Vápnik sa nachádza v štvrtom hlavnom období, druhá skupina, hlavná podskupina, poradové číslo prvku je 20. Podľa periodickej tabuľky Mendelejeva je atómová hmotnosť vápnika 40,08. Vzorec najvyššieho oxidu je CaO. Vápnik má latinský názov vápnik, takže symbol atómu prvku je Ca.
Charakteristika vápnika ako jednoduchej látky
Za normálnych podmienok je vápnik strieborno-biely kov. S vysokou chemickou aktivitou je prvok schopný tvoriť veľa zlúčenín rôznych tried. Prvok je cenný pre technické a priemyselné chemické syntézy. Kov je rozšírený v zemskej kôre: jeho podiel je asi 1,5%. Vápnik patrí do skupiny kovov alkalických zemín: po rozpustení vo vode vytvára zásady, v prírode sa však vyskytuje vo forme viacerých minerálov a. Morská voda obsahuje vápnik vo vysokých koncentráciách (400 mg/l).
Čistý sodíkCharakteristiky vápnika závisia od štruktúry jeho kryštálovej mriežky. Tento prvok má dva typy: kubický plošne centrický a objemovo centrický. Typ väzby v molekule je kovový.
Prírodné zdroje vápnika:
- apatity;
- alabaster;
- sadra;
- kalcit;
- fluorit;
- dolomit.
Fyzikálne vlastnosti vápnika a spôsoby získavania kovu
Za normálnych podmienok je vápnik v pevnom stave agregácie. Kov sa topí pri 842 °C. Vápnik je dobrý elektrický a tepelný vodič. Pri zahriatí sa najskôr zmení na kvapalinu a potom na paru a stratí svoje kovové vlastnosti. Kov je veľmi mäkký a dá sa rezať nožom. Vrie pri 1484 °C.
Pod tlakom vápnik stráca svoje kovové vlastnosti a elektrickú vodivosť. Potom sa však obnovia kovové vlastnosti a objavia sa vlastnosti supravodiča, niekoľkonásobne vyššie vo svojom výkone ako ostatné.
Po dlhú dobu nebolo možné získať vápnik bez nečistôt: kvôli vysokej chemickej aktivite sa tento prvok v prírode nevyskytuje v čistej forme. Prvok bol objavený začiatkom 19. storočia. Vápnik ako kov prvýkrát syntetizoval britský chemik Humphry Davy. Vedec objavil zvláštnosti interakcie tavenín pevných minerálov a solí s elektrickým prúdom. V súčasnosti zostáva elektrolýza vápenatých solí (zmes chloridov vápnika a draslíka, zmes fluoridu a chloridu vápenatého) najdôležitejšou metódou výroby kovu. Vápnik sa tiež extrahuje z jeho oxidu pomocou aluminotermie, bežnej metódy v metalurgii.
Chemické vlastnosti vápnika
Vápnik je aktívny kov, ktorý vstupuje do mnohých interakcií. Za normálnych podmienok ľahko reaguje a vytvára zodpovedajúce binárne zlúčeniny: s kyslíkom, halogénmi. Kliknutím získate viac informácií o zlúčeninách vápnika. Pri zahrievaní vápnik reaguje s dusíkom, vodíkom, uhlíkom, kremíkom, bórom, fosforom, sírou a ďalšími látkami. Na čerstvom vzduchu okamžite interaguje s kyslíkom a oxidom uhličitým, a preto sa pokryje sivým povlakom.
Prudko reaguje s kyselinami a niekedy sa vznieti. V soliach má vápnik zaujímavé vlastnosti. Napríklad jaskynné stalaktity a stalagmity sú uhličitan vápenatý, ktorý sa postupne vytvára z vody, oxidu uhličitého a hydrogenuhličitanu v dôsledku procesov v podzemnej vode.
Vápnik sa pre svoju vysokú aktivitu v normálnom stave skladuje v laboratóriách v tmavých, uzavretých sklenených nádobách pod vrstvou parafínu alebo petroleja. Kvalitatívnou reakciou na vápenatý ión je sfarbenie plameňa do bohatej tehlovočervenej farby.
Vápnik sfarbí plamene do červena
Kov v zložení zlúčenín možno identifikovať pomocou nerozpustných zrazenín niektorých solí prvku (fluorid, uhličitan, síran, kremičitan, fosforečnan, siričitan).
Reakcia vody s vápnikom
Vápnik je uložený v bankách pod vrstvou ochrannej tekutiny. Ak chcete predviesť, ako prebieha reakcia vody a vápnika, nemôžete jednoducho vybrať kov a odrezať z neho požadovaný kúsok. Jednoduchšie je použiť kov vápnika v laboratóriu vo forme hoblín.
Ak nie sú žiadne kovové hobliny a v nádobe sú len veľké kusy vápnika, budete potrebovať kliešte alebo kladivo. Hotový kus vápnika požadovanej veľkosti sa umiestni do banky alebo pohára s vodou. Vápnikové hobliny sú umiestnené v miske v gázovom vrecku.
Vápnik klesá na dno a začína sa uvoľňovať vodík (najskôr v mieste, kde sa nachádza čerstvý zlom kovu). Postupne sa z povrchu vápnika uvoľňuje plyn. Proces sa podobá prudkému varu a zároveň vzniká zrazenina hydroxidu vápenatého (hasené vápno).
Hasenie vápna
Kúsok vápnika vypláva hore, zachytený vo vodíkových bublinách. Asi po 30 sekundách sa vápnik rozpustí a voda sa zakalí na bielu v dôsledku tvorby suspenzie hydroxidu. Ak sa reakcia neuskutoční v kadičke, ale v skúmavke, môžete pozorovať uvoľňovanie tepla: skúmavka sa rýchlo zahreje. Reakcia vápnika s vodou nekončí veľkolepým výbuchom, ale interakcia dvoch látok prebieha rázne a vyzerá efektne. Zážitok je bezpečný.
Ak sa vrecúško so zvyšným vápnikom vyberie z vody a podrží na vzduchu, tak po určitom čase v dôsledku prebiehajúcej reakcie dôjde k silnému zahriatiu a zvyšný vápnik v gáze vykypí. Ak sa časť zakaleného roztoku prefiltruje cez lievik do pohára, pri prechode oxidu uhoľnatého CO₂ cez roztok sa vytvorí zrazenina. Na to nie je potrebný oxid uhličitý – vydychovaný vzduch môžete do roztoku vháňať cez sklenenú trubicu.
Úvod / Prednášky 1. ročník / Všeobecná a organická chémia / Otázka 23. Vápnik / 2. Fyzikálne a chemické vlastnosti
Fyzikálne vlastnosti. Vápnik je strieborno-biely kujný kov, ktorý sa topí pri teplote 850 stupňov. C a vrie pri 1482 stupňoch. C. Je výrazne tvrdší ako alkalické kovy.
Chemické vlastnosti. Vápnik je aktívny kov. Takže za normálnych podmienok ľahko interaguje so vzdušným kyslíkom a halogénmi:
2 Ca + O2 = 2 CaO (oxid vápenatý);
Ca + Br2 = CaBr2 (bromid vápenatý).
Vápnik pri zahrievaní reaguje s vodíkom, dusíkom, sírou, fosforom, uhlíkom a inými nekovmi:
Ca + H2 = CaH2 (hydrid vápenatý);
3 Ca + N2 = Ca3N2 (nitrid vápenatý);
Ca + S = CaS (sulfid vápenatý);
3Ca + 2P = Ca3P2 (fosfid vápenatý);
Ca + 2 C = CaC2 (karbid vápnika).
Vápnik reaguje pomaly so studenou vodou, ale veľmi prudko s horúcou vodou:
Ca + 2 H20 = Ca(OH)2 + H2.
Vápnik dokáže odstrániť kyslík alebo halogény z oxidov a halogenidov menej aktívnych kovov, t.j. má redukčné vlastnosti:
5 Ca + Nb205 = CaO + 2 Nb;
- 1. Byť v prírode
- 3. Potvrdenie
- 4. Aplikácia
www.medkurs.ru
Vápnik | adresár Pesticídy.ru
Pre mnohých ľudí sú poznatky o vápniku obmedzené len na skutočnosť, že tento prvok je nevyhnutný pre zdravé kosti a zuby. Kde inde je obsiahnutá, prečo je potrebná a nakoľko je potrebná, nie každý má predstavu. Vápnik sa však nachádza v mnohých známych zlúčeninách, prírodných aj umelých. Krieda a vápno, stalaktity a stalagmity jaskýň, staré fosílie a cement, sadra a alabaster, mliečne výrobky a lieky proti osteoporóze – to všetko a ešte oveľa viac má vysoký obsah vápnika.
Tento prvok prvýkrát získal G. Davy v roku 1808 a spočiatku nebol obzvlášť aktívne používaný. Tento kov je však v súčasnosti piaty najprodukovanejší na svete a jeho potreba sa z roka na rok zvyšuje. Hlavnou oblasťou použitia vápnika je výroba stavebných materiálov a zmesí. Netreba však stavať len domy, ale aj obytné bunky. Vápnik je v ľudskom tele súčasťou kostry, umožňuje svalové kontrakcie, zabezpečuje zrážanlivosť krvi, reguluje činnosť množstva tráviacich enzýmov a plní ďalšie pomerne početné funkcie. Nie je menej dôležité pre iné živé objekty: zvieratá, rastliny, huby a dokonca aj baktérie. Zároveň je potreba vápnika pomerne vysoká, čo umožňuje zaradiť ho medzi makroživiny.
Vápnik, Ca je chemický prvok hlavnej podskupiny skupiny II Mendelejevovho periodického systému. Atómové číslo – 20. Atómová hmotnosť – 40,08.
Vápnik je kov alkalických zemín. Keď je voľný, kujný, pomerne tvrdý, biely. Hustotou patrí medzi ľahké kovy.
- Hustota – 1,54 g/cm3,
- Teplota topenia – +842 °C,
- Teplota varu – +1495 °C.
Vápnik má výrazné kovové vlastnosti. Vo všetkých zlúčeninách je oxidačný stav +2.
Na vzduchu sa pokryje vrstvou oxidu a pri zahriatí horí červenkastým, jasným plameňom. So studenou vodou reaguje pomaly, ale rýchlo vytláča vodík z horúcej vody a tvorí hydroxid. Pri interakcii s vodíkom vytvára hydridy. Pri izbovej teplote reaguje s dusíkom za vzniku nitridov. Ľahko sa tiež kombinuje s halogénmi a sírou a pri zahrievaní redukuje oxidy kovov.
Vápnik je jedným z najrozšírenejších prvkov v prírode. V zemskej kôre je jeho obsah 3% hmotnosti. Vyskytuje sa vo forme nánosov kriedy, vápenca a mramoru (prírodný typ uhličitanu vápenatého CaCO3). Existujú veľké množstvá usadenín sadry (CaSO4 x 2h3O), fosforitu (Ca3(PO4)2 a rôznych kremičitanov obsahujúcich vápnik.
Voda
. V prírodnej vode sú takmer vždy prítomné vápenaté soli. Z nich je v ňom mierne rozpustná len sadra. Keď voda obsahuje oxid uhličitý, uhličitan vápenatý prechádza do roztoku vo forme hydrogénuhličitanu Ca(HCO3)2.Tvrdá voda
. Prírodná voda s veľkým množstvom vápenatých alebo horečnatých solí sa nazýva tvrdá voda.Mäkká voda
. Keď je obsah týchto solí nízky alebo chýba, voda sa nazýva mäkká.Pôdy
. Pôdy sú spravidla dostatočne zásobené vápnikom. A keďže vápnik je vo vegetatívnej časti rastlín obsiahnutý vo väčšom množstve, jeho odstraňovanie pri zbere je zanedbateľné.K strate vápnika z pôdy dochádza v dôsledku jeho vyplavovania zrážkami. Tento proces závisí od granulometrického zloženia pôdy, množstva zrážok, druhu rastlín, foriem a dávok vápna a minerálnych hnojív. V závislosti od týchto faktorov sa straty vápnika z ornej vrstvy pohybujú od niekoľkých desiatok až po 200 – 400 kg/ha a viac.
Obsah vápnika v rôznych typoch pôd
Podzolové pôdy obsahujú 0,73 % (zo sušiny pôdy) vápnika.
Sivý les – 0,90 % vápnika.
Černozeme – 1,44 % vápnika.
Serozémy – 6,04 % vápnika.
V rastlinách sa vápnik nachádza vo forme fosfátov, síranov, uhličitanov a vo forme solí kyseliny pektínovej a šťaveľovej. Takmer až 65 % vápnika v rastlinách možno extrahovať vodou. Zvyšok sa spracuje slabou kyselinou octovou a chlorovodíkovou. Väčšina vápnika sa nachádza v starnúcich bunkách.
Príznaky nedostatku vápnika podľa: |
|
Kultúra | Príznaky nedostatku |
Všeobecné príznaky | Bielenie apikálneho púčika; Bielenie mladých listov; Hroty listov sú zakrivené nadol; Okraje listov sa stáčajú nahor; |
Zemiak | Horné listy kvitnú zle; Rastový bod stonky odumiera; Na okrajoch listov je svetlý pruh, ktorý neskôr stmavne; Okraje listov sú stočené nahor; |
Biela a karfiolová kapusta | Listy mladých rastlín majú na okrajoch chlorotické škvrny (mramorovanie) alebo biele pruhy; V starých rastlinách sa listy krútia a objavujú sa na nich popáleniny; Rastúci bod odumiera |
Koncové laloky listov odumierajú Kvety padajú; Na plode sa objavuje tmavá škvrna v apikálnej časti, ktorá sa zväčšuje s rastom plodu (hniloba kvetu paradajky). |
|
Apikálne púčiky odumierajú; Okraje mladých listov sú zvinuté, majú rozstrapkaný vzhľad a následne odumierajú; Horné časti výhonkov odumierajú; Poškodenie koreňových špičiek; V dužine ovocia sú hnedé škvrny (horká jamka); Chuť ovocia sa zhoršuje; Predajnosť ovocia klesá |
Funkcie vápnika
Vplyv tohto prvku na rastliny je mnohostranný a spravidla pozitívny. vápnik:
- Posilňuje metabolizmus;
- Hrá dôležitú úlohu pri pohybe uhľohydrátov;
- Ovplyvňuje metamorfózu dusíkatých látok;
- Urýchľuje spotrebu rezervných bielkovín semien počas klíčenia;
- Hrá úlohu v procese fotosyntézy;
- silný antagonista iných katiónov, ktorý zabraňuje ich nadmernému vstupu do rastlinných tkanív;
- Ovplyvňuje fyzikálno-chemické vlastnosti protoplazmy (viskozita, permeabilita atď.), A tým aj normálny priebeh biochemických procesov v rastline;
- Zlúčeniny vápnika s pektínovými látkami lepia steny jednotlivých buniek k sebe;
- Ovplyvňuje aktivitu enzýmov.
Je potrebné poznamenať, že vplyv zlúčenín vápnika (vápna) na aktivitu enzýmov sa prejavuje nielen priamym pôsobením, ale aj zlepšením fyzikálno-chemických vlastností pôdy a jej nutričného režimu. Okrem toho vápnenie pôdy výrazne ovplyvňuje procesy biosyntézy vitamínov.
Nedostatok (nedostatok) vápnika v rastlinách
Nedostatok vápnika ovplyvňuje predovšetkým vývoj koreňového systému. Tvorba koreňových chĺpkov na korienkoch sa zastaví. Vonkajšie koreňové bunky sú zničené.
Tento príznak sa prejavuje ako s nedostatkom vápnika, tak aj s nerovnováhou v živnom roztoku, to znamená prevahou jednomocných katiónov sodíka, draslíka a vodíka v ňom.
Okrem toho prítomnosť dusičnanového dusíka v pôdnom roztoku zvyšuje prísun vápnika do rastlinných tkanív a znižuje prísun čpavku.
Príznaky nedostatku vápnika sa očakávajú, keď je obsah vápnika nižší ako 20 % kapacity výmeny katiónov v pôde.
Symptómy. Vizuálne je nedostatok vápnika určený nasledujúcimi príznakmi:
- Korene rastlín majú poškodené hroty s hnedou farbou;
- Rastúci bod sa deformuje a odumiera;
- Kvety, vaječníky a puky opadávajú;
- Plody sú poškodené nekrózou;
- Listy sú chlorotické;
- Apikálny púčik odumiera a rast stonky sa zastaví.
Kapusta, lucerna a ďatelina sú veľmi citlivé na prítomnosť vápnika. Zistilo sa, že tie isté rastliny sa vyznačujú aj zvýšenou citlivosťou na kyslosť pôdy.
Otrava minerálnym vápnikom má za následok interveinálnu chlorózu s belavými nekrotickými škvrnami. Môžu byť farebné alebo mať sústredné krúžky naplnené vodou. Niektoré rastliny reagujú na prebytok vápnika rastom listových ružíc, odumieraním výhonkov a opadávaním listov. Príznaky sú podobné ako pri nedostatku železa a horčíka.
Zdrojom doplnenia vápnika v pôde sú vápenaté hnojivá. Sú rozdelené do troch skupín:
- Tvrdé vápenaté horniny;
- Mäkké vápenaté horniny;
- Priemyselný odpad s vysokým obsahom vápna.
Podľa obsahu CaO a MgO sa tvrdé vápenaté horniny delia na:
- vápence (55–56 % CaO a do 0,9 % MgO);
- dolomitizované vápence (42–55 % CaO a do 9 % MgO);
- dolomity (32–30 % CaO a 18–20 % MgO).
Vápence
– základné vápenaté hnojivá. Obsahuje 75–100 % oxidov Ca a Mg vypočítaných ako CaCO3.Dolomitizovaný vápenec
. Obsahuje 79–100 % účinnej látky (a.i.) v prepočte ako CaCO3. Odporúča sa pri striedaní plodín so zemiakmi, strukovinami, ľanom, okopaninami, ako aj na vysoko podzolizovaných pôdach.Marl
. Obsahuje až 25–15 % CaCO3 a nečistoty vo forme ílu a piesku až 20–40 %. Pôsobí pomaly. Odporúča sa používať na ľahkých pôdach.Krieda
. Obsahuje 90-100% CaCO3. Akcia je rýchlejšia ako pri vápenci. Je to cenné vápenné hnojivo v jemne mletej forme.Pálené vápno
(CaO). Obsah CaCO3 je viac ako 70 %. Je charakterizovaný ako silný a rýchlo pôsobiaci vápenný materiál.Hasené vápno
(Ca(OH)2). Obsah CaCO3 - 35% alebo viac. Je to tiež silné a rýchlo pôsobiace vápenné hnojivo.Dolomitová múka
. Obsah CaCO3 a MgCO3 je asi 100 %. Jeho pôsobenie je pomalšie ako u vápenatých tufov. Zvyčajne sa používa tam, kde sa vyžaduje horčík.Vápnité tufy
. Obsah CaCO3 – 15–96 %, nečistoty – do 25 % hlina a piesok, 0,1 % P2O5. Akcia je rýchlejšia ako pri vápenci.Defekačná špina (defekácia)
. Pozostáva z CaCO3 a Ca(OH)2. Obsah vápna CaO je až 40 %. Prítomný je aj dusík – 0,5 % a P2O5 – 1 – 2 %. Ide o odpad z repných cukrovarov. Odporúča sa používať nielen na zníženie kyslosti pôdy, ale aj v oblastiach pestovania repy na černozemných pôdach.Cyklóny bridlicového popola
. Suchý prašný materiál. Obsah účinnej látky je 60-70%. Vzťahuje sa na priemyselný odpad.Prach z pecí a cementární
. Obsah CaCO3 musí presiahnuť 60 %. V praxi sa používa na farmách, ktoré sa nachádzajú v tesnej blízkosti cementární.Hutnícke trosky
. Používa sa v regiónoch Ural a Sibír. Nehygroskopický, ľahko sa rozprašuje. Musí obsahovať aspoň 80 % CaCO3 a mať obsah vlhkosti maximálne 2 %. Dôležité je granulometrické zloženie: 70 % – menej ako 0,25 mm, 90 % – menej ako 0,5 mm.Organické hnojivá. Obsah Ca v prepočte na CaCO3 je 0,32–0,40 %.
Fosforitová múka. Obsah vápnika - 22% CaCO3.
Vápenné hnojivá sa používajú nielen na zásobovanie pôdy a rastlín vápnikom. Hlavným účelom ich použitia je vápnenie pôdy. Ide o metódu chemickej rekultivácie. Je zameraná na neutralizáciu nadmernej kyslosti pôdy, zlepšenie jej agrofyzikálnych, agrochemických a biologických vlastností, zásobovanie rastlín horčíkom a vápnikom, mobilizáciu a imobilizáciu makroprvkov a mikroprvkov, vytváranie optimálnych vodno-fyzikálnych, fyzikálnych, vzdušných podmienok pre život pestovaných rastlín.
Účinnosť vápnenia pôdy
Súčasne s uspokojovaním potrieb rastlín na vápnik ako prvok minerálnej výživy vedie vápnenie k viacnásobným pozitívnym zmenám v pôdach.
Vplyv vápnenia na vlastnosti niektorých pôd
Vápnik podporuje koaguláciu pôdnych koloidov a zabraňuje ich vyplavovaniu. To vedie k ľahšiemu obrábaniu pôdy a lepšiemu prevzdušňovaniu.
V dôsledku vápnenia:
- piesčité humózne pôdy zvyšujú svoju schopnosť absorbovať vodu;
- Na ťažkých ílovitých pôdach sa tvoria pôdne agregáty a hrudky, ktoré zlepšujú priepustnosť vody.
Najmä organické kyseliny sú neutralizované a H-ióny sú vytesnené z absorbujúceho komplexu. To vedie k eliminácii metabolickej kyslosti a zníženiu hydrolytickej kyslosti pôdy. Súčasne sa pozoruje zlepšenie katiónového zloženia pôdneho absorpčného komplexu, ku ktorému dochádza v dôsledku nahradenia iónov vodíka a hliníka katiónmi vápnika a horčíka. Tým sa zvyšuje stupeň nasýtenia pôdy bázami a zvyšuje sa absorpčná kapacita.
Vplyv vápnenia na zásobovanie rastlín dusíkom
Po vápnení je možné zachovať pozitívne agrochemické vlastnosti pôdy a jej štruktúru aj niekoľko rokov. To pomáha vytvárať priaznivé podmienky pre posilnenie prospešných mikrobiologických procesov pre mobilizáciu živín. Zvyšuje sa aktivita amonifikátorov, nitrifikátorov a baktérií viažucich dusík, ktoré voľne žijú v pôde.
Vápnenie pomáha zvýšiť premnoženie nodulových baktérií a zlepšiť prísun dusíka do hostiteľskej rastliny. Zistilo sa, že bakteriálne hnojivá strácajú účinnosť na kyslých pôdach.
Vplyv vápnenia na prísun prvkov popola do rastlín
Vápnenie pomáha dodávať rastline prvky popola, pretože zvyšuje aktivitu baktérií, ktoré rozkladajú organické zlúčeniny fosforu v pôde a podporujú prechod fosforečnanov železa a hliníka na fosforečnany vápenaté dostupné pre rastliny. Vápnenie kyslých pôd podporuje mikrobiologické a biochemické procesy, čo zase zvyšuje množstvo dusičnanov, ako aj stráviteľných foriem fosforu a draslíka.
Vplyv vápnenia na formy a dostupnosť makroprvkov a mikroprvkov
Vápnenie zvyšuje množstvo vápnika a pri použití dolomitovej múky - horčíka. Súčasne sa toxické formy mangánu a hliníka stávajú nerozpustnými a prechádzajú do vyzrážanej formy. Znižuje sa dostupnosť prvkov ako železo, meď, zinok, mangán. Dusík, síra, draslík, vápnik, horčík, fosfor a molybdén sa stávajú dostupnejšími.
Vplyv vápnenia na pôsobenie fyziologicky kyslých hnojív
Vápnenie zvyšuje účinnosť fyziologicky kyslých minerálnych hnojív, najmä amoniaku a potaše.
Pozitívny účinok fyziologicky kyslých hnojív bez pridania vápna vyprchá a časom sa môže zmeniť na negatívny. Takže v hnojených oblastiach sú úrody ešte menšie ako v nehnojených oblastiach. Kombinácia vápnenia s použitím hnojív zvyšuje ich účinnosť o 25–50 %.
Pri vápnení sa v pôde aktivujú enzymatické procesy, podľa ktorých sa nepriamo posudzuje jej úrodnosť.
Zostavil: Grigorovskaya P.I.
Stránka pridaná: 05.12.13 00:40
Posledná aktualizácia: 22.05.2014 16:25
Literárne zdroje:
Glinka N.L. Všeobecná chémia. Učebnica pre vysoké školy. Vydavateľstvo: Leningrad: Chemistry, 1985, str
Mineev V.G. Agrochémia: Učebnica – 2. vydanie, prepracované a rozšírené – M.: Vydavateľstvo Moskovskej štátnej univerzity, Vydavateľstvo KolosS, 2004. – 720 s., l. chorý.: chorý. – (Klasická vysokoškolská učebnica).
Petrov B.A., Seliverstov N.F. Minerálna výživa rastlín. Referenčná príručka pre študentov a záhradníkov. Jekaterinburg, 1998. 79 s.
Encyklopédia pre deti. Zväzok 17. Chémia. / Hlava. vyd. V.A. Volodin. – M.: Avanta +, 2000. – 640 s., ill.
Yagodin B.A., Žukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrochémia / Edited by B.A. Yagodina – M.: Kolos, 2002. – 584 s.: ill (Učebnice a učebné pomôcky pre študentov vysokých škôl).
Obrázky (prepracované):
20 Ca Calcium, licencované pod CC BY
Nedostatok vápnika v pšenici, CIMMYT, licencovaný pod CC BY-NC-SA
www.pesticidy.ru
Vápnik a jeho úloha pre ľudstvo - Chémia
Vápnik a jeho úloha pre ľudstvo
Úvod
Byť v prírode
Potvrdenie
Fyzikálne vlastnosti
Chemické vlastnosti
Aplikácia zlúčenín vápnika
Biologická úloha
Záver
Bibliografia
Úvod
Vápnik je prvkom hlavnej podskupiny druhej skupiny, štvrtej periódy periodického systému chemických prvkov D.I. Mendelejeva, s atómovým číslom 20. Označuje sa symbolom Ca (lat. Calcium). Jednoduchá látka vápnik (číslo CAS: 7440-70-2) je mäkký, chemicky aktívny kov alkalických zemín strieborno-bielej farby.
Napriek všadeprítomnosti prvku č. 20 ani chemici nevideli elementárny vápnik. Ale tento kov, ako vo vzhľade, tak aj v správaní, je úplne odlišný od alkalických kovov, ktorých kontakt je plný nebezpečenstva požiarov a popálenín. Môže byť bezpečne skladovaný na vzduchu, nevznieti sa od vody. Mechanické vlastnosti elementárneho vápnika z neho nerobia „čiernu ovcu“ v rodine kovov: vápnik mnohé z nich prevyšuje v sile a tvrdosti; dá sa točiť na sústruhu, ťahať do drôtu, kovať, lisovať.
Napriek tomu sa elementárny vápnik takmer nikdy nepoužíva ako konštrukčný materiál. Na to je príliš aktívny. Vápnik ľahko reaguje s kyslíkom, sírou a halogénmi. Dokonca aj s dusíkom a vodíkom za určitých podmienok reaguje. Prostredie oxidov uhlíka, inertné pre väčšinu kovov, je agresívne pre vápnik. Horí v atmosfére CO a CO2.
História a pôvod mena
Názov prvku pochádza z lat. calx (v genitívnom prípade calcis) -- „vápno“, „mäkký kameň“. Navrhol to anglický chemik Humphry Davy, ktorý v roku 1808 izoloval kovový vápnik elektrolytickou metódou. Davy elektrolyzoval zmes vlhkého haseného vápna a oxidu ortutnatého HgO na platinovej platni, ktorá slúžila ako anóda. Katódou bol platinový drôt ponorený do tekutej ortuti. V dôsledku elektrolýzy sa získal amalgám vápnika. Po destilácii ortuti z nej Davy získal kov nazývaný vápnik.
Zlúčeniny vápnika – vápenec, mramor, sadra (ako aj vápno – produkt kalcinácie vápenca) sa v stavebníctve používali už pred niekoľkými tisíckami rokov. Do konca 18. storočia považovali chemici vápno za jednoduchú pevnú látku. V roku 1789 A. Lavoisier navrhol, že vápno, horčík, baryt, oxid hlinitý a oxid kremičitý sú zložité látky.
Byť v prírode
Kvôli vysokej chemickej aktivite sa vápnik v prírode nevyskytuje vo voľnej forme.
Vápnik tvorí 3,38 % hmotnosti zemskej kôry (5. najrozšírenejší po kyslíku, kremíku, hliníku a železe).
Izotopy. Vápnik sa v prírode vyskytuje ako zmes šiestich izotopov: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca a 48Ca, z ktorých najbežnejší - 40Ca - je 96,97%.
Zo šiestich prírodných izotopov vápnika je päť stabilných. Nedávno sa zistilo, že šiesty izotop, 48Ca, najťažší zo šiestich a veľmi vzácny (jeho izotopová abundancia je len 0,187 %), podlieha dvojitému beta rozpadu s polčasom rozpadu 5,3 x 1019 rokov.
V horninách a mineráloch. Väčšina vápnika je obsiahnutá v kremičitanoch a hlinitokremičitanoch rôznych hornín (žuly, ruly a pod.), najmä v živcoch - Ca anortite.
Vo forme sedimentárnych hornín sú zlúčeniny vápnika zastúpené kriedou a vápencami, ktoré pozostávajú najmä z minerálu kalcit (CaCO3). Kryštalická forma kalcitu - mramor - je v prírode oveľa menej bežná.
Pomerne rozšírené sú vápenaté minerály ako kalcit CaCO3, anhydrit CaSO4, alabaster CaSO4 0,5h3O a sadra CaSO4 2h3O, fluorit CaF2, apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3. Prítomnosť vápenatých a horečnatých solí v prírodnej vode určuje jej tvrdosť.
Vápnik, energicky migrujúci v zemskej kôre a hromadiaci sa v rôznych geochemických systémoch, tvorí 385 minerálov (štvrtý najväčší počet minerálov).
Migrácia v zemskej kôre. Pri prirodzenej migrácii vápnika zohráva významnú úlohu „uhličitanová rovnováha“, spojená s reverzibilnou reakciou interakcie uhličitanu vápenatého s vodou a oxidom uhličitým za vzniku rozpustného hydrogenuhličitanu:
CaCO3 + h3O + CO2 - Ca (HCO3)2 - Ca2+ + 2HCO3-
(rovnováha sa posúva doľava alebo doprava v závislosti od koncentrácie oxidu uhličitého).
Biogénna migrácia. V biosfére sa zlúčeniny vápnika nachádzajú takmer vo všetkých živočíšnych a rastlinných tkanivách (pozri tiež nižšie). Významné množstvo vápnika sa nachádza v živých organizmoch. Hydroxyapatit Ca5(PO4)3OH alebo v inom zázname 3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2 je teda základom kostného tkaniva stavovcov vrátane ľudí; Škrupiny a schránky mnohých bezstavovcov, vaječné škrupiny atď. sú vyrobené z uhličitanu vápenatého CaCO3 V živých tkanivách ľudí a zvierat je 1,4-2 % Ca (hmotnostný zlomok); v ľudskom tele s hmotnosťou 70 kg je obsah vápnika asi 1,7 kg (hlavne v medzibunkovej látke kostného tkaniva).
Potvrdenie
Voľný kovový vápnik sa získava elektrolýzou taveniny pozostávajúcej z CaCl2 (75-80 %) a KCl alebo z CaCl2 a CaF2, ako aj aluminotermickou redukciou CaO pri 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl204 + 3Ca.
Fyzikálne vlastnosti
Kovový vápnik existuje v dvoch alotropných modifikáciách. Do 443 °C je ?-Ca s kubickou plošne centrovanou mriežkou (parameter a = 0,558 nm) stabilná vyššia stabilná je ?-Ca s kubickou telesne centrovanou mriežkou typu ?-Fe (parameter a = 0,448); nm). Štandardná entalpia?H0 prechod? > ? je 0,93 kJ/mol.
Chemické vlastnosti
Vápnik je typický kov alkalických zemín. Chemická aktivita vápnika je vysoká, ale nižšia ako u všetkých ostatných kovov alkalických zemín. Ľahko reaguje s kyslíkom, oxidom uhličitým a vlhkosťou vo vzduchu, preto je povrch kovového vápnika zvyčajne matne šedý, takže v laboratóriu sa vápnik zvyčajne skladuje, podobne ako iné kovy alkalických zemín, v tesne uzavretej nádobe pod vrstvou. petroleja alebo tekutého parafínu.
V sérii štandardných potenciálov sa vápnik nachádza naľavo od vodíka. Štandardný elektródový potenciál páru Ca2+/Ca0 je 2,84 V, takže vápnik aktívne reaguje s vodou, ale bez vznietenia:
Ca + 2H20 = Ca(OH)2 + H2^ + Q.
Vápnik za normálnych podmienok reaguje s aktívnymi nekovmi (kyslík, chlór, bróm):
2Ca + 02 = 2CaO, Ca + Br2 = CaBr2.
Pri zahrievaní na vzduchu alebo kyslíku sa vápnik zapáli. Vápnik pri zahrievaní reaguje s menej aktívnymi nekovmi (vodík, bór, uhlík, kremík, dusík, fosfor a iné), napr.
Ca + H2 = CaH2, Ca + 6B = CaB6,
3Ca + N2 = Ca3N2, Ca + 2C = CaC2,
3Ca + 2P = Ca3P2 (
fosfid vápenatý), fosfidy vápenaté kompozícií CaP a CaP5 sú tiež známe;
2Ca + Si = Ca2Si
(silicid vápenatý), silicidy vápnika v zložení CaSi, Ca3Si4 a CaSi2 sú tiež známe.
Výskyt vyššie uvedených reakcií je spravidla sprevádzaný uvoľňovaním veľkého množstva tepla (to znamená, že tieto reakcie sú exotermické). Vo všetkých zlúčeninách s nekovmi je oxidačný stav vápnika +2. Väčšina zlúčenín vápnika s nekovmi sa vodou ľahko rozloží, napríklad:
CaH2 + 2H20 = Ca(OH)2 + 2H2^,
Ca3N2 + 3H20 = 3Ca(OH)2 + 2Nh4^.
Ión Ca2+ je bezfarebný. Keď sa do plameňa pridajú rozpustné vápenaté soli, plameň sa zmení na tehlovočervený.
Soli vápnika, ako je chlorid CaCl2, bromid CaBr2, jodid vápenatý a dusičnan Ca(NO3)2, sú vysoko rozpustné vo vode. Vo vode nerozpustné sú fluorid CaF2, uhličitan CaCO3, síran CaSO4, ortofosfát Ca3(PO4)2, oxalát CaC2O4 a niektoré ďalšie.
Je dôležité, že na rozdiel od uhličitanu vápenatého CaCO3 je kyslý uhličitan vápenatý (hydrogenuhličitan) Ca(HCO3)2 rozpustný vo vode. V prírode to vedie k nasledujúcim procesom. Keď studený dážď alebo riečna voda nasýtená oxidom uhličitým prenikne do podzemia a padne na vápenec, pozoruje sa ich rozpúšťanie:
CaC03 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2.
Na tých istých miestach, kde voda nasýtená hydrogénuhličitanom vápenatým prichádza na povrch zeme a je ohrievaná slnečnými lúčmi, dochádza k reverznej reakcii:
Ca(HC03)2 = CaC03 + C02^ + H20.
Takto sa v prírode prenášajú veľké masy látok. V dôsledku toho sa v podzemí môžu vytvárať obrovské medzery a v jaskyniach sa tvoria nádherné kamenné „cencúle“ - stalaktity a stalagmity.
Prítomnosť rozpusteného hydrogénuhličitanu vápenatého vo vode do značnej miery určuje dočasnú tvrdosť vody. Nazýva sa to dočasné, pretože keď voda vrie, hydrogénuhličitan sa rozkladá a vyzráža sa CaCO3. Tento jav vedie napríklad k tomu, že sa v kanvici časom vytvorí vodný kameň.
Aplikácia kovového vápnika
Hlavné použitie kovového vápnika je ako redukčné činidlo pri výrobe kovov, najmä niklu, medi a nehrdzavejúcej ocele. Vápnik a jeho hydrid sa používajú aj na výrobu ťažko redukovateľných kovov, ako je chróm, tórium a urán. Zliatiny vápnika a olova sa používajú v batériách a zliatinách ložísk. Vápnikové granule sa tiež používajú na odstránenie stôp vzduchu z vákuových zariadení.
Metalotermia
Čistý kovový vápnik sa široko používa v metalotermii na výrobu vzácnych kovov.
Legovanie zliatin
Čistý vápnik sa používa na legovanie olova používaného na výrobu dosiek batérií a bezúdržbových štartovacích olovených batérií s nízkym samovybíjaním. Kovový vápnik sa používa aj na výrobu kvalitných vápenatých babbitov BKA.
Jadrová fúzia
Izotop 48Ca je najefektívnejší a bežne používaný materiál na výrobu superťažkých prvkov a objavovanie nových prvkov v periodickej tabuľke prvkov. Napríklad v prípade použitia iónov 48Ca na výrobu superťažkých prvkov v urýchľovačoch sa jadrá týchto prvkov tvoria stokrát a tisíckrát efektívnejšie ako pri použití iných „projektilov“ (iónov).
Aplikácia zlúčenín vápnika
Hydrid vápenatý. Zahrievaním vápnika vo vodíkovej atmosfére sa získava Cah3 (hydrid vápenatý), ktorý sa využíva v metalurgii (metalotermia) a pri výrobe vodíka na poli.
Optické a laserové materiály Fluorid vápenatý (fluorit) sa používa vo forme monokryštálov v optike (astronomické objektívy, šošovky, hranoly) a ako laserový materiál. Volfráman vápenatý (scheelit) vo forme monokryštálov sa používa v laserovej technike a tiež ako scintilátor.
Karbid vápnika. Karbid vápenatý CaC2 sa široko používa na výrobu acetylénu a na redukciu kovov, ako aj na výrobu kyánamidu vápenatého (zahriatím karbidu vápnika v dusíku na 1200 °C je reakcia exotermická, prebieha v kyánamidových peciach) .
Zdroje chemického prúdu. Vápnik, ako aj jeho zliatiny s hliníkom a horčíkom, sa používajú v záložných tepelných elektrických batériách ako anóda (napríklad prvok chróman vápenatý). Chróman vápenatý sa v takýchto batériách používa ako katóda. Zvláštnosťou takýchto batérií je extrémne dlhá životnosť (desaťročia) vo vhodnom stave, schopnosť prevádzky v akýchkoľvek podmienkach (priestor, vysoké tlaky), vysoká merná energia z hľadiska hmotnosti a objemu. Nevýhoda: krátka životnosť. Takéto batérie sa používajú tam, kde je potrebné krátkodobo vytvoriť kolosálny elektrický výkon (balistické strely, niektoré kozmické lode atď.).
Ohňovzdorné materiály. Oxid vápenatý, ako vo voľnej forme, tak aj ako súčasť keramických zmesí, sa používa pri výrobe žiaruvzdorných materiálov.
Lieky. Zlúčeniny vápnika sa široko používajú ako antihistaminikum.
Chlorid vápenatý
Glukonát vápenatý
Glycerofosfát vápenatý
Okrem toho sú zlúčeniny vápnika zahrnuté v liekoch na prevenciu osteoporózy, vo vitamínových komplexoch pre tehotné ženy a starších ľudí.
Biologická úloha
Vápnik je bežnou makroživinou v tele rastlín, zvierat a ľudí. U ľudí a iných stavovcov je väčšina z nich obsiahnutá v kostre a zuboch vo forme fosfátov. Kostry väčšiny skupín bezstavovcov (huby, koralové polypy, mäkkýše atď.) pozostávajú z rôznych foriem uhličitanu vápenatého (vápna). Vápnikové ióny sa podieľajú na procesoch zrážania krvi, ako aj na zabezpečení konštantného osmotického tlaku krvi. Vápnikové ióny slúžia aj ako jeden z univerzálnych druhých poslov a regulujú celý rad vnútrobunkových procesov – svalovú kontrakciu, exocytózu vrátane sekrécie hormónov a neurotransmiterov atď. Koncentrácia vápnika v cytoplazme ľudských buniek je asi 10?7 mol, v medzibunkových tekutinách asi 10 ?3 mol.
Potreba vápnika závisí od veku. Pre dospelých je potrebný denný príjem od 800 do 1000 miligramov (mg) a pre deti od 600 do 900 mg, čo je pre deti veľmi dôležité kvôli intenzívnemu rastu kostry. Väčšina vápnika, ktorý sa dostáva do ľudského tela s jedlom, sa nachádza v mliečnych výrobkoch, zvyšný vápnik pochádza z mäsa, rýb a niektorých rastlinných produktov (najmä strukovín). Vstrebávanie prebieha v hrubom aj tenkom čreve a uľahčuje ho kyslé prostredie, vitamín D a vitamín C, laktóza a nenasýtené mastné kyseliny. Dôležitá je úloha horčíka v metabolizme vápnika, pri jeho nedostatku sa vápnik „vymýva“ z kostí a ukladá sa v obličkách (obličkové kamene) a svaloch.
Aspirín, kyselina šťaveľová a deriváty estrogénu narúšajú vstrebávanie vápnika. V kombinácii s kyselinou šťaveľovou vytvára vápnik vo vode nerozpustné zlúčeniny, ktoré sú súčasťou obličkových kameňov.
Vďaka veľkému množstvu procesov s tým spojených je obsah vápnika v krvi presne regulovaný a pri správnej výžive nedochádza k jeho nedostatku. Dlhodobá absencia stravy môže spôsobiť kŕče, bolesti kĺbov, ospalosť, poruchy rastu a zápchu. Hlbší nedostatok vedie k neustálym svalovým kŕčom a osteoporóze. Zneužívanie kávy a alkoholu môže spôsobiť nedostatok vápnika, pretože časť sa vylučuje močom.
Nadmerné dávky vápnika a vitamínu D môžu spôsobiť hyperkalcémiu s následnou intenzívnou kalcifikáciou kostí a tkanív (postihujú najmä močový systém). Dlhodobý nadbytok narúša fungovanie svalových a nervových tkanív, zvyšuje zrážanlivosť krvi a znižuje vstrebávanie zinku kostnými bunkami. Maximálna denná bezpečná dávka pre dospelého je 1500 až 1800 miligramov.
Produkty Vápnik, mg/100 g
Sezam 783
Žihľava 713
Slez lesný 505
Plantain veľký 412
Galinsoga 372
Sardinky v oleji 330
Budra brečtan 289
Psia ruža 257
Mandle 252
Plantain lanceolist. 248
Lieskový orech 226
Semená amarantu 214
Potočnica 214
Suché sójové bôby 201
Deti do 3 rokov - 600 mg.
Deti od 4 do 10 rokov - 800 mg.
Deti od 10 do 13 rokov - 1000 mg.
Adolescenti od 13 do 16 rokov - 1200 mg.
Mládež 16 a starší - 1000 mg.
Dospelí od 25 do 50 rokov - od 800 do 1200 mg.
Tehotné a dojčiace ženy - od 1500 do 2000 mg.
Záver
Vápnik je jedným z najrozšírenejších prvkov na Zemi. V prírode je ho veľa: pohoria a ílovité skaly vznikajú z vápenatých solí, nachádza sa v morskej a riečnej vode, je súčasťou rastlinných a živočíšnych organizmov.
Vápnik neustále obklopuje obyvateľov miest: takmer všetky hlavné stavebné materiály - betón, sklo, tehla, cement, vápno - obsahujú tento prvok vo významných množstvách.
Prirodzene, s takýmito chemickými vlastnosťami nemôže vápnik v prírode existovať vo voľnom stave. Ale zlúčeniny vápnika - prírodné aj umelé - získali prvoradý význam.
Bibliografia
1. Redakčná rada: Knunyants I. L. (hlavný redaktor) Chemická encyklopédia: v 5 zväzkoch - Moskva: Sovietska encyklopédia, 1990. - T. 2. - S. 293. - 671 s.
2. Doronín. N. A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 strán s ilustráciami.
3. Dotsenko VA. - Terapeutická a preventívna výživa. - Otázka. výživa, 2001 - N1-str.21-25
4. Bilezikian J. P. Metabolizmus vápnika a kostí // In: K. L. Becker, ed.
www.e-ng.ru
Svet vedy
Vápnik je kovový prvok hlavnej podskupiny II skupiny 4 periodickej tabuľky chemických prvkov. Patrí do skupiny kovov alkalických zemín. Vonkajšia energetická hladina atómu vápnika obsahuje 2 párové S-elektróny
Ktoré je schopný pri chemických interakciách energeticky rozdávať. Vápnik je teda redukčné činidlo a vo svojich zlúčeninách má oxidačný stav +2 V prírode sa vápnik nachádza iba vo forme solí. Hmotnostný podiel vápnika v zemskej kôre je 3,6%. Hlavným prírodným minerálom vápnika je kalcit CaCO3 a jeho odrody - vápenec, krieda, mramor. Existujú aj živé organizmy (napríklad koraly), ktorých chrbticu tvorí predovšetkým uhličitan vápenatý. Významnými minerálmi vápnika sú aj dolomit CaCO3 MgCO3, fluorit CaF2, sadra CaSO4 2h3O, apatit, živec atď. Vápnik hrá dôležitú úlohu v živote živých organizmov. Hmotnostný podiel vápnika v ľudskom tele je 1,4-2%. Je súčasťou zubov, kostí, iných tkanív a orgánov, podieľa sa na procese zrážania krvi, stimuluje srdcovú činnosť. Aby ste telu dodali dostatočné množstvo vápnika, určite by ste mali konzumovať mlieko a mliečne výrobky, zelenú zeleninu a ryby Jednoduchá látka vápnik je typický strieborno-biely kov. Je dosť tvrdý, plastový, má hustotu 1,54 g/cm3 a bod topenia 842? C. Chemicky je vápnik veľmi aktívny. Za normálnych podmienok ľahko interaguje s kyslíkom a vlhkosťou vo vzduchu, preto sa skladuje v hermeticky uzavretých nádobách. Pri zahriatí na vzduchu sa vápnik zapáli a vytvorí oxid: 2Ca + O2 = 2CaO Vápnik pri zahriatí reaguje s chlórom a brómom a aj za studena s fluórom. Produktmi týchto reakcií sú zodpovedajúce halogenidy, napr.: Ca + Cl2 = CaCl2 Pri zahrievaní vápnika so sírou vzniká sulfid vápenatý: Ca + S = CaS Interakcia s vodou vedie k tvorbe slabo rozpustného hydroxidu vápenatého a uvoľňovaniu plynného vodíka :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3 Kovový vápnik je široko používaný. Používa sa ako rozeta pri výrobe ocelí a zliatin a ako redukčné činidlo na výrobu niektorých žiaruvzdorných kovov.
Vápnik sa získava elektrolýzou roztaveného chloridu vápenatého. Vápnik teda prvýkrát získal v roku 1808 Humphry Davy.
worldofscience.ru
Hoci je vápnik na zemeguli veľmi rozšírený, vo voľnom stave sa v prírode nenachádza.
Predtým, ako sa dozvieme, ako môžete získať čistý vápnik, poďme sa zoznámiť s prírodnými zlúčeninami vápnika.
Vápnik je kov. V periodickej tabuľke Mendelejeva má vápnik (Calcium), Ca atómové číslo 20 anachádza v skupine II. Je to chemicky aktívny prvok, ktorý ľahko interaguje s kyslíkom. Má strieborno-bielu farbu.
Prírodné zlúčeniny vápnika
Zlúčeniny vápnika nájdeme takmer všade.
Uhličitan vápenatý, alebo uhličitan vápenatý – je to najbežnejšia zlúčenina vápnika. Jeho chemický vzorec je CaCO 3. Mramor, krieda, vápenec, mušľová hornina – všetky tieto látky obsahujú uhličitan vápenatý s malým množstvom nečistôt. V kalcite, ktorého vzorec je tiež CaC03, nie sú vôbec žiadne nečistoty.
Síran vápenatý tiež nazývaný síran vápenatý. Chemický vzorec síranu vápenatého je CaSO4. Známym minerálom sadry je kryštálový hydrát CaSO 4 2H 2 O.
fosforečnan vápenatý, vápenatá soľ kyseliny ortofosforečnej. To je materiál, z ktorého sú postavené kosti ľudí a zvierat. Tento minerál sa nazýva fosforečnan vápenatý Ca 3 (PO 4) 2.
Chlorid vápenatýCaCl 2, alebo chlorid vápenatý, sa v prírode vyskytuje vo forme kryštalického hydrátu CaCl 2 6H 2 O. Pri zahrievaní táto zlúčenina stráca molekuly vody.
Fluorid vápenatý CaF 2 alebo fluorid vápenatý sa prirodzene nachádza v mineráli fluorite. A čistý kryštalický difluorid vápenatý sa nazýva kazivec.
Ale prírodné zlúčeniny vápnika nemajú vždy vlastnosti, ktoré ľudia potrebujú. Preto sa človek naučil umelo premieňať takéto zlúčeniny na iné látky. Niektoré z týchto umelých zlúčenín sú nám ešte známejšie ako tie prírodné. Príkladom je hasený Ca(OH) 2 a nehasené vápno CaO, ktoré ľudia používajú už veľmi dlho. Mnohé stavebné materiály ako cement, karbid vápnika, bielidlá obsahujú aj umelé zlúčeniny vápnika.
Čo je elektrolýza
Pravdepodobne takmer každý z nás počul o fenoméne nazývanom elektrolýza. Pokúsime sa poskytnúť najjednoduchší popis tohto procesu.
Ak prechádzate elektrickým prúdom cez vodné roztoky solí, v dôsledku chemických premien vznikajú nové chemické látky. Procesy, ktoré sa vyskytujú v roztoku, keď ním prechádza elektrický prúd, sa nazývajú elektrolýza. Všetky tieto procesy študuje veda nazývaná elektrochémia. Proces elektrolýzy môže samozrejme prebiehať len v médiu, ktoré vedie prúd. Takýmto médiom sú vodné roztoky kyselín, zásad a solí. Nazývajú sa elektrolyty.
Elektródy sú ponorené do elektrolytu. Záporne nabitá elektróda sa nazýva katóda. Kladne nabitá elektróda sa nazýva anóda. Keď elektrický prúd prechádza elektrolytom, dochádza k elektrolýze. V dôsledku elektrolýzy sa zložky rozpustených látok ukladajú na elektródy. Kladne nabitá na katóde, záporne nabitá na anóde. Ale na samotných elektródach môžu nastať sekundárne reakcie, ktoré vedú k vytvoreniu sekundárnej látky.
Vidíme, že pomocou elektrolýzy vznikajú chemické produkty bez použitia chemických činidiel.
Ako získavate vápnik?
V priemysle možno vápnik získať elektrolýzou roztaveného chloridu vápenatého CaCl 2.
CaCl2 = Ca + Cl2
V tomto procese slúži ako anóda kúpeľ vyrobený z grafitu. Kúpeľ je umiestnený v elektrickej rúre. Železná tyč, ktorá sa pohybuje po šírke kúpeľa a má tiež schopnosť stúpať a klesať, je katóda. Elektrolytom je roztavený chlorid vápenatý, ktorý sa naleje do kúpeľa. Katóda sa spustí do elektrolytu. Takto začína proces elektrolýzy. Pod katódou sa tvorí roztavený vápnik. Keď katóda stúpa, vápnik tuhne v mieste, kde sa dotýka katódy. Takže postupne, v procese zdvíhania katódy, sa vápnik hromadí vo forme tyčinky. Potom sa kalciová tyčinka zrazí z katódy.
Čistý vápnik sa prvýkrát získal elektrolýzou v roku 1808.
Vápnik sa získava aj z oxidov pomocou aluminotermickej redukcie .
4CaO + 2Al -> CaAl204 + Ca
V tomto prípade sa vápnik získava vo forme pary. Táto para potom kondenzuje.
Vápnik má vysokú chemickú aktivitu. Preto je široko používaný v priemysle na získavanie žiaruvzdorných kovov z oxidov, ako aj pri výrobe ocele a liatiny.
Vápnik(Vápnik), Ca, chemický prvok skupiny II periodického systému Mendelejeva, atómové číslo 20, atómová hmotnosť 40,08; strieborno-biely ľahký kov. Prírodný prvok je zmesou šiestich stabilných izotopov: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca a 48 Ca, z ktorých je 40 Ca najrozšírenejší (96, 97 %).
Zlúčeniny Ca - vápenec, mramor, sadra (ako aj vápno - produkt kalcinácie vápenca) sa používali v stavebníctve už v staroveku. Do konca 18. storočia považovali chemici vápno za jednoduchú pevnú látku. V roku 1789 A. Lavoisier navrhol, že vápno, horčík, baryt, oxid hlinitý a oxid kremičitý sú zložité látky. V roku 1808 G. Davy podrobil elektrolýze s ortuťovou katódou zmes vlhkého haseného vápna s oxidom ortuťovým, pripravil Ca amalgám a destiláciou ortuti z neho získal kov s názvom „Vápnik“ (z lat. calx, rod. vápenatý kameň).
Distribúcia vápnika v prírode. Z hľadiska abundancie v zemskej kôre je Ca na 5. mieste (po O, Si, Al a Fe); obsah 2,96 % hmotn. Prudko migruje a hromadí sa v rôznych geochemických systémoch, pričom tvorí 385 minerálov (4. miesto v počte minerálov). Málo Ca je v zemskom plášti a pravdepodobne ešte menej v zemskom jadre (0,02 % v železných meteoritoch). Ca prevláda v spodnej časti zemskej kôry, hromadí sa v hlavných horninách; väčšina Ca je obsiahnutá v živci - Ca anortite; obsah v zásaditých horninách je 6,72 %, v kyslých horninách (žuly a iné) 1,58 %. V biosfére dochádza k mimoriadne ostrej diferenciácii Ca, ktorá súvisí najmä s „uhličitanovou rovnováhou“: pri interakcii oxidu uhličitého s uhličitanom CaCO 3 vzniká rozpustný hydrogenuhličitan Ca(HCO 3) 2: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HC03)2 = Ca2+ + 2HC03-. Táto reakcia je reverzibilná a je základom pre redistribúciu Ca. Keď je obsah CO 2 vo vodách vysoký, Ca je v roztoku, a keď je obsah CO 2 nízky, zráža sa minerál kalcit CaCO 3 a vytvára hrubé nánosy vápenca, kriedy a mramoru.
Biogénna migrácia tiež zohráva obrovskú úlohu v histórii Ca. V živej hmote kovových prvkov je Ca hlavným prvkom. Známe sú organizmy, ktoré obsahujú viac ako 10 % Ca (viac uhlíka), svoju kostru si budujú zo zlúčenín Ca, hlavne z CaCO 3 (vápenaté riasy, mnohé mäkkýše, ostnokožce, koraly, pakorene a pod.). S pochovávaním kostier na mori. zvieratá a rastliny sú spojené s akumuláciou obrovských hmôt rias, koralov a iných vápencov, ktoré sa ponorením do hlbín zeme a mineralizáciou premenia na rôzne druhy mramoru.
Rozľahlé oblasti s vlhkou klímou (lesné zóny, tundra) sa vyznačujú nedostatkom Ca - tu sa ľahko vyplavuje z pôdy. Súvisí to s nízkou úrodnosťou pôdy, nízkou úžitkovosťou domácich zvierat, ich malými rozmermi a často s chorobami kostry. Preto má veľký význam vápnenie pôd, kŕmenie domácich zvierat a vtákov atď. Naopak, v suchom podnebí je CaCO 3 slabo rozpustný, preto sú krajiny stepí a púští bohaté na Ca. V slaniskách a slaných jazerách sa často hromadí sadrovec CaSO 4 · 2H 2 O.
Rieky prinášajú do oceánu veľa Ca, ktorý sa však nezdržiava v oceánskej vode (priemerný obsah 0,04 %), ale koncentruje sa v kostrách organizmov a po ich smrti sa ukladá na dne najmä vo forme CaCO. 3. Vápnité kaly sú rozšírené na dne všetkých oceánov v hĺbkach nie väčších ako 4000 m (vo väčších hĺbkach sa CaCO 3 rozpúšťa a organizmy tam často trpia nedostatkom Ca).
Podzemná voda hrá dôležitú úlohu pri migrácii Ca2. Vo vápencových masívoch miestami prudko vyplavujú CaCO 3, čo súvisí s rozvojom krasu, vznikom jaskýň, stalaktitov a stalagmitov. Okrem kalcitu boli v moriach minulých geologických období rozšírené usadzovanie fosforečnanov Ca (napr. ložiská fosforitu Karatau v Kazachstane), dolomitu CaCO 3 ·MgCO 3 a v lagúnach pri vyparovaní - sadry.
V priebehu geologickej histórie sa zvyšovala tvorba biogénnych karbonátov a klesalo chemické vyzrážanie kalcitu. V prekambrických moriach (pred viac ako 600 miliónmi rokov) neboli žiadne zvieratá s vápenatými kostrami; sa rozšírili od kambria (koraly, huby a pod.). To súvisí s vysokým obsahom CO 2 v prekambrickej atmosfére.
Fyzikálne vlastnosti vápnika. Kryštalická mriežka α-formy Ca (stabilná pri bežných teplotách) je plošne centrovaná kubická, a = 5,56 Á. Atómový polomer 1,97 Á, iónový polomer Ca 2+ 1,04 Á. Hustota 1,54 g/cm3 (20 °C). Nad 464 °C je hexagonálna β-forma stabilná. t topenia 851 °C, t varu 1482 °C; teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti 22·10 -6 (0-300 °C); tepelná vodivosť pri 20 °C 125,6 W/(mK) alebo 0,3 cal/(cm sec °C); merná tepelná kapacita (0-100 °C) 623,9 J/(kg K) alebo 0,149 cal/(g °C); elektrický odpor pri 20 °C 4,6 · 10 -8 ohm · m alebo 4,6 · 10 -6 ohm · cm; teplotný koeficient elektrického odporu je 4,57·10 -3 (20 °C). Modul pružnosti 26 Gn/m2 (2600 kgf/mm2); pevnosť v ťahu 60 MN/m2 (6 kgf/mm2); medza pružnosti 4 MN/m 2 (0,4 kgf/mm 2), medza klzu 38 MN/m 2 (3,8 kgf/mm 2); relatívne predĺženie 50 %; Tvrdosť podľa Brinella 200-300 Mn/m2 (20-30 kgf/mm2). Vápnik dostatočne vysokej čistoty je plastický, ľahko lisovateľný, valcovaný a vhodný na rezanie.
Chemické vlastnosti vápnika. Konfigurácia vonkajšieho elektrónového obalu atómu Ca 4s 2, podľa ktorej je Ca v zlúčeninách 2-valentný. Chemicky je Ca veľmi aktívny. Pri normálnych teplotách Ca ľahko interaguje s kyslíkom a vlhkosťou vo vzduchu, preto sa skladuje v hermeticky uzavretých nádobách alebo pod minerálnym olejom. Pri zahrievaní na vzduchu alebo kyslíku sa zapáli za vzniku zásaditého oxidu CaO. Známe sú aj peroxidy Ca - CaO 2 a CaO 4 . Ca(OH) 2 najskôr rýchlo reaguje so studenou vodou, potom sa reakcia spomalí v dôsledku tvorby Ca(OH)2 filmu. Ca prudko reaguje s horúcou vodou a kyselinami a uvoľňuje H2 (okrem koncentrovanej HNO3). V chlade reaguje s fluórom as chlórom a brómom - nad 400 °C, pričom vzniká CaF2, CaCl2 a CaBr2. V roztavenom stave tieto halogenidy tvoria s Ca - CaF, CaCl takzvané subzlúčeniny, v ktorých je Ca formálne jednomocný. Keď sa Ca zohreje so sírou, získa sa sulfid vápenatý CaS, ktorý pridá síru za vzniku polysulfidov (CaS 2, CaS 4 a iné). Interakciou so suchým vodíkom pri 300-400 °C Ca tvorí hydrid CaH2 - iónovú zlúčeninu, v ktorej vodík je anión. Pri 500 °C Ca a dusík poskytujú nitrid Ca3N2; interakcia Ca s amoniakom v chlade vedie ku komplexnému amoniaku Ca 6. Pri zahrievaní bez prístupu vzduchu grafitom, kremíkom alebo fosforom poskytuje Ca karbid vápnika CaC2, silicidy Ca2Si, CaSi, CaSi2 a fosfid Ca3P2. Ca tvorí intermetalické zlúčeniny s Al, Ag, Au, Cu, Li, Mg, Pb, Sn a inými.
Získanie vápnika. V priemysle sa Ca získava dvoma spôsobmi: 1) zahrievaním briketovanej zmesi CaO a Al prášku na 1200 °C vo vákuu 0,01-0,02 mm Hg. čl.; reakciou sa uvoľňuje: 6CaO + 2 Al = 3CaO·Al 2 O 3 + 3Ca Ca páry kondenzujú na studenom povrchu; 2) elektrolýzou taveniny CaCl 2 a KCl tekutou katódou medi a vápnika sa pripraví zliatina Cu - Ca (65 % Ca), z ktorej sa pri teplote 950-1000 °C vo vákuu oddestiluje Ca. 0,1-0,001 mm Hg. čl.
Aplikácia vápnika. Vo forme čistého kovu sa Ca používa ako redukčné činidlo pre U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb a niektoré kovy vzácnych zemín z ich zlúčenín. Používa sa tiež na dezoxidáciu ocelí, bronzov a iných zliatin, na odstraňovanie síry z ropných produktov, na dehydratáciu organických kvapalín, na čistenie argónu od dusíkových nečistôt a ako pohlcovač plynov v elektrických vákuových zariadeniach. Antifrikčné materiály systému Pb-Na-Ca, ako aj zliatiny Pb-Ca používané na výrobu elektrických plášťov majú široké využitie v technológii. káblov Zliatina Ca-Si-Ca (silikokalcium) sa používa ako dezoxidátor a odplyňovač pri výrobe vysoko kvalitných ocelí.
Vápnik v tele. Ca je jedným z biogénnych prvkov nevyhnutných pre normálne fungovanie životných procesov. Je prítomný vo všetkých tkanivách a tekutinách zvierat a rastlín. V prostredí bez Ca sa môžu vyvíjať len vzácne organizmy. V niektorých organizmoch obsah Ca dosahuje 38 %; u ľudí - 1,4-2%. Bunky rastlinných a živočíšnych organizmov vyžadujú prísne definované pomery iónov Ca 2+, Na + a K + v extracelulárnom prostredí. Rastliny získavajú Ca z pôdy. Podľa vzťahu k Ca sa rastliny delia na kalcefily a kalcefóby. Zvieratá získavajú Ca z potravy a vody. Ca je nevyhnutný pre tvorbu množstva bunkových štruktúr, udržiavanie normálnej permeability vonkajších bunkových membrán, pre oplodnenie vajíčok rýb a iných živočíchov a aktiváciu množstva enzýmov. Ióny Ca 2+ prenášajú vzruch do svalového vlákna, spôsobujú jeho kontrakciu, zvyšujú silu srdcových kontrakcií, zvyšujú fagocytárnu funkciu leukocytov, aktivujú systém ochranných krvných bielkovín a podieľajú sa na jeho zrážaní. V bunkách sa takmer všetok Ca nachádza vo forme zlúčenín s proteínmi, nukleovými kyselinami, fosfolipidmi a v komplexoch s anorganickými fosfátmi a organickými kyselinami. V krvnej plazme ľudí a vyšších zvierat sa na bielkoviny môže viazať len 20 – 40 % Ca. U zvierat s kostrou sa až 97-99% všetkého Ca používa ako stavebný materiál: u bezstavovcov hlavne vo forme CaCO 3 (ulity mäkkýšov, koraly), u stavovcov - vo forme fosfátov. Mnoho bezstavovcov ukladá Ca pred preliatím na stavbu novej kostry alebo na zabezpečenie životných funkcií v nepriaznivých podmienkach.
Obsah Ca v krvi ľudí a vyšších zvierat je regulovaný hormónmi prištítnych teliesok a štítnej žľazy. V týchto procesoch hrá kľúčovú úlohu vitamín D. K absorpcii Ca dochádza v prednej časti tenkého čreva. Vstrebávanie Ca sa zhoršuje s poklesom kyslosti čriev a závisí od pomeru Ca, P a tuku v potrave. Optimálny pomer Ca/P v kravskom mlieku je asi 1,3 (v zemiakoch 0,15, vo fazuli 0,13, v mäse 0,016). Ak je v potrave nadbytok P alebo kyseliny šťaveľovej, zhoršuje sa vstrebávanie Ca. Žlčové kyseliny urýchľujú jeho vstrebávanie. Optimálny pomer Ca/tuk v ľudskej potrave je 0,04-0,08 g Ca na 1 g tuku. K vylučovaniu Ca dochádza hlavne cez črevá. Cicavce počas laktácie strácajú veľa Ca v mlieku. Pri poruchách metabolizmu fosforu a vápnika sa u mladých zvierat a detí vyvíja krivica a u dospelých zvierat sa vyvíjajú zmeny v zložení a štruktúre kostry (osteomalácia).
Vápnik ja
vápnik (Ca)
chemický prvok skupiny II periodickej sústavy chemických prvkov D.I. Mendelejev; patrí medzi kovy alkalických zemín a má vysokú biologickú aktivitu. Atómové číslo vápnika je 20, atómová hmotnosť je 40,08. V prírode bolo objavených šesť stabilných izotopov uhlíka s hmotnostnými číslami 40, 42, 43, 44, 46 a 48. Vápnik je chemicky aktívny, v prírode sa nachádza vo forme zlúčenín - silikáty (napríklad azbest), uhličitany (vápenec, mramor, krieda, kalcit, aragonit), sírany (sadra a anhydrit), fosforit, dolomit atď. hlavný štrukturálny prvok kostného tkaniva (pozri kosť) ,
dôležitá zložka systému zrážania krvi (zrážanie krvi) ,
nevyhnutný prvok ľudskej potravy, ktorý udržuje homeostatický pomer elektrolytov vo vnútornom prostredí organizmu. Medzi najdôležitejšie funkcie v živom organizme patrí jeho účasť na práci mnohých enzýmových systémov (vrátane podporných svalov) pri prenose nervových vzruchov, pri reakcii svalov na nervový a pri zmene aktivity hormónov, ktoré sa realizuje za účasti adenylátcyklázy. Ľudské telo obsahuje 1-2 kg vápnik (asi 20 G o 1 kg telesná hmotnosť, u novorodencov asi 9 g/kg). Z celkového množstva vápnika sa 98-99% nachádza v kostnom a chrupavkovom tkanive vo forme uhličitanu, fosfátu, zlúčenín s chlórom, organických kyselín a iných látok. Zvyšné množstvo sa distribuuje do mäkkých tkanív (asi 20 mg o 100 G tkanivo) a extracelulárna tekutina. Krvná plazma obsahuje asi 2,5 mmol/l vápnik (9-11 mg/100 ml) vo forme dvoch frakcií: nedifúznej (komplexy s proteínmi) a difúznej (ionizovaný vápnik a komplexy s kyselinami). Komplexy s proteínmi sú jednou z foriem ukladania vápnika. Tvoria 1/3 celkového množstva K. plazmy. ionizovaný K v krvi je 1,33 mmol/l, komplexy s fosfátmi, uhličitanmi, citrátmi a aniónmi iných organických kyselín - 0,3 mmol/l. Existuje inverzný vzťah medzi ionizovaným draslíkom a fosforečnanom draselným v krvnej plazme, avšak pri krivici sa pozoruje zníženie koncentrácie oboch iónov a pri hyperparatyreóze zvýšenie. V bunkách je hlavná časť fosforu spojená s proteínmi a fosfolipidmi bunkových membrán a membránami bunkových organel. Reguláciu transmembránového prenosu Ca 2+, na ktorom sa podieľa špecifický Ca 2+ závislý, zabezpečujú hormóny štítnej žľazy (štítna žľaza) a prištítnych teliesok (príštítne telieska) -
parathormón a jeho antagonista kalcitonín. Obsah ionizovaného K. v plazme je regulovaný komplexným mechanizmom, ktorého zložkami sú (K. depot), pečeň (so žlčou), kalcitonín, ako aj D (1,25-dioxy-cholekalciferol). zvyšuje obsah K. a znižuje obsah K. fosfátu v krvi, pôsobí synergicky s vitamínom D. Spôsobuje hyperkalcémiu zvýšením aktivity osteoklastov a zvýšením resorpcie a zvyšuje reabsorpciu K. v obličkových tubuloch. Pri hypokalciémii sa parathormón výrazne zvyšuje. ako antagonista parathormónu v prípade hyperkalcémie znižuje obsah draslíka v krvi a počet osteoklastov a zvyšuje vylučovanie fosforečnanu draselného obličkami. Hypofýza sa tiež podieľa na regulácii metabolizmu vápnika (pozri Hormóny hypofýzy) ,
kôra nadobličiek (nadobličky) .
Udržiavanie homeostatickej koncentrácie K. v organizme je koordinované centrálnym nervovým systémom. (hlavne hypotalamo-hypofyzárny systém (Hypotalamo-hypofyzárny systém)) a autonómny nervový systém. K. hrá dôležitú úlohu v mechanizme svalovej práce (Svalová práca) .
Je to faktor, ktorý umožňuje svalovú kontrakciu: so zvýšením koncentrácie iónov K v myoplazme sa K spája s regulačným proteínom, v dôsledku čoho sa stáva schopným interakcie s myozínom; spojením sa vytvoria tieto dva proteíny a sval sa stiahne. Pri tvorbe aktomyozínu vzniká ATP, ktorého chemická energia zabezpečuje mechanickú prácu a čiastočne sa odvádza vo forme tepla. Najväčšia kontraktilita skeletu sa pozoruje pri koncentrácii vápnika 10 -6 -10 -7 Krtko; keď koncentrácia K iónov klesá (menej ako 10-7 Krtko) sval stráca schopnosť skracovať sa a napínať. Pôsobenie K. na tkanivo sa prejavuje v zmenách ich trofizmu, intenzite redoxných procesov a v iných reakciách spojených s tvorbou energie. Zmena koncentrácie draslíka v tekutine obmývajúcej nervovú bunku výrazne ovplyvňuje jej membrány pre ióny draslíka a najmä ióny sodíka (pozri Biologické membrány) ,
Okrem toho zníženie hladiny K spôsobuje zvýšenie permeability membrány pre ióny sodíka a zvýšenie excitability neurónu. Zvýšenie koncentrácie K má stabilizačný účinok na membránu nervových buniek. Bola stanovená úloha K. v procesoch spojených so syntézou a uvoľňovaním mediátorov nervovými zakončeniami (Mediators). ,
zabezpečuje synaptický prenos nervových vzruchov. Zdrojom K. pre telo je. Dospelý človek by mal prijať 800-1100 denne z potravy mg vápnik, deti do 7 rokov - asi 1000 mg, 14-18 rokov - 1400 mg, tehotné ženy - 1500 mg, ošetrovateľstvo - 1800-2000 mg. Vápnik obsiahnutý v potravinách je zastúpený najmä fosforečnanom, ďalšími zlúčeninami (uhličitan, tartrát, K. šťavelan a vápenato-horečnatá soľ kyseliny fytovej) - v oveľa menšom množstve. Prevažne nerozpustné soli draslíka v žalúdku sú čiastočne rozpustené žalúdočnou šťavou, potom vystavené pôsobeniu žlčových kyselín, ktoré ju premieňajú na stráviteľnú formu. K. sa vyskytuje najmä v proximálnych častiach tenkého čreva. dospelý človek absorbuje menej ako polovicu celkového množstva K dodaného potravou absorpcia K. sa zvyšuje počas rastu počas tehotenstva a dojčenia. Vstrebávanie K. ovplyvňuje jeho vzťah s tukmi, horčíkom a fosforom v potrave, vitamínom D a ďalšími faktormi. Pri nedostatočnom príjme tukov vzniká nedostatok vápenatých solí mastných kyselín potrebných na tvorbu rozpustných komplexov so žlčovými kyselinami. Naopak, pri konzumácii nadmerne tučných jedál nie je dostatok žlčových kyselín na ich premenu do rozpustného stavu, a tak sa z tela vylúči značné množstvo nevstrebaného vápnika. Optimálny pomer draslíka a fosforu v potrave zabezpečuje mineralizáciu kostí rastúceho organizmu. Regulátorom tohto pomeru je vitamín D, čo vysvetľuje jeho zvýšenú potrebu u detí. Spôsob vylučovania K. závisí od charakteru stravy: ak v strave prevládajú produkty s kyslou reakciou (mäso, chlieb, obilné jedlá), zvyšuje sa vylučovanie K. v moči produktmi s alkalickou reakciou (; mliečne výrobky, ovocie, zelenina) - vo výkaloch. Už mierne zvýšenie jeho obsahu v krvi vedie k zvýšenému vylučovaniu draslíka močom. Nadbytok () K. alebo nedostatok () v tele môže byť príčinou alebo dôsledkom mnohých patologických stavov. Hyperkalcémia teda vzniká pri nadmernom príjme draselných solí, zvýšenom vstrebávaní draslíka v čreve, zníženom vylučovaní obličkami, zvýšenej spotrebe vitamínu D a prejavuje sa spomalením rastu, nechutenstvom, zápchou, smädom, polyúriou, svalovou hypotóniou a hyperreflexia. Pri dlhšej hyperkalciémii sa vyvinie kalcinóza ,
arteriálna, nefropatia. pozorované pri mnohých ochoreniach sprevádzaných zhoršeným metabolizmom minerálov (pozri Krivica ,
Osteomalácia) ,
systémová kostná sarkoidóza a mnohopočetný myelóm, Itsenko-Cushingova choroba, akromegália, hypotyreóza, zhubné nádory, najmä v prítomnosti kostných metastáz, hyperparatyreóza. Hyperkalcémia je zvyčajne sprevádzaná. Hypokalciémia, klinicky sa prejavuje tetániou (tetánia) ,
môže sa vyskytnúť pri hypoparatyreóze, idiopatickej tetánii (spazmofílii), ochoreniach tráviaceho traktu, chronickom zlyhaní obličiek, diabetes mellitus, Fanconiho-Albertiniho syndróme, hypovitaminóze D. Pri nedostatku K v organizme sa podávajú lieky K (chlorid vápenatý, glukonát vápenatý), laktát vápenatý, vápnik, uhličitan vápenatý). Stanovenie obsahu K. v krvnom sére, moči a stolici slúži ako pomocný diagnostický test pri niektorých ochoreniach. Na štúdium biologických tekutín sa používajú priame a nepriame metódy. Nepriame metódy sú založené na predbežnom vyzrážaní K. šťavelanom amónnym, chloranilátom alebo pikrolenátom a následnom gravimetrickom, titrimetrickom alebo kolorimetrickom stanovení. Priame metódy zahŕňajú komplexometrickú titráciu v prítomnosti etyléndiamíntetraacetátu alebo etylénglykoltetraacetátu a kovových indikátorov, napríklad murexidu (Greenblatt-Hartmanova metóda), fluorexónu, kyslej chrómovej tmavomodrej, vápnika atď., kolorimetrické metódy využívajúce alizarín, metyltymolovú modrú, o-krezolftaleín komplexón, glykokeal -bis-2-hydroxyanyl; fluorimetrické metódy plameňovej fotometrie; atómová absorpčná spektrometria (najpresnejšia a najcitlivejšia metóda, umožňujúca stanoviť až 0,0001 % vápnika); metóda pomocou iónovo selektívnych elektród (umožňuje určiť aktivitu vápenatých iónov). Obsah ionizovaného vápnika v krvnom sére možno určiť pomocou údajov) koncentrácie celkového vápnika a celkového proteínu pomocou empirického vzorca: percento vápnika viazaného na proteín = 8() + 2() + 3 G/100 ml. Bibliografia: Kostyuk P.G. Calcium and Cellular, M., 1986, bibliogr.; Laboratórne metódy výskumu na klinike, vyd. V.V. Menšiková, s. 59, 265, M., 1987; Regulácia vápenatých iónov, vyd. M.D. Kursky a kol., Kyjev, 1977; Romanenko V.D. metabolizmus vápnika, Kyjev, 1975, bibliogr. chemický prvok skupiny II periodického systému D.I. Mendelejev; atómové číslo 20, atómová hmotnosť 40,08; má vysokú biologickú aktivitu; je dôležitou súčasťou systému zrážania krvi; časť kostného tkaniva; Ako liečivá sa používajú rôzne zlúčeniny vápnika.
1. Malá lekárska encyklopédia. - M.: Lekárska encyklopédia. 1991-96 2. Prvá pomoc. - M.: Veľká ruská encyklopédia. 1994 3. Encyklopedický slovník medicínskych termínov. - M.: Sovietska encyklopédia. - 1982-1984.
Synonymá:- (Vápnik), Ca, chemický prvok II. skupiny periodickej sústavy, atómové číslo 20, atómová hmotnosť 40,08; označuje kovy alkalických zemín; teplota topenia 842 shC. Obsiahnuté v kostnom tkanive stavovcov, škrupinách mäkkýšov a vaječných škrupinách. Vápnik...... Moderná encyklopédia
Kov je strieborno-biely, viskózny, kujný a na vzduchu rýchlo oxiduje. Rýchlosť topenia pa 800-810°. V prírode sa vyskytuje vo forme rôznych solí, ktoré tvoria usadeniny kriedy, vápenca, mramoru, fosforitov, apatitov, sadry atď. dor...... Technický železničný slovník
- (lat. Calcium) Ca, chemický prvok II. skupiny periodickej tabuľky, atómové číslo 20, atómová hmotnosť 40,078, patrí medzi kovy alkalických zemín. Názov z latinčiny calx, genitív calcis lime. Strieborno biely kov,...... Veľký encyklopedický slovník
- (symbol Ca), rozšírený strieborno-biely kov zo skupiny ALKALINE EARTH, prvýkrát izolovaný v roku 1808. Nachádza sa v mnohých horninách a mineráloch, najmä vo vápenci a sadre, ako aj v kostiach. V tele podporuje... Vedecko-technický encyklopedický slovník
Ca (z lat. Calx, rod calcis lime *a. vápnik; n. Kalzium; f. vápnik; i. calcio), chemický. prvok skupiny II periodický. Mendelejevov systém, at.sci. 20, o. 40,08. Pozostáva zo šiestich stabilných izotopov: 40Ca (96,97 %), 42Ca (0,64 %),… … Geologická encyklopédia
CALCIUM (vápnik), vápnik, mnohé iné. nie, manžel (z latinského calx lime) (chemický). Strieborno-biely kovový chemický prvok nachádzajúci sa vo vápne. Ušakovov vysvetľujúci slovník. D.N. Ušakov. 1935 1940 ... Ushakov's Explanatory Dictionary Physical Encyclopedia
