Калций - свойствата на химични елементи

Калций (калций), Са, химичен елемент от групата II на периодичната таблица, за атомен номер 20, атомно тегло 40,08; сребро бяла светлина метал. Естествен елемент е смес от шестте стабилни изотопи: 40 Ca, 42 СА, 43 СА, 44 СА, 46 и 48 Са Са, от които най-често 40 Ca (96, 97%).

Съединения на Ca - варовик, мрамор, гипс (вар и - варовик калциниране продукт) е бил използван в древността в търговията със строителни материали. До края на 18-ти век, химици смятат, известен просто от организма. В 1789, Лавоазие предполага, че вар, магнезиев оксид, барит, алуминиев окис и силициев двуокис - комплекс вещество. През 1808, G. Davy подлага на електролиза с живак катод смес се мокро гасена вар оксид живак амалгама получен Са, и потегляне живак от това, има метал, наречен "Калциев" (от латински Калкс, смъртни случаи род calcis - .. вар) ,

А огромна роля в историята на Ca пиеси и биогенни миграция. В живата материя от металните елементи Ca - главен. Има организми, които съдържат повече от 10% Са (повече въглерод), изграждане на техния скелет на Са съединения, главно на СаСО3 (варовити водорасли, много мекотели, корали, коренища и т. Д). С погребението на скелети морето. на животни и растения, свързани с натрупване огромна маса водорасли, корали и други варовици, които дълбоко в недрата на земята и минерализиране, превърнати в различни видове мрамор.

Огромни райони с влажен климат (горски площи, тундрата) се характеризират с дефицит на Са - тук е лесно извлича от почвата. Това обяснява ниската плодородието на почвата, ниската производителност на животните, малките си размери, често заболяване на скелета. Ето защо, много важно е за варуване на почвата, торене домашни животни и птици, и така нататък. Г. Напротив, в сухия климат на СаСО3 пестеливо, така пейзажа на степи и пустини са богати на Ca. блата солта и солени езера често се натрупват гипс CaSO4 · 2Н2 О.

Важна роля в миграцията на Ca играе подземните води. масиви варовикови понякога енергично излужени СаСО3. това, което е причинил на развитието на карстови пещери, образуването на сталактити и сталагмити. Отделно от калцит, моретата последните геоложки възраст е широко отлагане на фосфат Са (например, фосфорит депозити Тау в Казахстан), доломит СаСО3 · MgCO3. и в лагуните на изпарение - гипс.

Физичните свойства на калций. Кристалната решетка на α форма Са (стабилен при обикновена температура) FCC, а = 5,56Å, Атомното радиуса на 1.97Å, Йонната радиуса на Са2 +. 1.04Å, Плътност 1,54 грама / cm 3 (20 ° С). Над 464 ° С е стабилен шестоъгълна β-форма. точка на топене 851 ° С, точка на кипене 1482 ° С; температурен коефициент на линейно разширение на 22 х 10 -6 (0-300 ° С); проводимост при 20 ° С 125,6 W / (m · K) или 0,3 кал / (см · сек · ° С); специфична топлина (0-100 ° С) 623,9 J / (кг · К) или 0,149 кал / (г · ° С); Електрическо съпротивление при 20 ° С 4,6 · 10 -8 ома · т, или 4.6 х 10 -6 ома · cm; температурен коефициент на съпротивление от 4.57 х 10 -3 (20 ° С). Якост модул 26 GN / m 2 (2600 кгс / mm 2); якост на опън 60 MN / т2 (6 кгс / mm 2); еластичната граница 4 MN / т2 (0,4 кгс / mm 2) получаване на сила 38 MN / т2 (3,8 кгс / mm 2); удължение 50%; Твърдост по Бринел 200-300 MN / m2 (20-30 кгс / mm 2). Калциев пластмаса достатъчно висока чистота, добре натиснат, сплескани и се поддава на обработка.

Химичните свойства на калций. Конфигурацията на външната обвивка електрон на атом Са 4s 2. при което Са съединения в 2-валентна. Ca химически много активен. При обикновени температури, Ca лесно реагира с кислород и влага във въздуха, така че се съхранява в затворени контейнери или под минерално масло. При нагряване на въздух или кислород се запалва, като основен оксид СаО. Също така е известно, пероксиди Са - CaO2 и CaO4. Със студена вода Са реагира бързо в началото, след това реакцията се забавя поради филмообразуващият Са (ОН) 2. Са реагира енергично с гореща вода и киселини, разпределяне на Н2 (с изключение на концентрирана HNO3). Тъй като флуор реагира на студено и хлор и бром - над 400 ° С, давайки съответно CaF2. CaCl2 и CaBr2. Тези халиди в стопено състояние да образуват така наречената Са subsoedineniya - CaF, СаСЬ, в която Ca официално едновалентен. При нагряване с серен Са получени калциеви сулфидни CAS, последният добавя серен да образуват полисулфиди (CaS2. CaS4 и други). Взаимодействие със сух водород при 300-400 ° С, Са образува хидрид CaH2 - йонно съединение, в което водородът е анион. При 500 ° С Са и азот получаване нитрид Са3 N2; Са взаимодействие с амоняк води до студено раамин комплекс Са [NH3] 6. При нагряване, без достъп на въздух с графит, силиций или фосфор Са дава съответно калциев карбид CaC2. силициди Са2 Si, CaSi, CaSi2 и фосфид Са3 Р2. Са образува интерметални съединение с Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn и др.

Първи калций. В промишлеността Са получени по два начина: 1) чрез нагряване брикети СаО и Al прах сместа при 1200 ° С във вакуум 0,01-0,02 mm Hg. Член. еволюирали от реакцията: 6CaO + 2 Al = 3СаО · Al2 3 + 3Ca двойка Ca кондензира върху студена повърхност; 2) чрез електролиза на стопен CaCl2 и калиев хлорид с течност меден калциев сплав катод получава Cu - Са (65% Са), от които Са се дестилира при температура 950-1000 ° С във вакуум 0.1-0.001 мм живачен стълб. Чл.

Прилагане на калций. В Ca формата на чист метал се използва като редуциращо средство U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb и някои редки земни метали от техните съединения. Тя се използва и за дезоксидация на стомана, бронз и други сплави за отстраняването на сярата от петрол, за обезводняване органични течности за пречистване на аргон и азот като чистач на примеси газове в вакуумни устройства. Голям употреба в областта на техниката, получена антифрикционни материали Pb-Na-Ca системи и Pb-Ca сплави, служещи за производство на електрически обвивка. кабели. Лети Ca-Si-Са (silicocalcium) се използва като дезоксидатор и дегазатор в производството на висококачествена стомана.