Chimie pentru studenții de calciu

Primit în 1808 de electroliza lui G. Davy a varului cu catod de mercur. Numele este derivat din latinele "kalks" - lime.

Calciul metalic este obținut prin electroliza clorurii topite la 830 ° C. Se utilizează de asemenea metoda metalotermică - toate calciul este constituit din oxid (CaO) într-un vid (10 # 8315; ³ mm Hg. ) cu ajutorul pulberii de aluminiu (sau magneziu) la 1200 ° C. Ca urmare a reacției, aluminatul de calciu și calciu 3CaO • Al203:







6CaO + 2Al = 3Ca + 3CaO • Al2O3

Formarea aluminatului, care (conform calculelor lui M. Kh. Karapetyants) Δ G ° 298 = 4410 kJ / mol, crește schimbarea potențialului izobar. Pentru reacția, a cărei ecuație este dată mai sus, potențialul izobar (adică ΔG ° 298) este egal cu:

Δ G ° = 298 -4410 - (- 6 • 604) = - 786 kJ / mol

Cu un potențial atât de mare, izobaric, se pot trage cu încredere concluziile privind posibilitatea procesului de reacție și pe baza datelor referitoare la condițiile standard. Din clorură sau iodură, calciul poate fi redus cu sodiu metalic. Excesul de sodiu după reacție este îndepărtat cu un alcool absolut, în care sodiul (spre deosebire de calciu) se dizolvă.

Proprietățile fizice și chimice ale calciului și ale compușilor săi

Calciul este un metal alb-argintiu, mult mai dur decât potasiul. Pe scara Mohs, duritatea potasiului este de 0,5, iar cea a calciului este de 1,5; Calciul poate fi procesat cu un fișier, dar depozitat în eter de petrol. Activitatea chimică a calciului este mai mică decât activitatea vecinului cu potasiul pentru o perioadă, dar totuși calciul descompune apă și oxidează rapid în aer.

La temperaturi ridicate, calciul reacționează cu halogeni (400 ° C), oxigen, sulf, azot (300 ° C). Reacția cu hidrogen începe deja la 150 ° C. În toate cazurile, calciul se manifestă ca un metal divalent activ; cu halogeni, se obțin săruri (de exemplu, CaCl2), cu oxid de oxigen al CaO, cu nitrură de azot de Ca3N2 cu hidrură de hidrogen a CaH2. Toate aceste reacții sunt exoterme, în special efectul termic al reacției cu fluor (-1218 kJ / mol) și oxigen (-630,2 kJ / mol).

Reacția imaginilor de hidrură anică este mult mai puțin exotermă - efectul termic este de numai 192,36 kJ / mol. Când carbonul este încălzit, carbonul dă carbură CaCl2, care se obține și atunci când amestecul de oxid de calciu cu cărbune este încălzit la temperaturi ridicate. Carbura de calciu este un derivat de acetilenă și eliberează acetilenă sub acțiunea apei. Majoritatea compușilor de calciu au un caracter ionic. Prin urmare, sărurile sale cu acizi tari nu sunt aproape hidrolizați; invers, sărurile cu acizi slabi au o reacție alcalină în soluție datorită hidrolizei. Ionul de calciu și mulți dintre compușii săi sunt incolori; sărurile de calciu pătrund flacăra într-o culoare roșie de cărămidă.

Fluorul, carbonat, fosfat mediu, oxalat de calciu este slab solubil în apă. hidroxid Solubilitate, un alcalin puternic în curs de dezvoltare de proprietăți, scăzută și scade odată cu creșterea temperaturii.

oxid de calciu (componenta de bază a nestins) este o pulbere albă, de obicei obținut prin calcinarea calcarului (carbonat de calciu), reacționează cu apa pentru a forma hidroxid cu eliberarea de cantități mari de căldură (procesul de var „stingere“). Oxidul de calciu este un compus puternic, topit la 2580 ° C și fierbind la 2850 ° C.

Cunoscute peroxid de calciu CaO 2, care poate fi obținut prin acțiunea peroxidului de hidrogen într-o soluție slab alcalină de clorură de calciu, și superoxid SaO4- substanță galbenă rezultată din peroxidul de tratament la cald peroxid de hidrogen concentrat.

Peroxidul de calciu reacționează cu apa, care produce peroxid de hidrogen. Suprasaturate cu acizi, eliberând oxigen.







Cu siliciu la o temperatură ridicată (1000 ° C), calciul dă siliciul CaSi2; S-au obținut și alte silicide: CaSi și Ca2Si. Atunci când acționează apa, hidrurile de siliciu-silani sunt izolate. Silicidele prezintă proprietățile agenților reducători puternici și se utilizează în metalurgie pentru rafinarea metalelor feroase și îmbunătățirea proprietăților fontei.

Cu substanțe organice, calciul formează o varietate de compuși complexi; Se cunosc, de asemenea, complexe de tip poliiodid; într-o soluție de iodură de calciu care conține iod, există diferite poliiodide (Cal4, Gal6, CaI8, etc.). Unele dintre ele (Cal4) pot fi izolate ca cristale în timp ce se răcește soluția.

Prevalența în natură. Utilizarea calciului și a compușilor săi.

Calciul este unul dintre cele mai comune elemente. Depozitele uriașe de calcar, silicați, sulfați și alți compuși ai acestui element sunt concentrați în crusta pământului și formează diverse minerale și roci.

În apele mărilor și oceanelor, calciul are loc sub formă de Ca # 8314 ;. ² împreună cu clorură de anioni, bromură, carbonat, bicarbonat, sulfat, etc. Dintre toate sărurile care pot fi obținute cu o combinație de cationi de calciu cu anioni, carbonat este unul dintre cele mai puțin solubil. Ca rezultat al activității de viață a organismelor marine - polipi-bicarbonatul de calciu coral se descompune și se formează carbonat greu dizolvat. Din acest motiv, acești locuitori ai mărilor își construiesc cochiliile. Recifurile de corali, uneori se întinde de sute și chiar mii de kilometri (Marea Barieră de Corali, care se învecinează coasta de nord-est a Australiei, are o lungime de aproximativ 2300 km) și în creștere din partea de jos la o înălțime, măsurată în sute de metri, sunt compuse în principal din carbonat de calciu.

Dioxidul de carbon conținut în apă le dizolvă treptat, transferându-le în bicarbonat, dar noi și noi generații de bicarbonat de extracție de corali din apă și îl folosesc din nou pentru a-și construi proiectele uimitoare, grandioase și delicate. Acest proces este unul din aspectele ciclului complex de calciu din natură. Râurile anual fac aproximativ 5 · 10 # 8312; t de calciu în mări și oceane. Apa care se scurge prin roci prin calcar este, de asemenea, saturată cu bicarbonați. Descompunerea lor, care are loc atunci când apele subterane curg spre suprafață, conduc la depunerea de mase mari de carbonați în peșteri, canioane și crăpături în roci.

Microorganismele (care au carcase din carbonat de calciu), după ce au dispărut, lasă masele de calcar vărsat - cretă, care formează straturi puternice în multe zone.

Limestonele, cristalizarea cărora a fost realizată sub presiunea rocilor la temperaturi ridicate, sunt diferite tipuri de marmură. Impuritățile îi conferă o culoare diferită și foarte frumoasă: roz, negru, verde etc.

Carbonatul de calciu cristalin pur se găsește în natură sub formă de cristale incolore de calcit (cristale ale sistemului trigonal). Culoarea calcitului indică prezența impurităților în acesta.

Sub forma așa-numitei sparuri din Islanda, calciul pur este folosit pentru a face polarimetre, deoarece calciul are o dublă refracție.

Un alt tip de carbonat de calciu - aragonitul cristalizează într-un sistem rombic la o temperatură mai mare de 29 ° C (sub această temperatură se obține calciul).

Gipsul - un mineral natural - este un hidrat cristalin de GaSO4 · 2H20. Gipsul parțial deshidratat, atunci când este amestecat cu apă, se întărește (seturi), umplând chiar și forme complexe bine. Prin urmare, gipsul și varietatea acestuia - alabastru, se utilizează pentru lucrări de construcție, artă și decorare. Gipsul puternic calcinat (anhidru sau ars) se agită foarte prost.

Calciul face parte dintr-un număr mare de silicați, în care este conținut sub formă de cation împreună cu alte metale: fier, crom, magneziu, aluminiu etc.

Fosfatul de calciu - fosforitul Ca3 (PO4) 2 și apatitul 3Ca3 (PO4) 2 • Ca (F2) Cl sunt materii prime importante în producția de îngrășăminte fosforice, precum și fosfor.

Calciul de calciu CaF2, numit fluorit, apare în mod natural sub formă de cristale incolore sau colorate. Cristalele transparente ale acestuia sunt destinate fabricării lentilelor din instrumente optice.

O importanță industrială deosebită este calcarul, deoarece sunt materii prime pentru ciment, sticlă, construcții, metalurgie și alte industrii.

Funcțiile biologice ale calciului

Funcțiile biologice ale calciului sunt diverse. Calciul este o parte din sprijin și protecție unităților organismelor - o substanță scoici, oase (sub formă de fosfați și fluoruri - compus tip apatită), un compus formează baza părții solide a țesutului dentar, coajă de ou, etc. Cu toate acestea, ionii de calciu sunt conținute în .. unele proteine ​​(cazeină), au un impact semnificativ asupra funcționării sistemelor enzimatice, procese de coagulare a sângelui, echilibrul osmotic în celule, și așa mai departe. d.

Prin urmare, sărurile de calciu sunt o componentă necesară a dietei umane și a animalelor. Asimilarea calciului în organismul în curs de dezvoltare și formarea țesutului osos este asociată cu prezența vitaminei D în celulele corpului.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: