χρωμικού ασβεστίου). Το χρωμικό ασβέστιο χρησιμοποιείται σε μπαταρίες όπως η κάθοδος. Χαρακτηριστικό τέτοιων μπαταριών είναι η εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής (δεκαετίες) σε κατάσταση χρήσης, η δυνατότητα λειτουργίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες (χώρος, υψηλές πιέσεις), η υψηλή ειδική ενέργεια κατά βάρος και όγκο. Το μειονέκτημα είναι η μικρή διάρκεια. Τέτοιες μπαταρίες χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί κολοσσιαία ηλεκτρική ενέργεια για μικρό χρονικό διάστημα (βαλλιστικοί πύραυλοι, κάποια διαστημόπλοια κ.λπ.).

Πυρίμαχα υλικά. Το οξείδιο του ασβεστίου, τόσο σε ελεύθερη μορφή όσο και ως μέρος κεραμικών μιγμάτων, χρησιμοποιείται στην παραγωγή πυρίμαχων υλικών.

Φάρμακα. Οι ενώσεις ασβεστίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως αντιισταμινικό.

Χλωριούχο ασβέστιο

Γλυκονικό ασβέστιο

γλυκεροφωσφορικό ασβέστιο

Επιπλέον, ενώσεις ασβεστίου εισάγονται σε σκευάσματα για την πρόληψη της οστεοπόρωσης, σε σύμπλοκα βιταμινών για έγκυες γυναίκες και ηλικιωμένους.

Βιολογικός ρόλος

Το ασβέστιο είναι ένα κοινό μακροθρεπτικό συστατικό στα φυτά, τα ζώα και τον άνθρωπο. Στους ανθρώπους και σε άλλα σπονδυλωτά, το μεγαλύτερο μέρος του βρίσκεται στον σκελετό και τα δόντια με τη μορφή φωσφορικών αλάτων. Οι σκελετοί των περισσότερων ομάδων ασπόνδυλων (σπόγγοι, πολύποδες κοραλλιών, μαλάκια κ.λπ.) αποτελούνται από διάφορες μορφές ανθρακικού ασβεστίου (άσβεστος). Τα ιόντα ασβεστίου συμμετέχουν στις διαδικασίες πήξης του αίματος, καθώς και στη διατήρηση μιας σταθερής οσμωτικής πίεσης του αίματος. Τα ιόντα ασβεστίου χρησιμεύουν επίσης ως ένας από τους παγκόσμιους δεύτερους αγγελιοφόρους και ρυθμίζουν μια ποικιλία ενδοκυτταρικών διεργασιών - μυϊκή σύσπαση, εξωκυττάρωση, συμπεριλαμβανομένης της έκκρισης ορμονών και νευροδιαβιβαστών κ.λπ. Η συγκέντρωση ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα των ανθρώπινων κυττάρων είναι περίπου 10-7 mol. σε μεσοκυττάρια υγρά περίπου 10 ~3 mol.

Η ανάγκη για ασβέστιο εξαρτάται από την ηλικία. Για τους ενήλικες, η απαιτούμενη ημερήσια δόση είναι από 800 έως 1000 χιλιοστόγραμμα (mg), και για τα παιδιά από 600 έως 900 mg, η οποία είναι πολύ σημαντική για τα παιδιά λόγω της εντατικής ανάπτυξης του σκελετού. Το μεγαλύτερο μέρος του ασβεστίου που εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με τα τρόφιμα βρίσκεται στα γαλακτοκομικά προϊόντα, το υπόλοιπο ασβέστιο βρίσκεται στο κρέας, τα ψάρια και ορισμένες φυτικές τροφές (τα όσπρια είναι ιδιαίτερα πλούσια). Η απορρόφηση συμβαίνει τόσο στο παχύ όσο και στο λεπτό έντερο και διευκολύνεται από ένα όξινο περιβάλλον, τη βιταμίνη D και τη βιταμίνη C, τη λακτόζη και τα ακόρεστα λιπαρά οξέα. Ο ρόλος του μαγνησίου στο μεταβολισμό του ασβεστίου είναι επίσης σημαντικός, καθώς με την έλλειψή του, το ασβέστιο «ξεπλένεται» από τα οστά και εναποτίθεται στα νεφρά (πέτρες στα νεφρά) και στους μύες.

Η αφομοίωση του ασβεστίου εμποδίζεται από την ασπιρίνη, το οξαλικό οξύ, τα παράγωγα οιστρογόνων. Σε συνδυασμό με το οξαλικό οξύ, το ασβέστιο δίνει αδιάλυτες στο νερό ενώσεις που αποτελούν συστατικά των λίθων στα νεφρά.

Λόγω του μεγάλου αριθμού διεργασιών που σχετίζονται με το ασβέστιο, η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στο αίμα ρυθμίζεται επακριβώς και με σωστή διατροφή, δεν εμφανίζεται ανεπάρκεια. Η παρατεταμένη απουσία από τη διατροφή μπορεί να προκαλέσει κράμπες, πόνο στις αρθρώσεις, υπνηλία, ελαττώματα ανάπτυξης και δυσκοιλιότητα. Μια βαθύτερη ανεπάρκεια οδηγεί σε μόνιμες μυϊκές κράμπες και οστεοπόρωση. Η κατάχρηση καφέ και αλκοόλ μπορεί να είναι τα αίτια της ανεπάρκειας ασβεστίου, καθώς μέρος του απεκκρίνεται στα ούρα.

Οι υπερβολικές δόσεις ασβεστίου και βιταμίνης D μπορεί να προκαλέσουν υπερασβεστιαιμία, ακολουθούμενη από έντονη ασβεστοποίηση των οστών και των ιστών (που επηρεάζει κυρίως το ουροποιητικό σύστημα). Μια παρατεταμένη περίσσεια διαταράσσει τη λειτουργία των μυών και των νευρικών ιστών, αυξάνει την πήξη του αίματος και μειώνει την απορρόφηση ψευδαργύρου από τα κύτταρα των οστών. Η μέγιστη ημερήσια ασφαλής δόση για έναν ενήλικα είναι 1500 έως 1800 χιλιοστόγραμμα.

Προϊόντα Ασβέστιο, mg/100 g

Σουσάμι 783

Τσουκνίδα 713

Μολόχα δάσος 505

Plantain big 412

Galinsoga 372

Σαρδέλες σε λάδι 330

Κισσός Budra 289

Τριαντάφυλλο σκύλου 257

αμύγδαλο 252

Plantain λογχοειδής. 248

Φουντούκι 226

Αμάρανθος σπόρος 214

Νεροκάρδαμο 214

Ξηροί κόκκοι σόγιας 201

Παιδιά κάτω των 3 ετών - 600 mg.

Παιδιά 4 έως 10 ετών - 800 mg.

Παιδιά 10 έως 13 ετών - 1000 mg.

Έφηβοι 13 έως 16 ετών - 1200 mg.

Νέοι 16 ετών και άνω - 1000 mg.

Ενήλικες 25 έως 50 ετών - 800 έως 1200 mg.

Έγκυες και θηλάζουσες γυναίκες - 1500 έως 2000 mg.

συμπέρασμα

Το ασβέστιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη γη. Υπάρχει πολύ στη φύση: οι οροσειρές και τα αργιλικά πετρώματα σχηματίζονται από άλατα ασβεστίου, βρίσκεται στο νερό της θάλασσας και των ποταμών και είναι μέρος φυτικών και ζωικών οργανισμών.

Το ασβέστιο περιβάλλει συνεχώς τους κατοίκους της πόλης: σχεδόν όλα τα κύρια δομικά υλικά - σκυρόδεμα, γυαλί, τούβλο, τσιμέντο, ασβέστης - περιέχουν αυτό το στοιχείο σε σημαντικές ποσότητες.

Φυσικά, έχοντας τέτοιες χημικές ιδιότητες, το ασβέστιο δεν μπορεί να βρεθεί στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση. Αλλά οι ενώσεις ασβεστίου -τόσο φυσικές όσο και τεχνητές- έχουν γίνει υψίστης σημασίας.

Βιβλιογραφία

1. Συντακτική επιτροπή: Knunyants I. L. (αρχισυντάκτης) Chemical Encyclopedia: σε 5 τόμους - Μόσχα: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 p.

2. Doronin. N. A. Kaltsy, Goshimizdat, 1962. 191 σελίδες με εικονογράφηση.

3. Dotsenko VA. - Θεραπευτική και προληπτική διατροφή. - Ερ. διατροφή, 2001 - N1-σελ.21-25

4. Bilezikian J. P. Calcium and bone metabolism // In: K. L. Becker, ed.

www.e-ng.ru

κόσμος της επιστήμης

Το ασβέστιο είναι μεταλλικό στοιχείο της κύριας υποομάδας II της ομάδας 4 της περιόδου του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Ανήκει στην οικογένεια των μετάλλων των αλκαλικών γαιών. Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας του ατόμου ασβεστίου περιέχει 2 ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια s

Το οποίο είναι σε θέση να δώσει ενεργειακά κατά τις χημικές αλληλεπιδράσεις. Έτσι, το ασβέστιο είναι αναγωγικός παράγοντας και στις ενώσεις του έχει κατάσταση οξείδωσης +2. Στη φύση, το ασβέστιο υπάρχει μόνο με τη μορφή αλάτων. Το κλάσμα μάζας του ασβεστίου στον φλοιό της γης είναι 3,6%. Το κύριο φυσικό ορυκτό ασβεστίου είναι ο ασβεστίτης CaCO3 και οι ποικιλίες του - ασβεστόλιθος, κιμωλία, μάρμαρο. Υπάρχουν επίσης ζωντανοί οργανισμοί (για παράδειγμα, κοράλλια), η ραχοκοκαλιά των οποίων αποτελείται κυρίως από ανθρακικό ασβέστιο. Επίσης σημαντικά ορυκτά ασβεστίου είναι ο δολομίτης CaCO3 MgCO3, ο φθορίτης CaF2, ο γύψος CaSO4 2h3O, ο απατίτης, ο άστριος κ.λπ. Το ασβέστιο παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των ζωντανών οργανισμών. Το κλάσμα μάζας του ασβεστίου στο ανθρώπινο σώμα είναι 1,4-2%. Αποτελεί μέρος των δοντιών, των οστών, άλλων ιστών και οργάνων, συμμετέχει στη διαδικασία της πήξης του αίματος, διεγείρει την καρδιακή δραστηριότητα. Για να παρέχεται στον οργανισμό επαρκής ποσότητα ασβεστίου, επιβάλλεται η κατανάλωση γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων, πράσινα λαχανικά, ψάρια Η απλή ουσία ασβέστιο είναι ένα τυπικό ασημί-λευκό μέταλλο. Είναι αρκετά σκληρό, πλαστικό, έχει πυκνότητα 1,54 g/cm3 και σημείο τήξης 842; Γ. Χημικά, το ασβέστιο είναι πολύ δραστικό. Υπό κανονικές συνθήκες, αλληλεπιδρά εύκολα με το οξυγόνο και την υγρασία του αέρα, επομένως αποθηκεύεται σε ερμητικά κλειστά δοχεία. Όταν θερμαίνεται στον αέρα, το ασβέστιο αναφλέγεται και σχηματίζει ένα οξείδιο: 2Ca + O2 = 2CaO Το ασβέστιο αντιδρά με το χλώριο και το βρώμιο όταν θερμαίνεται και με το φθόριο ακόμη και στο κρύο. Τα προϊόντα αυτών των αντιδράσεων είναι τα αντίστοιχα αλογονίδια, για παράδειγμα: Ca + Cl2 = CaCl2 Όταν το ασβέστιο θερμαίνεται με θείο, σχηματίζεται θειούχο ασβέστιο: Ca + S = CaS. Το ασβέστιο μπορεί επίσης να αντιδράσει με άλλα αμέταλλα Αλληλεπίδραση με το νερό οδηγεί στο σχηματισμό κακώς διαλυτού υδροξειδίου του ασβεστίου και στην έκλυση αερίου υδρογόνου : Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3. Το μεταλλικό ασβέστιο χρησιμοποιείται ευρέως. Χρησιμοποιείται ως rozkisnik στην κατασκευή χάλυβα και κραμάτων, ως αναγωγικό παράγοντα για την παραγωγή ορισμένων πυρίμαχων μετάλλων.

Το ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τήγματος χλωριούχου ασβεστίου. Έτσι, το ασβέστιο ελήφθη για πρώτη φορά το 1808 από τον Humphry Davy.

worldofscience.ru

Το ασβέστιο είναι στοιχείο της κύριας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της τέταρτης περιόδου του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων, με ατομικό αριθμό 20. Συμβολίζεται με το σύμβολο Ca (λατ. Ασβέστιο). Η απλή ουσία ασβέστιο (αριθμός CAS: 7440-70-2) είναι ένα μαλακό, αντιδραστικό, ασημί-λευκό μέταλλο αλκαλικής γαίας.

Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το όνομα του στοιχείου προέρχεται από το λατ. calx (στη γενετική περίπτωση calcis) - "άσβεστος", "μαλακή πέτρα". Προτάθηκε από τον Άγγλο χημικό Humphrey Davy, ο οποίος το 1808 απομόνωσε το μέταλλο ασβεστίου με την ηλεκτρολυτική μέθοδο. Ο Davy ηλεκτρολύσε ένα μείγμα υγρού σβησμένου ασβέστη με οξείδιο υδραργύρου HgO σε μια πλάκα πλατίνας, η οποία ήταν η άνοδος. Ένα σύρμα πλατίνας βυθισμένο σε υγρό υδράργυρο χρησίμευε ως κάθοδος. Ως αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης, ελήφθη αμάλγαμα ασβεστίου. Έχοντας διώξει τον υδράργυρο από αυτό, ο Davy έλαβε ένα μέταλλο που ονομάζεται ασβέστιο.
Οι ενώσεις ασβεστίου - ασβεστόλιθος, μάρμαρο, γύψος (καθώς και ασβέστης - προϊόν καύσης ασβεστόλιθου) έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή εδώ και αρκετές χιλιετίες πριν. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα, οι χημικοί θεωρούσαν τον ασβέστη απλό σώμα. Το 1789, ο A. Lavoisier πρότεινε ότι ο ασβέστης, η μαγνησία, ο βαρίτης, η αλουμίνα και το πυρίτιο είναι σύνθετες ουσίες.

Παραλαβή

Το ελεύθερο μεταλλικό ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τήγματος που αποτελείται από CaCl 2 (75-80%) και KCl ή από CaCl 2 και CaF 2, καθώς και με αλουμινοθερμική αναγωγή του CaO στους 1170-1200 ° C:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca.

Φυσικές ιδιότητες

Το μέταλλο ασβεστίου υπάρχει σε δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Μέχρι τους 443 °C, το α-Ca με κυβικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη είναι σταθερό (παράμετρος a = 0,558 nm), πάνω από το β-Ca είναι σταθερό με ένα κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα του τύπου α-Fe (παράμετρος a = 0,448 nm). Η τυπική ενθαλπία ΔH 0 της μετάπτωσης α → β είναι 0,93 kJ/mol.
Με σταδιακή αύξηση της πίεσης, αρχίζει να δείχνει τις ιδιότητες ενός ημιαγωγού, αλλά δεν γίνεται ημιαγωγός με την πλήρη έννοια της λέξης (δεν είναι πλέον ούτε μέταλλο). Με περαιτέρω αύξηση της πίεσης, επιστρέφει στη μεταλλική κατάσταση και αρχίζει να εμφανίζει υπεραγώγιμες ιδιότητες (η θερμοκρασία υπεραγωγιμότητας είναι έξι φορές υψηλότερη από αυτή του υδραργύρου και υπερβαίνει κατά πολύ όλα τα άλλα στοιχεία σε αγωγιμότητα). Η μοναδική συμπεριφορά του ασβεστίου είναι παρόμοια από πολλές απόψεις με το στρόντιο (δηλαδή, οι παράλληλες στον περιοδικό πίνακα διατηρούνται).

Χημικές ιδιότητες

Το ασβέστιο είναι ένα τυπικό μέταλλο αλκαλικής γαίας. Η χημική δραστηριότητα του ασβεστίου είναι υψηλή, αλλά χαμηλότερη από αυτή όλων των άλλων μετάλλων αλκαλικών γαιών. Αντιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και την υγρασία του αέρα, γι' αυτό η επιφάνεια του μετάλλου ασβεστίου είναι συνήθως θαμπή γκρίζα, επομένως το ασβέστιο συνήθως αποθηκεύεται στο εργαστήριο, όπως και άλλα μέταλλα αλκαλικών γαιών, σε ένα καλά κλεισμένο βάζο κάτω από ένα στρώμα. κηροζίνης ή υγρής παραφίνης.