कैल्शियम यौगिक- चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - चूना पत्थर का एक उत्पाद) का उपयोग प्राचीन काल से निर्माण में किया जाता रहा है। 18वीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण पदार्थ मानते थे। 1789 में, ए. लावोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं। 1808 में, डेवी ने पारा कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलिसिस के लिए मरकरी ऑक्साइड के साथ गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण के अधीन, एक कैल्शियम अमलगम तैयार किया, और उसमें से पारा को बाहर निकालने के बाद, उन्होंने "कैल्शियम" नामक एक धातु प्राप्त की (अक्षांश से। कैलक्स,वंश। मामला कैल्सिस - चूना)।

कक्षाओं में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था।

+20Ca… |3s 3पी 3डी | 4एस

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।

धातुओं के क्रिस्टल जाली विभिन्न प्रकार के हो सकते हैं, हालांकि, कैल्शियम की विशेषता एक चेहरा-केंद्रित घन जाली है।

धातुओं में क्रिस्टल के आकार, आकार और पारस्परिक व्यवस्था को मेटलोग्राफिक विधियों द्वारा उत्सर्जित किया जाता है। इस संबंध में धातु संरचना का सबसे पूर्ण मूल्यांकन इसके पतले खंड के सूक्ष्म विश्लेषण द्वारा दिया गया है। परीक्षण के तहत धातु से एक नमूना काट दिया जाता है, और इसका विमान जमीन, पॉलिश और एक विशेष समाधान (एच्चेंट) के साथ नक़्क़ाशीदार होता है। नक़्क़ाशी के परिणामस्वरूप, नमूने की संरचना को हाइलाइट किया जाता है, जिसे मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप का उपयोग करके जांचा या फोटो खिंचवाया जाता है।

कैल्शियम एक हल्की धातु (d = 1.55), चांदी-सफेद रंग की होती है। यह सोडियम की तुलना में अधिक कठिन तापमान (851°C) 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 आवेशित आयन बनते हैं।

कैल्शियम धातुओं के साथ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है, विशेष रूप से ऑक्सीजन के साथ। हवा में, यह क्षार धातुओं की तुलना में अधिक धीरे-धीरे ऑक्सीकरण करता है, क्योंकि इस पर ऑक्साइड फिल्म ऑक्सीजन के लिए कम पारगम्य है। गर्म होने पर, कैल्शियम भारी मात्रा में गर्मी के निकलने के साथ जलता है:

कैल्शियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, उसमें से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है और एक आधार बनाता है:

सीए + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + एच 2

ऑक्सीजन के साथ अपनी महान प्रतिक्रियाशीलता के कारण, कैल्शियम अपने ऑक्साइड से दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करने में कुछ उपयोग करता है। कैल्शियम चिप्स के साथ धातु ऑक्साइड को गर्म किया जाता है; प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, कैल्शियम ऑक्साइड और एक धातु प्राप्त होती है। धातुओं के तथाकथित डीऑक्सीडेशन के लिए कैल्शियम और इसके कुछ मिश्र धातुओं का उपयोग उसी संपत्ति पर आधारित है। पिघली हुई धातु में कैल्शियम मिलाया जाता है और यह घुली हुई ऑक्सीजन के निशान हटा देता है; परिणामी कैल्शियम ऑक्साइड धातु की सतह पर तैरता है। कैल्शियम कुछ मिश्र धातुओं का हिस्सा है।

कैल्शियम पिघला हुआ कैल्शियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस या एल्युमिनोथर्मिक विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है। कैल्शियम ऑक्साइड, या बुझा हुआ चूना, एक सफेद पाउडर है जो 2570°C पर पिघलता है। यह चूना पत्थर को शांत करके प्राप्त किया जाता है:

CaCO3 \u003d CaO + CO2 ^

कैल्शियम ऑक्साइड एक बुनियादी ऑक्साइड है, इसलिए यह एसिड और एसिड एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। पानी के साथ, यह एक आधार देता है - कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड:

सीएओ + एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2

कैल्शियम ऑक्साइड में पानी मिलाने, जिसे लाइम स्लैकिंग कहा जाता है, बड़ी मात्रा में ऊष्मा के निकलने के साथ आगे बढ़ता है। पानी का एक हिस्सा भाप में बदल जाता है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, या बुझा हुआ चूना, एक सफेद पदार्थ है, जो पानी में थोड़ा घुलनशील है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय घोल को चूने का पानी कहा जाता है। इस तरह के समाधान में मजबूत क्षारीय गुण होते हैं, क्योंकि कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड अच्छी तरह से अलग हो जाता है:

सीए (ओएच) 2 \u003d सीए + 2OH

क्षार धातु ऑक्साइड के हाइड्रेट्स की तुलना में, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड एक कमजोर आधार है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कैल्शियम आयन दोगुना चार्ज होता है और हाइड्रॉक्सिल समूहों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है।

हाइड्रेटेड चूना और उसका घोल, जिसे चूने का पानी कहा जाता है, कार्बन डाइऑक्साइड सहित एसिड और एसिड एनहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। कार्बन डाइऑक्साइड की खोज के लिए प्रयोगशालाओं में चूने के पानी का उपयोग किया जाता है, क्योंकि परिणामस्वरूप अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट के कारण पानी बादल बन जाता है:

सीए + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

हालांकि, जब कार्बन डाइऑक्साइड को लंबे समय तक पारित किया जाता है, तो समाधान फिर से पारदर्शी हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कैल्शियम कार्बोनेट घुलनशील नमक में परिवर्तित हो जाता है - कैल्शियम बाइकार्बोनेट:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

उद्योग में, कैल्शियम दो तरह से प्राप्त किया जाता है:

CaO और Al पाउडर के ब्रिकेटिड मिश्रण को 0.01 - 0.02 मिमी के निर्वात में 1200 ° C पर गर्म करके। आर टी. कला।; प्रतिक्रिया द्वारा जारी:

6CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

कैल्शियम वाष्प ठंडी सतह पर संघनित होती है।

एक तरल कॉपर-कैल्शियम कैथोड के साथ CaCl2 और KCl के पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा, Cu - Ca (65% Ca) का एक मिश्र धातु तैयार किया जाता है, जिससे कैल्शियम 950 - 1000 ° C के तापमान पर निर्वात में आसुत होता है। 0.1 - 0.001 मिमी एचजी।

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

कैल्शियम प्रकृति में सबसे प्रचुर तत्वों में से एक है। इसमें पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 3% (द्रव्यमान) होता है। कैल्शियम लवण प्रकृति में कार्बोनेट (चाक, संगमरमर), सल्फेट्स (जिप्सम), फॉस्फेट (फॉस्फोराइट्स) के रूप में बड़े संचय के रूप में बनते हैं। पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की क्रिया के तहत, कार्बोनेट हाइड्रोकार्बन के रूप में समाधान में गुजरते हैं और लंबी दूरी पर भूमिगत और नदी के पानी से ले जाया जाता है। जब कैल्शियम लवण धोए जाते हैं, तो गुफाएं बन सकती हैं। पानी के वाष्पीकरण या तापमान में वृद्धि के कारण कैल्शियम कार्बोनेट के जमाव एक नए स्थान पर बन सकते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स बनते हैं।

घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण पानी की समग्र कठोरता को निर्धारित करते हैं। यदि ये जल में अल्प मात्रा में उपस्थित हों तो जल को शीतल कहते हैं। इन लवणों की उच्च सामग्री (100 - 200 मिलीग्राम कैल्शियम लवण - आयनों के संदर्भ में 1 लीटर में) के साथ, पानी को कठोर माना जाता है। ऐसे पानी में, साबुन खराब रूप से झाग देता है, क्योंकि कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण इसके साथ अघुलनशील यौगिक बनाते हैं। कठोर जल में खाद्य उत्पादों को खराब रूप से उबाला जाता है, और जब उबाला जाता है, तो यह भाप बॉयलरों की दीवारों पर स्केल देता है। स्केल अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करता है, ईंधन की खपत में वृद्धि का कारण बनता है और बॉयलर की दीवारों के पहनने में तेजी लाता है। स्केल गठन एक जटिल प्रक्रिया है। गर्म होने पर, कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनिक एसिड के एसिड लवण विघटित हो जाते हैं और अघुलनशील कार्बोनेट में बदल जाते हैं:

सीए + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

कैल्शियम सल्फेट CaSO4 की घुलनशीलता भी गर्म होने पर कम हो जाती है, इसलिए यह पैमाने का हिस्सा है।

पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति के कारण होने वाली कठोरता को कार्बोनेट या अस्थायी कहा जाता है, क्योंकि इसे उबालने से समाप्त हो जाता है। कार्बोनेट कठोरता के अलावा, गैर-कार्बोनेट कठोरता को भी प्रतिष्ठित किया जाता है, जो पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम के सल्फेट्स और क्लोराइड की सामग्री पर निर्भर करता है। इन लवणों को उबालने से नहीं हटाया जाता है, और इसलिए गैर-कार्बोनेट कठोरता को निरंतर कठोरता भी कहा जाता है। कार्बोनेट और गैर-कार्बोनेट कठोरता कुल कठोरता को जोड़ती है।

कठोरता को पूरी तरह से समाप्त करने के लिए, पानी को कभी-कभी आसुत किया जाता है। कार्बोनेट कठोरता को दूर करने के लिए पानी उबालें। सामान्य कठोरता या तो रसायनों को जोड़कर या तथाकथित कटियन एक्सचेंजर्स का उपयोग करके समाप्त हो जाती है। रासायनिक विधि का उपयोग करते समय, घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण अघुलनशील कार्बोनेट में परिवर्तित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए, चूने का दूध और सोडा मिलाया जाता है:

सीए + 2HCO3 + Ca + 2OH = 2H2O + 2CaCO3v

सीए + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3v

कटियन एक्सचेंजर्स के साथ कठोरता को दूर करना एक अधिक उन्नत प्रक्रिया है। कटियन एक्सचेंजर्स जटिल पदार्थ हैं (सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के प्राकृतिक यौगिक, उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिक), जिनमें से संरचना Na2R सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है, जहां R एक जटिल एसिड अवशेष है। जब पानी को कटियन एक्सचेंजर की एक परत के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है, तो Ca और Mg आयनों के लिए Na आयनों (धनायनों) का आदान-प्रदान किया जाता है:

सीए + Na2R = 2Na + CaR

नतीजतन, समाधान से Ca आयन कटियन एक्सचेंजर में गुजरते हैं, और Na आयन कटियन एक्सचेंजर से समाधान में गुजरते हैं। उपयोग किए गए कटियन एक्सचेंजर को बहाल करने के लिए, इसे सामान्य नमक के घोल से धोया जाता है। इस मामले में, रिवर्स प्रक्रिया होती है: कटियन एक्सचेंजर में Ca आयनों को Na आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl

पुनर्जीवित कटियन एक्सचेंजर को जल उपचार के लिए फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है।

शुद्ध धातु के रूप में, Ca का उपयोग U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb और कुछ दुर्लभ पृथ्वी धातुओं और उनके यौगिकों के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग स्टील्स, कांस्य और अन्य मिश्र धातुओं के डीऑक्सीडेशन के लिए, पेट्रोलियम उत्पादों से सल्फर को हटाने के लिए, कार्बनिक तरल पदार्थों के निर्जलीकरण के लिए, नाइट्रोजन अशुद्धियों से आर्गन के शुद्धिकरण के लिए, और इलेक्ट्रिक वैक्यूम उपकरणों में गैस अवशोषक के रूप में भी किया जाता है। Pb - Na - Ca प्रणाली की एंटीफिक्शन सामग्री, साथ ही Pb - Ca मिश्र धातु, जिनका उपयोग विद्युत केबलों की म्यान बनाने के लिए किया जाता है, ने प्रौद्योगिकी में बहुत अच्छा अनुप्रयोग प्राप्त किया है। मिश्र धातु Ca - Si - Ca (सिलिकोकैल्शियम) का उपयोग गुणवत्ता वाले स्टील्स के उत्पादन में एक डीऑक्सीडाइज़र और डिगैसर के रूप में किया जाता है।

कैल्शियम जीवन प्रक्रियाओं के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए आवश्यक बायोजेनिक तत्वों में से एक है। यह जानवरों और पौधों के सभी ऊतकों और तरल पदार्थों में मौजूद है। सीए रहित वातावरण में केवल दुर्लभ जीव ही विकसित हो सकते हैं। कुछ जीवों में, सीए की सामग्री 38% तक पहुंच जाती है: मनुष्यों में - 1.4 - 2%। पौधे और पशु जीवों की कोशिकाओं को बाह्य मीडिया में सीए, ना और के आयनों के कड़ाई से परिभाषित अनुपात की आवश्यकता होती है। पौधे मिट्टी से Ca प्राप्त करते हैं। सीए से उनके संबंध के अनुसार, पौधों को कैल्सीफाइल और कैल्सीफोब में विभाजित किया जाता है। जानवरों को भोजन और पानी से Ca मिलता है। मछली और अन्य जानवरों के अंडों को निषेचित करने और कई एंजाइमों को सक्रिय करने के लिए, बाहरी कोशिका झिल्ली की सामान्य पारगम्यता को बनाए रखने के लिए, कई सेलुलर संरचनाओं के निर्माण के लिए सीए आवश्यक है। सीए आयन मांसपेशी फाइबर को उत्तेजना संचारित करते हैं, इसके संकुचन का कारण बनते हैं, हृदय संकुचन की ताकत बढ़ाते हैं, ल्यूकोसाइट्स के फागोसाइटिक फ़ंक्शन को बढ़ाते हैं, सुरक्षात्मक रक्त प्रोटीन की प्रणाली को सक्रिय करते हैं, और इसके जमावट में भाग लेते हैं। कोशिकाओं में, लगभग सभी सीए अकार्बनिक फॉस्फेट और कार्बनिक एसिड के साथ परिसरों में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोलिपिड्स के साथ यौगिकों के रूप में होते हैं। मनुष्यों और उच्च जानवरों के रक्त प्लाज्मा में, केवल 20-40% Ca प्रोटीन से जुड़ा हो सकता है। कंकाल वाले जानवरों में, सभी सीए का 97 - 99% तक निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है: अकशेरुकी में, मुख्य रूप से CaCO3 (मोलस्क के गोले, कोरल) के रूप में, कशेरुक में, फॉस्फेट के रूप में। कई अकशेरूकीय नए कंकाल बनाने या प्रतिकूल परिस्थितियों में महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करने के लिए गलने से पहले Ca को स्टोर करते हैं। मनुष्यों और उच्च जानवरों के रक्त में Ca की सामग्री को पैराथायरायड और थायरॉयड ग्रंथियों के हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इन प्रक्रियाओं में विटामिन डी सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। छोटी आंत के अग्र भाग में Ca अवशोषण होता है। आंत में अम्लता में कमी के साथ सीए का आत्मसात बिगड़ जाता है और भोजन में सीए, फास्फोरस और वसा के अनुपात पर निर्भर करता है। गाय के दूध में इष्टतम सीए/पी अनुपात लगभग 1.3 है (आलू में 0.15, बीन्स में 0.13, मांस में 0.016)। भोजन में P और ऑक्सैलिक अम्ल की अधिकता से Ca का अवशोषण बिगड़ जाता है। पित्त अम्ल इसके अवशोषण को तेज करते हैं। मानव भोजन में सीए/वसा का इष्टतम अनुपात 0.04 - 0.08 ग्राम सीए प्रति 1 ग्राम है। मोटा। सीए का उत्सर्जन मुख्य रूप से आंतों के माध्यम से होता है। स्तनपान के दौरान स्तनधारी दूध के साथ बहुत अधिक सीए खो देते हैं। युवा जानवरों और बच्चों में फास्फोरस-कैल्शियम चयापचय के उल्लंघन के साथ, रिकेट्स विकसित होते हैं, वयस्क जानवरों में - कंकाल (ऑस्टियोमलेशिया) की संरचना और संरचना में परिवर्तन।

चिकित्सा में, सीए दवाएं शरीर में सीए आयनों की कमी (टेटनी, स्पैस्मोफिलिया, रिकेट्स के साथ) से जुड़े विकारों को खत्म करती हैं। सीए की तैयारी एलर्जी के लिए अतिसंवेदनशीलता को कम करती है और एलर्जी रोगों (सीरम बीमारी, नींद की बुखार, आदि) के इलाज के लिए उपयोग की जाती है। सीए की तैयारी संवहनी पारगम्यता को कम करती है और एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव पड़ता है। उनका उपयोग रक्तस्रावी वास्कुलिटिस, विकिरण बीमारी, सूजन प्रक्रियाओं (निमोनिया, फुफ्फुस, आदि) और कुछ त्वचा रोगों के लिए किया जाता है। यह एक हेमोस्टेटिक 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, डिजिटलिस की तैयारी की क्रिया को बढ़ाने के लिए। अन्य दवाओं के साथ, श्रम को प्रोत्साहित करने के लिए सीए तैयारी का उपयोग किया जाता है। सीए क्लोराइड को मुंह से और अंतःशिर्ण रूप से प्रशासित किया जाता है। ऊतक चिकित्सा के लिए Ossocalcinol (आड़ू के तेल में विशेष रूप से तैयार हड्डी पाउडर का 15% बाँझ निलंबन) प्रस्तावित किया गया है।

सीए 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 और टूथ पाउडर की तैयारी के लिए मौखिक रूप से प्रशासित किया जाता है।

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

भौतिक गुण। कैल्शियम एक चांदी-सफेद निंदनीय धातु है जो 850 डिग्री सेल्सियस पर पिघलती है। सी और 1482 डिग्री पर उबलता है। सी. 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 हैलोजन के साथ बातचीत 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 फॉस्फाइड);

Ca + 2 C \u003d CaC2 (कैल्शियम कार्बाइड)।

कैल्शियम ठंडे पानी के साथ धीरे-धीरे और गर्म पानी के साथ बहुत सख्ती से बातचीत करता है:

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

कैल्शियम कम सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड और हैलाइड से ऑक्सीजन या हैलोजन ले सकता है, अर्थात इसमें कम करने वाले गुण होते हैं:

5 Ca + Nb2O5 = CaO + 2 Nb;

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

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कैल्शियम | गाइड कीटनाशक.ru

कई लोगों के लिए, कैल्शियम के बारे में ज्ञान इस तथ्य तक सीमित है कि यह तत्व स्वस्थ हड्डियों और दांतों के लिए आवश्यक है। यह और कहाँ निहित है, इसकी आवश्यकता क्यों है और कितनी आवश्यक है, हर किसी के पास एक विचार नहीं है। हालांकि, कैल्शियम कई ऐसे यौगिकों में पाया जाता है जो प्राकृतिक और मानव निर्मित दोनों तरह से हमारे लिए 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 बहुत कुछ कैल्शियम में उच्च है।

यह तत्व पहली बार जी। डेवी द्वारा 1808 में प्राप्त किया गया था, और सबसे पहले इसका उपयोग बहुत सक्रिय रूप से 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 बढ़ती जा रही है। कैल्शियम के 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 अन्य कई कार्य करता है। यह अन्य जीवित वस्तुओं के लिए कम महत्वपूर्ण नहीं है: जानवर, पौधे, कवक और यहां तक ​​​​कि बैक्टीरिया भी। इसी समय, कैल्शियम की आवश्यकता काफी अधिक होती है, जिससे इसे मैक्रोन्यूट्रिएंट के रूप में वर्गीकृत करना संभव हो जाता है।

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

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

• घनत्व - 1.54 ग्राम / सेमी 3,
• गलनांक - +842 डिग्री सेल्सियस,
• क्वथनांक - +1495 डिग्री सेल्सियस।

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

हवा में, यह ऑक्साइड की एक परत से ढका होता है; गर्म होने पर, यह एक लाल, चमकदार लौ से 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 से अभिक्रिया करने पर यह हाइड्राइड बनाता है। कमरे के तापमान पर, यह नाइट्राइड बनाने के लिए नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह आसानी से हलोजन और सल्फर के साथ भी 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 के हिसाब 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 मात्रा के साथ, कैल्शियम कार्बोनेट बाइकार्बोनेट Ca(HCO3)2 के रूप में घोल में चला जाता है।

खारा पानी

. प्राकृतिक जल जिसमें बड़ी मात्रा में कैल्शियम या मैग्नीशियम लवण होते हैं, कठोर कहलाते हैं।

मृदु जल

. इन लवणों की कम सामग्री या उनकी अनुपस्थिति के साथ, पानी को नरम कहा जाता है।

मिट्टी

. एक नियम के रूप में, मिट्टी को पर्याप्त रूप से कैल्शियम प्रदान किया जाता है। और, चूंकि कैल्शियम पौधों के वानस्पतिक भाग में अधिक मात्रा में होता है, इसलिए फसल के साथ इसका निष्कासन नगण्य है।

मिट्टी से कैल्शियम की हानि वर्षा द्वारा लीचिंग के परिणामस्वरूप होती है। यह प्रक्रिया मिट्टी, वर्षा, पौधों की प्रजातियों, चूने और खनिज उर्वरकों के रूपों और खुराक की ग्रैनुलोमेट्रिक 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 होती 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।

चेरनोज़म्स - 1.44% कैल्शियम।

सेरोजेम - 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 को 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:
संस्कृति	कमी के लक्षण
सामान्य लक्षण	शिखर कली का सफेद होना; युवा पत्तियों का सफेद होना; पत्तियों की युक्तियाँ नीचे झुकी 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 हल्की धारी होती है, बाद में वह काली पड़ जाती है; पत्तियों के किनारों को मोड़ दिया जाता है;
गोभी सफेद और फूलगोभी	युवा पौधों की पत्तियों पर, किनारों के साथ क्लोरोटिक स्पॉटिंग (मार्बलिंग) या सफेद धारियां; पुराने पौधों में, पत्तियां मुड़ जाती हैं और उन पर जल जाती हैं; विकास बिंदु मर जाता है
	लीफ टर्मिनल लोब मर जाते हैं फूल गिरते हैं; शीर्ष पर फल पर एक काला धब्बा दिखाई देता है, जो फल के बढ़ने पर बढ़ता है (टमाटर शीर्ष सड़न)
	शिखर कलियाँ मर जाती हैं; युवा पत्तियों के किनारों को लपेटा जाता है, फाड़ा जाता है, फिर मर जाते हैं; शूटिंग के ऊपरी हिस्से मर जाते हैं; जड़ों की युक्तियों को नुकसान; फल के गूदे में - भूरे धब्बे (कड़वे गड्ढे); फल का स्वाद बिगड़ जाता है; फलों की विपणन क्षमता में कमी

कैल्शियम के कार्य

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

• चयापचय को बढ़ाता है;
• कार्बोहाइड्रेट की गति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है;
• नाइट्रोजनयुक्त पदार्थों के कायांतरण को प्रभावित करता है;
• अंकुरण के दौरान बीज आरक्षित प्रोटीन की खपत को तेज करता है;
• प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भूमिका निभाता है;
• अन्य धनायनों का एक मजबूत विरोधी, पौधों 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 पाठ्यक्रम;
• 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 क्रिया में व्यक्त किया जाता है, बल्कि मिट्टी के भौतिक रासायनिक गुणों और इसके पोषण शासन में सुधार के कारण भी होता है। इसके अलावा, मिट्टी की कमी विटामिन जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

पौधों में कैल्शियम की कमी (कमी)

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

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

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

कैल्शियम भुखमरी के संकेत तब अपेक्षित होते हैं जब कैल्शियम की मात्रा मिट्टी के कटियन विनिमय क्षमता के 20% से कम हो।

लक्षण। नेत्रहीन, कैल्शियम की कमी निम्नलिखित लक्षणों से स्थापित होती 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;
• परिगलन से फल क्षतिग्रस्त हो जाते हैं;
• पत्तियां क्लोरोटिक हैं;
• शिखर कली मर जाती है और तने की वृद्धि रुक ​​जाती है।

पत्ता 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 सफेद परिगलित पैच के साथ अंतःस्रावी क्लोरोसिस होता है। वे रंगीन हो सकते हैं या उनमें पानी से भरे गाढ़ा वलय हो सकते हैं। कुछ पौधे अतिरिक्त कैल्शियम के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं, लीफ रोसेट उगाते हैं, अंकुर मर जाते हैं और पत्तियां गिरती हैं। लक्षण दिखने में आयरन और मैग्नीशियम की कमी के समान होते हैं।

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

• कठोर चने की चट्टानें;
• नरम चने की चट्टानें;
• उच्च चूने के साथ औद्योगिक अपशिष्ट।

CaO और MgO की सामग्री के अनुसार कठोर चने की चट्टानें विभाजित हैं:

• चूना पत्थर (55-56% CaO और 0.9% MgO तक);
• डोलोमिटिक चूना पत्थर (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.) होता है। आलू, फलियां, सन, जड़ फसलों के साथ-साथ भारी पॉडज़ोलिज्ड मिट्टी के प्रकारों के साथ फसल रोटेशन में इसकी सिफारिश की जाती है।

चिकनी मिट्टी

. इसमें 25-15% CaCO3 और 20-40% तक रेत के साथ मिट्टी के रूप में अशुद्धियाँ होती हैं। धीरे काम करता है। हल्की मिट्टी पर उपयोग के लिए अनुशंसित।

चाक

. इसमें 90-100% CaCO3 होता है। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है। यह बारीक पिसे हुए रूप में एक मूल्यवान चूना उर्वरक है।

जला हुआ चूना

(सीएओ)। CaCO3 की सामग्री 70% से अधिक है। यह एक मजबूत और तेजी से अभिनय करने वाली सीमित सामग्री के रूप में विशेषता 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। कैलकेरियस टफ्स की तुलना में धीमी क्रिया। आमतौर पर उपयोग किया जाता है जहां मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।

कैल्शियम टफ्स

. CaCO3 की सामग्री 15-96% है, अशुद्धियाँ 25% तक मिट्टी और रेत, 0.1% P2O5 तक हैं। चूना पत्थर की तुलना में क्रिया तेज होती है।

शौच कीचड़ (शौच)

. CaCO3 और Ca(OH)2 से मिलकर बनता है। CaO पर 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 चर्नोज़म मिट्टी पर चुकंदर उगाने वाले क्षेत्रों में भी उपयोग के लिए अनुशंसित है।

शेल राख चक्रवात

. सूखी चूर्णित सामग्री। सक्रिय पदार्थ की सामग्री 60-70% है। औद्योगिक कचरे को संदर्भित करता है।

भट्टों और सीमेंट संयंत्रों से निकलने वाली 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

. उरल्स 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। ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना 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।

फॉस्फेट का आटा। कैल्शियम की मात्रा 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 को सीमित करना है। यह रासायनिक सुधार की एक विधि है। इसका उद्देश्य अतिरिक्त मिट्टी की अम्लता को बेअसर करना, इसके कृषि-भौतिक, कृषि-रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार करना, पौधों को मैग्नीशियम और कैल्शियम की आपूर्ति करना, मैक्रोलेमेंट्स और माइक्रोलेमेंट्स को जुटाना और स्थिर करना, खेती किए गए पौधों के जीवन के लिए इष्टतम जल-भौतिक, भौतिक और हवा की स्थिति बनाना है।

मृदा सीमित दक्षता

खनिज पोषण के तत्व के रूप में कैल्शियम के लिए पौधों की आवश्यकता को पूरा करने के साथ-साथ सीमित करने से मिट्टी में कई सकारात्मक परिवर्तन होते हैं।

कुछ मिट्टी के गुणों पर सीमित करने का प्रभाव

कैल्शियम मिट्टी के कोलाइड्स के जमाव को बढ़ावा देता है और उनके निक्षालन को रोकता है। इससे मिट्टी की खेती आसान होती है और वातन में सुधार होता है।

सीमित करने के परिणामस्वरूप:

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

विशेष रूप से, कार्बनिक अम्लों को निष्प्रभावी कर दिया जाता है और एच-आयनों को अवशोषित परिसर से विस्थापित कर दिया जाता है। इससे विनिमय का उन्मूलन होता है और मिट्टी की हाइड्रोलाइटिक अम्लता में कमी आती है। इसी समय, मिट्टी को अवशोषित करने वाले परिसर की धनायनी संरचना में सुधार होता है, जो हाइड्रोजन और एल्यूमीनियम आयनों के कैल्शियम और मैग्नीशियम के धनायनों में परिवर्तन के कारण होता है। यह आधारों के साथ मिट्टी की संतृप्ति की डिग्री को बढ़ाता है और ऊपर उठाने की क्षमता को बढ़ाता है।

नाइट्रोजन के साथ पौधों की आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने के बाद, मिट्टी के सकारात्मक कृषि रासायनिक गुणों और इसकी संरचना को कई वर्षों तक संरक्षित किया 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 अमोनीफायर, नाइट्रिफायर, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की गतिविधि को बढ़ाया जाता है।

लिमिंग नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रजनन को बढ़ाने और मेजबान पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति में सुधार करने में मदद करता है। यह स्थापित किया गया है कि अम्लीय मिट्टी पर जीवाणु उर्वरक अपना प्रभाव खो देते हैं।

राख तत्वों वाले पौधों की आपूर्ति पर सीमित करने का प्रभाव

लिमिंग 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 के लिए उपलब्ध कैल्शियम फॉस्फेट लवण में लोहे और एल्यूमीनियम फॉस्फेट के संक्रमण को बढ़ावा देती है। अम्लीय मिट्टी का सीमित होना सूक्ष्मजीवविज्ञानी और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ाता है, जो बदले में नाइट्रेट्स की मात्रा को बढ़ाता है, साथ ही फास्फोरस और पोटेशियम के आत्मसात रूपों को भी बढ़ाता है।

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स और ट्रेस तत्वों के रूपों और उपलब्धता पर सीमित करने का प्रभाव

चूना कैल्शियम की मात्रा बढ़ाता है, और डोलोमाइट के आटे का उपयोग करते समय - मैग्नीशियम। साथ ही, मैंगनीज और एल्युमिनियम के विषैले 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 सीमित करने का प्रभाव

सीमित करने से शारीरिक रूप से अम्लीय खनिज उर्वरकों, विशेष रूप से अमोनिया और पोटाश की प्रभावशीलता बढ़ जाती है।

शारीरिक रूप से अम्लीय उर्वरकों का सकारात्मक प्रभाव चूने के बिना फीका पड़ जाता है, और समय के साथ यह नकारात्मक हो सकता है। तो निषेचित साइटों पर, पैदावार असिंचित लोगों की तुलना में भी कम होती है। उर्वरकों के उपयोग के साथ चूने के संयोजन से उनकी प्रभावशीलता 25-50% बढ़ जाती है।

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

द्वारा संकलित: ग्रिगोरोव्स्काया पी.आई.

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अंतिम अद्यतन: 05/22/14 16:25

साहित्यिक स्रोत:

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छवियां (रीमास्टर्ड):

20 Ca कैल्शियम, लाइसेंस के तहत CC BY

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

www.pesticidy.ru

कैल्शियम और मानवता के लिए इसकी भूमिका - रसायन विज्ञान

कैल्शियम और मानव जाति 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 (लैट। कैल्शियम) द्वारा दर्शाया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

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

और फिर भी, मौलिक कैल्शियम का उपयोग लगभग कभी भी संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। इसके लिए वह काफी एक्टिव हैं। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, सल्फर, हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। 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 लैट से आता है। कैल्क्स (जेनिटिव 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 किया था। डेवी ने गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को पारा ऑक्साइड HgO के साथ एक प्लेटिनम प्लेट पर इलेक्ट्रोलाइज किया, जो एनोड था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद 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 सदियों पहले निर्माण में किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में, ए. लावोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

प्रकृति में होना

कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण प्रकृति में मुक्त रूप 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 से सबसे आम - 40Ca - 96.97% है।

प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले छह कैल्शियम समस्थानिकों में से पांच स्थिर हैं। छठा 48Ca समस्थानिक, छह में से 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 (ग्रेनाइट, गनीस, आदि) के सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स की संरचना में निहित है, विशेष रूप से फेल्डस्पार में - एनोर्थाइट सीए।

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

कैल्साइट CaCO3, एनहाइड्राइट CaSO4, अलबास्टर CaSO4 0.5h3O और जिप्सम CaSO4 2h3O, फ्लोराइट CaF2, एपेटाइट 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 निर्माण 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 हो जाता है)।

बायोजेनिक प्रवास। जीवमंडल में, लगभग सभी जानवरों और पौधों के ऊतकों में कैल्शियम यौगिक 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 खोल, आदि के गोले और गोले कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 से बने होते हैं। मनुष्यों और जानवरों के जीवित ऊतकों में, 1.4-2% Ca (द्रव्यमान अंश द्वारा); 70 किलो 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

CaCl2 (75-80%) और KCl या CaCl2 और CaF2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त धातु कैल्शियम प्राप्त किया जाता है, साथ ही साथ 1170-1200 डिग्री सेल्सियस पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी द्वारा प्राप्त किया जाता है:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca।

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, स्थिर?-सीए क्यूबिक फेस-केंद्रित जाली (पैरामीटर ए = 0.558 एनएम) के साथ, स्थिर से ऊपर?-सीए क्यूबिक बॉडी-केंद्रित प्रकार के जाली के साथ?-Fe (पैरामीटर ए = 0.448 एनएम) . मानक थैलीपी?H0 संक्रमण? > ? 0.93 kJ/mol है।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि अधिक 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 आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहीत 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 + 2H2O \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 ^ + क्यू।

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

2Ca + O2 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2।

हवा या ऑक्सीजन में गर्म करने पर कैल्शियम प्रज्वलित होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य) के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर बातचीत करता है, उदाहरण के लिए:

सीए + एच 2 = सीएएच 2, सीए + 6 बी = सीएबी 6,

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

3Ca + 2P = Ca3P2 (

कैल्शियम फॉस्फाइड), सीएपी और सीएपी 5 रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

2Ca + Si = Ca2Si

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

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का कोर्स, एक नियम के रूप में, बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (यानी, ये प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं)। अधातुओं वाले सभी यौगिकों में कैल्शियम की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होती है। गैर-धातुओं वाले अधिकांश कैल्शियम यौगिक पानी से 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 लौ में घुलनशील कैल्शियम लवण मिलाए जाते हैं, तो लौ ईंट लाल हो जाती है।

कैल्शियम लवण जैसे CaCl2 क्लोराइड, CaBr2 ब्रोमाइड, CaI2 आयोडाइड और Ca (NO3) 2 नाइट्रेट 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 महत्व का 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, भूमिगत में प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर गिरता है, तो उनका विघटन देखा जाता है:

CaCO3 + CO2 + H2O \u003d Ca (HCO3) 2.

उन्हीं स्थानों पर जहां 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 पैमाने पर स्थानांतरण होता है। नतीजतन, विशाल अंतराल भूमिगत बन सकते हैं, और सुंदर पत्थर "आइकल्स" - स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स - गुफाओं में बनते हैं।

पानी में घुले हुए 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। उदाहरण के लिए, यह घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय के साथ केतली में पैमाना बनता है।

धातु कैल्शियम के अनुप्रयोग

कैल्शियम धातु का मुख्य उपयोग धातुओं, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोमियम, थोरियम और यूरेनियम जैसी कठोर धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। सीसा के साथ कैल्शियम के मिश्र धातु का उपयोग बैटरी और असर मिश्र धातुओं में किया जाता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों से हवा के निशान को हटाने के लिए कैल्शियम ग्रेन्युल का भी उपयोग किया जाता है।

मेटलथर्मी

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

मिश्रधातु

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग मिश्र धातु सीसा के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बैटरी प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है, कम स्व-निर्वहन के साथ रखरखाव-मुक्त स्टार्टर लेड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बैबिट बीकेए के उत्पादन के लिए धातु कैल्शियम का उपयोग किया जाता है।

परमाणु संलयन

48Ca समस्थानिक अतिभारी 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 करने की तुलना में 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) का उपयोग प्रकाशिकी (खगोलीय उद्देश्यों, लेंस, प्रिज्म) में एकल क्रिस्टल के रूप में और एक 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 स्किन्टिलेटर के रूप में भी किया जाता है।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड CaC2 व्यापक रूप से एसिटिलीन प्राप्त करने और धातुओं को कम करने के लिए, साथ ही साथ कैल्शियम साइनामाइड के उत्पादन में (नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को 1200 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके, प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, साइनामाइड भट्टियों में किया जाता 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 एक प्रयोग करने योग्य स्थिति में एक अत्यंत लंबी शेल्फ लाइफ (दशकों), किसी भी स्थिति (स्थान, उच्च दबाव) में संचालित करने की क्षमता, वजन और मात्रा द्वारा उच्च विशिष्ट ऊर्जा है। नुकसान छोटी अवधि है। ऐसी बैटरियों का उपयोग किया जाता है जहां 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, दुर्दम्य 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 ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम के लिए, गर्भवती महिलाओं और बुजुर्गों के लिए विटामिन परिसरों 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 कंकाल और दांतों में फॉस्फेट के रूप 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 सार्वभौमिक दूसरे दूतों में से एक के रूप में भी काम करते हैं और विभिन्न प्रकार की इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशियों में संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित, आदि। मानव कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम की एकाग्रता लगभग 10–7 mol है, अंतरकोशिकीय द्रवों में लगभग 10 ?3 mol.

कैल्शियम की जरूरत उम्र पर निर्भर करती है। वयस्कों के लिए, आवश्यक दैनिक भत्ता 800 से 1000 मिलीग्राम (मिलीग्राम) और बच्चों के लिए 600 से 900 मिलीग्राम है, जो कंकाल की गहन वृद्धि के कारण बच्चों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाला अधिकांश कैल्शियम 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 फैटी एसिड द्वारा सुगम होता है। कैल्शियम चयापचय में मैग्नीशियम की भूमिका भी महत्वपूर्ण है, इसकी कमी के साथ, कैल्शियम हड्डियों से "धोया" जाता है और गुर्दे (गुर्दे की पथरी) और मांसपेशियों में जमा हो जाता है।

एस्पिरिन, ऑक्सालिक एसिड, एस्ट्रोजन डेरिवेटिव द्वारा कैल्शियम के एसिमिलेशन 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 से जुड़ी बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के कारण, रक्त में कैल्शियम की मात्रा को ठीक से नियंत्रित किया जाता है, और उचित पोषण के साथ, कमी नहीं होती है। आहार से लंबे समय तक अनुपस्थिति ऐंठन, जोड़ों में दर्द, उनींदापन, विकास दोष और कब्ज पैदा कर सकती है। एक गहरी कमी से स्थायी मांसपेशियों में ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस होता है। कॉफी और शराब का सेवन कैल्शियम की कमी का कारण हो सकता है, क्योंकि इसका एक 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 हो सकता है (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 बड़ा 412

गैलिंसोगा 372

तेल में सार्डिन 330

बुद्रा आइवी 289

डॉग रोजहिप 257

बादाम 252

प्लांटैन लांसोलेट। 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 उससे अधिक - 1000 मिलीग्राम।

25 से 50 वर्ष के वयस्क - 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 लवण से बनती हैं, यह समुद्र और नदी के पानी में पाई जाती है, और पौधों और जानवरों के 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 गुणों के कारण, कैल्शियम प्रकृति में मुक्त अवस्था में नहीं पाया जा सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिक - प्राकृतिक और कृत्रिम दोनों - सर्वोपरि हो गए हैं।

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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 अंतःक्रियाओं 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 है और इसकी किस्में - चूना पत्थर, चाक, संगमरमर। जीवित जीव भी हैं (उदाहरण के लिए, मूंगा), जिनमें से रीढ़ की हड्डी में मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट होता है। 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।साधारण पदार्थ कैल्शियम एक विशिष्ट चांदी-सफेद धातु है। यह काफी कठोर है, प्लास्टिक है, जिसका घनत्व 1.54 g/cm3 और 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 भली भांति बंद करके सील किए गए जहाजों में संग्रहित किया जाता है। हवा में गर्म होने पर, कैल्शियम प्रज्वलित होता है और एक ऑक्साइड बनाता है: 2Ca + O2 = 2CaO। कैल्शियम गर्म होने पर 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 बातचीत 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 रोज़किस्निक के रूप में किया जाता है, कुछ अपवर्तक धातुओं के उत्पादन के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में।

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

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हड्डी का कंकाल इससे बना होता है, लेकिन शरीर अपने आप तत्व का उत्पादन करने में सक्षम नहीं होता 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 के दाने, खट्टा क्रीम, बीन्स, बादाम से निकालना संभव 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 में से एक बन गया है, और क्या उनके जीवों के बाहर पदार्थ के लिए कोई उपयोग है?

कैल्शियम के रासायनिक और भौतिक गुण

आवर्त सारणी में तत्व का 20वां स्थान है। यह दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह में है। कैल्शियम की अवधि चौथी है। इसका मतलब है कि पदार्थ के एक परमाणु में 4 इलेक्ट्रॉनिक स्तर होते हैं। उनके पास 20 इलेक्ट्रॉन हैं, जो तत्व की परमाणु संख्या से संकेत मिलता है। यह अपने चार्ज की भी गवाही देता है - +20।

शरीर में कैल्शियम, प्रकृति की तरह, एक क्षारीय पृथ्वी धातु है। इसका अर्थ है कि तत्व अपने शुद्ध रूप में 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। उदाहरण के लिए, जिप्सम में समान कठोरता होती है। 20 वें तत्व को चाकू से काटा जाता है, लेकिन किसी भी साधारण क्षार धातुओं की तुलना में बहुत अधिक कठिन होता है।

"क्षारीय पृथ्वी" नाम का अर्थ क्या है? इसलिए उनके समूह के कैल्शियम और अन्य धातुओं को कीमियागर द्वारा डब किया गया था। उन्होंने तत्वों के ऑक्साइड को पृथ्वी कहा। पदार्थों के ऑक्साइड कैल्शियम समूहपानी को क्षारीय बनाएं।

हालांकि, रेडियम, बेरियम, साथ ही 20 वां तत्व, न केवल ऑक्सीजन के संयोजन में पाए जाते हैं। प्रकृति में कई कैल्शियम लवण होते 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 में रंगते हैं, जो पदार्थों की पहचान के लिए मार्करों में से एक बन जाता है।

सभी क्षारीय पृथ्वी धातुएं आसानी से जल जाती हैं। कैल्शियम के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए, सामान्य स्थितियां पर्याप्त हैं। केवल प्रकृति में ही तत्व अपने शुद्ध रूप में नहीं, केवल यौगिकों में पाया जाता है।

कैल्शियम ऑक्सी- एक फिल्म जो धातु को ढकती है, अगर वह हवा में है। लेप पीले रंग का 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।

उसी समय, अवक्षेप कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड. शुद्ध धातु के अवशेष सतह पर तैरते हैं, जो हाइड्रोजन के बुलबुले द्वारा धकेले जाते हैं। एसिड के साथ भी यही योजना काम करती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ, यह अवक्षेपित होता है कैल्शियम क्लोराइडऔर हाइड्रोजन निकलता है।

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

कैल्शियम का घोल, एक शुद्ध तत्व की तरह, गर्मी और विद्युत प्रवाह को अच्छी तरह से संचालित करता है। लेकिन, यदि पदार्थ बहुत गर्म होता है, तो धात्विक गुण नष्ट हो जाते हैं। यानी इनमें न तो पिघला हुआ और न ही गैसीय कैल्शियम होता है।

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

कैल्शियम का अनुप्रयोग

अपने शुद्ध रूप में, धातु का उपयोग किया जाता है। वे बैटरी ग्रिड में जाते हैं। मिश्र धातु में कैल्शियम की उपस्थिति बैटरियों के स्व-निर्वहन को 10-13% तक कम कर देती है। यह स्थिर मॉडल के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। बियरिंग्स भी सीसा 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।

मिश्र धातु को सल्फर अशुद्धियों से शुद्ध करने के लिए स्टील में एक क्षारीय पृथ्वी धातु मिलाया जाता है। कैल्शियम के कम करने वाले गुण यूरेनियम, क्रोमियम, सीज़ियम, रूबिडियम के उत्पादन में भी उपयोगी होते हैं।

किस तरह का कैल्शियमलौह धातु विज्ञान में प्रयोग किया जाता है? सभी समान 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 कणिकाएंउनमें से हवा के निशान हटाने के लिए इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में सो जाओ।

परमाणु उद्यमों में कैल्शियम का 48 वां समस्थानिक 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 प्रकार का प्रक्षेप्य। 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, 20 वें 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 भी खनिज पाए जाते हैं।

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

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

अनुदेशप्रति "कैल्शियम nycomed3"इंगित करता है कि दवा संयुक्त कार्रवाई के फार्मास्यूटिकल 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 नशा से भी बचाता है, और रक्त प्लाज्मा को बदलने में भी सक्षम है। कुछ रोग स्थितियों में, यह आवश्यक हो सकता है।

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

कैल्शियम का निष्कर्षण

खाद्य पदार्थों में कैल्शियम, खनिज, यौगिक, जो प्राचीन काल से मानव जाति के लिए जाने जाते हैं। अपने शुद्ध रूप में, धातु को केवल 1808 में पृथक 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।

हालांकि, उद्योगपति अक्सर दूसरी विधि का सहारा लेते हैं, जिसे हम्फ्री के शोध के बाद खोजा गया था। इसके ऑक्साइड से कैल्शियम का अपचयन होता है। प्रतिक्रिया कभी-कभी पाउडर से शुरू होती है। उच्च तापमान पर निर्वात परिस्थितियों में बातचीत होती है। पिछली शताब्दी के मध्य में, संयुक्त राज्य अमेरिका में पहली बार कैल्शियम को इस तरह से पृथक किया गया था।

कैल्शियम की कीमत

धातु 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 कणिकाओं, छीलन और धातु की गांठों का कारोबार करती है। एक टन कच्चे माल की कीमत लगभग 1,500 डॉलर है।

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

असली कैल्शियम खरीदने के प्रस्तावों 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 गईं, यानी उन्होंने अभी तक अपनी प्रासंगिकता नहीं खोई है।

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि, परमाणु संख्या 20 के साथ। इसे प्रतीक Ca (lat। कैल्शियम) द्वारा दर्शाया गया है। साधारण पदार्थ कैल्शियम (सीएएस संख्या: 7440-70-2) एक नरम, प्रतिक्रियाशील, चांदी-सफेद क्षारीय पृथ्वी धातु है।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैल्क्स (जननांग मामले में कैल्सिस) - "चूना", "नरम पत्थर"। यह अंग्रेजी रसायनज्ञ हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने 1808 में इलेक्ट्रोलाइटिक विधि द्वारा कैल्शियम धातु को अलग किया था। डेवी ने गीले बुझे हुए चूने के मिश्रण को पारा ऑक्साइड HgO के साथ एक प्लेटिनम प्लेट पर इलेक्ट्रोलाइज किया, जो एनोड था। तरल पारा में डूबा एक प्लैटिनम तार कैथोड के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। इससे पारे को दूर भगाने के बाद 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 सदियों पहले निर्माण में किया जाता रहा है। अठारहवीं शताब्दी के अंत तक, रसायनज्ञ चूने को एक साधारण शरीर मानते थे। 1789 में, ए. लावोज़ियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नेशिया, बैराइट, एल्यूमिना और सिलिका जटिल पदार्थ हैं।

रसीद

CaCl 2 (75-80%) और KCl या CaCl 2 और CaF 2 से युक्त पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मुक्त धातु कैल्शियम प्राप्त किया जाता है, साथ ही 1170-1200 ° C पर CaO की एल्युमिनोथर्मिक कमी:
4CaO + 2Al → CaAl 2 O 4 + 3Ca।

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक, α-Ca घन चेहरा-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.558 एनएम), β-Ca ऊपर α-Fe प्रकार के घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ स्थिर है (पैरामीटर a = 0.448 एनएम)। α → β संक्रमण की मानक एन्थैल्पी H 0.93 kJ/mol है।
दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ, यह अर्धचालक के गुणों को दिखाना शुरू कर देता है, लेकिन शब्द के पूर्ण अर्थ 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 (सुपरकंडक्टिविटी 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 (यानी, आवर्त सारणी में समानताएं संरक्षित हैं)।

रासायनिक गुण

कैल्शियम एक विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु है। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि अधिक 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 आमतौर पर प्रयोगशाला में अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह, एक परत के नीचे कसकर बंद जार में संग्रहीत किया जाता है। मिट्टी के तेल या तरल पैराफिन की।

विभिन्न यौगिकों के रूप में कैल्शियम प्रकृति में बहुत आम है। पृथ्वी की पपड़ी में, यह 3.25% के लिए लेखांकन में पांचवें स्थान पर है, और अक्सर चूना पत्थर CaCO3, डोलोमाइट CaCO3 * MgCO3, जिप्सम CaSO4 * 2H2O, फॉस्फोराइट Ca3 (PO4) 2 और फ़्लोरस्पार CaF2, गिनती नहीं के रूप में पाया जाता है। सिलिकेट चट्टानों की संरचना में कैल्शियम का एक महत्वपूर्ण अनुपात। समुद्री जल में औसतन 0.04% (w/w) कैल्शियम होता है

कैल्शियम के भौतिक और रासायनिक गुण

कैल्शियम तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह II के क्षारीय पृथ्वी धातुओं के उपसमूह में है; क्रमांक 20, परमाणु भार 40.08, संयोजकता 2, परमाणु आयतन 25.9। कैल्शियम समस्थानिक: 40 (97%), 42 (0.64%), 43 (0.15%), 44 (2.06%), 46 (0.003%), 48 (0.185%)। कैल्शियम परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना: 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2। परमाणु की त्रिज्या 1.97 ए है, आयन की त्रिज्या 1.06 ए है। 300 ° तक कैल्शियम क्रिस्टल में केंद्रित चेहरों के साथ एक घन का आकार होता है और 5.53 ए का एक साइड आकार, 450 ° से ऊपर - एक हेक्सागोनल आकार होता है। कैल्शियम का विशिष्ट गुरुत्व 1.542 है, गलनांक 851 ° है, क्वथनांक 1487 ° है, संलयन की ऊष्मा 2.23 kcal/mol है, वाष्पीकरण की ऊष्मा 36.58 kcal/mol है। ठोस कैल्शियम की परमाणु ताप क्षमता Cp = 5.24 + 3.50*10v-3 T 298-673°K के लिए और Cp = 6.29+1.40*10v-3T 673-1124°K के लिए; तरल कैल्शियम सीपी = 7.63 के लिए। ठोस कैल्शियम की एन्ट्रॉपी 9.95 ± 1, गैसीय 25° 37.00 ± 0.01 पर।
ठोस कैल्शियम के वाष्प दाब का अध्ययन यू.ए. द्वारा किया गया था। प्रिसेलकोव और ए.एन. नेस्मेयानोव, पी. डगलस और डी. टॉमलिन। संतृप्त कैल्शियम वाष्प की लोच के मान तालिका में दिए गए हैं। एक।

तापीय चालकता के संदर्भ में, कैल्शियम सोडियम और पोटेशियम तक पहुंचता है, 20-100 ° के तापमान पर रैखिक विस्तार का गुणांक 25 * 10v-6 है, 20 ° पर विद्युत प्रतिरोधकता 3.43 μ ओम / सेमी 3 है, 0 से 100 ° तक। विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक 0.0036 है। विद्युत रासायनिक समतुल्य 0.74745 g/a*h। कैल्शियम की तन्यता ताकत 4.4 किग्रा / मिमी 2, ब्रिनेल कठोरता 13, बढ़ाव 53%, कमी अनुपात 62%।
कैल्शियम में एक चांदी-सफेद रंग होता है, टूट जाने पर चमकता है। हवा में, धातु को नाइट्राइड, ऑक्साइड और आंशिक रूप से कैल्शियम पेरोक्साइड की एक पतली नीली-ग्रे फिल्म के साथ कवर किया गया है। कैल्शियम लचीला और निंदनीय है; इसे एक खराद पर संसाधित किया जा सकता है, ड्रिल किया जा सकता है, काटा जा सकता है, देखा जा सकता है, दबाया जा सकता है, खींचा जा सकता है, आदि। धातु जितनी शुद्ध होगी, उसकी लचीलापन उतनी ही अधिक होगी।
वोल्टेज की एक श्रृंखला में, कैल्शियम सबसे अधिक विद्युतीय धातुओं में से एक है, जो इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि की व्याख्या करता है। कमरे के तापमान पर, कैल्शियम शुष्क हवा के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, 300 ° और इसके ऊपर तीव्रता से ऑक्सीकरण होता है, और मजबूत हीटिंग के साथ यह एक उज्ज्वल नारंगी-लाल रंग की लौ के साथ जलता है। नम हवा में, कैल्शियम धीरे-धीरे ऑक्सीकृत होता है, हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है; यह ठंडे पानी के साथ अपेक्षाकृत धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है, लेकिन गर्म पानी से हाइड्रोजन को तेजी से विस्थापित करता है, जिससे हाइड्रॉक्साइड बनता है।
नाइट्रोजन कैल्शियम के साथ 300° पर और 900° पर बहुत तीव्रता से प्रतिक्रिया करके नाइट्राइड Ca3N2 बनाता है। 400 डिग्री के तापमान पर हाइड्रोजन के साथ, कैल्शियम हाइड्राइड CaH2 बनाता है। शुष्क हलोजन के साथ, फ्लोरीन के अपवाद के साथ, कैल्शियम कमरे के तापमान पर बंधता नहीं है; हैलाइडों का सघन निर्माण 400° और इससे अधिक पर होता है।
शुद्ध कैल्शियम पर मजबूत सल्फ्यूरिक (65-60 ° Be) और नाइट्रिक एसिड कमजोर रूप से कार्य करते हैं। खनिज अम्लों के जलीय विलयनों में से हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, प्रबल नाइट्रिक अम्ल और दुर्बल सल्फ्यूरिक अम्ल बहुत प्रबलता से कार्य करते हैं। सांद्र NaOH विलयनों और सोडा विलयनों में, कैल्शियम लगभग नष्ट नहीं होता है।

आवेदन पत्र

विभिन्न उद्योगों में कैल्शियम का तेजी से उपयोग किया जाता है। हाल ही में, इसे कई धातुओं के उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में बहुत महत्व मिला है। कैल्शियम धातु के साथ यूरेनियम फ्लोराइड को कम करके शुद्ध यूरेनियम धातु प्राप्त की जाती है। टाइटेनियम ऑक्साइड, साथ ही ज़िरकोनियम, थोरियम, टैंटलम, नाइओबियम और अन्य दुर्लभ धातुओं के ऑक्साइड, कैल्शियम या इसके हाइड्राइड से कम किए जा सकते हैं। कॉपर, निकल, क्रोमियम-निकल मिश्र धातु, विशेष स्टील, निकल और टिन कांस्य के उत्पादन में कैल्शियम एक अच्छा डीऑक्सीडाइज़र और डिगैसर है; यह धातुओं और मिश्र धातुओं से सल्फर, फास्फोरस और कार्बन को हटाता है।
कैल्शियम बिस्मथ के साथ दुर्दम्य यौगिक बनाता है, इसलिए इसका उपयोग बिस्मथ से सीसा को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
विभिन्न प्रकाश मिश्र धातुओं में कैल्शियम मिलाया जाता है। यह सिल्लियों की सतह में सुधार, सुंदरता और ऑक्सीकरण क्षमता में कमी में योगदान देता है। कैल्शियम युक्त असर मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। केबल म्यान बनाने के लिए लेड मिश्र (0.04% Ca) का उपयोग किया जा सकता है।
कैल्शियम का उपयोग अल्कोहल और सॉल्वैंट्स के निर्जलीकरण के लिए पेट्रोलियम उत्पादों के डिसल्फराइजेशन के लिए किया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाले झरझरा कंक्रीट के उत्पादन के लिए कैल्शियम-जिंक मिश्र या जस्ता-मैग्नीशियम मिश्र धातु (70% Ca) का उपयोग किया जाता है। कैल्शियम एंटीफ्रिक्शन एलॉय (सीसा-कैल्शियम बैबिट्स) का एक हिस्सा है।
ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को बांधने की क्षमता के कारण, सोडियम और अन्य धातुओं के साथ कैल्शियम या कैल्शियम मिश्र धातुओं का उपयोग उत्कृष्ट गैसों को शुद्ध करने और वैक्यूम रेडियो उपकरण में गेट्टर के रूप में किया जाता है। कैल्शियम का उपयोग हाइड्राइड के उत्पादन के लिए भी किया जाता है, जो कि क्षेत्र में हाइड्रोजन का स्रोत है। कार्बन के साथ, कैल्शियम कैल्शियम कार्बाइड CaC2 बनाता है, जिसका उपयोग बड़ी मात्रा में एसिटिलीन C2H2 के उत्पादन के लिए किया जाता है।

विकास का इतिहास

देवी ने पहली बार 1808 में एक पारा कैथोड के साथ गीले चूने के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके एक अमलगम के रूप में कैल्शियम प्राप्त किया। 1852 में बन्सन ने कैल्शियम क्लोराइड के हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उच्च कैल्शियम सामग्री के साथ एक अमलगम प्राप्त किया। 1855 में बन्सन और मैथिसेन ने CaCl2 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा और CaF2 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा Moissan द्वारा शुद्ध कैल्शियम प्राप्त किया। 1893 में, बोरचर्स ने कैथोड कूलिंग लगाकर कैल्शियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस में काफी सुधार किया; 1902 में Arndt को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा 91.3% Ca युक्त धातु प्राप्त किया गया। रफ और प्लाटा ने इलेक्ट्रोलिसिस तापमान को कम करने के लिए CaCl2 और CaF2 के मिश्रण का उपयोग किया; बोर्चर्स और स्टॉकम ने कैल्शियम के गलनांक से नीचे के तापमान पर स्पंज प्राप्त किया।
राथेनौ और सुटर ने टच कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलिसिस की एक विधि का प्रस्ताव करके कैल्शियम के इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन की समस्या को हल किया, जो जल्द ही औद्योगिक हो गया। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए कई प्रस्ताव और प्रयास किए गए हैं, विशेष रूप से एक तरल कैथोड पर। एफओ के अनुसार बैंज़ेल के अनुसार, CaF2 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा अन्य धातुओं के लवण या फ्लोरोऑक्साइड के साथ कैल्शियम मिश्र धातु प्राप्त करना संभव है। Poulenet और Melan ने एक तरल एल्यूमीनियम कैथोड पर Ca-Al मिश्र धातु प्राप्त की; Kugelgen और Seward ने जिंक कैथोड पर Ca-Zn मिश्र धातु का उत्पादन किया। Ca-Zn मिश्र धातुओं की तैयारी का अध्ययन 1913 में वी. मोल्डेंगौएर और जे. एंडरसन ने किया था, जिन्होंने सीसा कैथोड पर Pb-Ca मिश्र धातु भी प्राप्त की थी। कोबा, सिमकिंस और गिर ने 2000 ए लीड कैथोड सेल का इस्तेमाल किया और 20% की वर्तमान दक्षता पर 2% सीए के साथ एक मिश्र धातु का उत्पादन किया। I. Tselikov और V. Wazinger ने सोडियम के साथ एक मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट में NaCl जोड़ा; आर.आर. Syromyatnikov ने मिश्र धातु को हिलाया और 40-68% वर्तमान दक्षता हासिल की। औद्योगिक पैमाने पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सीसा, जस्ता और तांबे के साथ कैल्शियम मिश्र धातु का उत्पादन किया जाता है।
कैल्शियम प्राप्त करने की तापीय विधि ने काफी रुचि जगाई है। 1865 में एच.एच. द्वारा ऑक्साइड के एल्युमिनोथर्मिक कमी की खोज की गई थी। बेकेटोव। 1877 में, मैलेट ने गर्म होने पर कैल्शियम, बेरियम और स्ट्रोंटियम ऑक्साइड के मिश्रण की एल्यूमीनियम के साथ बातचीत की खोज की। विंकलर ने मैग्नीशियम के साथ इन्हीं ऑक्साइड को कम करने की कोशिश की; बिल्ज़ और वैगनर, एल्यूमीनियम के साथ वैक्यूम में कैल्शियम ऑक्साइड को कम करते हुए, धातु की कम उपज प्राप्त करते हैं। 1929 में गुंज ने सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए। ए.आई. 1938 में Voinitsky ने प्रयोगशाला में एल्यूमीनियम और सिलिको मिश्र धातुओं के साथ कैल्शियम ऑक्साइड को कम किया। 1938 में विधि का पेटेंट कराया गया था। द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में, थर्मल विधि का औद्योगिक रूप से उपयोग किया गया था।
1859 में, कैरन ने अपने क्लोराइड पर धात्विक सोडियम की क्रिया द्वारा क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ सोडियम की मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए एक विधि का प्रस्ताव रखा। इस विधि के अनुसार, कैल्शियम (और बैरिन) सीसा के साथ एक मिश्र धातु में प्राप्त किया जाता है।द्वितीय विश्व युद्ध तक, जर्मनी और फ्रैक्शन में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कैल्शियम का औद्योगिक उत्पादन किया जाता था। 1934 से 1939 की अवधि में बिटरफेल्ड (जर्मनी) में, सालाना 5-10 टन कैल्शियम का उत्पादन किया गया था। कैल्शियम की अमेरिकी मांग आयात द्वारा कवर की गई थी, जो 1920-1940 की अवधि में प्रति वर्ष 10-25 ग्राम थी। 1940 के बाद से, जब फ्रांस से आयात बंद हो गया, संयुक्त राज्य अमेरिका ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा महत्वपूर्ण मात्रा में कैल्शियम का उत्पादन करना शुरू कर दिया; युद्ध के अंत में वे वैक्यूम थर्मल विधि द्वारा कैल्शियम प्राप्त करने लगे; एस लूमिस के अनुसार, इसका उत्पादन प्रति दिन 4.5 टन तक पहुंच गया। मिनरले यारबुक के अनुसार, कनाडा में डोमिनियम मैग्नीशियम प्रति वर्ष कैल्शियम का उत्पादन करता है:

हाल के वर्षों में कैल्शियम उत्पादन के पैमाने पर कोई जानकारी नहीं है।

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