कैल्शियम एक प्रकार का रसायन है। कैल्शियम के भौतिक गुण

होम / व्याख्यान प्रथम वर्ष / सामान्य और कार्बनिक रसायन / प्रश्न 23. कैल्शियम / 2. भौतिक और रासायनिक गुण

भौतिक गुण। कैल्शियम एक चांदी-सफेद निंदनीय धातु है जो 850 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है। C और 1482 डिग्री पर उबलता है। C. यह क्षार धातुओं की तुलना में बहुत कठिन है।

रासायनिक गुण। कैल्शियम एक सक्रिय धातु है। तो सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से वायुमंडलीय ऑक्सीजन और हलोजन के साथ संपर्क करता है:

2 सीए + ओ 2 \u003d 2 सीएओ (कैल्शियम ऑक्साइड);

Ca + Br2 = CaBr2 (कैल्शियम ब्रोमाइड)।

हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, कार्बन और अन्य गैर-धातुओं के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर प्रतिक्रिया करता है:

Ca + H2 = CaH2 (कैल्शियम हाइड्राइड);

3 Ca + N2 = Ca3N2 (कैल्शियम नाइट्राइड);

सीए + एस = सीएएस (कैल्शियम सल्फाइड);

3 Ca + 2 P = Ca3P2 (कैल्शियम फास्फाइड);

सीए + 2 सी \u003d सीएसी 2 (कैल्शियम कार्बाइड)।

कैल्शियम ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे और गर्म पानी के साथ बहुत तेजी से प्रतिक्रिया करता है:

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2।

कैल्शियम आक्साइड और कम सक्रिय धातुओं के हलोजन से ऑक्सीजन या हलोजन को दूर कर सकता है, अर्थात इसमें कम करने वाले गुण हैं:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

  • 1. प्रकृति में होना
  • 3. रसीद
  • 4. आवेदन

www.medkurs.ru

कैल्शियम | गाइड पेस्टीसाइड्स.ru

कई लोगों के लिए कैल्शियम के बारे में ज्ञान इस बात तक सीमित है कि यह तत्व स्वस्थ हड्डियों और दांतों के लिए आवश्यक है। यह और कहाँ निहित है, इसकी आवश्यकता क्यों है और कितना आवश्यक है, इसका अंदाजा सभी को नहीं है। हालाँकि, कैल्शियम कई यौगिकों में पाया जाता है जो प्राकृतिक और मानव निर्मित दोनों से परिचित हैं। चाक और चूना, गुफाओं के स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स, प्राचीन जीवाश्म और सीमेंट, जिप्सम और एलाबस्टर, डेयरी उत्पाद और ऑस्टियोपोरोसिस-विरोधी दवाएं - यह सब और अधिक कैल्शियम में उच्च है।

यह तत्व पहली बार 1808 में जी डेवी द्वारा प्राप्त किया गया था, और पहले इसे बहुत सक्रिय रूप से उपयोग नहीं किया गया था। फिर भी, अब यह धातु उत्पादन के मामले में दुनिया में पांचवें स्थान पर है, और इसकी आवश्यकता साल-दर-साल बढ़ रही है। कैल्शियम उपयोग का मुख्य क्षेत्र निर्माण सामग्री और मिश्रण का उत्पादन है। हालांकि, यह न केवल घरों, बल्कि जीवित कोशिकाओं के निर्माण के लिए भी आवश्यक है। मानव शरीर में, कैल्शियम कंकाल का हिस्सा है, मांसपेशियों के संकुचन को संभव बनाता है, रक्त के थक्के को सुनिश्चित करता है, कई पाचन एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करता है, और कई अन्य कार्य करता है। यह अन्य जीवित वस्तुओं के लिए कम महत्वपूर्ण नहीं है: जानवर, पौधे, कवक और यहां तक ​​​​कि बैक्टीरिया भी। साथ ही, कैल्शियम की आवश्यकता काफी अधिक है, जो इसे मैक्रोन्यूट्रिएंट के रूप में वर्गीकृत करना संभव बनाता है।

कैल्शियम (कैल्शियम), सीए मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह II के मुख्य उपसमूह का एक रासायनिक तत्व है। परमाणु संख्या - 20. परमाणु द्रव्यमान - 40.08।

कैल्शियम एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। मुक्त अवस्था में निंदनीय, बल्कि कठोर, सफेद। घनत्व हल्की धातुओं को संदर्भित करता है।

  • घनत्व - 1.54 ग्राम / सेमी 3,
  • गलनांक - +842 ° C,
  • क्वथनांक - +1495 ° C।

कैल्शियम ने धात्विक गुणों का उच्चारण किया है। सभी यौगिकों में, ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।

हवा में, यह ऑक्साइड की एक परत के साथ कवर किया जाता है, गर्म होने पर, यह एक लाल, चमकदार लौ के साथ जलता है। यह ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है और जल्दी से गर्म पानी से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और हाइड्रॉक्साइड बनाता है। हाइड्रोजन के साथ अभिक्रिया करने पर यह हाइड्राइड बनाता है। कमरे के तापमान पर, यह नाइट्राइड बनाने के लिए नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह हलोजन और सल्फर के साथ भी आसानी से जुड़ जाता है, गर्म होने पर धातु के आक्साइड को पुनर्स्थापित करता है।

कैल्शियम प्रकृति में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री वजन से 3% है। यह चाक, चूना पत्थर, संगमरमर (कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 की एक प्राकृतिक किस्म) के जमाव के रूप में होता है। बड़ी मात्रा में जिप्सम (CaSO4 x 2h3O), फॉस्फोराइट (Ca3 (PO4) 2) और विभिन्न कैल्शियम युक्त सिलिकेट जमा होते हैं।

पानी
. कैल्शियम लवण लगभग हमेशा प्राकृतिक जल में मौजूद होते हैं। इनमें से केवल जिप्सम ही इसमें थोड़ा घुलनशील होता है। पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री के साथ, कैल्शियम कार्बोनेट बाइकार्बोनेट Ca (HCO3) 2 के रूप में घोल में चला जाता है।
कठोर जल
. बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम लवण वाले प्राकृतिक पानी को कठोर कहा जाता है।
मृदु जल
. इन लवणों की कम मात्रा या उनकी अनुपस्थिति के साथ, पानी को मृदु कहा जाता है।
मिट्टी
. एक नियम के रूप में, मिट्टी पर्याप्त रूप से कैल्शियम प्रदान करती है। और, चूंकि कैल्शियम पौधों के वानस्पतिक भाग में एक बड़े द्रव्यमान में निहित होता है, फसल के साथ इसका निष्कासन नगण्य होता है।

वर्षा द्वारा निक्षालन के परिणामस्वरूप मिट्टी से कैल्शियम की हानि होती है। यह प्रक्रिया मिट्टी, वर्षा, पौधों की प्रजातियों, चूने और खनिज उर्वरकों के रूपों और खुराक की कणिकामितीय संरचना पर निर्भर करती है। इन कारकों के आधार पर, कृषि योग्य परत से कैल्शियम की हानि कई दसियों से लेकर 200-400 किग्रा/हेक्टेयर या उससे अधिक तक हो सकती है।

विभिन्न प्रकार की मिट्टी में कैल्शियम की मात्रा

पोडज़ोलिक मिट्टी में 0.73% (मिट्टी के शुष्क पदार्थ का) कैल्शियम होता है।

ग्रे वन - 0.90% कैल्शियम।

चेरनोज़ेम - 1.44% कैल्शियम।

Serozems - 6.04% कैल्शियम।

पौधे में, कैल्शियम फॉस्फेट, सल्फेट्स, कार्बोनेट के रूप में, पेक्टिन और ऑक्सालिक एसिड के लवण के रूप में होता है। पौधों में लगभग 65% कैल्शियम पानी से निकाला जा सकता है। बाकी का कमजोर एसिटिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ इलाज किया जाता है। अधिकांश कैल्शियम उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं में पाया जाता है।

कैल्शियम की कमी के लक्षण के अनुसार:

संस्कृति

कमी के लक्षण

सामान्य लक्षण

शिखर कली का सफेद होना;

नई पत्तियों का सफेद होना;

पत्तियों की युक्तियाँ नीचे की ओर मुड़ी हुई हैं;

पत्तियों के किनारे मुड़ जाते हैं;

आलू

ऊपरी पत्ते खराब खिल रहे हैं;

तने का विकास बिंदु मर जाता है;

पत्तियों के किनारों पर एक हल्की पट्टी होती है, बाद में यह काली पड़ जाती है;

पत्तियों के किनारे मुड़ जाते हैं;

गोभी सफेद और फूलगोभी

युवा पौधों की पत्तियों पर, क्लोरोटिक स्पॉटिंग (मार्बलिंग) या किनारों पर सफेद धारियाँ;

पुराने पौधों में, पत्तियाँ मुड़ जाती हैं और उन पर जलन दिखाई देती है;

विकास बिंदु मर जाता है

लीफ टर्मिनल लोब मर जाते हैं

फूल झड़ते हैं;

शीर्ष पर फल पर एक गहरा धब्बा दिखाई देता है, जो फल के बढ़ने के साथ बढ़ता जाता है (टमाटर एपेक्स रोट)

एपिकल कलियाँ मर जाती हैं;

युवा पत्तियों के किनारे लपेटे जाते हैं, फटे होते हैं, फिर मर जाते हैं;

अंकुर के ऊपरी भाग मर जाते हैं;

जड़ों की युक्तियों को नुकसान;

फल के गूदे में - भूरे रंग के धब्बे (कड़वे गड्ढे);

फल का स्वाद बिगड़ जाता है;

फलों की बिक्री में कमी

कैल्शियम के कार्य

पौधों पर इस तत्व का प्रभाव बहुपक्षीय और, एक नियम के रूप में, सकारात्मक है। कैल्शियम:

  • चयापचय बढ़ाता है;
  • कार्बोहाइड्रेट के संचलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है;
  • नाइट्रोजनी पदार्थों के कायापलट को प्रभावित करता है;
  • अंकुरण के दौरान बीज आरक्षित प्रोटीन की खपत में तेजी लाता है;
  • प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भूमिका निभाता है;
  • अन्य उद्धरणों का एक मजबूत विरोधी, पौधे के ऊतकों में उनके अत्यधिक प्रवेश को रोकता है;
  • यह प्रोटोप्लाज्म (चिपचिपापन, पारगम्यता, आदि) के भौतिक-रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है, और इसलिए पौधे में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं का सामान्य कोर्स;
  • पेक्टिन के साथ कैल्शियम यौगिक अलग-अलग कोशिकाओं की दीवारों को एक साथ चिपकाते हैं;
  • एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एंजाइमों की गतिविधि पर कैल्शियम यौगिकों (चूने) का प्रभाव न केवल प्रत्यक्ष कार्रवाई में व्यक्त किया जाता है, बल्कि मिट्टी के भौतिक-रासायनिक गुणों और इसके पोषण शासन में सुधार के कारण भी व्यक्त किया जाता है। इसके अलावा, मृदा चूना विटामिन जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

पौधों में कैल्शियम की कमी (कमी)।

कैल्शियम की कमी मुख्य रूप से जड़ प्रणाली के विकास को प्रभावित करती है। जड़ रोमों का बनना जड़ों पर रुक जाता है। जड़ की बाहरी कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

यह लक्षण कैल्शियम की कमी और पोषक तत्व के घोल में असंतुलन के साथ ही प्रकट होता है, यानी इसमें मोनोवालेंट सोडियम, पोटेशियम और हाइड्रोजन केशन की प्रबलता होती है।

इसके अलावा, मिट्टी के घोल में नाइट्रेट नाइट्रोजन की मौजूदगी पौधों के ऊतकों में कैल्शियम के प्रवाह को बढ़ाती है, जबकि अमोनिया इसे कम कर देता है।

कैल्शियम भुखमरी के संकेतों की उम्मीद तब की जाती है जब कैल्शियम की मात्रा मिट्टी के कटियन विनिमय क्षमता के 20% से कम हो।

लक्षण। नेत्रहीन, कैल्शियम की कमी निम्नलिखित संकेतों द्वारा स्थापित की जाती है:

  • पौधों की जड़ों में क्षतिग्रस्त भूरे रंग के सिरे देखे जाते हैं;
  • विकास बिंदु विकृत हो जाता है और मर जाता है;
  • फूल, अंडाशय और कलियाँ झड़ जाती हैं;
  • नेक्रोसिस से फल क्षतिग्रस्त हो जाते हैं;
  • पत्तियां क्लोरोटिक हैं;
  • एपिकल कली मर जाती है, और तने की वृद्धि रुक ​​जाती है।

गोभी, अल्फाल्फा, तिपतिया घास कैल्शियम की उपस्थिति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। यह स्थापित किया गया है कि इन्हीं पौधों को मिट्टी की अम्लता के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि की विशेषता है।

खनिज कैल्शियम विषाक्तता के परिणामस्वरूप शिराओं के बीच सफेद नेक्रोटिक धब्बे के साथ हरित हीनता हो जाती है। वे रंगीन हो सकते हैं या उनमें पानी से भरे गाढ़े छल्ले हो सकते हैं। कुछ पौधे पत्तियों के रसगुल्लों को उगाकर, अंकुरों के मर जाने और पत्तियों के गिरने से अतिरिक्त कैल्शियम का जवाब देते हैं। लक्षण दिखने में आयरन और मैग्नीशियम की कमी के समान हैं।

मिट्टी में कैल्शियम की पुनःपूर्ति का स्रोत चूना उर्वरक है। वे तीन समूहों में विभाजित हैं:

  • कठोर चने की चट्टानें;
  • नरम चने की चट्टानें;
  • उच्च चूने की मात्रा वाला औद्योगिक अपशिष्ट।

CaO और MgO की सामग्री के अनुसार कठोर कैल्शियम युक्त चट्टानों को इसमें विभाजित किया गया है:

  • चूना पत्थर (55-56% CaO और 0.9% MgO तक);
  • डोलोमिटिक लिमस्टोन (42-55% CaO और 9% MgO तक);
  • डोलोमाइट्स (32-30% CaO और 18-20% MgO)।
चूना पत्थर
- मूल चूना उर्वरक। CaCO3 के संदर्भ में 75-100% Ca और Mg ऑक्साइड होते हैं।
डोलोमिटाइज्ड चूना पत्थर
. CaCO3 के संदर्भ में 79-100% सक्रिय संघटक (a.i.) शामिल हैं। आलू, फलियां, सन, जड़ वाली फसलों के साथ-साथ भारी पॉडज़ोलाइज़्ड मिट्टी के फसल चक्रों में इसकी सिफारिश की जाती है।
चिकनी मिट्टी
. 25-15% तक CaCO3 और 20-40% तक रेत के साथ मिट्टी के रूप में अशुद्धियाँ होती हैं। धीरे-धीरे कार्य करता है। हल्की मिट्टी पर उपयोग के लिए अनुशंसित।
चाक
. 90-100% CaCO3 होता है। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है। यह बारीक पिसी हुई एक मूल्यवान चूने की खाद है।
जला हुआ चूना
(सीएओ)। CaCO3 की सामग्री 70% से अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से काम करने वाली चूना सामग्री के रूप में जाना जाता है।
कास्टिक चूना
(सीए (ओएच) 2)। CaCO3 की सामग्री 35% या अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से काम करने वाला चूना उर्वरक भी है।
डोलोमाइट का आटा
. CaCO3 और MgCO3 की सामग्री लगभग 100% है। चूनेदार टफ्स की तुलना में कार्रवाई में धीमी। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है जहां मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।
चूनेदार टफ्स
. CaCO3 की सामग्री 15-96% है, अशुद्धियाँ 25% तक मिट्टी और रेत, 0.1% P2O5 हैं। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है।
शौच कीचड़ (शौच)
. CaCO3 और Ca(OH)2 से मिलकर बनता है। CaO में चूने की मात्रा 40% तक होती है। नाइट्रोजन भी मौजूद है - 0.5% और P2O5 - 1-2%। यह चुकंदर कारखानों से निकलने वाला कचरा है। यह न केवल मिट्टी की अम्लता को कम करने के लिए, बल्कि चेरनोज़म मिट्टी पर चुकंदर उगाने वाले क्षेत्रों में भी उपयोग करने के लिए अनुशंसित है।
शेल राख चक्रवात
. सूखी चूर्णित सामग्री। सक्रिय पदार्थ की सामग्री 60-70% है। औद्योगिक कचरे को संदर्भित करता है।
भट्ठों और सीमेंट संयंत्रों से धूल
. CaCO3 की सामग्री 60% से अधिक होनी चाहिए। व्यवहार में, इसका उपयोग सीमेंट संयंत्रों के निकट स्थित खेतों में किया जाता है।
धातुकर्म लावा
. उरल और साइबेरिया के क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। गैर-हीड्रोस्कोपिक, स्प्रे करने में आसान। कम से कम 80% CaCO3 होना चाहिए, नमी की मात्रा 2% से अधिक नहीं होनी चाहिए। ग्रेन्युलोमेट्रिक रचना महत्वपूर्ण है: 70% - 0.25 मिमी से कम, 90% - 0.5 मिमी से कम।

जैविक खाद। CaCO3 के संदर्भ में Ca की सामग्री 0.32–0.40% है।

फास्फेट आटा। कैल्शियम सामग्री 22% CaCO3 है।

चूने के उर्वरकों का उपयोग न केवल मिट्टी और पौधों को कैल्शियम प्रदान करने के लिए किया जाता है। उनके उपयोग का मुख्य उद्देश्य मिट्टी चूना है। यह रासायनिक सुधार की एक विधि है। इसका उद्देश्य अतिरिक्त मिट्टी की अम्लता को बेअसर करना, इसके एग्रोफिजिकल, एग्रोकेमिकल और जैविक गुणों में सुधार करना, मैग्नीशियम और कैल्शियम के साथ पौधों की आपूर्ति करना, मैक्रोलेमेंट्स और माइक्रोलेमेंट्स को जुटाना और स्थिर करना, खेती वाले पौधों के जीवन के लिए इष्टतम जल-भौतिक, भौतिक और वायु स्थितियों का निर्माण करना है।

मृदा चूना दक्षता

इसके साथ ही खनिज पोषण के एक तत्व के रूप में कैल्शियम के लिए पौधों की आवश्यकता को पूरा करने के साथ, चूने से मिट्टी में कई सकारात्मक परिवर्तन होते हैं।

कुछ मिट्टी के गुणों पर चूने का प्रभाव

कैल्शियम मिट्टी के कोलाइड्स के जमाव को बढ़ावा देता है और उनकी लीचिंग को रोकता है। इससे मिट्टी की खेती में आसानी होती है और वायु संचार में सुधार होता है।

चूना लगाने के परिणामस्वरूप:

  • रेतीली ह्यूमस मिट्टी उनकी जल अवशोषण क्षमता को बढ़ाती है;
  • भारी मिट्टी की मिट्टी पर, मिट्टी के समुच्चय और ढेले बनते हैं जो पानी की पारगम्यता में सुधार करते हैं।

विशेष रूप से, कार्बनिक अम्लों को बेअसर कर दिया जाता है और एच-आयनों को अवशोषित परिसर से विस्थापित कर दिया जाता है। यह विनिमय को समाप्त करने और मिट्टी की हाइड्रोलाइटिक अम्लता को कम करने की ओर जाता है। इसी समय, मिट्टी को अवशोषित करने वाले परिसर की cationic संरचना में सुधार होता है, जो हाइड्रोजन और एल्यूमीनियम आयनों के कैल्शियम और मैग्नीशियम के आयनों में परिवर्तन के कारण होता है। इससे आधारों के साथ मिट्टी की संतृप्ति की डिग्री बढ़ जाती है और अवशोषण क्षमता बढ़ जाती है।

नाइट्रोजन के साथ पौधों की आपूर्ति पर चूने का प्रभाव

चूने के बाद, मिट्टी और इसकी संरचना के सकारात्मक एग्रोकेमिकल गुणों को कई वर्षों तक संरक्षित रखा जा सकता है। यह पोषक तत्वों को जुटाने के लिए लाभकारी सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए अनुकूल परिस्थितियों के निर्माण में योगदान देता है। मिट्टी में स्वतंत्र रूप से रहने वाले अमोनिफायर्स, नाइट्रिफायर्स, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की गतिविधि को बढ़ाया जाता है।

चूने से नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रजनन में वृद्धि होती है और मेजबान पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति में सुधार होता है। यह स्थापित किया गया है कि जीवाणु उर्वरक अम्लीय मिट्टी पर अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं।

राख तत्वों के साथ पौधों की आपूर्ति पर चूने का प्रभाव

चूना पौधे को राख तत्वों की आपूर्ति में योगदान देता है, क्योंकि बैक्टीरिया की गतिविधि जो मिट्टी में कार्बनिक फास्फोरस यौगिकों को विघटित करती है और पौधों को उपलब्ध कैल्शियम फॉस्फेट लवण में लोहे और एल्यूमीनियम फॉस्फेट के संक्रमण को बढ़ावा देती है। अम्लीय मिट्टी का चूना सूक्ष्मजीवविज्ञानी और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ाता है, जो बदले में नाइट्रेट की मात्रा के साथ-साथ फास्फोरस और पोटेशियम के आत्मसात रूपों को बढ़ाता है।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स और ट्रेस तत्वों के रूपों और उपलब्धता पर चूने का प्रभाव

चूने से कैल्शियम की मात्रा बढ़ती है, और डोलोमाइट के आटे का उपयोग करते समय - मैग्नीशियम। साथ ही, मैंगनीज और एल्यूमीनियम के विषाक्त रूप अघुलनशील हो जाते हैं और अवक्षेपित रूप में चले जाते हैं। लोहा, तांबा, जस्ता, मैंगनीज जैसे तत्वों की उपलब्धता घट रही है। नाइट्रोजन, सल्फर, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस और मोलिब्डेनम अधिक उपलब्ध हो रहे हैं।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों की क्रिया पर चूने का प्रभाव

चूना शारीरिक रूप से अम्लीय खनिज उर्वरकों, विशेष रूप से अमोनिया और पोटाश की प्रभावशीलता को बढ़ाता है।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों का सकारात्मक प्रभाव बिना चूने के फीका पड़ जाता है, और समय के साथ नकारात्मक में बदल सकता है। इसलिए निषेचित स्थलों पर, अनिषेचित क्षेत्रों की तुलना में पैदावार और भी कम होती है। उर्वरकों के उपयोग के साथ चूना मिलाने से उनकी प्रभावशीलता 25-50% बढ़ जाती है।

चूना मिट्टी में एंजाइमेटिक प्रक्रियाओं को सक्रिय करता है, जो अप्रत्यक्ष रूप से इसकी उर्वरता का न्याय करता है।

द्वारा संकलित: ग्रिगोरोव्स्काया पी.आई.

पेज जोड़ा गया: 05.12.13 00:40

अंतिम अपडेट: 05/22/14 16:25

साहित्यिक स्रोत:

ग्लिंका एन.एल. सामान्य रसायन शास्त्र। विश्वविद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तक। प्रकाशक: एल: रसायन विज्ञान, 1985, पृष्ठ 731

माइनेव वी.जी. एग्रोकेमिस्ट्री: टेक्स्टबुक। - दूसरा संस्करण, संशोधित और पूरक। - एम।: एमजीयू पब्लिशिंग हाउस, कोलोस पब्लिशिंग हाउस, 2004। - 720 पी।, एल। बीमार। : बीमार। - (क्लासिक विश्वविद्यालय पाठ्यपुस्तक)।

पेट्रोव बी.ए., सेलेवरस्टोव एन.एफ. पौधों का खनिज पोषण। छात्रों और बागवानों के लिए संदर्भ पुस्तिका। येकातेरिनबर्ग, 1998. 79 पी।

बच्चों के लिए विश्वकोश। खंड 17. रसायन विज्ञान। / सिर। ईडी। वी.ए. वोलोडिन। - एम .: अवंता +, 2000. - 640 पी।, बीमार।

यागोडिन बी.ए., झूकोव यू.पी., कोबजारेंको वी.आई. एग्रोकेमिस्ट्री / बी.ए. द्वारा संपादित। यगोडिना। - एम।: कोलोस, 2002. - 584 पी।: गाद (उच्च शिक्षण संस्थानों के छात्रों के लिए पाठ्यपुस्तक और शिक्षण सहायक)।

छवियां (रीमास्टर्ड):

20 सीए कैल्शियम, लाइसेंस सीसी बाय के तहत

CIMMYT द्वारा गेहूं में कैल्शियम की कमी, CC BY-NC-SA के तहत लाइसेंस प्राप्त

www.pestcidy.ru

कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका - रसायन विज्ञान

कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका

परिचय

प्रकृति में होना

रसीद

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

जैविक भूमिका

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (अव्य। कैल्शियम) द्वारा निरूपित किया जाता है। सरल पदार्थ कैल्शियम (CAS संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

तत्व #20 की सर्वव्यापकता के बावजूद, रसायनज्ञों ने भी प्राथमिक कैल्शियम नहीं देखा है। लेकिन यह धातु, बाहरी और व्यवहार दोनों में, क्षार धातुओं से पूरी तरह अलग है, जिसके संपर्क में आग लगने और जलने का खतरा होता है। इसे हवा में सुरक्षित रूप से संग्रहित किया जा सकता है, यह पानी से प्रज्वलित नहीं होता है। तात्विक कैल्शियम के यांत्रिक गुण इसे धातुओं के परिवार में "काली भेड़" नहीं बनाते हैं: कैल्शियम उनमें से कई को ताकत और कठोरता से पार कर जाता है; इसे खराद पर चालू किया जा सकता है, तार में खींचा जा सकता है, जाली, दबाया जा सकता है।

और फिर भी, मौलिक कैल्शियम का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में लगभग कभी नहीं किया जाता है। वह उसके लिए बहुत सक्रिय है। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यहां तक ​​कि नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ भी कुछ शर्तों के तहत यह प्रतिक्रिया करता है। अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय कार्बन ऑक्साइड का वातावरण कैल्शियम के लिए आक्रामक है। यह CO और CO2 के वातावरण में जलता है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम lat से आता है। कैल्क्स (जेनेटिक केस कैल्सिस में) - "लाइम", "सॉफ्ट स्टोन"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा कैल्शियम धातु को अलग कर दिया था। डेवी ने प्लेटिनम प्लेट पर मरकरी ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण का विद्युत अपघटन किया, जो एनोड था। तरल पारे में डूबे प्लैटिनम के तार ने कैथोड का काम किया। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। उसमें से पारे को निकालकर डेवी को कैल्शियम नामक धातु प्राप्त हुई।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - जलते हुए चूना पत्थर का एक उत्पाद) का उपयोग कई सहस्राब्दी पहले निर्माण में किया गया था। 18वीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण पिंड मानते थे। 1789 में, ए. लैवोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बेराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

उच्च रासायनिक क्रिया के कारण कैल्शियम मुक्त रूप में प्रकृति में नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद बहुतायत में 5 वां स्थान)।

समस्थानिक। कैल्शियम छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में प्रकृति में होता है: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca और 48Ca, जिनमें सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

स्वाभाविक रूप से होने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा 48सीए समस्थानिक, छह में सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187% है), हाल ही में 5.3×1019 वर्षों के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में। अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार - एनोर्थाइट सीए में।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से कैल्साइट खनिज (CaCO3) होता है। केल्साइट, संगमरमर का क्रिस्टलीय रूप प्रकृति में बहुत कम आम है।

कैल्साइट CaCO3, एनहाइड्राइट CaSO4, एलाबस्टर CaSO4 0.5h3O और जिप्सम CaSO4 2h3O, फ्लोराइट CaF2, एपेटाइट्स Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), डोलोमाइट MgCO3 CaCO3 जैसे कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं। प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन करता है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होता है, 385 खनिज (खनिजों की संख्या के मामले में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवासन। कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो घुलनशील बाइकार्बोनेट के गठन के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है:

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

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट होता है)।

बायोजेनिक प्रवासन। जीवमंडल में, कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रॉक्सीपैटाइट Ca5 (PO4) 3OH, या, दूसरे तरीके से, 3Ca3 (PO4) 2 Ca (OH) 2 मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार है; कई अकशेरूकीय, अंडे के छिलके आदि के गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं।मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलोग्राम वजन वाले मानव शरीर में कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

रसीद

मुक्त धात्विक कैल्शियम CaCl2 (75-80%) और KCl या CaCl2 और CaF2 के साथ-साथ 1170-1200 °C पर CaO के एल्युमिनोथर्मिक रिडक्शन द्वारा पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca।

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो अलॉट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 °C तक, स्थिर?-Ca क्यूबिक फेस-सेंटर्ड लैटिस (पैरामीटर a = 0.558 nm) के साथ, स्टेबल से ऊपर?-Ca टाइप के क्यूबिक बॉडी-सेंटर्ड लैटिस के साथ?-Fe (पैरामीटर a = 0.448 nm) . मानक तापीय धारिता?H0 संक्रमण? > ? 0.93 kJ/mol है।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि उच्च है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, जिसके कारण कैल्शियम धातु की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए कैल्शियम को आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहित किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की।

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca2+/Ca0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता ?2.84 V है, ताकि कैल्शियम पानी के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 ^ + क्यू।

सक्रिय गैर-धातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ, कैल्शियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है:

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2।

जब हवा या ऑक्सीजन में गरम किया जाता है, तो कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, गर्म होने पर कैल्शियम परस्पर क्रिया करता है, उदाहरण के लिए:

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

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

कैल्शियम फास्फाइड), सीएपी और सीएपी5 रचनाओं के कैल्शियम फास्फाइड भी जाने जाते हैं;

2सीए + सी = सीए2एसआई

(कैल्शियम सिलिसाइड), CaSi, Ca3Si4 और CaSi2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिसाइड भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (अर्थात, ये प्रतिक्रियाएँ एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातु वाले सभी यौगिकों में, कैल्शियम का ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। अधातुओं के साथ अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी द्वारा आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:

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

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

Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब ज्वाला में घुलनशील कैल्शियम लवण मिलाए जाते हैं, तो ज्वाला ईंट लाल हो जाती है।

CaCl2 क्लोराइड, CaBr2 ब्रोमाइड, CaI2 आयोडाइड और Ca(NO3)2 नाइट्रेट जैसे कैल्शियम लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। CaF2 फ्लोराइड, CaCO3 कार्बोनेट, CaSO4 सल्फेट, Ca3(PO4)2 ऑर्थोफॉस्फेट, CaC2O4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।

बहुत महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि, कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) Ca(HCO3)2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त होता है, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2।

उसी स्थान पर जहाँ कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:

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

तो प्रकृति में पदार्थों के बड़े द्रव्यमान का स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत, और सुंदर पत्थर "icicles" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बन सकते हैं।

पानी में कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि जब पानी उबाला जाता है, तो बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO3 अवक्षेपित हो जाता है। यह घटना, उदाहरण के लिए, इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाने बनते हैं।

धात्विक कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबे और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठिन-से-पुनर्प्राप्ति वाली धातुओं को प्राप्त करने के लिए कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का भी उपयोग किया जाता है। सीसे के साथ कैल्शियम की मिश्र धातुओं का उपयोग बैटरी और बियरिंग मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रैन्यूल्स का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलथर्मी

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने के लिए शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मी में उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग एलॉय लेड के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम सेल्फ-डिस्चार्ज वाली मेंटेनेंस-फ्री स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, धातु कैल्शियम का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट्स बीकेए के उत्पादन के लिए किया जाता है।

परमाणु संलयन

48Ca आइसोटोप अत्यधिक भारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए 48Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

कैल्शियम हाइड्राइड। हाइड्रोजन वातावरण में कैल्शियम को गर्म करने से Cah3 (कैल्शियम हाइड्राइड) प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु विज्ञान (मेटालोथर्मी) और क्षेत्र में हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) ऑप्टिक्स (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और लेजर सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है। एकल क्रिस्टल के रूप में कैल्शियम टंगस्टेट (स्कीलाइट) का उपयोग लेजर तकनीक में किया जाता है, और एक सिंटिलेटर के रूप में भी।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड CaC2 व्यापक रूप से एसिटिलीन प्राप्त करने और धातुओं को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है, साथ ही साथ कैल्शियम साइनामाइड के उत्पादन में (1200 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को गर्म करके, साइनामाइड भट्टियों में की जाने वाली प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है)।

रासायनिक वर्तमान स्रोत। कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रिजर्व थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। कैथोड जैसी बैटरियों में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की एक विशेषता उपयोग करने योग्य स्थिति में एक अत्यंत लंबी शैल्फ जीवन (दशकों) है, किसी भी स्थिति (अंतरिक्ष, उच्च दबाव) में संचालित करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा उच्च विशिष्ट ऊर्जा। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहाँ थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

आग रोक सामग्री। कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों मुक्त रूप में और सिरेमिक मिश्रण के हिस्से के रूप में, आग रोक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ। कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से एंटीहिस्टामाइन के रूप में उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम क्लोराइड

कैल्शियम ग्लूकोनेट

कैल्शियम ग्लिसरॉस्फेट

इसके अलावा, कैल्शियम यौगिकों को गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम की तैयारी में पेश किया जाता है।

जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग फॉस्फेट के रूप में कंकाल और दांतों में पाया जाता है। अकशेरूकीय (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के अधिकांश समूहों के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को बनाए रखते हैं। कैल्शियम आयन भी सार्वभौमिक दूसरे दूतों में से एक के रूप में काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, जिसमें हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर का स्राव शामिल है, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की मात्रा लगभग 10-7 मोल है। अंतरकोशिकीय द्रव में लगभग 10 ?3 मोल।

कैल्शियम की आवश्यकता उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) है, और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। अधिकांश कैल्शियम जो भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करता है, डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के खाद्य पदार्थों में पाया जाता है (फलियां विशेष रूप से समृद्ध होती हैं)। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज और असंतृप्त वसा अम्लों द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी से, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजेन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के अवशोषण को रोका जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलकर कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है जो गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

बड़ी संख्या में कैल्शियम से जुड़ी प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा ठीक से नियंत्रित होती है, और उचित पोषण के साथ कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थित रहने से ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज हो सकता है। एक गहरी कमी से स्थायी मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस हो जाता है। कॉफी और शराब का दुरुपयोग कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसका हिस्सा मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, इसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

उत्पाद कैल्शियम, मिलीग्राम/100 ग्राम

तिल 783

बिछुआ 713

मल्लो वन 505

प्लांटैन बिग 412

गैलिन्सोगा 372

तेल में सार्डिन 330

बुदरा आइवी 289

कुत्ता गुलाब 257

बादाम 252

केला भालाकार। 248

हेज़लनट 226

अमरनाथ बीज 214

जलकुंभी 214

सोयाबीन सूखी 201

3 साल से कम उम्र के बच्चे - 600 मिलीग्राम।

4 से 10 साल के बच्चे - 800 मिलीग्राम।

10 से 13 साल के बच्चे - 1000 मिलीग्राम।

13 से 16 वर्ष के किशोर - 1200 मिलीग्राम।

युवा 16 और पुराने - 1000 मिलीग्राम।

वयस्क 25 से 50 वर्ष - 800 से 1200 मिलीग्राम।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। प्रकृति में इसका बहुत कुछ है: पर्वत श्रृंखलाएं और मिट्टी की चट्टानें कैल्शियम लवणों से बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, और पौधे और पशु जीवों का हिस्सा है।

कैल्शियम लगातार शहरवासियों को घेरता है: लगभग सभी मुख्य निर्माण सामग्री - कंक्रीट, कांच, ईंट, सीमेंट, चूना - में यह तत्व महत्वपूर्ण मात्रा में होता है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुण होने के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जा सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि महत्व के हो गए हैं।

ग्रन्थसूची

1. संपादकीय बोर्ड: नुनयंट्स I. L. (एडिटर-इन-चीफ) केमिकल एनसाइक्लोपीडिया: 5 खंडों में - मॉस्को: सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, 1990. - टी। 2. - एस। 293. - 671 पी।

2. डोरोनिन। एन. ए. कालत्सी, गोशिमिज़दत, 1962. 191 पृष्ठ चित्रों के साथ।

3. डॉट्सेंको वीए। - चिकित्सीय और निवारक पोषण। - क्यू। पोषण, 2001 - N1-p.21-25

4. बिलेज़िकियन जे.पी. कैल्शियम और अस्थि चयापचय // इन: के.एल. बेकर, एड।

www.e-ng.ru

विज्ञान की दुनिया

कैल्शियम रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की अवधि के समूह 4 के मुख्य उपसमूह II का एक धातु तत्व है। यह क्षारीय पृथ्वी धातुओं के परिवार से संबंधित है। कैल्शियम परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में 2 युग्मित s-इलेक्ट्रॉन होते हैं

जिसे वह रासायनिक क्रिया के दौरान ऊर्जावान रूप से देने में सक्षम है। इस प्रकार, कैल्शियम एक कम करने वाला एजेंट है और इसके यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। प्रकृति में, कैल्शियम केवल लवण के रूप में होता है। पृथ्वी की पपड़ी में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 3.6% है। मुख्य प्राकृतिक कैल्शियम खनिज कैल्साइट CaCO3 और इसकी किस्में - चूना पत्थर, चाक, संगमरमर हैं। जीवित जीव भी हैं (उदाहरण के लिए, मूंगा), जिनमें से मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट होते हैं। इसके अलावा महत्वपूर्ण कैल्शियम खनिज डोलोमाइट CaCO3 MgCO3, फ्लोराइट CaF2, जिप्सम CaSO4 2h3O, एपेटाइट, फेल्डस्पार आदि हैं। कैल्शियम जीवित जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मानव शरीर में कैल्शियम का द्रव्यमान अंश 1.4-2% है। यह दांतों, हड्डियों, अन्य ऊतकों और अंगों का हिस्सा है, रक्त जमावट की प्रक्रिया में भाग लेता है, हृदय गतिविधि को उत्तेजित करता है। शरीर को पर्याप्त मात्रा में कैल्शियम प्रदान करने के लिए दूध और डेयरी उत्पाद, हरी सब्जियां, मछली का सेवन करना अनिवार्य है।सरल पदार्थ कैल्शियम एक विशिष्ट चांदी-सफेद धातु है। यह काफी कठोर है, प्लास्टिक है, इसका घनत्व 1.54 g/cm3 है और इसका गलनांक 842 है? C. रासायनिक रूप से, कैल्शियम बहुत सक्रिय है। सामान्य परिस्थितियों में, यह हवा में ऑक्सीजन और नमी के साथ आसानी से संपर्क करता है, इसलिए इसे हर्मेटिकली सीलबंद जहाजों में संग्रहित किया जाता है। जब हवा में गर्म किया जाता है, तो कैल्शियम प्रज्वलित होता है और एक ऑक्साइड बनाता है: 2Ca + O2 = 2CaO। गर्म होने पर कैल्शियम क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ और ठंड में भी फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद संबंधित हैलाइड हैं, उदाहरण के लिए: Ca + Cl2 = CaCl2। जब कैल्शियम को सल्फर के साथ गर्म किया जाता है, तो कैल्शियम सल्फाइड बनता है: Ca + S = CaS। कैल्शियम अन्य गैर-धातुओं के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है। पानी के साथ इंटरेक्शन खराब घुलनशील कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के निर्माण और गैसीय हाइड्रोजन के विकास की ओर जाता है: Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3। कैल्शियम धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग स्टील्स और मिश्र धातुओं के निर्माण में रोज़किसनिक के रूप में किया जाता है, कुछ अपवर्तक धातुओं के उत्पादन के लिए कम करने वाले एजेंट के रूप में।

कैल्शियम क्लोराइड पिघलने के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार, कैल्शियम पहली बार 1808 में हम्फ्री डेवी द्वारा प्राप्त किया गया था।

worldofscience.ru

कैल्शियम चौथी बड़ी अवधि में स्थित है, दूसरा समूह, मुख्य उपसमूह, तत्व की क्रम संख्या 20 है। मेंडेलीव की आवर्त सारणी के अनुसार, कैल्शियम का परमाणु भार 40.08 है। उच्चतम ऑक्साइड का सूत्र CaO है। कैल्शियम का लैटिन नाम है कैल्शियम, इसलिए तत्व का परमाणु प्रतीक Ca है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में कैल्शियम की विशेषता

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एक चांदी-सफेद धातु है। एक उच्च रासायनिक गतिविधि होने के कारण, तत्व विभिन्न वर्गों के कई यौगिक बनाने में सक्षम है। तत्व तकनीकी और औद्योगिक रासायनिक संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है। धातु व्यापक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में वितरित की जाती है: इसका हिस्सा लगभग 1.5% है। कैल्शियम क्षारीय पृथ्वी धातुओं के समूह से संबंधित है: पानी में घुलने पर यह क्षार देता है, लेकिन प्रकृति में यह कई खनिजों और के रूप में होता है। समुद्र के पानी में उच्च सांद्रता (400 mg/l) में कैल्शियम होता है।

शुद्ध सोडियम

कैल्शियम की विशेषताएं इसकी क्रिस्टल जाली की संरचना पर निर्भर करती हैं। इस तत्व के दो प्रकार हैं: क्यूबिक फेस-सेंट्रिक और वॉल्यूम-सेंट्रिक। अणु में बंधन का प्रकार धात्विक है।

कैल्शियम के प्राकृतिक स्रोत:

  • एपेटाइट;
  • खड़िया;
  • जिप्सम;
  • केल्साइट;
  • फ्लोराइट;
  • डोलोमाइट।

कैल्शियम के भौतिक गुण और धातु के उत्पादन के तरीके

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में होता है। धातु 842 डिग्री सेल्सियस पर पिघलती है। कैल्शियम एक अच्छा विद्युत और तापीय चालक है। गर्म होने पर, यह पहले एक तरल में और फिर वाष्प अवस्था में जाता है और अपने धात्विक गुणों को खो देता है। धातु बहुत नरम होती है और चाकू से काटी जा सकती है। 1484 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है।

दबाव में, कैल्शियम अपने धात्विक गुणों और विद्युत चालकता को खो देता है। लेकिन तब धातु के गुणों को बहाल किया जाता है और एक सुपरकंडक्टर के गुण दिखाई देते हैं, जो उनके प्रदर्शन में बाकी की तुलना में कई गुना अधिक होता है।

लंबे समय तक अशुद्धियों के बिना कैल्शियम प्राप्त करना संभव नहीं था: इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह तत्व प्रकृति में अपने शुद्ध रूप में नहीं पाया जाता है। इस तत्व की खोज 19वीं सदी की शुरुआत में हुई थी। धातु के रूप में कैल्शियम को पहली बार ब्रिटिश रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा संश्लेषित किया गया था। वैज्ञानिक ने विद्युत प्रवाह के साथ ठोस खनिजों और लवणों के पिघलने की परस्पर क्रिया की विशेषताओं की खोज की। आजकल, धातु के उत्पादन के लिए कैल्शियम लवण (कैल्शियम और पोटेशियम क्लोराइड का मिश्रण, कैल्शियम फ्लोराइड और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण) का इलेक्ट्रोलिसिस सबसे अधिक प्रासंगिक तरीका है। कैल्शियम को इसके ऑक्साइड से एल्युमिनोथर्मी का उपयोग करके भी निकाला जाता है, जो धातु विज्ञान में एक सामान्य विधि है।

कैल्शियम के रासायनिक गुण

कैल्शियम एक सक्रिय धातु है जो कई अंतःक्रियाओं में प्रवेश करती है। सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से प्रतिक्रिया करता है, इसी बाइनरी यौगिकों का निर्माण करता है: ऑक्सीजन, हलोजन के साथ। कैल्शियम यौगिकों के बारे में अधिक जानने के लिए क्लिक करें। गर्म होने पर कैल्शियम नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन, फास्फोरस, सल्फर और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। खुली हवा में, यह तुरंत ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संपर्क करता है, इसलिए यह एक ग्रे कोटिंग के साथ कवर किया जाता है।

एसिड के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, कभी-कभी प्रज्वलित करता है। नमक में, कैल्शियम दिलचस्प गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, गुफा स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स कैल्शियम कार्बोनेट हैं, जो भूजल के अंदर प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप धीरे-धीरे पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट से बनते हैं।

सामान्य अवस्था में इसकी उच्च गतिविधि के कारण, कैल्शियम को पैराफिन या मिट्टी के तेल की एक परत के नीचे अंधेरे सील कांच के बर्तन में प्रयोगशालाओं में संग्रहित किया जाता है। कैल्शियम आयन के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया एक समृद्ध ईंट-लाल रंग में लौ का रंग है।


कैल्शियम आग को लाल कर देता है

यौगिकों की संरचना में धातु को तत्व के कुछ लवणों (फ्लोराइड, कार्बोनेट, सल्फेट, सिलिकेट, फॉस्फेट, सल्फाइट) के अघुलनशील अवक्षेप द्वारा पहचाना जा सकता है।

कैल्शियम के साथ पानी की प्रतिक्रिया

कैल्शियम को सुरक्षात्मक तरल की एक परत के नीचे जार में संग्रहित किया जाता है। संचालन करने के लिए, यह प्रदर्शित करना कि पानी और कैल्शियम की प्रतिक्रिया कैसे होती है, आप केवल धातु प्राप्त नहीं कर सकते हैं और उसमें से वांछित टुकड़ा काट सकते हैं। प्रयोगशाला में धात्विक कैल्शियम छीलन के रूप में उपयोग करना आसान है।

यदि कोई धातु की छीलन नहीं है, और बैंक में कैल्शियम के केवल बड़े टुकड़े हैं, तो सरौता या हथौड़े की आवश्यकता होगी। वांछित आकार के कैल्शियम के तैयार टुकड़े को फ्लास्क या पानी के गिलास में रखा जाता है। एक जाली बैग में एक डिश में कैल्शियम की छीलन रखी जाती है।

कैल्शियम नीचे तक डूब जाता है, और हाइड्रोजन का विकास शुरू होता है (पहले उस स्थान पर जहां धातु का ताजा फ्रैक्चर होता है)। धीरे-धीरे कैल्शियम की सतह से गैस निकलती है। यह प्रक्रिया तेजी से उबलने जैसी होती है, उसी समय कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बुझा हुआ चूना) का अवक्षेप बनता है।


चूना स्लेकिंग

कैल्शियम का एक टुकड़ा ऊपर तैरता है, हाइड्रोजन के बुलबुले द्वारा उठाया जाता है। लगभग 30 सेकंड के बाद, कैल्शियम घुल जाता है और हाइड्रॉक्साइड घोल बनने के कारण पानी सफेद हो जाता है। यदि प्रतिक्रिया एक बीकर में नहीं, बल्कि एक परखनली में की जाती है, तो ऊष्मा का विकास देखा जा सकता है: परखनली जल्दी गर्म हो जाती है। पानी के साथ कैल्शियम की प्रतिक्रिया एक शानदार विस्फोट के साथ समाप्त नहीं होती है, लेकिन दो पदार्थों की परस्पर क्रिया हिंसक रूप से आगे बढ़ती है और शानदार दिखती है। अनुभव सुरक्षित है।

यदि शेष कैल्शियम के साथ बैग को पानी से निकाल दिया जाता है और हवा में रखा जाता है, तो थोड़ी देर के बाद, चल रही प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, मजबूत ताप होगा और शेष जाली में उबाल जाएगा। यदि बादल वाले घोल का हिस्सा एक बीकर में फ़नल के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है, तो जब कार्बन मोनोऑक्साइड CO₂ को घोल से गुजारा जाता है, तो एक अवक्षेप बनता है। इसके लिए कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता नहीं है - आप एक ग्लास ट्यूब के माध्यम से साँस की हवा को समाधान में उड़ा सकते हैं।

ऊफ़ा राज्य पेट्रोलियम तकनीकी विश्वविद्यालय

सामान्य और विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग

विषय पर प्रस्तुति: "तत्व कैल्शियम। गुण, प्राप्त करना, आवेदन "

समूह BTS-11-01 के एक छात्र द्वारा तैयार प्रोकेव जी.एल.

एसोसिएट प्रोफेसर क्रैस्को एस.ए.

परिचय

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

प्रकृति में होना

रसीद

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

धात्विक कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

जैविक भूमिका

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (अव्य। कैल्शियम) द्वारा नामित किया गया है। सरल पदार्थ कैल्शियम (CAS संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

कैल्शियम को क्षारीय पृथ्वी धातु कहा जाता है, इसे एस तत्व के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर, कैल्शियम में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह यौगिक देता है: CaO, Ca (OH) 2, CaCl2, CaSO4, CaCO3, आदि। कैल्शियम विशिष्ट धातुओं से संबंधित है - इसमें ऑक्सीजन के लिए एक उच्च आत्मीयता है, लगभग सभी धातुओं को उनके ऑक्साइड से कम करता है, और एक काफी मजबूत आधार Ca (OH) 2 बनाता है।

तत्व #20 की सर्वव्यापकता के बावजूद, रसायनज्ञों ने भी प्राथमिक कैल्शियम नहीं देखा है। लेकिन यह धातु, बाहरी और व्यवहार दोनों में, क्षार धातुओं के समान नहीं है, जिसके संपर्क में आग लगने और जलने का खतरा होता है। इसे हवा में सुरक्षित रूप से संग्रहित किया जा सकता है, यह पानी से प्रज्वलित नहीं होता है।

संरचनात्मक सामग्री के रूप में प्राथमिक कैल्शियम का उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है। वह उसके लिए बहुत सक्रिय है। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यहां तक ​​कि नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ भी कुछ शर्तों के तहत यह प्रतिक्रिया करता है। अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय कार्बन ऑक्साइड का वातावरण कैल्शियम के लिए आक्रामक है। यह CO और CO2 के वातावरण में जलता है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम lat से आता है। कैल्क्स (जेनेटिक केस कैल्सिस में) - "लाइम", "सॉफ्ट स्टोन"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा कैल्शियम धातु को अलग कर दिया था। डेवी ने प्लेटिनम प्लेट पर मरकरी ऑक्साइड HgO के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण का विद्युत अपघटन किया, जो एनोड था। तरल पारे में डूबे प्लैटिनम के तार ने कैथोड का काम किया। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। उसमें से पारे को निकालकर डेवी को कैल्शियम नामक धातु प्राप्त हुई।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - जलते हुए चूना पत्थर का एक उत्पाद) का उपयोग कई सहस्राब्दी पहले निर्माण में किया गया था। 18वीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण पिंड मानते थे। 1789 में, ए. लैवोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बेराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

उच्च रासायनिक क्रिया के कारण कैल्शियम मुक्त रूप में प्रकृति में नहीं पाया जाता है।

कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद बहुतायत में 5 वां स्थान)।

समस्थानिक। कैल्शियम प्रकृति में छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में होता है: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca और 48Ca, जिनमें सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

स्वाभाविक रूप से होने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा 48सीए समस्थानिक, छह में सबसे भारी और काफी दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187% है), हाल ही में 5.3 के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था। ×1019 साल।

चट्टानों और खनिजों में। अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार - एनोर्थाइट सीए में।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से कैल्साइट खनिज (CaCO3) होता है। केल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम बार पाया जाता है।

कैल्साइट CaCO3, एनहाइड्राइट CaSO4, एलाबस्टर CaSO4 0.5H2O और जिप्सम CaSO4 · 2H2O, फ्लोराइट CaF2, एपेटाइट्स Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), डोलोमाइट MgCO3 CaCO3 जैसे कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं। प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन करता है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होता है, 385 खनिज (खनिजों की संख्या के मामले में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवासन। कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो घुलनशील बाइकार्बोनेट के गठन के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है:

CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca (HCO3) 2 ↔ Ca2+ + 2HCO3ˉ

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट होता है)।

बायोजेनिक प्रवासन। जीवमंडल में, कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रॉक्सीपैटाइट Ca5(PO4)3OH, या, एक अन्य संकेतन में, 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार है; कई अकशेरूकीय, अंडे के छिलके आदि के गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं।मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलोग्राम वजन वाले मानव शरीर में कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

रसीद

मुक्त धात्विक कैल्शियम CaCl2 (75-80%) और KCl या CaCl2 और CaF2 के साथ-साथ 1170-1200 °C पर CaO के एल्युमिनोथर्मिक रिडक्शन द्वारा पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है:

CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca।

कैल्शियम कार्बाइड CaC2 के थर्मल पृथक्करण द्वारा कैल्शियम प्राप्त करने के लिए एक विधि भी विकसित की गई है

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो अलॉट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक प्रतिरोधी α -सीए घन जाली के साथ, उच्च स्थिर β-सीए प्रकार के एक घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ α -फे। मानक थैलेपी ΔH0 संक्रमण α β 0.93 kJ/mol है।

कैल्शियम एक हल्की धातु है (डी = 1.55), चांदी-सफेद रंग में। यह सख्त है और सोडियम की तुलना में अधिक तापमान (851 डिग्री सेल्सियस) पर पिघलता है, जो आवर्त सारणी में इसके बगल में है। ऐसा इसलिए है क्योंकि धातु में प्रति कैल्शियम आयन में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, आयनों और इलेक्ट्रॉन गैस के बीच रासायनिक बंधन सोडियम की तुलना में अधिक मजबूत होता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, कैल्शियम वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को अन्य तत्वों के परमाणुओं में स्थानांतरित किया जाता है। इस मामले में, दोगुने चार्ज आयन बनते हैं।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि उच्च है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, जिसके कारण कैल्शियम धातु की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए कैल्शियम को आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहित किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की।

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca2+/Ca0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 V है, ताकि कैल्शियम पानी के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

2H2O \u003d Ca (OH) 2 + H2 + Q।

सक्रिय गैर-धातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ, कैल्शियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है:

Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2।

जब हवा या ऑक्सीजन में गरम किया जाता है, तो कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, गर्म होने पर कैल्शियम परस्पर क्रिया करता है, उदाहरण के लिए:

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

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

Ca + 2P = Ca3P2 (कैल्शियम फास्फाइड),

CaP और CaP5 रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

Ca + Si = Ca2Si (कैल्शियम सिलिसाइड),

CaSi, Ca3Si4 और CaSi2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिसाइड भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (अर्थात, ये प्रतिक्रियाएँ एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातु वाले सभी यौगिकों में, कैल्शियम का ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। अधातुओं के साथ अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी द्वारा आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:

CaH2 + 2H2O \u003d Ca (OH) 2 + 2H2, N2 + 3H2O \u003d 3Ca (OH) 2 + 2NH3।

Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब ज्वाला में घुलनशील कैल्शियम लवण मिलाए जाते हैं, तो ज्वाला ईंट लाल हो जाती है।

CaCl2 क्लोराइड, CaBr2 ब्रोमाइड, CaI2 आयोडाइड और Ca(NO3)2 नाइट्रेट जैसे कैल्शियम लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। CaF2 फ्लोराइड, CaCO3 कार्बोनेट, CaSO4 सल्फेट, Ca3(PO4)2 ऑर्थोफॉस्फेट, CaC2O4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।

महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि, कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) Ca(HCO3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त होता है, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2।

उसी स्थान पर जहाँ कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:

सीए (HCO3) 2 \u003d CaCO3 + CO2 + H2O।

तो प्रकृति में पदार्थों के बड़े द्रव्यमान का स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत, और सुंदर पत्थर "icicles" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बन सकते हैं।

पानी में कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि जब पानी उबाला जाता है, तो बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है और CaCO3 अवक्षेपित हो जाता है। यह घटना, उदाहरण के लिए, इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाने बनते हैं।

कैल्शियम धातु रासायनिक भौतिक

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबे और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठिन-से-पुनर्प्राप्ति वाली धातुओं को प्राप्त करने के लिए कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का भी उपयोग किया जाता है। सीसे के साथ कैल्शियम की मिश्र धातुओं का उपयोग बैटरी और बियरिंग मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रैन्यूल्स का भी उपयोग किया जाता है। घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण पानी की समग्र कठोरता को निर्धारित करते हैं। यदि ये जल में कम मात्रा में हों तो जल मृदु कहलाता है। इन लवणों की उच्च सामग्री के साथ, पानी को कठोर माना जाता है। उबालने से कठोरता समाप्त हो जाती है, इसे पूरी तरह से समाप्त करने के लिए पानी को कभी-कभी आसुत किया जाता है।

मेटलथर्मी

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने के लिए शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मी में उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग एलॉय लेड के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम सेल्फ-डिस्चार्ज वाली मेंटेनेंस-फ्री स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, धातु कैल्शियम का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट्स बीकेए के उत्पादन के लिए किया जाता है।

परमाणु संलयन

48सीए आइसोटोप अत्यधिक भारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे कुशल और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए 48Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं।

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

कैल्शियम हाइड्राइड। हाइड्रोजन के वातावरण में कैल्शियम को गर्म करने से CaH2 (कैल्शियम हाइड्राइड) प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु विज्ञान (मेटालोथर्मी) और क्षेत्र में हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री। कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) का उपयोग ऑप्टिक्स (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और लेजर सामग्री के रूप में किया जाता है। एकल क्रिस्टल के रूप में कैल्शियम टंगस्टेट (स्कीलाइट) का उपयोग लेजर तकनीक में किया जाता है, और एक सिंटिलेटर के रूप में भी।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड CaC2 व्यापक रूप से एसिटिलीन प्राप्त करने और धातुओं को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है, साथ ही साथ कैल्शियम साइनामाइड के उत्पादन में (1200 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को गर्म करके, साइनामाइड भट्टियों में की जाने वाली प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है)।

रासायनिक वर्तमान स्रोत। कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रिजर्व थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। कैथोड जैसी बैटरियों में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की एक विशेषता उपयोग करने योग्य स्थिति में एक अत्यंत लंबी शैल्फ जीवन (दशकों) है, किसी भी स्थिति (अंतरिक्ष, उच्च दबाव) में संचालित करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा उच्च विशिष्ट ऊर्जा। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहाँ थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

आग रोक सामग्री। कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों मुक्त रूप में और सिरेमिक मिश्रण के हिस्से के रूप में, आग रोक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ। चिकित्सा में, सीए दवाएं शरीर में सीए आयनों की कमी (टेटनी, स्पैस्मोफिलिया, रिकेट्स के साथ) से जुड़े विकारों को खत्म करती हैं। सीए तैयारी एलर्जी के प्रति अतिसंवेदनशीलता को कम करती है और एलर्जी रोगों (सीरम बीमारी, नींद बुखार, आदि) के इलाज के लिए उपयोग की जाती है। सीए की तैयारी संवहनी पारगम्यता में वृद्धि को कम करती है और एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव पड़ता है। उनका उपयोग रक्तस्रावी वास्कुलिटिस, विकिरण बीमारी, भड़काऊ प्रक्रियाओं (निमोनिया, प्लूरिसी, आदि) और कुछ त्वचा रोगों के लिए किया जाता है। यह एक हेमोस्टैटिक एजेंट के रूप में निर्धारित किया जाता है, हृदय की मांसपेशियों की गतिविधि में सुधार करने और मैग्नीशियम लवण के साथ विषाक्तता के लिए एक एंटीडोट के रूप में डिजिटल तैयारी के प्रभाव को बढ़ाने के लिए। अन्य दवाओं के साथ, Ca तैयारी का उपयोग श्रम को प्रोत्साहित करने के लिए किया जाता है। सीए क्लोराइड मुंह से और अंतःशिरा द्वारा प्रशासित किया जाता है।

Ca की तैयारी में जिप्सम (CaSO4) भी शामिल है, जिसका उपयोग प्लास्टर कास्ट के लिए सर्जरी में किया जाता है, और चाक (CaCO3), गैस्ट्रिक जूस की बढ़ी हुई अम्लता के साथ मौखिक रूप से प्रशासित और टूथ पाउडर की तैयारी के लिए।

जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग फॉस्फेट के रूप में कंकाल और दांतों में पाया जाता है। अकशेरूकीय (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के अधिकांश समूहों के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम आयन रक्त जमावट की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, साथ ही रक्त के निरंतर आसमाटिक दबाव को बनाए रखते हैं। कैल्शियम आयन भी सार्वभौमिक दूसरे दूतों में से एक के रूप में काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, जिसमें हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर का स्राव शामिल है, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की मात्रा लगभग 10−7 मोल है। अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10−3 मोल।

अधिकांश कैल्शियम जो भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करता है, डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के खाद्य पदार्थों में पाया जाता है (फलियां विशेष रूप से समृद्ध होती हैं)। अवशोषण बड़ी और छोटी दोनों आंतों में होता है और एक अम्लीय वातावरण, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज और असंतृप्त वसा अम्लों द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी से, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजेन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के अवशोषण को रोका जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलकर कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है जो गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

बड़ी संख्या में कैल्शियम से जुड़ी प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा ठीक से नियंत्रित होती है, और उचित पोषण के साथ कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थित रहने से ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज हो सकता है। एक गहरी कमी से स्थायी मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस हो जाता है। कॉफी और शराब का दुरुपयोग कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसका हिस्सा मूत्र में उत्सर्जित होता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, इसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। लंबे समय तक अतिरिक्त मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त के थक्के को बढ़ाता है और हड्डी की कोशिकाओं द्वारा जस्ता के अवशोषण को कम करता है। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

उत्पाद कैल्शियम, मिलीग्राम/100 ग्राम

तिल 783

बिछुआ 713

प्लांटैन बिग 412

तेल में सार्डिन 330

बुदरा आइवी 289

कुत्ता गुलाब 257

बादाम 252

केला भालाकार। 248

हेज़लनट 226

जलकुंभी 214

सोयाबीन सूखी 201

3 साल से कम उम्र के बच्चे - 600 मिलीग्राम।

4 से 10 साल के बच्चे - 800 मिलीग्राम।

10 से 13 साल के बच्चे - 1000 मिलीग्राम।

13 से 16 वर्ष के किशोर - 1200 मिलीग्राम।

युवा 16 और पुराने - 1000 मिलीग्राम।

वयस्क 25 से 50 वर्ष - 800 से 1200 मिलीग्राम।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम।

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। प्रकृति में इसका बहुत कुछ है: पर्वत श्रृंखलाएं और मिट्टी की चट्टानें कैल्शियम लवणों से बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, और पौधे और पशु जीवों का हिस्सा है।

कैल्शियम लगातार शहरवासियों को घेरता है: लगभग सभी मुख्य निर्माण सामग्री - कंक्रीट, कांच, ईंट, सीमेंट, चूना - में यह तत्व महत्वपूर्ण मात्रा में होता है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुण होने के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जा सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि महत्व के हो गए हैं।

ग्रन्थसूची

1.संपादकीय बोर्ड: कुनयंट्स आई। एल। (एडिटर-इन-चीफ) केमिकल इनसाइक्लोपीडिया: 5 खंडों में - मॉस्को: सोवियत इनसाइक्लोपीडिया, 1990. - टी। 2. - एस। 293. - 671 पी।

2.डोरोनिन। एन. ए. कालत्सी, गोशिमिज़दत, 1962. 191 पृष्ठ चित्रों के साथ।

.डोट्सेंको वी. ए. - चिकित्सीय और निवारक पोषण। - क्यू। पोषण, 2001 - N1-p.21-25

4.बिलेज़िकियन जे.पी. कैल्शियम और अस्थि चयापचय // इन: के.एल. बेकर, एड।

5.एम.ख. कारापेट्यंट्स, एस.आई. ड्रैकिन - जनरल एंड इनऑर्गेनिक केमिस्ट्री, 2000. 592 पृष्ठ चित्रों के साथ।

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक सीए (अक्षांश) द्वारा नामित किया गया है। कैल्शियम). सरल पदार्थ कैल्शियम एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

पर्यावरण में कैल्शियम

प्रकृति में इसका बहुत कुछ है: पर्वत श्रृंखलाएं और मिट्टी की चट्टानें कैल्शियम लवणों से बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, और पौधे और पशु जीवों का हिस्सा है। कैल्शियम पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लोहे के बाद बहुतायत में 5 वां स्थान)।

कैल्शियम के समस्थानिक

कैल्शियम छह समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में प्रकृति में होता है: 40 सीए, 42 सीए, 43 सीए, 44 सीए, 46 सीए और 48 सीए, जिनमें सबसे आम - 40 सीए - 96.97% है।

स्वाभाविक रूप से होने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा आइसोटोप 48सीए, छह में सबसे भारी और बहुत दुर्लभ (इसकी समस्थानिक बहुतायत केवल 0.187%) है, जिसे हाल ही में 5.3×1019 साल के आधे जीवन के साथ दोहरे बीटा क्षय से गुजरने के लिए खोजा गया था।

चट्टानों और खनिजों में कैल्शियम की सामग्री

अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एलुमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार - एनोर्थाइट सीए में।

तलछटी चट्टानों के रूप में, कैल्शियम यौगिकों को चाक और चूना पत्थर द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से कैल्साइट खनिज (CaCO 3) होता है। केल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में बहुत कम बार पाया जाता है।

कैल्साइट CaCO 3, एनहाइड्राइट CaSO 4, एलाबस्टर CaSO 4 0.5H 2 O और जिप्सम CaSO 4 · 2H 2 O, फ्लोराइट CaF 2, एपेटाइट्स Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), डोलोमाइट MgCO 3 जैसे कैल्शियम खनिज सीएसीओ 3। प्राकृतिक जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण की उपस्थिति इसकी कठोरता को निर्धारित करती है।

कैल्शियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेजी से पलायन करता है और विभिन्न भू-रासायनिक प्रणालियों में जमा होता है, 385 खनिज (खनिजों की संख्या के मामले में चौथा) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में कैल्शियम का प्रवास

कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, "कार्बोनेट संतुलन" द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जो घुलनशील बाइकार्बोनेट के गठन के साथ पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की परस्पर क्रिया की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया से जुड़ी होती है:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर संतुलन बाईं या दाईं ओर शिफ्ट होता है)।

बायोजेनिक माइग्रेशन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

जीवमंडल में कैल्शियम की सामग्री

कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में पाए जाते हैं (नीचे भी देखें)। कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा जीवित जीवों का हिस्सा है। तो, हाइड्रॉक्सीपैटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 ओएच, या, एक अन्य प्रविष्टि में, 3सीए 3 (पीओ 4) 2 सीए (ओएच) 2 - मनुष्यों सहित कशेरुकियों के अस्थि ऊतक का आधार; कई अकशेरूकीय, अंडे के छिलके आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलोग्राम वजन वाले मानव शरीर में कैल्शियम की मात्रा लगभग 1.7 किलोग्राम (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ की संरचना में) होती है।

कैल्शियम प्राप्त करना

कैल्शियम को पहली बार डेवी ने 1808 में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया था। लेकिन, अन्य क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, तत्व संख्या 20 को जलीय घोल से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सकता है। कैल्शियम इसके पिघले हुए लवणों के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

यह एक जटिल और ऊर्जा गहन प्रक्रिया है। कैल्शियम क्लोराइड को अन्य लवणों के अतिरिक्त इलेक्ट्रोलाइज़र में पिघलाया जाता है (CaCl 2 के गलनांक को कम करने के लिए इनकी आवश्यकता होती है)।

स्टील कैथोड केवल इलेक्ट्रोलाइट सतह को छूता है; जारी कैल्शियम उस पर चिपक जाता है और जम जाता है। जैसे ही कैल्शियम निकलता है, कैथोड धीरे-धीरे ऊपर उठता है और अंत में, एक कैल्शियम "रॉड" 50 ... 60 सेमी लंबा प्राप्त होता है। फिर इसे हटा दिया जाता है, स्टील कैथोड से पीटा जाता है और प्रक्रिया फिर से शुरू होती है। कैल्शियम क्लोराइड, लोहा, एल्यूमीनियम और सोडियम से अत्यधिक दूषित कैल्शियम प्राप्त करने के लिए "स्पर्श विधि" का उपयोग किया जाता है। इसे आर्गन के वातावरण में पिघलाकर शुद्ध किया जाता है।

यदि स्टील कैथोड को कैल्शियम के साथ मिश्रित करने में सक्षम धातु कैथोड द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो इसी मिश्र धातु को इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान प्राप्त किया जाएगा। उद्देश्य के आधार पर, इसे मिश्र धातु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, या निर्वात में आसवन द्वारा शुद्ध कैल्शियम प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रकार जस्ता, सीसा और तांबे के साथ कैल्शियम मिश्र धातु प्राप्त होती है।

कैल्शियम प्राप्त करने की एक अन्य विधि - धातु-थर्मल - को प्रसिद्ध रूसी रसायनज्ञ एन.एन. द्वारा 1865 की शुरुआत में सैद्धांतिक रूप से प्रमाणित किया गया था। बेकेटोव। केवल 0.01 mmHg के दबाव पर एल्यूमीनियम के साथ कैल्शियम कम हो जाता है। प्रक्रिया तापमान 1100...1200°C। इस प्रकार कैल्शियम वाष्प के रूप में प्राप्त होता है, जिसे बाद में संघनित किया जाता है।

हाल के वर्षों में, तत्व प्राप्त करने की एक और विधि विकसित की गई है। यह कैल्शियम कार्बाइड के थर्मल पृथक्करण पर आधारित है: 1750 डिग्री सेल्सियस तक वैक्यूम में गरम किया जाता है, कार्बाइड कैल्शियम वाष्प और ठोस ग्रेफाइट के गठन के साथ विघटित होता है।

कैल्शियम के भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो अलॉट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, α-Ca एक घन चेहरा-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 एनएम), ऊपर β-Ca α-Fe प्रकार के घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.448) एनएम)। मानक थैलेपी Δ एचα → β संक्रमण का 0.93 kJ/mol है।

दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ, यह अर्धचालक के गुणों को दिखाना शुरू कर देता है, शब्द के पूर्ण अर्थों में अर्धचालक नहीं बनता है (यह अब धातु भी नहीं है)। दबाव में और वृद्धि के साथ, यह धात्विक अवस्था में लौट आता है और अतिचालक गुणों का प्रदर्शन करना शुरू कर देता है (अतिचालकता तापमान पारे की तुलना में छह गुना अधिक है, और चालकता में अन्य सभी तत्वों से कहीं अधिक है)। कैल्शियम का अनूठा व्यवहार कई मायनों में स्ट्रोंटियम के समान है।

तत्व की सर्वव्यापकता के बावजूद, यहां तक ​​कि रसायनज्ञों ने भी मौलिक कैल्शियम को नहीं देखा है। लेकिन यह धातु, बाहरी और व्यवहार दोनों में, क्षार धातुओं से पूरी तरह अलग है, जिसके संपर्क में आग लगने और जलने का खतरा होता है। इसे हवा में सुरक्षित रूप से संग्रहित किया जा सकता है, यह पानी से प्रज्वलित नहीं होता है। तात्विक कैल्शियम के यांत्रिक गुण इसे धातुओं के परिवार में "काली भेड़" नहीं बनाते हैं: कैल्शियम उनमें से कई को ताकत और कठोरता से पार कर जाता है; इसे खराद पर चालू किया जा सकता है, तार में खींचा जा सकता है, जाली, दबाया जा सकता है।

और फिर भी, मौलिक कैल्शियम का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में लगभग कभी नहीं किया जाता है। वह उसके लिए बहुत सक्रिय है। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यहां तक ​​कि नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ भी कुछ शर्तों के तहत यह प्रतिक्रिया करता है। अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय कार्बन ऑक्साइड का वातावरण कैल्शियम के लिए आक्रामक है। यह CO और CO2 के वातावरण में जलता है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुण होने के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जा सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि महत्व के हो गए हैं।

कैल्शियम के रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि उच्च है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह हवा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नमी के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है, जिसके कारण कैल्शियम धातु की सतह आमतौर पर सुस्त ग्रे होती है, इसलिए कैल्शियम को आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहित किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की।

मानक क्षमता की श्रृंखला में, कैल्शियम हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। Ca 2+ / Ca 0 जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -2.84 V है, ताकि कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करे, लेकिन बिना प्रज्वलन के:

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 + क्यू।

सक्रिय गैर-धातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमीन) के साथ, कैल्शियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करता है:

2सीए + ओ 2 \u003d 2सीएओ, सीए + ब्र 2 \u003d सीएबीआर 2।

जब हवा या ऑक्सीजन में गरम किया जाता है, तो कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, गर्म होने पर कैल्शियम परस्पर क्रिया करता है, उदाहरण के लिए:

सीए + एच 2 \u003d सीएएच 2, सीए + 6 बी \u003d सीएबी 6,

3सीए + एन 2 \u003d सीए 3 एन 2, सीए + 2 सी \u003d सीएसी 2,

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (कैल्शियम फॉस्फाइड), CaP और CaP 5 रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

2Ca + Si \u003d Ca 2 Si (कैल्शियम सिलिसाइड), CaSi, Ca 3 Si 4 और CaSi 2 की रचनाओं के कैल्शियम सिलिसाइड भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (अर्थात, ये प्रतिक्रियाएँ एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातु वाले सभी यौगिकों में, कैल्शियम का ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। अधातुओं के साथ अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी द्वारा आसानी से विघटित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए:

CaH 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2,

सीए 3 एन 2 + 3 एच 2 ओ \u003d 3सीए (ओएच) 2 + 2एनएच 3।

Ca2+ आयन रंगहीन होता है। जब ज्वाला में घुलनशील कैल्शियम लवण मिलाए जाते हैं, तो ज्वाला ईंट लाल हो जाती है।

CaCl2 क्लोराइड, CaBr2 ब्रोमाइड, CaI2 आयोडाइड और Ca(NO3)2 नाइट्रेट जैसे कैल्शियम लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। CaF 2 फ्लोराइड, CaCO 3 कार्बोनेट, CaSO 4 सल्फेट, Ca 3 (PO 4) 2 ऑर्थोफॉस्फेट, CaC 2 O 4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य पानी में अघुलनशील हैं।

महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि, कैल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 के विपरीत, अम्लीय कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) Ca (HCO 3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त होता है, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2।

उसी स्थान पर जहाँ कैल्शियम बाइकार्बोनेट से संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर आता है और सूर्य की किरणों से गर्म होता है, विपरीत प्रतिक्रिया होती है:

सीए (एचसीओ 3) 2 \u003d सीएसीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ।

तो प्रकृति में पदार्थों के बड़े द्रव्यमान का स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत, और सुंदर पत्थर "icicles" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बन सकते हैं।

पानी में कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की अस्थायी कठोरता को निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि पानी उबालने पर बाइकार्बोनेट विघटित हो जाता है, और CaCO 3 अवक्षेपित हो जाता है। यह घटना, उदाहरण के लिए, इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाने बनते हैं।

आवेदन कैल्शियम

कुछ समय पहले तक, धात्विक कैल्शियम का उपयोग लगभग कभी नहीं किया गया था। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका, द्वितीय विश्व युद्ध से पहले प्रति वर्ष केवल 10...25 टन कैल्शियम की खपत करता था, जर्मनी - 5...10 टन। लेकिन प्रौद्योगिकी के नए क्षेत्रों के विकास के लिए, कई दुर्लभ और दुर्दम्य धातुएं हैं आवश्यकता है। यह पता चला कि उनमें से कई के लिए कैल्शियम एक बहुत ही सुविधाजनक और सक्रिय कम करने वाला एजेंट है, और तत्व का उपयोग थोरियम, वैनेडियम, जिरकोनियम, बेरिलियम, नाइओबियम, यूरेनियम, टैंटलम और अन्य दुर्दम्य धातुओं के उत्पादन में किया जाने लगा। दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने के लिए शुद्ध धात्विक कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मी में उपयोग किया जाता है।

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग एलॉय लेड के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम सेल्फ-डिस्चार्ज वाली मेंटेनेंस-फ्री स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, धातु कैल्शियम का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट्स बीकेए के उत्पादन के लिए किया जाता है।

धात्विक कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबे और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठिन-से-पुनर्प्राप्ति वाली धातुओं को प्राप्त करने के लिए कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का भी उपयोग किया जाता है। सीसे के साथ कैल्शियम की मिश्र धातुओं का उपयोग बैटरी और बियरिंग मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रैन्यूल्स का भी उपयोग किया जाता है।

धातुओं को चमकाने की रचनाओं में पाउडर के रूप में प्राकृतिक चाक शामिल है। लेकिन प्राकृतिक चाक पाउडर से अपने दांतों को ब्रश करना असंभव है, क्योंकि इसमें सबसे छोटे जानवरों के गोले और गोले के अवशेष होते हैं, जो कठोरता को बढ़ाते हैं और दांतों के इनेमल को नष्ट कर देते हैं।

प्रयोगकैल्शियमपरमाणु संलयन में

48 सीए आइसोटोप अत्यधिक भारी तत्वों के उत्पादन और आवर्त सारणी में नए तत्वों की खोज के लिए सबसे प्रभावी और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। उदाहरण के लिए, त्वरक में अत्यधिक भारी तत्वों का उत्पादन करने के लिए 48 Ca आयनों का उपयोग करने के मामले में, इन तत्वों के नाभिक अन्य "प्रोजेक्टाइल" (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलता से बनते हैं। एक जीवित जीव में खनिज चयापचय प्रक्रियाओं के अध्ययन में एक आइसोटोप ट्रेसर के रूप में रेडियोधर्मी कैल्शियम का जीव विज्ञान और चिकित्सा में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसकी मदद से यह पाया गया कि शरीर में प्लाज्मा, कोमल ऊतकों और यहां तक ​​कि हड्डी के ऊतकों के बीच कैल्शियम आयनों का निरंतर आदान-प्रदान होता रहता है। 45 सीए ने मिट्टी में होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं के अध्ययन और पौधों द्वारा कैल्शियम आत्मसात करने की प्रक्रियाओं के अध्ययन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। उसी आइसोटोप का उपयोग करके, गलाने की प्रक्रिया के दौरान कैल्शियम यौगिकों के साथ स्टील और अल्ट्राप्योर आयरन के संदूषण के स्रोतों का पता लगाना संभव था।

कैल्शियम की ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को बाँधने की क्षमता ने इसे अक्रिय गैसों की सफाई के लिए और एक गेट्टर के रूप में उपयोग करना संभव बना दिया (एक गटर एक पदार्थ है जो गैसों को अवशोषित करने और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक गहरा वैक्यूम बनाने के लिए कार्य करता है।) वैक्यूम रेडियो उपकरण में।

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग

कुछ कृत्रिम कैल्शियम यौगिक चूना पत्थर या जिप्सम से भी अधिक प्रसिद्ध और परिचित हो गए हैं। इस प्रकार, बुझा हुआ Ca(OH) 2 और बिना बुझा हुआ CaO चूना पुरातनता के बिल्डरों द्वारा इस्तेमाल किया गया था।

सीमेंट कृत्रिम रूप से प्राप्त कैल्शियम यौगिक भी है। सबसे पहले, चूना पत्थर के साथ मिट्टी या रेत का मिश्रण तैयार किया जाता है और क्लिंकर प्राप्त किया जाता है, जिसे बाद में एक महीन ग्रे पाउडर बनाया जाता है। आप सीमेंट के बारे में (या बल्कि सीमेंट के बारे में) बहुत सारी बातें कर सकते हैं, यह एक स्वतंत्र लेख का विषय है।

वही कांच पर लागू होता है, जिसमें आमतौर पर एक तत्व भी होता है।

कैल्शियम हाइड्राइड

हाइड्रोजन के वातावरण में कैल्शियम को गर्म करने पर, CaH2 (कैल्शियम हाइड्राइड) प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु विज्ञान (मेटालोथर्मी) और क्षेत्र में हाइड्रोजन के उत्पादन में किया जाता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री

कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) का उपयोग ऑप्टिक्स (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और लेजर सामग्री के रूप में किया जाता है। एकल क्रिस्टल के रूप में कैल्शियम टंगस्टेट (स्कीलाइट) का उपयोग लेजर तकनीक में किया जाता है, और एक सिंटिलेटर के रूप में भी।

कैल्शियम कार्बाइड

कैल्सियम कार्बाइड एक ऐसा पदार्थ है जिसकी खोज भट्टी के नए डिजाइन के परीक्षण के दौरान संयोग से हुई। हाल ही में, कैल्शियम कार्बाइड CaCl2 का उपयोग मुख्य रूप से ऑक्सी-ईंधन वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए किया गया था। जब कार्बाइड पानी से संपर्क करता है, तो एसिटिलीन बनता है, और ऑक्सीजन जेट में एसिटिलीन का दहन लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस का तापमान प्राप्त करना संभव बनाता है। हाल ही में, एसिटिलीन, और इसके साथ कार्बाइड, वेल्डिंग के लिए कम और रासायनिक उद्योग में अधिक से अधिक उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम के रूप मेंरासायनिक वर्तमान स्रोत

कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रिजर्व थर्मल इलेक्ट्रिक बैटरी में एनोड (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमेट तत्व) के रूप में किया जाता है। कैथोड जैसी बैटरियों में कैल्शियम क्रोमेट का उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरियों की एक विशेषता उपयोग करने योग्य स्थिति में एक अत्यंत लंबी शैल्फ जीवन (दशकों) है, किसी भी स्थिति (अंतरिक्ष, उच्च दबाव) में संचालित करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा उच्च विशिष्ट ऊर्जा। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहाँ थोड़े समय के लिए विशाल विद्युत शक्ति (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान, आदि) बनाना आवश्यक होता है।

से आग रोक सामग्रीकैल्शियम

कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों मुक्त रूप में और सिरेमिक मिश्रण के हिस्से के रूप में, आग रोक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ

कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से एंटीहिस्टामाइन के रूप में उपयोग किया जाता है।

  • कैल्शियम क्लोराइड
  • कैल्शियम ग्लूकोनेट
  • कैल्शियम ग्लिसरॉस्फेट

इसके अलावा, कैल्शियम यौगिकों को गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों में ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम की तैयारी में पेश किया जाता है।

मानव शरीर में कैल्शियम

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों में एक सामान्य मैक्रोन्यूट्रिएंट है। मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में, इसका अधिकांश भाग फॉस्फेट के रूप में कंकाल और दांतों में पाया जाता है। अकशेरूकीय (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, आदि) के अधिकांश समूहों के कंकाल कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से बने होते हैं। कैल्शियम की आवश्यकता उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) है, और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। अधिकांश कैल्शियम जो भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करता है, डेयरी उत्पादों में पाया जाता है, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ पौधों के खाद्य पदार्थों में पाया जाता है (फलियां विशेष रूप से समृद्ध होती हैं)।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजेन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के अवशोषण को रोका जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ मिलकर कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है जो गुर्दे की पथरी के घटक होते हैं।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक से हाइपरलकसीमिया हो सकता है, इसके बाद हड्डियों और ऊतकों का तीव्र कैल्सीफिकेशन (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करता है)। एक वयस्क के लिए अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम है।

कठोर जल में कैल्शियम

एक शब्द "कठोरता" द्वारा परिभाषित गुणों का परिसर पानी में घुले कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण द्वारा दिया जाता है। जीवन के कई मामलों में कठिन पानी अनुपयुक्त है। यह भाप बॉयलरों और बॉयलर संयंत्रों में पैमाने की एक परत बनाता है, जिससे कपड़ों को रंगना और धोना मुश्किल हो जाता है, लेकिन यह साबुन बनाने और इत्र बनाने के लिए उपयुक्त है। इसलिए, अतीत में, जब पानी के मृदुकरण के तरीके अपूर्ण थे, कपड़ा और इत्र उद्यम आमतौर पर "नरम" पानी के स्रोतों के पास स्थित होते थे।

अस्थायी और स्थायी कठोरता के बीच भेद। घुलनशील बाइकार्बोनेट Ca (HCO 3) 2 और Mg (HCO 3) 2 द्वारा अस्थायी (या कार्बोनेट) कठोरता पानी को दी जाती है। इसे साधारण उबालने से समाप्त किया जा सकता है, जिसमें बाइकार्बोनेट को जल-अघुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट में परिवर्तित किया जाता है।

स्थायी कठोरता एक ही धातु के सल्फेट्स और क्लोराइड द्वारा बनाई जाती है। और इसे समाप्त किया जा सकता है, लेकिन इसे करना कहीं अधिक कठिन है।

दोनों कठोरता का योग पानी की कुल कठोरता है। अलग-अलग देशों में इसकी अलग-अलग कीमत होती है। एक लीटर पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम के मिलीग्राम समकक्षों की संख्या के रूप में पानी की कठोरता को व्यक्त करने की प्रथा है। यदि एक लीटर पानी में 4 mEq से कम है, तो पानी को मृदु माना जाता है; जैसे-जैसे उनकी एकाग्रता बढ़ती है, अधिक से अधिक कठोर और, यदि सामग्री 12 इकाइयों से अधिक हो जाती है, तो बहुत कठोर।

पानी की कठोरता आमतौर पर साबुन के घोल का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। इस तरह के एक समाधान (एक निश्चित एकाग्रता का) पानी की मापी गई मात्रा में बूंद-बूंद करके जोड़ा जाता है। जब तक पानी में सीए 2+ या एमजी 2+ आयन हैं, वे फोम के गठन में हस्तक्षेप करेंगे। फोम की उपस्थिति से पहले साबुन समाधान की लागत के अनुसार, सीए 2+ और एमजी 2+ आयनों की सामग्री की गणना की जाती है।

दिलचस्प बात यह है कि प्राचीन रोम में पानी की कठोरता इसी तरह निर्धारित की गई थी। केवल रेड वाइन को अभिकर्मक के रूप में परोसा जाता है - इसके रंग पदार्थ भी कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ एक अवक्षेप बनाते हैं।

कैल्शियम का भंडारण

धात्विक कैल्शियम को 0.5 से 60 किलोग्राम वजन के टुकड़ों में लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। इस तरह के टुकड़ों को पेपर बैग में जस्ती लोहे के ड्रमों में सोल्डर और पेंट किए गए सीम के साथ रखा जाता है। कसकर बंद ड्रमों को लकड़ी के बक्सों में रखा जाता है। 0.5 किलोग्राम से कम वजन वाले टुकड़ों को लंबे समय तक संग्रहीत नहीं किया जा सकता है - वे जल्दी से ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड और कैल्शियम कार्बोनेट में बदल जाते हैं।

हड्डी का कंकाल इससे बना है, लेकिन शरीर अपने आप तत्व का उत्पादन करने में सक्षम नहीं है। यह कैल्शियम के बारे में है। वयस्क महिलाओं और पुरुषों को प्रति दिन कम से कम 800 मिलीग्राम क्षारीय पृथ्वी धातु प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। इसे दलिया, हेज़लनट्स, दूध, जौ का दलिया, खट्टा क्रीम, बीन्स, बादाम से निकाला जा सकता है।

कैल्शियममटर, सरसों, पनीर में पाया जाता है। सच है, यदि आप उन्हें मिठाई, कॉफी, कोला और ऑक्सालिक एसिड से भरपूर खाद्य पदार्थों के साथ मिलाते हैं, तो तत्व की पाचनशक्ति कम हो जाती है।

गैस्ट्रिक वातावरण क्षारीय हो जाता है, कैल्शियम अघुलनशील में कैद हो जाता है और शरीर से बाहर निकल जाता है। हड्डियाँ और दाँत टूटने लगते हैं। यह एक तत्व के बारे में क्या है, क्योंकि यह जीवित प्राणियों के लिए सबसे महत्वपूर्ण बन गया है, और क्या उनके जीवों के बाहर पदार्थ का कोई उपयोग है?

कैल्शियम के रासायनिक और भौतिक गुण

आवर्त सारणी में तत्व 20वें स्थान पर है। यह दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह में है। जिस अवधि से कैल्शियम संबंधित है वह चौथा है। इसका अर्थ है कि पदार्थ के एक परमाणु के 4 इलेक्ट्रॉनिक स्तर होते हैं। उनके पास 20 इलेक्ट्रॉन हैं, जो तत्व की परमाणु संख्या द्वारा इंगित किया गया है। यह इसके चार्ज - +20 की भी गवाही देता है।

शरीर में कैल्शियम, जैसा कि प्रकृति में है, एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। इसका मतलब है कि अपने शुद्ध रूप में, तत्व चांदी-सफेद, चमकदार और हल्का होता है। क्षारीय मृदा धातुओं की कठोरता क्षार धातुओं की तुलना में अधिक होती है।

कैल्शियम इंडेक्स के अनुसार लगभग 3 अंक है। जिप्सम, उदाहरण के लिए, समान कठोरता है। 20वें तत्व को चाकू से काटा जाता है, लेकिन किसी भी साधारण क्षार धातु की तुलना में कहीं अधिक कठिन।

"क्षारीय पृथ्वी" नाम का अर्थ क्या है? इसलिए कैल्शियम और उनके समूह की अन्य धातुओं को कीमियागरों ने डब किया। उन्होंने तत्वों के ऑक्साइड को पृथ्वी कहा। पदार्थों के आक्साइड कैल्शियम समूहपानी को क्षारीय बनाओ।

हालांकि, रेडियम, बेरियम और साथ ही 20वां तत्व न केवल ऑक्सीजन के संयोजन में पाया जाता है। प्रकृति में कई कैल्शियम लवण हैं। उनमें से सबसे प्रसिद्ध खनिज कैल्साइट है। धातु का कार्बोनिक रूप कुख्यात चाक, चूना पत्थर और जिप्सम है। उनमें से प्रत्येक है कैल्शियम कार्बोनेट.

20वें तत्व में वाष्पशील यौगिक भी होते हैं। वे लौ को नारंगी-लाल रंग देते हैं, जो पदार्थों की पहचान के लिए मार्करों में से एक बन जाता है।

सभी क्षारीय मृदा धातुएँ आसानी से जल जाती हैं। कैल्शियम के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए, सामान्य स्थितियाँ पर्याप्त हैं। केवल प्रकृति में तत्व अपने शुद्ध रूप में नहीं होता, केवल यौगिकों में होता है।

कैल्शियम ऑक्सी- एक फिल्म जो धातु को ढकती है, अगर वह हवा में है। लेप पीला होता है। इसमें न केवल मानक ऑक्साइड होते हैं, बल्कि पेरोक्साइड, नाइट्राइड भी होते हैं। यदि कैल्शियम हवा के संपर्क में नहीं है, लेकिन पानी के संपर्क में है, तो यह उसमें से हाइड्रोजन को विस्थापित कर देगा।

साथ ही अवक्षेपण कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड. शुद्ध धातु के अवशेष सतह पर तैरते हैं, हाइड्रोजन के बुलबुले द्वारा धकेले जाते हैं। यही योजना एसिड के साथ काम करती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ, यह अवक्षेपित होता है कैल्शियम क्लोराइडऔर हाइड्रोजन निकलती है।

कुछ प्रतिक्रियाओं के लिए ऊंचे तापमान की आवश्यकता होती है। अगर यह 842 डिग्री हो जाता है, कैल्शियम कर सकते हैंपिघलना। सेल्सियस पैमाने पर 1484 पर धातु उबलती है।

कैल्शियम समाधान, एक शुद्ध तत्व की तरह, गर्मी और विद्युत प्रवाह को अच्छी तरह से संचालित करता है। लेकिन, अगर पदार्थ बहुत गर्म है, तो धात्विक गुण खो जाते हैं। यानी न तो पिघला हुआ और न ही गैसीय कैल्शियम उनके पास है।

मानव शरीर में, तत्व को एकत्रीकरण की ठोस और तरल दोनों अवस्थाओं द्वारा दर्शाया जाता है। नरम कैल्शियम पानी, जो इसमें मौजूद है, अधिक आसानी से स्थानांतरित हो जाता है। हड्डियों के बाहर 20वें पदार्थ का केवल 1% ही होता है।

हालांकि, ऊतकों के माध्यम से इसका परिवहन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। रक्त में कैल्शियम हृदय की मांसपेशियों सहित मांसपेशियों के संकुचन को नियंत्रित करता है, सामान्य रक्तचाप को बनाए रखता है।

कैल्शियम का अनुप्रयोग

अपने शुद्ध रूप में, धातु में प्रयोग किया जाता है। वे बैटरी ग्रिड में जाते हैं। मिश्र धातु में कैल्शियम की उपस्थिति बैटरी के स्व-निर्वहन को 10-13% कम कर देती है। यह स्थिर मॉडल के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। बियरिंग्स भी लेड और 20वें तत्व के मिश्रण से बनाए जाते हैं। मिश्र धातुओं में से एक को असर कहा जाता है।

चित्र कैल्शियम युक्त खाद्य पदार्थ हैं।

सल्फर की अशुद्धियों से मिश्र धातु को शुद्ध करने के लिए स्टील में एक क्षारीय पृथ्वी धातु मिलाई जाती है। कैल्शियम के अपचायक गुण यूरेनियम, क्रोमियम, सीज़ियम, रुबिडियम, के उत्पादन में भी उपयोगी होते हैं।

किस प्रकार का कैल्शियमलौह धातु विज्ञान में प्रयोग किया जाता है? वही शुद्ध। अंतर तत्व के उद्देश्य में है। अब, वह भूमिका निभा रहा है। यह मिश्र धातुओं के लिए एक योजक है जो उनके गठन के तापमान को कम करता है और स्लैग को अलग करने की सुविधा प्रदान करता है। कैल्शियम के दानेउनमें से हवा के निशान हटाने के लिए इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में सो जाते हैं।

कैल्शियम का 48वां आइसोटोप परमाणु उद्यमों में मांग में है। वहां अतिभारी तत्व उत्पन्न होते हैं। कच्चे माल को परमाणु त्वरक पर प्राप्त किया जाता है। आयनों की मदद से उन्हें तितर-बितर करें - एक तरह का प्रोजेक्टाइल। यदि Ca48 उनकी भूमिका में कार्य करता है, तो अन्य पदार्थों के आयनों के उपयोग की तुलना में संश्लेषण की दक्षता सैकड़ों गुना बढ़ जाती है।

प्रकाशिकी में, 20वें तत्व को पहले से ही यौगिकों के रूप में महत्व दिया जाता है। फ्लोराइड और कैल्शियम टंगस्टेट खगोलीय उपकरणों के लेंस, उद्देश्य और प्रिज्म बन जाते हैं। लेजर तकनीक में खनिज भी पाए जाते हैं।

भूवैज्ञानिक कैल्शियम फ्लोराइड फ्लोराइट, और वोल्फ्रामाइड - स्कीलाइट कहते हैं। ऑप्टिकल उद्योग के लिए, उनके एकल क्रिस्टल का चयन किया जाता है, जो कि एक निरंतर जाली और एक स्पष्ट आकार के साथ अलग, बड़े समुच्चय हैं।

चिकित्सा में, वे शुद्ध धातु नहीं, बल्कि उस पर आधारित पदार्थ भी लिखते हैं। वे शरीर द्वारा अधिक आसानी से अवशोषित हो जाते हैं। कैल्शियम ग्लूकोनेट- ऑस्टियोपोरोसिस के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे सस्ता उपाय। एक दवा " कैल्शियम मैग्नीशियम"किशोरों, गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए निर्धारित।

विकासात्मक विकृतियों से बचने के लिए उन्हें 20वें तत्व के लिए शरीर की बढ़ी हुई आवश्यकता को पूरा करने के लिए पूरक आहार की आवश्यकता होती है। कैल्शियम-फॉस्फोरस चयापचय को नियंत्रित करता है "कैल्शियम डी 3". उत्पाद के नाम पर "डी3" विटामिन डी की उपस्थिति को इंगित करता है। यह दुर्लभ है, लेकिन पूर्ण अवशोषण के लिए आवश्यक है कैल्शियम.

अनुदेशको "कैल्शियम nycomed3"इंगित करता है कि दवा संयुक्त कार्रवाई के फार्मास्युटिकल फॉर्मूलेशन से संबंधित है। के बारे में भी यही कहा जाता है कैल्शियम क्लोराइड. यह न केवल 20वें तत्व की कमी को पूरा करता है, बल्कि नशे से भी बचाता है, और रक्त प्लाज्मा को बदलने में भी सक्षम है। कुछ पैथोलॉजिकल स्थितियों में, यह आवश्यक हो सकता है।

फार्मेसियों में, दवा " कैल्शियम एक अम्ल हैएस्कॉर्बिक"। गर्भावस्था के दौरान, स्तनपान के दौरान ऐसी युगल निर्धारित की जाती है। किशोरों को भी पूरक की आवश्यकता होती है।

कैल्शियम का निष्कर्षण

खाद्य पदार्थों में कैल्शियम, खनिज, यौगिक, प्राचीन काल से मानव जाति के लिए जाने जाते हैं। अपने शुद्ध रूप में, धातु को केवल 1808 में अलग किया गया था। किस्मत ने हम्फ्री डेवी का साथ दिया। एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ने तत्व के पिघले हुए लवण के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम निकाला। यह तरीका आज भी इस्तेमाल किया जाता है।

हालाँकि, उद्योगपति हम्फ्री के शोध के बाद खोजे गए दूसरे तरीके का अधिक सहारा लेते हैं। इसके ऑक्साइड से कैल्शियम कम होता है। प्रतिक्रिया पाउडर के साथ शुरू होती है, कभी-कभी। बातचीत ऊंचे तापमान पर निर्वात की स्थिति में होती है। पहली बार, यूएसए में पिछली शताब्दी के मध्य में कैल्शियम को इस तरह से अलग किया गया था।

कैल्शियम की कीमत

धात्विक कैल्शियम के कुछ निर्माता हैं। तो, रूस में, चैपेत्स्की मैकेनिकल प्लांट मुख्य रूप से डिलीवरी में लगा हुआ है। यह उदमुर्तिया में स्थित है। कंपनी धातु के दानों, छीलन और गांठों का कारोबार करती है। एक टन कच्चे माल की कीमत करीब 1,500 डॉलर है।

उत्पाद कुछ रासायनिक प्रयोगशालाओं द्वारा भी पेश किया जाता है, उदाहरण के लिए, रूसी रसायनज्ञ समाज। अंतिम, 100 ग्राम प्रदान करता है कैल्शियम। समीक्षागवाही दें कि यह तेल के नीचे एक पाउडर है। एक पैकेज की कीमत 320 रूबल है।

असली कैल्शियम खरीदने की पेशकश के अलावा, इसके उत्पादन की व्यावसायिक योजनाएँ भी इंटरनेट पर बेची जाती हैं। सैद्धांतिक गणना के लगभग 70 पृष्ठों के लिए, वे लगभग 200 रूबल मांगते हैं। अधिकांश योजनाएं 2015 में तैयार की गई थीं, यानी उन्होंने अभी तक अपनी प्रासंगिकता नहीं खोई है।