Кальцій
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Зміст |
[ред.] Походження назви
Назва елементу походить від латинського calx, calcis — вапно («м'який камінь»). Воно було запропоноване англ. хіміком Р. Деві, в 1808 р. що виділив металевий кальцій електролітичним методом. Деві змішував вологе гашене вапно з оксидом ртуті HgO на платиновій пластині, яка була анодом. Катодом служив платиновий дріт, занурений в рідку ртуть. В результаті електролізу виходила амальгама кальцію.
[ред.] Поширення в природі
За поширеністю в природі кальцій займає п'яте місце серед хімічних елементів (3,6% маси земної кори). У зв'язку з високою хімічною активністю у вільному стані він не зустрічається. Найбільш поширеними його сполуками є вапняк, крейда та мармур, які мають однаковий хімічний склад CaCO3, але різну кристалічну будову. Ці мінерали часто утворюють цілі гірські масиви. У великих кількостях зустрічаються також апатити і фосфорити, основою яких є фосфат кальцію Са3(РО4)2. Досить поширеним є мінерал гіпс СаSO4 • 2Н2О.
Крім того, значні кількості сполук кальцію містяться в ґрунті і природних водах, а також входять до складу тваринних і рослинних організмів. Так, наприклад, мінеральна маса кісток і зубів тварин містить близько 80% фосфату кальцію Са3(РО4)2, а шкаралупа яєць майже повністю складається з карбонату кальцію СаСО3.
[ред.] Фізичні властивості
У вільному стані кальцій — сріблясто-білий легкий метал. Густина його 1,55 г/см3. Температура плавлення 851°С. Твердість кальцію невелика, він лише трохи твердіший за свинець. Пластичність досить висока: кальцій легко можна пресувати і розкатувати в тоненькі листочки.
[ред.] Хімічні властивості
Кальцій належить до головної підгрупи другої групи періодичної системи Менделєєва. Його атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по два електрони. Ці електрони він легко втрачає і перетворюється в позитивно заряджені іони Са2+. У всіх своїх сполуках кальцій буває лише двовалентний. Кальцій належить до найактивніших металів і за своєю хімічною активністю поступається лише перед лужними металами.
При звичайній температурі кальцій легко взаємодіє з киснем і вологою повітря, тому його зберігають під шаром гасу або в герметично закритій посудині. При нагріванні він легко запалюється, утворюючи оксид кальцію:
- 2Са + О2 = 2СаО
Кальцій легко взаємодіє також з водою, особливо при нагріванні, а з кислотами реагує дуже бурхливо:
- Са + 2Н2О = Сa(ОН)2 + Н2 ↑
- Са + 2НCl = СаCl2 + Н2 ↑
З вологим бромом і хлором кальцій взаємодіє вже при звичайній температурі, а при нагріванні безпосередньо реагує з сіркою, азотом і іншими речовинами, а також відновлює майже всі метали з їх оксидів:
- Са + Cl2 = СаCl2
- Са + S = СаS
- 3Са + N2 = Са3N2
[ред.] Одержання
Металічний кальцій добувають електролізом розплавленого хлориду кальцію при температурі 800—850°С. Процес електролізу можна зобразити такими рівняннями:
СаCl2
↑↓
— Катод <- Са2+ + 2Cl- -> Анод +
Са2+ + 2е = Са° 2Cl — 2е = 2Cl° = Cl2 ↑
[ред.] Застосування
Металічний кальцій застосовують головним чином у металургії для одержання деяких металів з їх оксидів, які важко відновлюються, наприклад ванадію, хрому і ін.
- V2O5 + 5Ca = 2V + 5CaO
- Cr2O3 + 3Ca = 2Cr + 3CaO
Кальцій використовують також для розкиснення сталі і бронзи при їх виплавці, а також для виготовлення деяких сплавів. Так, сплав свинцю з невеликою добавкою кальцію служить для заливки підшипників залізничних вагонів. Крім того, кальцій застосовують для зневоднення деяких органічних рідин і інших цілей.
[ред.] Дивись також
[ред.] Джерела
- Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968
