Семейство кальция – Щёлочноземельные металлы — это… Что такое Щёлочноземельные металлы?

Содержание

КАЛЬЦИЙ — это… Что такое КАЛЬЦИЙ?

  • КАЛЬЦИЙ — (Са) желтый блестящий и тягучий металл. Удельный вес 1,6. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. КАЛЬЦИЙ (ново лат. calcium, от лат. calx известь). Серебристого цвета металл. Словарь иностранных слов,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • КАЛЬЦИЙ — КАЛЬЦИЙ, Calcium, хим. элемент, симв. Са, блестящий, серебристо белого цвета металл с кристаллич. изломом, относящийся к группе щелочно земельных металлов. Уд. вес 1,53; ат. в. 40,07; точка плавления 808°. Са относится к числу весьма… …   Большая медицинская энциклопедия

  • КАЛЬЦИЙ — (Calcium), Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,08; относится к щелочно земельным металлам; tпл 842шC. Содержится в костной ткани позвоночных, раковинах моллюсков, яичной скорлупе. Кальций… …   Современная энциклопедия

  • КАЛЬЦИЙ — металл серебристо белого цвета, вязкий, ковкий, на воздухе быстро окисляющийся. Темп pa плавления 800 810°. В природе встречается в виде различных солей, образующих залежи мела, известняка, мрамора, фосфоритов, апатитов, гипса и др. На жел. дор.… …   Технический железнодорожный словарь

  • КАЛЬЦИЙ — (лат. Calcium) Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,078, относится к щелочноземельным металлам. Название от латинского calx, родительный падеж calcis известь. Серебристо белый металл,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • КАЛЬЦИЙ — (символ Са), широко распространенный серебристо белый металл из группы ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ, впервые выделен в 1808 г. Содержится во многих горных породах и минералах, особенно в известняке и гипсе, а также в костях. В организме способствует… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Кальций —         Ca (от лат. Calx, род. падеж calcis известь *а. calcium; н. Kalzium; ф. calcium; и. calcio), хим. элемент II группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 20, ат. м. 40,08. Cостоит из шести стабильных изотопов: 40Ca (96,97%), 42Ca (0,64%),… …   Геологическая энциклопедия

  • КАЛЬЦИЙ — КАЛЬЦИЙ, кальция, мн. нет, муж. (от лат. calx известь) (хим.). Химический элемент металл серебристо белого цвета, содержащийся в извести. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • КАЛЬЦИЙ — КАЛЬЦИЙ, я, муж. Химический элемент, мягкий серебристо белый металл. | прил. кальциевый, ая, ое. Кальциевые соли. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • КАЛЬЦИЙ — муж. металл, составляющий химическую основу извести. Кальцинировать что, пережигать металл, соль или камень. Кальцинация жен. действие это, пережиг, перекалка. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 …   Толковый словарь Даля

  • КАЛЬЦИЙ — (Calcium), Ca, хим. элемент II группы периодич. системы элементов, ат. номер 20, ат. масса 40,08, относится к щелочноземельным металлам. ПриродныйК. состоит из смеси 6 стабильных изотопов с массовыми числами 40, 42 44, 46 и 48, среди к рых наиб.… …   Физическая энциклопедия

  • Кальций — Циклопедия

    Кальций

    Химический элемент

    Серебристо-белый металл
    Символ, номер Ca, 20
    Атомная масса 40,078 а.е.м.
    Электронная конфигурация [Ar] 4s2
    Электроотрицательность 1 по шкале Полинга
    Плотность 1,55 г/см3
    Температура плавления 1112 K
    Температура кипения 1757 K
    Структура кристаллической решетки кубическая гранецентрированная
    Теплопроводность (300 K) (201) Вт/(м·К)

    Кальций — химический элемент с атомным номером 20 и его простое вещество, относящееся к щелочноземельным металлам, серебристо-белый мягкий металл, химически активен, легко окисляется

    [править] Происхождение названия

    Название элемента «кальций» происходит от лат. calx, calcis — известь («мягкий камень»). Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 году выделивший металлический кальций электролизом. Дэви смешивал влажную гашеную известь с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая была анодом. Катодом служил платиновый провод, погруженный в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция.

    [править] Распространение в природе

    По распространенности в природе кальций занимает пятое место среди химических элементов (3,6 % массы земной коры). В связи с высокой химической активностью в свободном состоянии он не встречается. Наиболее распространенными его соединениями являются известняк, мел и мрамор, которые имеют одинаковый химический состав CaCO3, но различную кристаллическую структуру.

    Кларк кальция в каменных метеоритах 1,4 %, ультраосновных — 0,7 %, основных — 6,72 %, средних — 4,65 %, кислых породах — 1,58 %.

    Кальций входит в состав многих минералов. Составная часть известняков, мрамора и тому подобное. Эти минералы часто образуют целые горные массивы. В больших количествах встречаются также апатиты и фосфориты, основой которых является фосфат кальция Са3(РО4)2. Достаточно распространенным является минерал гипс CaSO

    4 · 2Н2О.

    Кроме того, значительные количества соединений кальция содержатся в почве и природных водах, а также входят в состав животных и растительных организмов. Так, например, минеральная масса костей и зубов животных содержит около 80 % фосфата кальция Са3(РО4)2, а скорлупа яиц почти полностью состоит из карбоната кальция СаСО3.

    [править] Физические свойства

    В свободном состоянии кальций — серебристо-белый легкий металл. Плотность его 1,55 г/см³. Температура плавления 851 °С. Твердость кальция невелика, он лишь немного тверже свинца и натрий. Пластичность достаточно высока: кальций легко прессовать и раскатывать в тонкие листочки.

    [править] Химические свойства

    Кальций относится к главной подгруппе второй группы периодической системы Менделеева. Его атомы на внешнем энергетическом уровне имеют по два электрона. Эти электроны он легко теряет и превращается в положительно заряженные ионы Са2+. Во всех своих соединениях кальций бывает только двухвалентный. Кальций принадлежит к самым активным металлов и по своей химической активности уступает лишь щелочным металлам.

    При обычной температуре кальций легко взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, поэтому его хранят под слоем керосина, вазелина или в герметически закрытом сосуде. При нагревании он легко воспламеняется, образуя оксид кальция:

    • [math]\mathrm {2Ca + O_2 \xrightarrow {300-450 ^ оС} 2CaO}[/math]

    Кальций легко взаимодействует также с водой, особенно при нагревании, а с кислотами реагирует очень бурно:

    • [math]\mathrm{ Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2}[/math]
    • [math]\mathrm{ Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2}[/math]

    С влажным бромом и хлором кальций взаимодействует уже при обычной температуре, а при нагревании непосредственно реагирует с серой, азотом, графитом и другими веществами, а также восстанавливает почти все металлы из их оксидов:

    • [math]\mathrm {Ca + Cl_2 \xrightarrow {200-250 ^ оС} CaCl_2}[/math]
    • [math]\mathrm {Ca + S \xrightarrow {150 ^ оС} CaS}[/math]
    • [math]\mathrm {Ca + 2C \xrightarrow {550 ^ оС} CaC_2}[/math]
    • [math]\mathrm {3Cа + N_2 \xrightarrow {200-450 ^ оС} Ca_3N_2}[/math]

    Металлический кальций применяют главным образом в металлургии для получения некоторых металлов из их оксидов, которые трудно восстанавливаются, например ванадия, хрома и др.

    • [math]\mathrm {V_2O_5 + 5Ca \xrightarrow + 2V + 5CaO}[/math]
    • [math]\mathrm {Cr_2O_3 + 3Cа \xrightarrow 2Cr + 3CaO}[/math]

    Кальций используют также для раскисления стали и бронзы при их выплавке, а также для изготовления некоторых сплавов. Так, сплав свинца с небольшой добавкой кальция служит для заливки подшипников железнодорожных вагонов. Кроме того, кальций применяют для обезвоживания некоторых органических жидкостей и других целей. Используется в металлургии для изготовления сплавов и как восстановитель. Широко применяют природные соли кальция.

    Соединения кальция широко применяются как антигистаминные средства. Соединения кальция входят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы.

    [править] Биологическая роль

    Кальций — самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть находится в скелете и зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, мышечных и нейронных реакциях, обеспечивающих осмотическое давление крови. Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая суточная норма составляет от 800 до 1000 мг, для детей — от 600 до 900 мг, что очень важно из-за интенсивного роста скелета ребенка. Злоупотребление кофе и алкоголем может приводить к дефициту извести.

    Кальций относится к щелочноземельным металлам и имеет высокую биохимическую активность. В организме человека содержится около 1,5 кг кальция. Он является основным структурным элементом костей и зубов, входит в состав ногтей, волос, мягких тканей, внеклеточной жидкости и плазмы крови. Кальций является важным компонентом системы свертывания крови, он поддерживает правильное соотношение солей в организме человека.

    К числу наиболее важных функций в живом организме принадлежит его участие в работе различных ферментных систем, в том числе обеспечивающих сокращение мышц и передачи нервных импульсов, изменяющих активность гормонов и т. п. Кальций также влияет на проницаемость тканей для калия и натрия, способствует стабилизации мембран нервных клеток.

    Источником кальция являются пищевые продукты. С пищей взрослый человек может получить около 10 г кальция, беременные женщины — до 15 г, кормящие — до 20 г. Кальций поступает с пищей в основном в виде нерастворимых в воде солей, которые растворяются в желудке человека с помощью желудочного сока, затем подвергаются воздействию желчных кислот, переводящих его в усваиваемую форму.

    • Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
    • Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
    • Ф. А. Деркач «Химия» Л. 1968
    • В. В. Сухан, Т. В. Табенська, А. Й. Капустянка, В. Ф. Горлач «Химия» 1995

    Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
    Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2,
    W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

     

    Кальций и его характеристики

    Общая характеристика кальция

    Кальций принадлежит к числу самых распространенных в природе элементов. В земной коре его содержится приблизительно 3% (масс.). Он встречается в виде многочисленных отложений известняков и мела, а также мрамора, которые представляют собой природные разновидности карбоната кальция CaCO3. В больших количествах встречаются также гипс CaSO4×2H2O, фосфорит Ca3(PO4)2 и, наконец, различные содержащие кальций силикаты.

    В виде простого вещества кальций представляет собой ковкий, довольно твердый металл белого цвета (рис.1). На воздухе быстро покрывается слоем оксида, а при нагревании сгорает ярким красноватым пламенем. С холодной водой кальций реагирует сравнительно медленно, но из горячей воды быстро вытесняет водород, образуя гидроксид.

    Рис. 1. Кальций. Внешний вид.

    Атомная и молекулярная масса кальция

    Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

    Поскольку в свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 40,078.

    Изотопы кальция

    Известно, что в природе кальций может находиться в виде четырех стабильных изотопов 40Ca,42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, с явным преобладанием изотопа 40Ca (99,97%). Их массовые числа равны 40, 42, 43, 44, 46 и 48 соответственно. Ядро атома изотопа кальция 40Ca содержит двадцать протонов и двадцать нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

    Существуют искусственные изотопы кальция с массовыми числами от 34-х до 57-ми, среди которых наиболее стабильным является 41Ca с периодом полураспада равным 102 тысячи лет.

    Ионы кальция

    На внешнем энергетическом уровне атома кальция имеется два электрона, которые являются валентными:

    1s22s22p63s23p64s2.

    В результате химического взаимодействия кальций отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

    Ca0-2e → Ca2+.

    Молекула и атом кальция

    В свободном состоянии кальций существует в виде одноатомных молекул Ca. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кальция:

    Энергия ионизации атома, эВ

    6,11

    Относительная электроотрицательность

    1,0

    Радиус атома, нм

    0,197

    Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль

    192,5

    Сплавы кальция

    Кальций служит легирующим компонентом некоторых свинцовых сплавов.

    Примеры решения задач

    Калий — Википедия

    Калий
    ← Аргон | Кальций →
    Серебристо-белый мягкий металл

    Элементарный калий

    Название, символ, номер Калий / Kalium (K), 19
    Атомная масса
    (молярная масса)
    39,0983(1)[1] а. е. м. (г/моль)
    Электронная конфигурация [Ar] 4s1
    Радиус атома 235 пм
    Ковалентный радиус 203 пм
    Радиус иона 133 пм
    Электроотрицательность 0,82 (шкала Полинга)
    Электродный потенциал −2,92 В
    Степени окисления 0; +1
    Энергия ионизации
    (первый электрон)
     418,5 (4,34) кДж/моль (эВ)
    Плотность (при н. у.) 0,856 г/см³
    Температура плавления 336,8 К; +63,65 °C
    Температура кипения 1047 К; 773,85 °C
    Уд. теплота плавления 2,33 кДж/моль
    Уд. теплота испарения 76,9 кДж/моль
    Молярная теплоёмкость 29,6[2] Дж/(K·моль)
    Молярный объём 45,3 см³/моль
    Структура решётки кубическая объёмно-центрированная
    Параметры решётки 5,332 Å
    Температура Дебая 100 K
    Теплопроводность (300 K) 79,0 Вт/(м·К)
    Номер CAS 7440-09-7
    Potassium Spectrum.jpg

    Ка́лий — элемент первой группы (по старой классификации — главной подгруппы первой группы), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 19. Обозначается символом K (лат. Kalium). Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

    В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах.

    Очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь.

    Во многих свойствах калий очень близок натрию, но с точки зрения биологической функции и использования клетками живых организмов они антагонистичны.

    Соединения калия используются с древнейших времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия K2CO3, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

    19 ноября 1807 года в Бейкеровской лекции английский химик Дэви сообщил о выделении калия электролизом расплава едкого кали (KOH)[3](в рукописи лекции Дэви указал, что он открыл калий 6 октября 1807 года[4]). Дэви назвал его «потасий» (лат. potasium[3]:32; это название (правда, в некоторых языках с двумя буквами s) до сих пор употребительно в английском, французском, испанском, португальском и польском языках. При электролизе влажного едкого кали KOH на ртутном катоде он получил амальгаму калия, а после отгонки ртути — чистый металл. Дэви определил его плотность, изучил химические свойства, в том числе разложение воды и поглощение водорода.

    В 1808 году французские химики Гей-Люссак и Л. Тенар выделили калий химическим путём — прокаливанием KOH с углём.

    В 1809 году немецкий физик Л. В. Гильберт предложил название «калий» (лат. kalium, от араб. аль-кали — поташ). Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы (в том числе русский) и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

    Ввиду высокой химической активности калий в свободном состоянии в природе не встречается. Породообразующий элемент, входит в состав слюд, полевых шпатов и т. д. Также калий входит в состав минералов сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl2·6H2O, каинита KCl·MgSO

    4·6H2O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K2CO3 (поташ). Калий входит в состав всех клеток (см. ниже раздел Биологическая роль). Кларк калия в земной коре составляет 2,4 % (5-й по распространённости металл, 7-й по содержанию в коре элемент). Средняя концентрация в морской воде — 380 мг/л[5].

    Месторождения[править | править код]

    Крупнейшие месторождения калия находятся на территории Канады (производитель PotashCorp), России (ПАО «Уралкалий», г. Березники, г. Соликамск, Пермский край, Верхнекамское месторождение калийных руд[6]), Белоруссии (ПО «Беларуськалий», г. Солигорск, Старобинское месторождение калийных руд[7]).

    Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

    K++e−→K{\displaystyle {\mathsf {K^{+}+e^{-}\rightarrow K}}}
    2Cl−→Cl2{\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}\rightarrow Cl_{2}}}}

    При электролизе гидроксида калия на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

    4OH−→2h3O+O2{\displaystyle {\mathsf {4OH^{-}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2}}}}

    Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

    Важное промышленное значение имеют и методы термохимического восстановления:

    Na+KOH→N2380−450oCNaOH+K{\displaystyle {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow[{N_{2}}]{380-450^{o}C}}NaOH+K}}}

    и восстановление из расплава хлорида калия карбидом кальция, алюминием или кремнием[8][9].

    Калий под слоем ТГФ

    Калий — серебристый металл с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет[10].

    Калий активно взаимодействует с водой. Выделяющийся водород воспламеняется, а ионы калия придают пламени фиолетовый цвет. Раствор фенолфталеина в воде становится малиновым, демонстрируя щелочную реакцию образующегося KOH

    Калий образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,5247 нм, Z = 2.

    Элементарный калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений (оксиды и карбонат). При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью. С Na, Tl, Sn, Pb, Bi калий образует интерметаллиды.

    Взаимодействие с простыми веществами[править | править код]

    Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

    2K+h3⟶2KH{\displaystyle {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}}

    с халькогенами (100—200 °C, E = S, Se, Te):

    2K+E⟶K2E{\displaystyle {\mathsf {2K+E\longrightarrow K_{2}E}}}

    При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO2 (с примесью K2O2):

    K+O2⟶KO2{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

    В реакции с фосфором в инертной атмосфере образуется фосфид калия зелёного цвета (200 °C):

    3K+P⟶K3P{\displaystyle {\mathsf {3K+P\longrightarrow K_{3}P}}}

    Взаимодействие со сложными веществами[править | править код]

    Калий при комнатной температуре (+20 °C) активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора аммиаката калия.

    2K+2h3O⟶2KOH+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}}
    2K+2HCl⟶2KCl+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}}
    K+6Nh4⟶[K(Nh4)]6{\displaystyle {\mathsf {K+6NH_{3}\longrightarrow [K(NH_{3})]_{6}}}}

    Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

    8K+6h3SO4⟶4K2SO4+SO2↑+S↓+6h3O{\displaystyle {\mathsf {8K+6H_{2}SO_{4}\longrightarrow 4K_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +S\downarrow +6H_{2}O}}}
    21K+26HNO3⟶21KNO3+NO↑+N2O↑+N2↑+13h3O{\displaystyle {\mathsf {21K+26HNO_{3}\longrightarrow 21KNO_{3}+NO\uparrow +N_{2}O\uparrow +N_{2}\uparrow +13H_{2}O}}}

    При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

    2K+2KOH⟶2K2O+h3↑(450∘C){\displaystyle {\mathsf {2K+2KOH\longrightarrow 2K_{2}O+H_{2}\uparrow (450^{\circ }C)}}}

    При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (+65…+105 °C):

    2K+2Nh4⟶2KNh3+h3{\displaystyle {\mathsf {2K+2NH_{3}\longrightarrow 2KNH_{2}+H_{2}}}}

    Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

    2K+2C2H5OH⟶2C2H5OK+h3↑{\displaystyle {\mathsf {2K+2C_{2}H_{5}OH\longrightarrow 2C_{2}H_{5}OK+H_{2}\uparrow }}}

    Алкоголяты щелочных металлов (в данном случае — этилат калия) широко используются в органическом синтезе.

    Соединения с кислородом[править | править код]

    При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

    2K+O2⟶K2O2{\displaystyle {\mathsf {2K+O_{2}\longrightarrow K_{2}O_{2}}}}
    K+O2⟶KO2{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

    Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень мало кислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

    4K+O2⟶2K2O{\displaystyle {\mathsf {4K+O_{2}\longrightarrow 2K_{2}O}}}
    KO2+3K⟶2K2O{\displaystyle {\mathsf {KO_{2}+3K\longrightarrow 2K_{2}O}}}

    Оксиды калия обладают ярко выраженными осно́вными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

    K2O2+2h3O⟶2KOH+h3O2{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}O_{2}}}}
    4KO2+2h3O⟶4KOH+3O2↑{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}}
    4KO2+2CO2⟶2K2CO3+3O2↑{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2CO_{2}\longrightarrow 2K_{2}CO_{3}+3O_{2}\uparrow }}}
    Советский изолирующий противогаз ИП-5

    Свойство обменивать углекислый газ на кислород используется в изолирующих противогазах и на подводных лодках. В качестве поглотителя используют эквимолярную смесь супероксида калия и пероксида натрия. Если смесь не эквимолярна, то в случае избытка пероксида натрия поглотится больше газа, чем выделится (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется один объём O2), и давление в замкнутом пространстве упадёт, а в случае избытка супероксида калия (при поглощении двух объёмов CO2 выделяется три объёма O2) выделяется больше газа, чем поглотится, и давление повысится.

    В случае эквимолярной смеси (Na2O2:K2O4 = 1:1) объёмы поглощаемого и выделяемого газов будут равны (при поглощении четырёх объёмов CO2 выделяется четыре объёма O2).

    Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

    Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

    Также известен озонид калия KO3, оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше +20 °C:

    4KOH+4O3⟶4KO3+O2+2h3O{\displaystyle {\mathsf {4KOH+4O_{3}\longrightarrow 4KO_{3}+O_{2}+2H_{2}O}}}

    Озонид калия является очень сильным окислителем, например, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при +50 °C:

    6KO3+5S⟶K2SO4+2K2S2O7{\displaystyle {\mathsf {6KO_{3}+5S\longrightarrow K_{2}SO_{4}+2K_{2}S_{2}O_{7}}}}

    Гидроксид[править | править код]

    Гидроксид калия (или едкое кали) представляет собой твёрдые белые непрозрачные, очень гигроскопичные кристаллы, плавящиеся при температуре 360 °C. Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла. Растворимость едкого кали при +20 °C в 100 г воды составляет 112 г.

    • Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием. Сплав с составом 12 % натрия, 47 % калия, 41 % цезия обладает рекордно низкой температурой плавления −78 °C.
    • Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений. Калий является одним из трёх базовых элементов, которые необходимы для роста растений наряду с азотом и фосфором. В отличие от азота и фосфора, калий является основным клеточным катионом. При его недостатке у растения прежде всего нарушается структура мембран хлоропластов — клеточных органелл, в которых проходит фотосинтез. Внешне это проявляется в пожелтении и последующем отмирании листьев. При внесении калийных удобрений у растений увеличивается вегетативная масса, урожайность и устойчивость к вредителям.
    • Соли калия широко используются в га

    Кальций

    Ка́льций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Простое вещество кальций (CAS-номер: 7440-70-2) — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

    История и происхождение названия

    Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием. Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.

    Получение

    Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170—1200 °C: 4CaO + 2Al → CaAl2O4 + 3Ca.

    Физические свойства

    Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль. При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (т. е. параллели в периодической системе сохраняются).

    Химические свойства

    Кальций — типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.


    Источник: Википедия

    Другие заметки по химии

    Карбонат кальция — Википедия

    Карбона́т ка́льция (углеки́слый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула CaCO3{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}.

    В природе встречается в виде многочисленных минералов, например, кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц птиц.

    Нерастворим в воде и этаноле.

    Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

    Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

    Массовое производство/использование[править | править код]

    {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}} Таблетки из карбоната кальция

    Очищенный от примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, в качестве наполнителя при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве.

    При производстве бумаги карбонат кальция применяют одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя, а также раскислителя.

    Используется при производстве силикатного стекла, — материала для производства оконного стекла, стеклянных бутылок, стекловолокна.

    Применяется при производстве предметов гигиены (например, зубной пасты), в медицине.

    В пищевой промышленности часто используется в качестве препарата препятствующего слеживанию и для препятствования слипания в комки сухих молочных продуктах.

    При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей[источник не указан 432 дня].

    Производители пластмассы — одни из основных потребителей чистого карбоната кальция (более 50% всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т.п. Карбонат кальция составляет порядка 20% красящего пигмента, используемого при производстве красок[источник не указан 432 дня].

    В строительстве[править | править код]

    Строительство — ещё один из основных потребителей карбоната кальция. Например, в качестве наполнителя шпаклёвок и герметиков.

    Также карбонат кальция является важным составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.

    Карбонат кальция широко применяется для раскисления кислых почв.

    {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}

    Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

    Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

    Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

    • {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}
    • {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}
    • {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}
    • {\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}}}}

    Залежи карбоната кальция в виде меловых пластов — отложений известковых раковин моллюсков, в основном, мелового периода является распространенным минералом на всех континентах.

    В природе встречаются три кристаллические модификации (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит).

    Некоторые горные породы (известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы) практически полностью состоят из карбоната кальция с различными примесями.

    Кальцит является устойчивой кристаллической модификацией карбоната кальция и встречается в самых разнообразных геологических условиях: в осадочных, метаморфических и магматических горных породах.

    Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные преимущественно кальцитовыми остатками раковин морских организмов. Арагонит является второй по распространённости кристаллической модификацией CaCO3 и в основном формируется в раковинах моллюсков и скелетах некоторых других организмов[каких?].

    Также арагонит может образовываться и в неорганических процессах, например в карстовых пещерах или гидротермальных источниках.

    Фатерит является наименее стабильной разновидностью этого карбоната, и очень быстро превращается в воде либо в кальцит, либо в арагонит. В природе встречается относительно редко, когда его кристаллическая структура стабилизирована теми или иными примесями.

    Подавляющее количество карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из природного минерала с малым количеством вредных примесей, например, из мрамора.

    В лаборатории карбонат кальция может быть приготовлен предварительным гашением оксида кальция — негашеной извести. При этом образуется гидроксид кальция, и затем в суспензию продувается углекислый газ для получения карбоната кальция[2]:

    CaO+h3O⟶Ca(OH)2,{\displaystyle {\mathsf {CaO+H_{2}O\longrightarrow Ca(OH)_{2}}},}
    Ca(OH)2+CO2⟶CaCO3+h3O.{\displaystyle {\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow CaCO_{3}+H_{2}O}}.}

    При нагревании до 900—1000 °C разлагается на кислотный оксид — углекислый газ CO2 и основный оксид — негашёную известь CaO:

    CaCO3⟶CaO+CO2↑.{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}\longrightarrow CaO+CO_{2}\uparrow }}.}

    Растворяется в воде при избытке углекислого газа образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2:

    CaCO3+CO2+h3O⟶Ca(HCO3)2.{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\longrightarrow Ca(HCO_{3})_{2}}}.}.

    Из-за этой реакции образуются сталактиты, сталагмиты. Природные подземные воды, обильные углекислом газом, растворяют плохо растворимый карбонат кальция с образованием много лучше растворимого в воде гидрокарбоната кальция, при выделении подземной воды в виде капель с потолков пещер при попадании в воздух с низкой концентрацией углекислого газа происходит обратная реакция превращения гидрокарбоната кальция в плохо растворимый осадок карбоната кальция, образующего красивые природные формы в пещерах, и из-за этого же механизма образуются карстовые пещеры.

    При обжиге с температурой свыше 1500 °C с углеродом, например, в форме кокса, образует карбид кальция и угарный газ:

    CaCO3+4C⟶CaC2+3CO↑{\displaystyle {\mathsf {CaCO_{3}+4C\longrightarrow CaC_{2}+3CO\uparrow }}}.

    Кальций (Calcium) — это… Что такое Кальций (Calcium)?

  • КАЛЬЦИЙ — КАЛЬЦИЙ, Calcium, хим. элемент, симв. Са, блестящий, серебристо белого цвета металл с кристаллич. изломом, относящийся к группе щелочно земельных металлов. Уд. вес 1,53; ат. в. 40,07; точка плавления 808°. Са относится к числу весьма… …   Большая медицинская энциклопедия

  • КАЛЬЦИЙ — (Calcium), Ca, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 20, атомная масса 40,08; относится к щелочно земельным металлам; tпл 842шC. Содержится в костной ткани позвоночных, раковинах моллюсков, яичной скорлупе. Кальций… …   Современная энциклопедия

  • КАЛЬЦИЙ — (Calcium), Ca, хим. элемент II группы периодич. системы элементов, ат. номер 20, ат. масса 40,08, относится к щелочноземельным металлам. ПриродныйК. состоит из смеси 6 стабильных изотопов с массовыми числами 40, 42 44, 46 и 48, среди к рых наиб.… …   Физическая энциклопедия

  • calcium — мед. кальций (calcium)  Содержится в организме в больших количествах.   Необходим для крепости зубов и костей. Предотвращает болезненное истощение костей и развитие остеопороза, необходим для нормального развития скелета и ногтей.   Нужен для… …   Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

  • кальций — мед. кальций (calcium)  Содержится в организме в больших количествах.   Необходим для крепости зубов и костей. Предотвращает болезненное истощение костей и развитие остеопороза, необходим для нормального развития скелета и ногтей.   Нужен для… …   Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

  • КАЛЬЦИЙ — (Са) желтый блестящий и тягучий металл. Удельный вес 1,6. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. КАЛЬЦИЙ (ново лат. calcium, от лат. calx известь). Серебристого цвета металл. Словарь иностранных слов,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Кальций-Д3 Никомед Форте — Действующее вещество ›› Кальция карбонат + Колекальциферол* (Calcium carbonate + Colecalciferol*) Латинское название Calcium D3 Nycomed Forte АТХ: ›› A12AX Препараты кальция в комбинации с другими препаратами Фармакологические группы: Макро и… …   Словарь медицинских препаратов

  • Кальций-Д3 Никомед — Действующее вещество ›› Кальция карбонат + Колекальциферол* (Calcium carbonate + Colecalciferol*) Латинское название Calcium D3 Nycomed АТХ: ›› A12AX Препараты кальция в комбинации с другими препаратами Фармакологические группы: Макро и… …   Словарь медицинских препаратов

  • Кальций + Витамин C — Действующее вещество ›› Аскорбиновая кислота* + Кальция карбонат (Ascorbic acid* + Calcium carbonate) Латинское название Calcium + Vitamin C АТХ: ›› A11GB01 Аскорбиновая кислота (витамин С) в комбинации с препаратами кальция Фармакологическая… …   Словарь медицинских препаратов

  • Кальций СЕДИКО — Действующее вещество ›› Аскорбиновая кислота* + Кальция карбонат + Колекальциферол* (Ascorbic acid* + Calcium carbonate + Colecalciferol*) Латинское название Calcium SEDICO АТХ: ›› A11GB01 Аскорбиновая кислота (витамин С) в комбинации с… …   Словарь медицинских препаратов

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *