calciu Este un metal alcalin pământesc care aparține grupei 2 din tabelul periodic (domnul Becambara). Acest metal ocupă al cincilea loc din abundență printre elementele prezente în scoarța terestră; în spatele fierului și aluminiului. Este reprezentat de simbolul chimic Ca, iar numărul său atomic este 20.
Calciul reprezintă 3,64% din scoarța terestră și este cel mai abundent metal din corpul uman, reprezentând 2% din greutatea sa. El nu este liber în natură; dar face parte din numeroase minerale și compuși chimici.
De exemplu, se găsește în calcitul mineral, care la rândul său face parte din calcar. Carbonatul de calciu este prezent în pământ sub formă de marmură, dolomită, coajă de ou, corali, perle, stalactite, stalagmite, precum și în cochilii multor animale marine sau melci.
În plus, calciul face parte din alte minerale, cum ar fi gips, anhidrit, fluorit și apatit. Nu este surprinzător atunci faptul că este sinonim cu oase la nivel cultural.
Când calciul este expus la aer, acesta devine acoperit cu un înveliș gălbui, produsul unui amestec de oxid de calciu, nitrură și hidroxid. Cu toate acestea, proaspăt tăiat, suprafața este lucioasă, argintiu-albicioasă. Este moale cu o duritate pe scara Mohs de 1,75.
Calciul îndeplinește numeroase funcții la ființele vii, printre care face parte din compuși care determină structura și funcționarea sistemului osos; intervine în cascada de coagulare prin activarea mai multor factori de coagulare, identificați ca Factor IV.
În plus, calciul intervine în contracția musculară, permițând unirea proteinelor contractile (actină și miozină); și facilitează eliberarea unor neurotransmițători, inclusiv acetilcolină.
Din punct de vedere chimic, participă aproape întotdeauna la compușii săi organici sau anorganici, cum ar fi cationul divalent CaDouă+. Este unul dintre cationii cu cel mai mare număr de coordonare, adică poate interacționa cu mai multe molecule sau ioni în același timp.
Indice articol
Compuși de calciu, cum ar fi var (CaO) sau gips (CaSO4) au fost folosite de milenii de către om, necunoscând structura lor chimică. Varul ca material de construcție și tencuială pentru realizarea sculpturilor a fost folosit cu 7.000 de ani î.Hr..
În Mesopotamia a fost găsit un cuptor de var care a fost folosit în 2.500 î.Hr. Într-o perioadă apropiată de timp, tencuiala a fost folosită în timpul construcției Marii Piramide din Giza.
Joseph Black (1755) a explicat că varul este mai ușor decât calcarul (carbonat de calciu) care îl dă naștere. Acest lucru se datorează faptului că pierde dioxid de carbon în timpul încălzirii..
Antoine Lavoiser (1787) a concluzionat că varul trebuie să fie un oxid al unui element chimic necunoscut.
Sir Humphrey Davy (1808) tocmai în anul în care a descoperit borul, a făcut același lucru cu calciu folosind tehnica electrolizei, folosită de Jakar Berzelius și Magnus Martin..
Davy a izolat calciu și magneziu folosind același design experimental. El a amestecat oxidul de calciu cu oxidul de mercur (II) pe o placă de platină, folosit ca anod (+), în timp ce catodul (-) era un fir de platină parțial scufundat în mercur.
Electroliza a produs un amalgam de calciu și mercur. Pentru purificarea calciului, amalgamul a fost supus distilării. Cu toate acestea, calciul pur nu a fost obținut..
Metal argintiu-albicios, se transformă în alb cenușiu atunci când este expus la aer. În aerul umed capătă un albastru cenușiu tulbure. Pulbere solidă sau uscată. Structură cristalină centrată pe față.
40,078 g / mol.
842 ºC.
1.484 ºC.
-1,55 g / cm3 la temperatura camerei.
-1,378 g / cm3 în stare lichidă la punctul de topire.
8,54 kJ / mol.
154,7 kJ / mol.
25,929 J / (mol K).
0,63 J / gK
1.0 pe scara Pauling
-Prima ionizare 589,8 kJ / mol
-A doua ionizare 1.145 kJ / mol
-A treia ionizare 4,912 kJ / mol
-A patra ionizare 6.490,57 kJ / mol și mai sunt încă 4 energii de ionizare.
197 pm
176 ± 22:00
22,3 µm / m K la 20 ° C.
201 W / m K
336 nΩ · m la 20 ºC.
1,75 pe scara Mohs.
Calciul are 6 izotopi naturali: 40AC, 42AC, 43AC, 44AC, 46Ca și 48Ca și 19 izotopi sintetici radioactivi. Izotopii cei mai abundenți sunt 40Ca (96,94%), 44Ca (2.086%) și 42Ca (0,664%).
Calciul reacționează spontan cu apa, producând hidroxid de calciu și hidrogen gazos. Reacționează cu oxigenul și azotul din aer, producând respectiv oxid de calciu și nitrură de calciu. Când se desparte, arde spontan în aer.
Când calciul este încălzit, acesta reacționează cu hidrogenul pentru a forma o halogenură. De asemenea, reacționează cu toți halogenii pentru a forma halogenuri. De asemenea, reacționează cu bor, sulf, carbon și fosfor..
Atomii de calciu sunt uniți prin legături metalice, contribuind cu cei doi electroni de valență la valul de electroni. Astfel, interacțiunea dintre atomii de Ca și benzile electronice rezultate ajunge să definească un cristal cu o structură cubică centrată pe fețe (ccc, în spaniolă; sau fcc, în engleză, pentru cubic centrat pe față).
Dacă acest cristal ccc de calciu este încălzit la o temperatură de aproximativ 450 ° C, acesta suferă o tranziție la faza hcp (compactă hexagonală sau hexagonal cel mai aproape ambalat). Adică structura devine mai densă, de parcă mișcarea electronilor și vibrațiile atomilor se contractă distanța care îi separă..
Atomul de calciu are următoarea configurație electronică:
[Ar] 4sDouă
Ceea ce ar explica faptul că cei doi electroni de valență pentru acest metal provin din orbitalul său cel mai exterior 4s. Când le pierde, se formează cationul divalent Ca.Două+, argon izoelectronic spre gaz nobil; adică atât Ar, cât și CaDouă+ au același număr de electroni.
Orbitalii de calciu 4s se combină pentru a stabili banda de valență a acestor cristale. La fel se întâmplă și cu orbitalii 4p goi, care stabilesc o bandă de conducere.
Calciul este produs comercial prin electroliza clorurii de calciu topite. Următoarele reacții apar la electrozi:
La anod: 2Cl- (l) => ClDouă (g) + 2e-
Calciul este depus ca metal pe catod prin captarea electronilor de calciu ionic.
La catod: CaDouă+ (l) + 2 e- => Ca (s)
La scară mică, calciul poate fi produs prin reducerea oxidului de calciu cu aluminiu sau a clorurii de calciu cu sodiu metalic..
6 CaO + 2 Al => 3 Ca + Ca3PentruDouăSAU6
CaClDouă + 2 Na => Ca + NaCI
Calciul este utilizat ca aditiv în fabricarea becurilor de sticlă, fiind adăugat la bec în etapa sa inițială de fabricație. De asemenea, se adaugă la final pentru a se combina cu gazele rămase în interiorul becului..
Este folosit ca dezintegrator în producția de metale precum cuprul și oțelul. Aliajul de calciu și cesiu este utilizat în cremele brichetelor pentru a genera scântei. Calciul este un agent reducător, dar are și aplicații de dezoxidare și dezoxidare.
Calciul este utilizat la prepararea metalelor precum cromul, toriul, uraniul, zirconiul și altele din oxizii lor. Este utilizat ca agent de aliere pentru aluminiu, cupru, plumb, magneziu și alte metale de bază; și ca deoxidant pentru unele aliaje la temperaturi ridicate.
Calciul din aliaj cu plumb (0,04%) servește ca înveliș pentru cablurile telefonice. Este utilizat în aliaj cu magneziu în implanturile ortopedice pentru a-și prelungi viața.
Este un material de umplutură în ceramică, sticlă, materiale plastice și vopsele, precum și o materie primă pentru producția de var. Carbonatul sintetic de înaltă puritate este utilizat medicamentos ca antiacid și supliment alimentar de calciu. De asemenea, este utilizat ca aditiv în alimente.
Oxidul de calciu este utilizat în industria construcțiilor, fiind utilizat în lambriurile de perete. De asemenea, este încorporat în beton. În secolul al XIX-lea, blocuri de oxid de calciu au fost arse pentru a ilumina etapele cu lumină albă intensă..
Varul (din nou, oxidul de calciu) este utilizat pentru îndepărtarea componentelor nedorite, cum ar fi dioxidul de siliciu (SiODouă) prezent în materialul de fier. Produsul reacției este silicatul de calciu (CaSiO3) numit "scum".
Varul se combină cu apa pentru a forma hidroxid de calciu; Acest compus floculează și se scufundă, trăgând impuritățile către fundul rezervoarelor..
Interiorul coșurilor de fum este căptușit cu var pentru a elimina fumurile din fabrici. De exemplu, captează dioxidul de sulf (SODouă), care contribuie la ploaia acidă și o transformă în sulfit de calciu (CaSO3).
Clorura de calciu este utilizată pentru controlul gheții de pe drum; balsam pentru roșiile prezente în conserve; fabricarea caroseriei de autoturisme și camioane.
Este prezentat în mod obișnuit ca CaSO42HDouăO (tencuială), fiind folosit ca balsam de sol. Gipsul calcinat este utilizat la fabricarea plăcilor, scândurilor și a laturilor. Este, de asemenea, utilizat pentru imobilizarea fracturilor osoase.
Fosfații de calciu se găsesc sub diferite forme în natură și sunt folosiți ca îngrășăminte. Sarea acidă a calciului (CaHDouăPO4) este utilizat ca îngrășământ și stabilizator pentru materialele plastice. Fosfatul de calciu se găsește ca parte a țesutului osos, în special sub formă de hidroxiapatită.
Există numeroși compuși de calciu cu diverse aplicații. De exemplu, carbura de calciu este utilizată pentru obținerea acetilenei, utilizată la torțe de sudură. Alginatul de calciu este utilizat ca agent de îngroșare în produsele alimentare, cum ar fi înghețata.
Hipocloritul de calciu este utilizat ca agent de înălbire, deodorant, fungicid și algicid.
Permanganatul de calciu este un propulsor pentru rachete. Este, de asemenea, utilizat ca agent de purificare a apei și în producția de textile.
Calciul îndeplinește numeroase funcții la ființele vii:
-Intervine în cascada de coagulare ca Factorul IV.
-Este necesar pentru activarea mai multor factori de coagulare, inclusiv trombina.
-În mușchiul scheletic, calciul eliberează acțiunea inhibitoare a unui sistem proteic asupra contracției musculare, permițând formarea punților actină-miozină, ducând la contracție..
-Stabilizează canalele ionice ale celulelor excitabile. În hipocalcemie, canalele de sodiu sunt activate, ceea ce face ca sodiul să pătrundă în celule și se poate genera o contracție susținută (tetanie) care poate fi letală.
-În plus, calciul favorizează eliberarea neurotransmițătorului acetilcolină la terminalele presinaptice..
Reacționează exoterm cu apa. Prin urmare, poate provoca leziuni grave la nivelul gurii, esofagului sau stomacului odată înghițit..
Lucrătorii sunt expuși acestui risc în locurile în care se produce elementul de calciu sau în cele în care se aplică metal. Măsurile de precauție sunt de a vă proteja cu măști care evită să respire praf, îmbrăcăminte adecvată și ventilație..
Hipercalcemia este extrem de periculoasă și poate fi cauzată în principal de secreția excesivă de hormon paratiroidian sau de un aport exagerat de vitamina D. Un aport excesiv de calciu, de exemplu mai mare de 2,5 g / zi, este rareori o cauză a hipercalcemiei.
Excesul de calciu se acumulează în rinichi provocând pietre la rinichi și nefroză la rinichi. În plus, acumularea de calciu în pereții vaselor de sânge modifică elasticitatea acestora, care ar putea fi cauza hipertensiunii, a fluxului sanguin încetinit și a trombozei..
O precauție de bază este includerea calciemiei printre testele de laborator, atunci când medicul observă caracteristici care îl fac pe pacient să suspecteze hipercalcemia și să inițieze un tratament adecvat..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.