Det kalk Det er et jordalkalimetal, der hører til gruppe 2 i det periodiske system (Mr. Becambara). Dette metal indtager femtepladsen i overflod blandt de elementer, der findes i jordskorpen; bag jern og aluminium. Det er repræsenteret af det kemiske symbol Ca, og dets atomnummer er 20.
Calcium repræsenterer 3,64% af jordskorpen og er det mest rigelige metal i menneskekroppen, der repræsenterer 2% af dets vægt. Han er ikke fri i naturen; men det er en del af adskillige mineraler og kemiske forbindelser.
For eksempel findes det i mineralet calcit, som igen er en del af kalksten. Calciumcarbonat er til stede i jorden som marmor, dolomit, æggeskal, koral, perler, stalaktitter, stalagmitter såvel som i skaller fra mange havdyr eller snegle.
Derudover er calcium en del af andre mineraler, såsom gips, anhydrit, fluorit og apatit. Det er ikke overraskende, at det er synonymt med knogler på kulturelt niveau.
Når calcium udsættes for luft, dækkes det med en gullig belægning, produktet af en blanding af calciumoxid, nitrid og hydroxid. Imidlertid, frisk skåret, er overfladen skinnende, sølvfarvet. Det er blødt med en hårdhed på Mohs-skalaen på 1,75.
Calcium udfører adskillige funktioner i levende væsener, blandt dem er det en del af forbindelser, der bestemmer strukturen og funktionen af knoglesystemet; griber ind i koagulationskaskaden ved at aktivere flere koagulationsfaktorer, identificeret som faktor IV.
Derudover griber calcium ind i muskelkontraktion, hvilket muliggør forening af kontraktile proteiner (actin og myosin); og letter frigivelsen af nogle neurotransmittere, herunder acetylcholin.
Kemisk deltager det næsten altid i dets organiske eller uorganiske forbindelser såsom den divalente kation Cato+. Det er et af kationerne med det højeste koordinationsnummer, det vil sige, det kan interagere med flere molekyler eller ioner på samme tid.
Artikelindeks
Calciumforbindelser såsom kalk (CaO) eller gips (CaSO4) er blevet brugt i årtusinder af mennesker, uvidende om deres kemiske struktur. Kalk som byggemateriale og gips til fremstilling af skulpturerne blev brugt 7.000 år f.Kr..
I Mesopotamien blev der fundet en kalkovn, der blev brugt 2.500 f.Kr. I en nær periode blev gips brugt under opførelsen af den store pyramide i Giza.
Joseph Black (1755) forklarede, at kalk er lettere end kalkstenen (calciumcarbonat), der giver anledning til den. Dette skyldes, at det mister kuldioxid under opvarmning..
Antoine Lavoiser (1787) konkluderede, at kalk skal være et oxid af et ukendt kemisk element.
Sir Humphrey Davy (1808) netop i det år, hvor han opdagede bor, gjorde han det samme med calcium ved hjælp af elektrolyseteknikken, der blev brugt af Jakar Berzelius og Magnus Martin..
Davy isolerede calcium og magnesium ved hjælp af det samme eksperimentelle design. Han blandede calciumoxid med kviksølv (II) oxid på en platineplade, der blev brugt som en anode (+), mens katoden (-) var en platinatråd delvist nedsænket i kviksølv.
Elektrolyse producerede et amalgam af calcium og kviksølv. For at rense calcium blev amalgamet udsat for destillation. Imidlertid blev der ikke opnået rent calcium..
Sølvhvidt metal skifter til gråhvidt, når det udsættes for luft. I fugtig luft får det en overskyet blålig grå. Fast eller tørt pulver. Ansigtscentreret krystallinsk struktur.
40,078 g / mol.
842 ºC.
1.484 ºC.
-1,55 g / cm3 ved stuetemperatur.
-1,378 g / cm3 i flydende tilstand ved smeltepunkt.
8,54 kJ / mol.
154,7 kJ / mol.
25,929 J / (mol K).
0,63 J / gK
1.0 på Pauling-skalaen
-Første ionisering 589,8 kJ / mol
-Anden ionisering 1.145 kJ / mol
-Tredje ionisering 4,912 kJ / mol
-Fjerde ionisering 6.490,57 kJ / mol, og der er yderligere 4 ioniseringsenergier.
Kl
176 ± 22.00
22,3 µm / m K ved 20 ºC.
201 W / m K
336 nΩ · m ved 20 ºC.
1,75 på Mohs-skalaen.
Calcium har 6 naturlige isotoper: 40AC, 42AC, 43AC, 44AC, 46Ca og 48Ca og 19 radioaktive syntetiske isotoper. De mest rigelige isotoper er 40Ca (96,94%), den 44Ca (2.086%) og 42Ca (0,647%).
Calcium reagerer spontant med vand og producerer calciumhydroxid og hydrogengas. Det reagerer med ilt og nitrogen i luften og producerer henholdsvis calciumoxid og calciumnitrid. Ved splittelse brænder det spontant i luft.
Når calcium opvarmes, reagerer det med brint til dannelse af et halogenid. Det reagerer også med alle halogener og danner halogenider. Det reagerer også med bor, svovl, kulstof og fosfor..
Calciumatomer er forbundet med metalliske bindinger, der bidrager med deres to valenselektroner til tidevandet af elektroner. Således ender interaktionen mellem Ca-atomerne og de resulterende elektroniske bånd med at definere en krystal med en kubisk struktur centreret på ansigterne (ccc, på spansk eller fcc på engelsk for ansigt-centreret kubisk).
Hvis dette krystalccc af calcium opvarmes til en temperatur omkring 450 ° C, gennemgår det en overgang til hcp-fasen (kompakt sekskantet eller sekskantet tættest pakket). Det vil sige, strukturen bliver tættere, som om elektronernes bevægelse og atomernes vibrationer trækker sig sammen den afstand, der adskiller dem..
Calciumatomet har følgende elektroniske konfiguration:
[Ar] 4sto
Hvilket ville forklare, at de to valenselektroner til dette metal kommer fra dets yderste 4'ers orbital. Når det mister dem, dannes den divalente kation Cato+, isoelektronisk til ædelgasargon; det vil sige både Ar og Cato+ har det samme antal elektroner.
Det er 4s orbitaler af calcium, der kombinerer for at etablere valensbåndet for disse krystaller. Det samme sker med de tomme 4p orbitaler, som etablerer et ledningsbånd.
Calcium produceres kommercielt ved elektrolyse af smeltet calciumchlorid. Følgende reaktioner forekommer ved elektroderne:
Ved anoden: 2Cl- (l) => Clto (g) + 2e-
Calcium aflejres som et metal på katoden ved at fange elektroner ionisk calcium.
Ved katoden: Cato+ (l) + 2 e- => Ca (s)
I en lille skala kan calcium produceres ved at reducere calciumoxid med aluminium eller calciumchlorid med metallisk natrium..
6 CaO + 2 Al => 3 Ca + Ca3TiltoELLER6
CaClto + 2 Na => Ca + NaCl
Calcium bruges som tilsætningsstof til fremstilling af glaspærer, der tilsættes til pæren i løbet af dets indledende fremstillingsfase. Det tilføjes også i slutningen for at kombinere med de gasser, der er tilbage i pæren..
Det bruges som en desintegrator i produktionen af metaller som kobber og stål. Legeringen af calcium og cæsium bruges i tændene til tændene for at generere gnister. Calcium er et reduktionsmiddel, men det har også deoxiderings- og deoxideringsapplikationer.
Calcium anvendes til fremstilling af metaller som chrom, thorium, uran, zirconium og andre ud fra deres oxider. Det bruges som legeringsmiddel til aluminium, kobber, bly, magnesium og andre uædle metaller; og som en deoxideringsmiddel til nogle højtemperaturlegeringer.
Calcium i legering med bly (0,04%) fungerer som en kappe til telefonkabler. Det bruges i legering med magnesium i ortopædiske implantater for at forlænge deres levetid.
Det er et fyldstof i keramik, glas, plast og maling samt et råmateriale til produktion af kalk. Syntetisk carbonat med høj renhed anvendes medicinsk som et antacida og calciumtilskud. Det bruges også som tilsætningsstof i mad.
Calciumoxid anvendes i byggebranchen og anvendes til vægpaneler. Det er også indarbejdet i beton. I det 19. århundrede blev blokke af calciumoxid brændt for at belyse stadierne med intens hvidt lys..
Kalk (igen calciumoxid) bruges til at fjerne uønskede komponenter såsom siliciumdioxid (SiO)to) til stede i jernmateriale. Reaktionens produkt er calciumsilicat (CaSiO3) kaldet "afskum".
Kalk kombineres med vand til dannelse af calciumhydroxid; Denne forbindelse flokkulerer og synker og trækker urenheder til bunden af tankene..
Det indre af skorstene er foret med kalk for at fjerne røg fra fabrikkerne. For eksempel fanger den svovldioxid (SOto), som bidrager til sur regn og omdanner det til calciumsulfit (CaSO3).
Calciumchlorid bruges til at kontrollere vejis; balsam til tomat til stede i konserves; fremstilling af karosserier til biler og lastbiler.
Det præsenteres almindeligvis som CaSO42HtoO (gips), der bruges som jordbalsam. Kalcineret gips anvendes til fremstilling af fliser, plader og lænke. Det bruges også til immobilisering af knoglebrud.
Calciumphosphater findes i forskellige former i naturen og bruges som gødning. Syresaltet af calcium (CaHtoPO4) bruges som gødning og stabilisator til plast. Calciumphosphat findes som en del af knoglevæv, især som hydroxyapatit.
Der er adskillige calciumforbindelser med forskellige anvendelser. For eksempel bruges calciumcarbid til at opnå acetylen, der anvendes i svejsebrændere. Calciumalginat anvendes som et fortykningsmiddel i fødevarer såsom is.
Calciumhypochlorit anvendes som blegemiddel, deodorant, fungicid og algerecid.
Calciumpermanganat er et raketdrivmiddel. Det bruges også som vandrensende middel og til tekstilproduktion.
Calcium udfører adskillige funktioner i levende væsener:
-Gribe ind i koagulationskaskaden som faktor IV.
-Det er nødvendigt for aktivering af flere koagulationsfaktorer, herunder thrombin.
-I skeletmuskler frigiver calcium den inhiberende virkning af et proteinsystem på muskelsammentrækning, så actin-myosin-broer dannes, hvilket fører til sammentrækning..
-Stabiliserer ionkanaler i exciterende celler. I hypokalcæmi aktiveres natriumkanaler, hvilket får natrium til at komme ind i cellerne, og der kan genereres en vedvarende sammentrækning (tetany), der kan være dødelig.
-Derudover fremmer calcium frigivelsen af neurotransmitteren acetylcholin ved presynaptiske terminaler..
Reagerer eksotermt med vand. Derfor kan det medføre alvorlig skade på munden, spiserøret eller maven, når det er slugt..
Arbejdstagere udsættes for denne risiko steder, hvor elementet calcium produceres, eller de steder, hvor metal påføres. Forholdsreglerne er at beskytte dig selv med masker, der undgår indånding af støv, tilstrækkelig tøj og ventilation..
Hyperkalcæmi er yderst farlig og kan hovedsagelig skyldes overdreven udskillelse af parathyroideahormon eller et overdrevet indtag af vitamin D. En overdreven indtagelse af calcium, for eksempel større end 2,5 g / dag, er sjældent en årsag til hyperkalcæmi.
Overskydende calcium ophobes i nyrerne, der forårsager nyresten og nyrenefrose. Derudover ændrer ophobning af calcium i væggene i blodkarrene deres elasticitet, hvilket kan være årsagen til hypertension, nedsat blodgennemstrømning og trombose..
En grundlæggende forholdsregel er inkluderingen af calcæmi blandt laboratorietestene, når lægen observerer egenskaber, der får patienten til at mistanke om hyperkalcæmi og indleder passende behandling..
Endnu ingen kommentarer