แคลเซียม แคลเซียมในร่างกายอยู่ที่ 1.1–1.2 กก. ต่อน้ำหนักเฉลี่ยของผู้ชายที่มีสุขภาพดี และ 900 กรัมต่อน้ำหนักเฉลี่ยของผู้หญิงที่แข็งแรง แคลเซียมเกือบทั้งหมดพบในฟันและกระดูก ยกเว้น 1% ซึ่งพบในเลือด น้ำเหลือง และเซลล์ (!) หน้าที่ที่มีชื่อเสียงที่สุดของแคลเซียมคือ

บทนำ

สรรพคุณและประโยชน์ของแคลเซียม

1 คุณสมบัติทางกายภาพ

2 คุณสมบัติทางเคมี

3 ใบสมัคร

รับแคลเซียม

1 การผลิตแคลเซียมและโลหะผสมด้วยไฟฟ้า

2 การเตรียมความร้อน

3 วิธีสุญญากาศความร้อนเพื่อรับแคลเซียม

3.1 วิธีการลดแคลเซียมด้วยอะลูมิเทอร์มิก

3.2 วิธีการลดแคลเซียมด้วยความร้อนแบบซิลิโคเทอร์มิก

ส่วนปฏิบัติ

บรรณานุกรม

บทนำ

องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม II ของระบบธาตุ Mendeleev เลขอะตอม 20 มวลอะตอม 40.08 โลหะเงินสีขาว องค์ประกอบทางธรรมชาติคือส่วนผสมของไอโซโทปเสถียรหกชนิด: 40แคลิฟอร์เนีย, 42แคลิฟอร์เนีย, 43แคลิฟอร์เนีย, 44แคลิฟอร์เนีย, 46แคลิฟอร์เนีย และ 48Ca ซึ่ง 40 เป็นค่าที่พบมากที่สุด แคลิฟอร์เนีย (96.97%)

สารประกอบ Ca - หินปูน หินอ่อน ยิปซั่ม (เช่นเดียวกับปูนขาว - ผลิตภัณฑ์จากการเผาหินปูน) ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างตั้งแต่สมัยโบราณ จนถึงปลายศตวรรษที่ 18 นักเคมีถือว่ามะนาวเป็นสารธรรมดา ในปี ค.ศ. 1789 A. Lavoisier ได้เสนอว่าปูนขาว แมกนีเซีย แบไรท์ อลูมินา และซิลิกาเป็นสารเชิงซ้อน ในปี พ.ศ. 2351 G. Davy ให้ส่วนผสมของปูนขาวเปียกกับเมอร์คิวรีออกไซด์เพื่ออิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดของปรอท เตรียมอะมัลกัมของ Ca และหลังจากขับปรอทออกมา เขาก็ได้โลหะที่เรียกว่า "แคลเซียม" (จากภาษาละติน calx , สกุลเคสแคลซิส-ไลม์).

ความสามารถของแคลเซียมในการจับกับออกซิเจนและไนโตรเจนทำให้สามารถใช้ทำความสะอาดก๊าซเฉื่อยและเป็นตัวรับ (getter คือสารที่ทำหน้าที่ดูดซับก๊าซและสร้างสุญญากาศลึกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์) ในอุปกรณ์วิทยุสุญญากาศ

แคลเซียมยังใช้ในโลหะวิทยาของทองแดง นิกเกิล เหล็กกล้าชนิดพิเศษและสัมฤทธิ์ พวกมันเกี่ยวข้องกับสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายของกำมะถัน ฟอสฟอรัส คาร์บอนส่วนเกิน เพื่อวัตถุประสงค์เดียวกัน จะใช้โลหะผสมแคลเซียมกับซิลิกอน ลิเธียม โซเดียม โบรอน และอะลูมิเนียม

ในอุตสาหกรรม แคลเซียมหาได้จากสองวิธี:

) โดยให้ความร้อนแก่ส่วนผสมของผง CaO และ Al ที่อัดก้อนที่อุณหภูมิ 1200 ° C ในสุญญากาศขนาด 0.01 - 0.02 มม. RT ศิลปะ.; ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยา:

CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

ไอของแคลเซียมควบแน่นบนพื้นผิวที่เย็น

) โดยการอิเล็กโทรลิซิสของการหลอมละลายของ CaCl2 และ KCl ด้วยแคโทดทองแดง-แคลเซียมเหลว เตรียมโลหะผสมของ Cu - Ca (65% Ca) ซึ่งแคลเซียมจะถูกกลั่นที่อุณหภูมิ 950 - 1,000 ° C ในสุญญากาศ 0.1 - 0.001 มม.ปรอท

) วิธีการได้รับการพัฒนาเพื่อให้ได้แคลเซียมโดยการแยกตัวด้วยความร้อนของแคลเซียมคาร์ไบด์ CaC2

แคลเซียมมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติในรูปของสารประกอบต่างๆ ในเปลือกโลกครองอันดับที่ห้าคิดเป็น 3.25% และส่วนใหญ่มักพบในรูปของหินปูน CaCO 3, โดโลไมต์ CaCO 3MgCO 3, ยิปซั่ม CaSO 42H 2O, ฟอสฟอไรต์แคลิฟอร์เนีย 3(ป 4)2 และฟลูออร์สปาร์ CaF 2ไม่นับสัดส่วนแคลเซียมที่มีนัยสำคัญในองค์ประกอบของหินซิลิเกต น้ำทะเลมีแคลเซียมเฉลี่ย 0.04% (wt.)

ในรายวิชานี้ศึกษาคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้แคลเซียม ตลอดจนทฤษฎีและเทคโนโลยีของวิธีสุญญากาศ-ความร้อนสำหรับการผลิตแคลเซียม

. สรรพคุณและประโยชน์ของแคลเซียม

.1 คุณสมบัติทางกายภาพ

แคลเซียมเป็นโลหะสีขาวเงิน แต่ทำให้มัวหมองในอากาศเนื่องจากการก่อตัวของออกไซด์บนพื้นผิว เป็นโลหะเหนียวแข็งกว่าตะกั่ว คริสตัลเซลล์ ?-จาก Ca (เสถียรที่อุณหภูมิปกติ) ลูกบาศก์กึ่งกลางใบหน้า a = 5.56 Å . รัศมีอะตอม 1.97 Å , รัศมีไอออนิก Ca 2+, 1,04Å . ความหนาแน่น 1.54 ก./ซม 3(20°ซ). สูงกว่า 464 °C ทรงหกเหลี่ยมที่เสถียร ?-แบบฟอร์ม mp 851 °C, tbp 1482 °C; ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 22 10 -6 (0-300°C); ค่าการนำความร้อนที่ 20 °C 125.6 W/(m K) หรือ 0.3 cal/(cm s °C); ความจุความร้อนจำเพาะ (0-100 °C) 623.9 j/(kg K) หรือ 0.149 cal/(g °C); ความต้านทานไฟฟ้าที่ 20 °C 4.6 10 -8โอห์ม m หรือ 4.6 10 -6 โอห์ม ซม.; ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานไฟฟ้า 4.57 10-3 (20 °C) โมดูลัสความยืดหยุ่น 26 Gn/m 2(2600 กก./มม 2); แรงดึง 60 MN/m 2(6 กก./มม 2); ขีดจำกัดความยืดหยุ่น 4 MN/m 2(0.4 กก./มม 2) กำลังคราก 38 MN/m 2(3.8กก./มม 2); การยืดตัว 50%; ความแข็งของบริเนล 200-300 MN/m 2(20-30กก./มม 2). แคลเซียมที่มีความบริสุทธิ์สูงเพียงพอคือพลาสติก รีดอย่างดี รีดขึ้นรูปได้

1.2 คุณสมบัติทางเคมี

แคลเซียมเป็นโลหะที่ใช้งานได้ ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ มันจึงทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศและฮาโลเจนได้ง่าย:

Ca + O 2= 2 CaO (แคลเซียมออกไซด์) (1)

แคลิฟอร์เนีย + Br 2= แคลิฟอร์เนียร์ 2(แคลเซียมโบรไมด์). (2)

ด้วยไฮโดรเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส คาร์บอน และอโลหะอื่นๆ แคลเซียมจะทำปฏิกิริยาเมื่อได้รับความร้อน:

Ca + H 2= แคน 2(แคลเซียมไฮไดรด์) (3)

Ca + N 2= แคลิฟอร์เนีย 3เอ็น 2(แคลเซียมไนไตรด์) (4)

Ca + S = CaS (แคลเซียมซัลไฟด์) (5)

Ca + 2 P \u003d Ca 3ร 2(แคลเซียมฟอสไฟด์) (6)

Ca + 2 C \u003d CaC 2 (แคลเซียมคาร์ไบด์) (7)

แคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นอย่างช้าๆ และทำปฏิกิริยาอย่างแรงกับน้ำร้อน ทำให้มี Ca (OH) 2 ที่เป็นเบสแก่ :

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

แคลเซียมเป็นสารรีดิวซ์ที่ให้พลังงานสูง สามารถดึงเอาออกซิเจนหรือฮาโลเจนออกจากออกไซด์และเฮไลด์ของโลหะที่ออกฤทธิ์น้อย กล่าวคือ มีคุณสมบัติในการรีดิวซ์:

Ca + Nb 2O5 = CaO + 2 Nb; (9)

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

แคลเซียมทำปฏิกิริยารุนแรงกับกรดโดยปล่อยไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ด้วยไฮโดรเจนแห้งเพื่อสร้าง CaH ไฮไดรด์ 2. เมื่อแคลเซียมถูกทำให้ร้อนด้วยกราไฟต์ จะเกิด CaC คาร์ไบด์ขึ้น 2. แคลเซียมได้มาจากการอิเล็กโทรไลซิสของ CaCl ที่หลอมเหลว 2หรือการลดอุณหภูมิของอะลูมิเทอร์ในสุญญากาศ:

6СаО + 2Al = 3Ca + 3CaO Al2 อ 3 (11)

โลหะบริสุทธิ์ใช้เพื่อลดสารประกอบ Cs, Rb, Cr, V, Zr, Th, U ให้เป็นโลหะ สำหรับการดีออกซิเดชันของเหล็ก

1.3 ใบสมัคร

แคลเซียมถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสำคัญอย่างมากในฐานะตัวรีดิวซ์ในการผลิตโลหะหลายชนิด

โลหะบริสุทธิ์ ยูเรเนียมได้มาจากการลดยูเรเนียมฟลูออไรด์ด้วยโลหะแคลเซียม ไทเทเนียมออกไซด์ รวมทั้งออกไซด์ของเซอร์โคเนียม ทอเรียม แทนทาลัม ไนโอเบียม และโลหะหายากอื่นๆ สามารถลดลงได้ด้วยแคลเซียมหรือไฮไดรด์

แคลเซียมเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารกำจัดก๊าซที่ดีในการผลิตทองแดง นิกเกิล โลหะผสมโครเมียม-นิกเกิล เหล็กกล้าชนิดพิเศษ บรอนซ์นิกเกิลและดีบุก ช่วยขจัดกำมะถัน ฟอสฟอรัส คาร์บอนออกจากโลหะและโลหะผสม

แคลเซียมก่อตัวเป็นสารประกอบทนไฟกับบิสมัท ดังนั้นจึงใช้เพื่อทำให้ตะกั่วบริสุทธิ์จากบิสมัท

แคลเซียมถูกเพิ่มเข้าไปในโลหะผสมต่างๆ มีส่วนช่วยในการปรับปรุงพื้นผิวของโลหะ ความละเอียด และลดความสามารถในการออกซิไดซ์

โลหะผสมแบริ่งที่มีแคลเซียมใช้กันอย่างแพร่หลาย โลหะผสมตะกั่ว (0.04% Ca) สามารถใช้ทำปลอกหุ้มสายไฟได้

แคลเซียมผสมตะกั่วผสมสารต้านแรงเสียดทานถูกนำมาใช้ในงานวิศวกรรม มีการใช้แร่ธาตุแคลเซียมกันอย่างแพร่หลาย ดังนั้น หินปูนจึงถูกใช้ในการผลิตปูนขาว ซีเมนต์ อิฐซิลิเกต และเป็นวัสดุก่อสร้างโดยตรง ในโลหะวิทยา (ฟลักซ์) ในอุตสาหกรรมเคมีสำหรับการผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์ โซดา โซดาไฟ สารฟอกขาว ปุ๋ย ใน ผลิตน้ำตาลแก้ว.

ชอล์ค หินอ่อน สปาร์ไอซ์แลนด์ ยิปซั่ม ฟลูออไรต์ ฯลฯ มีความสำคัญในทางปฏิบัติ เนื่องจากความสามารถในการจับกับออกซิเจนและไนโตรเจน แคลเซียมหรือโลหะผสมแคลเซียมกับโซเดียมและโลหะอื่นๆ จึงถูกนำมาใช้เพื่อทำให้ก๊าซมีตระกูลบริสุทธิ์และเป็นตัวรับในอุปกรณ์วิทยุสุญญากาศ แคลเซียมยังใช้เพื่อผลิตไฮไดรด์ซึ่งเป็นแหล่งไฮโดรเจนในสนาม

2. รับแคลเซียม

มีหลายวิธีในการรับแคลเซียม ได้แก่ อิเล็กโทรไลต์ ความร้อน ความร้อนสุญญากาศ

.1 การผลิตแคลเซียมและโลหะผสมด้วยไฟฟ้า

สาระสำคัญของวิธีการนี้อยู่ที่ความจริงที่ว่าแคโทดสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ที่หลอมละลายในขั้นต้น ณ จุดที่สัมผัส จะเกิดหยดน้ำโลหะที่เปียกแคโทด ซึ่งเมื่อแคโทดถูกยกขึ้นอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ จะถูกเอาออกจากการหลอมพร้อมกับทำให้แข็งตัว ในกรณีนี้ หยดน้ำที่แข็งตัวจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มแข็งของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งช่วยปกป้องโลหะจากการเกิดออกซิเดชันและไนไตรดิ้ง โดยการยกแคโทดอย่างต่อเนื่องและระมัดระวัง แคลเซียมจะถูกดึงเข้าไปในแท่ง

2.2 การเตรียมความร้อน

แคลเซียมเคมีอิเล็กโทรไลต์ความร้อน

· กระบวนการคลอไรด์: เทคโนโลยีนี้ประกอบด้วยการหลอมและขจัดน้ำออกจากแคลเซียมคลอไรด์ การหลอมตะกั่ว การได้รับโลหะผสมสองเท่าของตะกั่ว-โซเดียม การได้รับโลหะผสมไตรภาคของตะกั่ว-โซเดียม-แคลเซียม และการเจือจางโลหะผสมที่ประกอบไปด้วยตะกั่วหลังจากกำจัดเกลือออก ปฏิกิริยากับแคลเซียมคลอไรด์เป็นไปตามสมการ

CaCl 2 + นา 2ป 5=2NaCl + PbCa + 2Pb (12)

· กระบวนการคาร์ไบด์: พื้นฐานเพื่อให้ได้โลหะผสมตะกั่วแคลเซียมคือปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมคาร์ไบด์และตะกั่วหลอมเหลวตามสมการ

แคลิฟอร์เนีย 2+ 3Pb = Pb3 Ca+2C (13)

2.3 วิธีสุญญากาศความร้อนเพื่อให้ได้แคลเซียม

วัตถุดิบสำหรับกระบวนการระบายความร้อนด้วยสุญญากาศ

วัตถุดิบในการลดความร้อนของแคลเซียมออกไซด์คือปูนขาวที่ได้จากการเผาหินปูน ข้อกำหนดหลักสำหรับวัตถุดิบมีดังนี้: ปูนขาวต้องบริสุทธิ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และมีสิ่งเจือปนขั้นต่ำที่สามารถลดและเปลี่ยนเป็นโลหะได้พร้อมกับแคลเซียม โดยเฉพาะโลหะอัลคาไลและแมกนีเซียม ควรทำการเผาหินปูนจนกว่าคาร์บอเนตจะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ แต่ไม่ควรเผาก่อนที่จะเผา เนื่องจากความสามารถในการลดตัวของวัสดุที่เผาจะต่ำกว่า ผลิตภัณฑ์ที่เป็นเชื้อเพลิงต้องได้รับการปกป้องจากการดูดซับความชื้นและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งการปลดปล่อยออกมาระหว่างการกู้คืนจะลดประสิทธิภาพของกระบวนการ เทคโนโลยีการเผาหินปูนและการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้นั้นคล้ายคลึงกับการแปรรูปโดโลไมต์สำหรับวิธีซิลิโคเทอร์มิกเพื่อให้ได้แมกนีเซียม

.3.1 วิธีการลดแคลเซียมด้วยอะลูมิเทอร์มิก

แผนภาพของการขึ้นกับอุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงพลังงานอิสระของการเกิดออกซิเดชันของโลหะจำนวนหนึ่ง (รูปที่ 1) แสดงให้เห็นว่าแคลเซียมออกไซด์เป็นหนึ่งในออกไซด์ที่ทนทานที่สุดและยากต่อการรีดิวซ์ ไม่สามารถลดลงได้ด้วยโลหะอื่นตามปกติ - ที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศค่อนข้างต่ำ ในทางตรงกันข้าม แคลเซียมเองเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีเยี่ยมสำหรับสารประกอบที่ลดขนาดได้ยากอื่นๆ และเป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์สำหรับโลหะและโลหะผสมหลายชนิด การลดลงของแคลเซียมออกไซด์ด้วยคาร์บอนโดยทั่วไปเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการก่อตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแคลเซียมมีความดันไอค่อนข้างสูง ออกไซด์ของแคลเซียมจึงสามารถถูกรีดิวซ์ในสุญญากาศด้วยอะลูมิเนียม ซิลิกอน หรือโลหะผสมตามปฏิกิริยา

CaO + ฉัน? Ca + MeO (14).

จนถึงตอนนี้ มีเพียงวิธีอะลูมิเทอร์มิกในการรับแคลเซียมเท่านั้นที่พบการใช้งานจริง เนื่องจากการลด CaO ด้วยอะลูมิเนียมทำได้ง่ายกว่าการใช้ซิลิกอนมาก มีมุมมองที่แตกต่างกันเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของการลดลงของแคลเซียมออกไซด์กับอะลูมิเนียม L. Pidgeon และ I. Atkinson เชื่อว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของแคลเซียมโมโนอะลูมิเนต:

CaO + 2Al = CaO อัล 2O3 + 3Ca (สิบห้า)

V. A. Pazukhin และ A. Ya. Fisher ระบุว่ากระบวนการนี้ดำเนินไปพร้อมกับการก่อตัวของไตรแคลเซียมอะลูมิเนต:

CaO + 2Al = 3CaO Al 2O 3+ 3Ca (16)

จากข้อมูลของ A. I. Voynitsky การก่อตัวของ Pentacicium Trialuminate นั้นมีความสำคัญในปฏิกิริยา:

CaO + 6Al = 5CaO 3Al 2O3 + 9Ca (17)

งานวิจัยล่าสุดโดย A. Yu. Taits และ AI Voinitsky ระบุว่าการลดลงของ aluminothermic ของแคลเซียมจะเกิดขึ้นทีละขั้นตอน ในขั้นต้น การปล่อยแคลเซียมจะมาพร้อมกับการก่อตัวของ 3CaO AI 2อ 3ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมออกไซด์และอะลูมิเนียมเกิดเป็น 3CaO 3AI 2อ 3. ปฏิกิริยาดำเนินไปตามรูปแบบต่อไปนี้:

CaO + 6Al = 2 (3CaO อัล 2อ 3)+ 2CaO + 2Al + 6Ca

(3CaO อัล 2อ 3) + 2CaO + 2Al = 5CaO 3Al 2O 3+ 3Са

CaO + 6A1 \u003d 5CaO 3Al 2O 3+ 9Ca

เนื่องจากการลดลงของออกไซด์เกิดขึ้นจากการปล่อยไอระเหยของแคลเซียม และผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เหลืออยู่จะอยู่ในสถานะควบแน่น จึงเป็นไปได้ที่จะแยกและควบแน่นในส่วนที่เย็นของเตาได้อย่างง่ายดาย เงื่อนไขหลักที่จำเป็นสำหรับการลดความร้อนในสุญญากาศของแคลเซียมออกไซด์คืออุณหภูมิสูงและแรงดันตกค้างในระบบต่ำ ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความดันไอสมดุลของแคลเซียมมีดังต่อไปนี้ พลังงานอิสระของปฏิกิริยา (17) ที่คำนวณสำหรับอุณหภูมิ 1124-1728°K แสดงเป็น

ฉ ต \u003d 184820 + 6.95T-12.1 T lg ต.

ดังนั้นการพึ่งพาลอการิทึมของความยืดหยุ่นสมดุลของไอแคลเซียม (มม. ปรอท)

Lg p \u003d 3.59 - 4430 \ T.

L. Pidgeon และ I. Atkinson ได้ทำการทดลองเพื่อหาความดันไอสมดุลของแคลเซียม การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์โดยละเอียดของปฏิกิริยาการลดลงของแคลเซียมออกไซด์กับอลูมิเนียมนั้นดำเนินการโดย I. I. Matveenko ซึ่งให้การขึ้นอยู่กับอุณหภูมิต่อไปนี้ของความดันสมดุลของไอแคลเซียม:

แอลพีจี แคลิฟอร์เนีย(1) \u003d 8.64 - 12930\T มม. ปรอท

แอลพีจี แคลิฟอร์เนีย(2) \u003d 8.62 - 11780\T มม. ปรอท

แอลพีจี แคลิฟอร์เนีย(3 )\u003d 8.75 - 12500\T มม. ปรอท

ข้อมูลที่คำนวณและการทดลองจะเปรียบเทียบในตาราง หนึ่ง.

ตารางที่ 1 - ผลของอุณหภูมิต่อการเปลี่ยนแปลงความยืดหยุ่นของไอแคลเซียมในระบบ (1), (2), (3), (3), mm Hg

อุณหภูมิ °С ข้อมูลการทดลอง คำนวณในระบบ(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

จากข้อมูลที่นำเสนอพบว่าปฏิสัมพันธ์ในระบบ (2) และ (3) หรือ (3") อยู่ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับข้อสังเกต เนื่องจากเพนทาสคาลเซียม ไทรอัลลูมิเนตและไตรแคลเซียม อะลูมิเนทมีอิทธิพลเหนือสิ่งตกค้างของประจุ หลังการลดแคลเซียมออกไซด์ด้วยอลูมิเนียม

ข้อมูลความยืดหยุ่นของสมดุลแสดงให้เห็นว่าการลดลงของแคลเซียมออกไซด์ด้วยอลูมิเนียมเป็นไปได้ที่อุณหภูมิ 1100-1150 ° C เพื่อให้ได้อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ยอมรับได้จริง ความดันตกค้างในระบบ Rost จะต้องต่ำกว่าสมดุล P เท่ากับ เช่น ความไม่เท่าเทียมกัน R เท่ากับ >ป ost และกระบวนการจะต้องดำเนินการที่อุณหภูมิ 1200° การศึกษาพบว่าที่อุณหภูมิ 1,200-1,250 ° การใช้งานสูง (สูงถึง 70-75%) และการบริโภคอลูมิเนียมที่เฉพาะเจาะจงต่ำ (ประมาณ 0.6-0.65 กิโลกรัมต่อกิโลกรัมของแคลเซียม)

จากการตีความทางเคมีของกระบวนการข้างต้น องค์ประกอบที่เหมาะสมคือส่วนผสมที่ออกแบบมาสำหรับการก่อตัวของ 5CaO 3Al ในสารตกค้าง 2อ 3. ในการเพิ่มระดับการใช้อลูมิเนียม การให้แคลเซียมออกไซด์ส่วนเกินจะมีประโยชน์ แต่อย่ามากเกินไป (10-20%) มิฉะนั้นจะส่งผลเสียต่อตัวบ่งชี้กระบวนการอื่น ๆ ด้วยการเพิ่มระดับการบดอลูมิเนียมจากอนุภาค 0.8-0.2 มม. เป็นลบ 0.07 มม. (อ้างอิงจาก V. A. Pazukhin และ A. Ya. Fisher) การใช้อลูมิเนียมในปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นจาก 63.7 เป็น 78%

การใช้อลูมิเนียมยังได้รับผลกระทบจากโหมดการอัดก้อนประจุ ส่วนผสมของปูนขาวและผงอะลูมิเนียมควรอัดก้อนโดยไม่มีสารยึดเกาะ (เพื่อหลีกเลี่ยงการรั่วไหลในสุญญากาศ) ที่ความดัน 150 กก./ซม. 2. ที่ความดันต่ำ การใช้อลูมิเนียมจะลดลงเนื่องจากการแยกตัวของอลูมิเนียมหลอมเหลวในก้อนที่มีรูพรุนมากเกินไป และที่ความดันสูงขึ้น เนื่องจากก๊าซซึมผ่านได้ไม่ดี ความสมบูรณ์และความเร็วในการกู้คืนยังขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของการบรรจุของก้อนในรีทอร์ทด้วย เมื่อวางโดยไม่มีช่องว่างเมื่อการซึมผ่านของก๊าซของประจุทั้งหมดต่ำ การใช้อลูมิเนียมจะลดลงอย่างมาก

รูปที่ 2 - โครงการรับแคลเซียมด้วยวิธีสุญญากาศความร้อน

เทคโนโลยีทางอลูมิโนเทอร์มอล

รูปแบบเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแคลเซียมโดยวิธีอะลูมิเทอร์มิกแสดงในรูปที่ 2. หินปูนถูกใช้เป็นวัตถุดิบ และใช้ผงอะลูมิเนียมที่เตรียมจากอะลูมิเนียมปฐมภูมิ (ดีกว่า) หรืออะลูมิเนียมทุติยภูมิเป็นตัวรีดิวซ์ อะลูมิเนียมที่ใช้เป็นตัวรีดิวซ์รวมถึงวัตถุดิบไม่ควรมีสิ่งเจือปนของโลหะที่ระเหยง่าย: แมกนีเซียม สังกะสี ด่าง ฯลฯ ที่สามารถระเหยและเปลี่ยนเป็นคอนเดนเสทได้ ต้องคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อเลือกเกรดของอะลูมิเนียมรีไซเคิล

ตามคำอธิบายของ S. Loomis และ P. Staub ในสหรัฐอเมริกา ที่โรงงาน New England Lime Co. ในเมือง Canaan (รัฐคอนเนตทิคัต) แคลเซียมได้มาจากวิธี aluminothermic ใช้ปูนขาวที่มีองค์ประกอบทั่วไปต่อไปนี้ %: 97.5 CaO, 0.65 MgO, 0.7 SiO 2, 0.6 เฟ 2ออนซ์ + อัลออซ 0.09 นา 2โอ+เค 2โอ้ 0.5 ที่เหลือ ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาแล้วบดในโรงสี Raymond ด้วยเครื่องแยกแรงเหวี่ยง ความละเอียดของการบดคือ (60%) ลบ 200 เมช ฝุ่นอะลูมิเนียมใช้เป็นตัวรีดิวซ์ซึ่งเป็นของเสียในการผลิตผงอะลูมิเนียม ปูนขาวที่ถูกเผาจากกรวยปิดและอลูมิเนียมจากถังจะถูกป้อนไปยังตาชั่งตวงยาและจากนั้นไปยังเครื่องผสม หลังจากผสมแล้ว ส่วนผสมจะถูกอัดเป็นก้อนในลักษณะแห้ง ที่โรงงานดังกล่าว แคลเซียมจะลดลงในเตาเผาแบบรีทอร์ต ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้เพื่อให้ได้แมกนีเซียมด้วยวิธีซิลิโคเทอร์มิก (รูปที่ 3) เตาเผาถูกทำให้ร้อนด้วยก๊าซเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่ละเตามีเตาปฏิกรณ์แนวนอน 20 อัน ทำจากเหล็กทนไฟที่มี Cr 28% และ Ni 15%

รูปที่ 3 - เตา Retort สำหรับการผลิตแคลเซียม

ห่วงยาว 3 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 254 มม. ความหนาของผนัง 28 มม. การลดลงเกิดขึ้นในส่วนที่ร้อนของการโต้กลับ และการควบแน่นเกิดขึ้นในปลายด้านเย็นที่ยื่นออกมาจากสุนทรพจน์ ก้อนจะถูกใส่เข้าไปในรีทอร์ทในถุงกระดาษ จากนั้นจึงใส่คอนเดนเซอร์และปิดรีทอร์ท อากาศถูกสูบออกโดยปั๊มสุญญากาศเชิงกลที่จุดเริ่มต้นของรอบ จากนั้นจึงเชื่อมต่อปั๊มกระจายและความดันตกค้างจะลดลงเหลือ 20 ไมครอน

รีทอร์ตได้รับความร้อนสูงถึง 1200° หลังจาก 12 ชั่วโมง หลังจากโหลดแล้ว รีทอร์ตจะเปิดและเอาออก แคลเซียมที่ได้จะมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกกลวงที่มีมวลหนาแน่นของผลึกขนาดใหญ่ที่สะสมอยู่บนพื้นผิวของปลอกเหล็ก สิ่งเจือปนหลักในแคลเซียมคือแมกนีเซียมซึ่งลดลงในตอนแรกและส่วนใหญ่จะเข้มข้นในชั้นที่อยู่ติดกับปลอก เนื้อหาเฉลี่ยของสิ่งเจือปนคือ 0.5-1% Mg, ประมาณ 0.2% Al, 0.005-0.02% Mn, มากถึง 0.02% N, สิ่งเจือปนอื่นๆ - Cu, Pb, Zn, Ni, Si, Fe - พบได้ในช่วง 0.005-0.04% A. Yu Taits และ A. I. Voinitsky ใช้เตาสุญญากาศไฟฟ้ากึ่งโรงงานพร้อมเครื่องทำความร้อนถ่านหินเพื่อรับแคลเซียมด้วยวิธี aluminothermic และบรรลุระดับการใช้อลูมิเนียม 60% ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะ 0.78 กก. ปริมาณการใช้ประจุเฉพาะของ 4.35 กก. ตามลำดับ และการใช้ไฟฟ้าเฉพาะ 14 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อโลหะ 1 กก.

โลหะที่ได้ ยกเว้นแมกนีเซียมเจือปน มีความบริสุทธิ์ค่อนข้างสูง โดยเฉลี่ยแล้วเนื้อหาของสิ่งสกปรกในนั้นคือ: 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 วิธีการลดความร้อนด้วยซิลิโคเทอร์มิก แคลเซียม

วิธีการของซิลโคเทอร์มิกนั้นน่าดึงดูดใจมาก ตัวรีดิวซ์คือ ferrosilicon ตัวรีเอเจนต์มีราคาถูกกว่าอะลูมิเนียมมาก อย่างไรก็ตาม กระบวนการซิลิโคเทอร์มิกนั้นนำไปใช้ได้ยากกว่ากระบวนการอะลูมิเทอร์มิก การลดลงของแคลเซียมออกไซด์โดยซิลิกอนเป็นไปตามสมการ

CaO + ศรี = 2CaO SiO2 + 2Ca (สิบแปด)

ความยืดหยุ่นที่สมดุลของไอแคลเซียมซึ่งคำนวณจากค่าของพลังงานอิสระคือ:

°С1300140015001600P, mm Hg st0.080.150.752.05

ดังนั้น ในสุญญากาศขนาด 0.01 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. การลดลงของแคลเซียมออกไซด์เป็นไปได้ทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิ 1300° ในทางปฏิบัติ เพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วที่ยอมรับได้ กระบวนการควรดำเนินการที่อุณหภูมิ 1,400-1,500°

ปฏิกิริยารีดักชันของแคลเซียมออกไซด์กับซิลิโคอะลูมินัมทำได้ค่อนข้างง่ายกว่า ซึ่งทั้งอะลูมิเนียมและซิลิกอนของโลหะผสมทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ มีการทดลองแล้วว่าการลดลงด้วยอะลูมิเนียมมีผลเหนือกว่าในตอนเริ่มต้น นอกจากนี้ ปฏิกิริยายังดำเนินต่อไปด้วยการก่อตัวขั้นสุดท้ายของ bCaO 3Al 2ออนซ์ตามโครงร่างด้านบน (รูปที่ 1) การลดลงของซิลิคอนมีความสำคัญที่อุณหภูมิสูงขึ้นเมื่ออะลูมิเนียมส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของ 2CaO SiO 2. โดยสรุป ปฏิกิริยารีดักชันของแคลเซียมออกไซด์กับซิลิโคอะลูมินัมแสดงได้ดังสมการต่อไปนี้

mSi + n Al + (4m +2 ?) CaO \u003d m (2CaO SiO 2) + ?n(5CaO อัล 2O3 ) + (2m +1, 5n) ประมาณ

การวิจัยโดย A. Yu. Taits และ A. I. Voinitsky พบว่าแคลเซียมออกไซด์ลดลง 75% ferrosilicon โดยให้ผลผลิตโลหะ 50-75% ที่อุณหภูมิ 1,400-1,450 °ในสุญญากาศ 0.01-0.03 mm Hg ศิลปะ.; ซิลิโคอะลูมินัมที่มี Si 60-30% และ Al 32-58% (ส่วนที่เหลือเป็นเหล็ก ไททาเนียม ฯลฯ) ช่วยลดแคลเซียมออกไซด์ด้วยผลผลิตโลหะประมาณ 70% ที่อุณหภูมิ 1350-1400 ° ในสุญญากาศ 0.01-0.05 มม. ปรอท ศิลปะ. การทดลองในระดับกึ่งโรงงานได้พิสูจน์ความเป็นไปได้พื้นฐานของการได้รับแคลเซียมบนปูนขาวด้วยเฟอร์โรซิลิคอนและซิลิโคอะลูมินัม ปัญหาหลักของฮาร์ดแวร์คือการเลือกซับในที่ทนทานต่อกระบวนการนี้

เมื่อแก้ปัญหานี้แล้วสามารถนำวิธีการนี้ไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ การสลายตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์ การผลิตโลหะแคลเซียมโดยการสลายตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์

CaC2 = Ca + 2C

ควรถือเป็นสัญญา ในกรณีนี้จะได้กราไฟท์เป็นผลิตภัณฑ์ที่สอง W. Mauderly, E. Moser และ W. Treadwell ซึ่งคำนวณพลังงานอิสระของการก่อตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์จากข้อมูลเทอร์โมเคมี ได้ผลลัพธ์ต่อไปนี้สำหรับความดันไอของแคลเซียมเหนือแคลเซียมคาร์ไบด์บริสุทธิ์:

แคลิฟอร์เนีย \u003d 1.35 - 4505 \ T (1124 - 1712 ° K)

แอลพีจี แคลิฟอร์เนีย \u003d 6.62 - 13523 \ T (1712-2000 ° K)

เห็นได้ชัดว่าแคลเซียมคาร์ไบด์เชิงพาณิชย์จะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่าที่แสดงออกมาเหล่านี้ ผู้เขียนคนเดียวกันรายงานการสลายตัวด้วยความร้อนของแคลเซียมคาร์ไบด์ในชิ้นงานขนาดเล็กที่อุณหภูมิ 1600-1800°C ในสุญญากาศ 1 มม.ปรอท ศิลปะ. ผลผลิตของกราไฟท์คือ 94% ได้รับแคลเซียมในรูปของการเคลือบหนาแน่นบนตู้เย็น A. S. Mikulinsky, F. S. Morii, R. Sh. Shklyar เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของกราไฟต์ที่ได้จากการสลายตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์ หลังได้รับความร้อนในสุญญากาศ 0.3-1 มม. ปรอท ศิลปะ. ที่อุณหภูมิ 1630-1750°. กราไฟต์ที่ได้จะแตกต่างจากของ Acheson ตรงเม็ดที่ใหญ่กว่า ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า และความหนาแน่นรวมที่ต่ำกว่า

3. ภาคปฏิบัติ

ปริมาณแมกนีเซียมที่ไหลออกทุกวันจากเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์สำหรับกระแส 100 kA คือ 960 กก. เมื่อป้อนแมกนีเซียมคลอไรด์ในอ่าง แรงดันไฟฟ้าของตัวตลกในเซลล์คือ 0.6 V. กำหนด:

)เอาต์พุตปัจจุบันที่แคโทด

)ปริมาณคลอรีนที่ได้รับต่อวัน โดยมีเงื่อนไขว่าเอาต์พุตปัจจุบันที่ขั้วบวกจะเท่ากับกระแสเอาต์พุตที่โคด

)MgCl เติมทุกวัน 2เข้าไปในอิเล็กโทรไลเซอร์ โดยที่ MgCl จะหายไป 2 ส่วนใหญ่เกิดจากกากตะกอนและการระเหิด ปริมาณกากตะกอน 0.1 ต่อ 1 ตันของ Mg ที่มี MgCl 2 ในการระเหิด 50% ปริมาณการระเหิดคือ 0.05 ตันต่อ 1 ตันของ Mg ส่วนประกอบของแมกนีเซียมคลอไรด์ที่เทลงไป %: 92 MgCl2 และ 8 NaCl

.ตรวจสอบเอาต์พุตปัจจุบันที่แคโทด:

ม เป็นต้น = ฉัน ?เค มก · ?

?= ม เป็นต้น \ฉัน ?เค มก \u003d 960000\100000 0.454 24 \u003d 0.881 หรือ 88.1%

.กำหนดจำนวน Cl ที่ได้รับต่อวัน:

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

การแปลงเป็นปริมาณ:

х=126785.7 ลบ.ม

3.ก) เราพบ MgCl บริสุทธิ์ 2, สำหรับการผลิต 960 กก. Mg.

x \u003d 95 960 \ 24.3 \u003d 3753 กก. \u003d 37.53 ตัน

b) การสูญเสียด้วยกากตะกอน จากส่วนประกอบของแมกนีเซียมอิเล็กโทรไลเซอร์ %: 20-35 MgO, 2-5 Mg, 2-6 Fe, 2-4 SiO 2, 0.8-2 TiO 2, 0.4-1.0 C, 35 MgCl2 .

กก. - 1,000 กก

ม shl \u003d 960 กก. - มวลตะกอนต่อวัน

กากตะกอน 96 กก. ต่อวัน: 96 0.35 (MgCl2 กับกากตะกอน).

c) การสูญเสียด้วยการระเหย:

กก. - 1,000 กก

กก. ระเหิด: 48 0.5 = 24 กก. MgCl 2 กับซับลิเมต

สิ่งที่คุณต้องกรอกใน Mg:

33.6+24=3810.6 กก. MgCl2 ต่อวัน

บรรณานุกรม

พื้นฐานของโลหะวิทยา III

<#"justify">โลหะวิทยาของ Al และ Mg Vetyukov M.M. , Tsyplokov A.M.

กวดวิชา

ต้องการความช่วยเหลือในการเรียนรู้หัวข้อหรือไม่?

ผู้เชี่ยวชาญของเราจะให้คำแนะนำหรือให้บริการสอนพิเศษในหัวข้อที่คุณสนใจ
ส่งใบสมัครระบุหัวข้อทันทีเพื่อค้นหาความเป็นไปได้ในการรับคำปรึกษา

แคลเซียม- องค์ประกอบของช่วงเวลาที่ 4 และกลุ่ม PA ของระบบธาตุหมายเลข 20 สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคือ [ 18 Ar] 4s 2 สถานะออกซิเดชัน +2 และ 0 หมายถึงโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำ (1.04) แสดงคุณสมบัติของโลหะ (พื้นฐาน) ก่อตัว (เป็นไอออนบวก) เกลือและสารประกอบไบนารีจำนวนมาก เกลือแคลเซียมหลายชนิดละลายในน้ำได้น้อย ในธรรมชาติ - ที่หกในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ทางเคมี ธาตุ (ธาตุที่สามในบรรดาโลหะ) จะอยู่ในรูปแบบที่จับตัวเป็นก้อน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การขาดแคลเซียมในดินสามารถเติมได้โดยการใส่ปุ๋ยปูนขาว (CaCO 3 , CaO แคลเซียมไซยานาไมด์ CaCN 2 เป็นต้น) แคลเซียม แคลเซียมไอออนบวก และสารประกอบทำให้เปลวไฟของเตาแก๊สเป็นสีส้มเข้ม ( การตรวจจับเชิงคุณภาพ).

แคลเซียม

โลหะสีเงินขาว อ่อนนุ่ม เหนียว ในอากาศชื้นจะทำให้มัวหมองและกลายเป็นฟิล์มของ CaO และ Ca(OH) 2 ปกคลุม ไวต่อปฏิกิริยามาก ติดไฟเมื่อได้รับความร้อนในอากาศ ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน คลอรีน กำมะถัน และกราไฟต์:

ลดโลหะอื่นๆ ออกจากออกไซด์ของโลหะ (วิธีการที่สำคัญทางอุตสาหกรรมคือ แคลเซียมเทอร์มี):

ใบเสร็จแคลเซียมใน อุตสาหกรรม:

แคลเซียมถูกใช้เพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะออกจากโลหะผสม ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโลหะผสมที่เบาและต้านแรงเสียดทาน เพื่อแยกโลหะหายากออกจากออกไซด์ของพวกมัน

แคลเซียมออกไซด์ CaO

ออกไซด์พื้นฐาน ชื่อทางเทคนิคคือปูนขาว สีขาว ดูดความชื้นสูง มีโครงสร้างไอออนิก Ca 2+ O 2- . ทนไฟ เสถียรทางความร้อน ระเหยได้เมื่อจุดระเบิด ดูดซับความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ (สูง exo-ผล) ก่อให้เกิดสารละลายที่เป็นด่างสูง (สามารถตกตะกอนด้วยไฮดรอกไซด์ได้) กระบวนการนี้เรียกว่า slaking ปูนขาว ทำปฏิกิริยากับกรด ออกไซด์ของโลหะและอโลหะ ใช้สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบแคลเซียมอื่น ๆ ในการผลิต Ca(OH) 2 , CaC 2 และปุ๋ยแร่ เป็นฟลักซ์ในโลหะ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ส่วนประกอบของสารยึดเกาะในการก่อสร้าง

สมการของปฏิกิริยาที่สำคัญที่สุด:

ใบเสร็จ CaO ในอุตสาหกรรม– การคั่วหินปูน (900-1200 °С):

CaCO3 = CaO + CO2

แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH)2

ไฮดรอกไซด์พื้นฐาน ชื่อทางเทคนิคคือปูนขาว สีขาว ดูดความชื้น มีโครงสร้างเป็นไอออน Ca 2+ (OH -) 2 สลายตัวเมื่อได้รับความร้อนปานกลาง ดูดซับความชื้นและคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ละลายได้เล็กน้อยในน้ำเย็น (เกิดสารละลายด่าง) แม้ในน้ำเดือดน้อยกว่า สารละลายใส (น้ำปูนใส) จะขุ่นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ (สารแขวนลอยนี้เรียกว่า นมมะนาว) ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อไอออน Ca 2+ คือการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านน้ำปูนขาวโดยมีลักษณะของการตกตะกอนของ CaCO 3 และการเปลี่ยนสถานะเป็นสารละลาย ทำปฏิกิริยากับกรดและกรดออกไซด์เข้าสู่ปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนไอออน ใช้ในการผลิตแก้ว, ปูนขาว, ปุ๋ยแร่มะนาว, สำหรับโซดาไฟและทำให้น้ำจืดอ่อนลง, เช่นเดียวกับการเตรียมครกปูนขาว - ส่วนผสมที่เป็นแป้ง (ทราย + ปูนขาว + น้ำ) ทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะสำหรับ งานหินและอิฐ งานตกแต่ง ( งานฉาบปูน) ผนังและวัตถุประสงค์ในการก่อสร้างอื่นๆ การแข็งตัว ("การยึดเกาะ") ของสารละลายดังกล่าวเกิดจากการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ

ประวัติของแคลเซียม

แคลเซียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2351 โดยฮัมฟรีย์ เดวี่ ซึ่งโดยการอิเล็กโทรลิซิสของปูนขาวและเมอร์คิวรีออกไซด์ ทำให้ได้แคลเซียมอะมัลกัม อันเป็นผลมาจากกระบวนการกลั่นปรอทซึ่งโลหะยังคงอยู่ ซึ่งได้รับชื่อนี้ว่า แคลเซียม.ในภาษาละติน มะนาวเสียงเหมือน แคล็กซ์มันเป็นชื่อนี้ที่นักเคมีชาวอังกฤษเลือกสำหรับสารเปิด

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก II ของกลุ่ม IV ของช่วงเวลาของระบบธาตุเคมี D.I. Mendeleev มีเลขอะตอม 20 และมวลอะตอม 40.08 การกำหนดที่ยอมรับคือ Ca (จากภาษาละติน - แคลเซียม)

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

แคลเซียมเป็นโลหะอัลคาไลสีเงินสีขาวที่ทำปฏิกิริยาได้ เนื่องจากการโต้ตอบกับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์พื้นผิวของโลหะจะมัวหมองดังนั้นแคลเซียมจึงต้องการระบบการจัดเก็บพิเศษ - ภาชนะที่ปิดแน่นซึ่งโลหะถูกเทด้วยพาราฟินเหลวหรือน้ำมันก๊าด

แคลเซียมเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับบุคคลที่รู้จักกันดีที่สุดความต้องการรายวันอยู่ที่ 700 ถึง 1,500 มก. สำหรับผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพแข็งแรง แต่จะเพิ่มขึ้นในระหว่างตั้งครรภ์และให้นมบุตรต้องคำนึงถึงสิ่งนี้ด้วยและควรให้แคลเซียม นำมาทำในรูปของยา

อยู่ในธรรมชาติ

แคลเซียมมีกิจกรรมทางเคมีที่สูงมาก ดังนั้น จึงไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบอิสระ (บริสุทธิ์) อย่างไรก็ตามมันพบมากเป็นอันดับที่ห้าในเปลือกโลก ในรูปของสารประกอบที่พบในตะกอน (หินปูน, ชอล์ค) และหิน (หินแกรนิต), อะโนไรท์ เฟลด์สปาร์มีแคลเซียมจำนวนมาก

มีการแพร่กระจายอย่างกว้างขวางในสิ่งมีชีวิต พบได้ในพืช สัตว์ และสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ โดยส่วนใหญ่พบในส่วนประกอบของฟันและเนื้อเยื่อกระดูก

การดูดซึมแคลเซียม

อุปสรรคต่อการดูดซึมแคลเซียมจากอาหารตามปกติคือการบริโภคคาร์โบไฮเดรตในรูปของขนมหวานและด่างซึ่งทำให้กรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารเป็นกลางซึ่งจำเป็นต่อการละลายแคลเซียม กระบวนการดูดซึมแคลเซียมนั้นค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นบางครั้งมันไม่เพียงพอที่จะได้รับจากอาหารเท่านั้นจำเป็นต้องได้รับธาตุขนาดเล็กเพิ่มเติม

ปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่น

เพื่อปรับปรุงการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้ มันเป็นสิ่งจำเป็นซึ่งมีแนวโน้มที่จะอำนวยความสะดวกในการดูดซึมแคลเซียม เมื่อรับประทานแคลเซียม (ในรูปของอาหารเสริม) ในกระบวนการรับประทานอาหาร การดูดซึมจะถูกปิดกั้น แต่การเสริมแคลเซียมแยกจากอาหารจะไม่ส่งผลต่อกระบวนการนี้แต่อย่างใด

แคลเซียมเกือบทั้งหมดของร่างกาย (1 ถึง 1.5 กก.) พบในกระดูกและฟัน แคลเซียมมีส่วนร่วมในกระบวนการปลุกปั่นของเนื้อเยื่อประสาท, การหดตัวของกล้ามเนื้อ, กระบวนการแข็งตัวของเลือด, เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์, ของเหลวในเซลล์และเนื้อเยื่อ, มีฤทธิ์ต้านการแพ้และต้านการอักเสบ, ป้องกันภาวะเลือดเป็นกรด, เปิดใช้งานจำนวนของ เอนไซม์และฮอร์โมน แคลเซียมยังเกี่ยวข้องกับการควบคุมการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์และมีผลตรงกันข้าม

สัญญาณของการขาดแคลเซียม

สัญญาณของการขาดแคลเซียมในร่างกายเป็นอาการที่ไม่เกี่ยวข้องกันในแวบแรก:

• ความกังวลใจ, การเสื่อมสภาพของอารมณ์;
• คาร์ดิโอพัลมัส;
• ชัก, ชาของแขนขา;
• ชะลอการเจริญเติบโตและเด็ก
• ความดันโลหิตสูง;
• การหลุดลอกและความเปราะบางของเล็บ
• ปวดข้อ ลด "เกณฑ์ความเจ็บปวด";
• มีประจำเดือนมาก

สาเหตุของการขาดแคลเซียม

สาเหตุของการขาดแคลเซียมอาจเป็นอาหารที่ไม่สมดุล (โดยเฉพาะความอดอยาก), ปริมาณแคลเซียมต่ำในอาหาร, การสูบบุหรี่และการติดกาแฟและเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีน, dysbacteriosis, โรคไต, ต่อมไทรอยด์, การตั้งครรภ์, ระยะให้นมบุตรและวัยหมดประจำเดือน

แคลเซียมส่วนเกิน ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้กับการบริโภคผลิตภัณฑ์นมมากเกินไปหรือการรับประทานยาที่ไม่สามารถควบคุมได้ มีลักษณะเฉพาะคือกระหายน้ำรุนแรง คลื่นไส้ อาเจียน เบื่ออาหาร อ่อนเพลีย และปัสสาวะบ่อยขึ้น

การใช้แคลเซียมในการดำรงชีวิต

แคลเซียมพบการใช้งานในการผลิตโลหะความร้อนของยูเรเนียมในรูปของสารประกอบธรรมชาติที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตยิปซั่มและซีเมนต์เพื่อฆ่าเชื้อโรค (ทุกคนรู้ สารฟอกขาว).