Калций | химичен елемент

Свойства

Физични свойства

Калцият е мек бяло-сив метал. Той е твърдо тяло и е непрозрачен. Той е алкалноземен метал. Температурата му на топене е по-висока от тази на повечето други реактивни метали. Той е малко по-твърд от оловото. Има два алотропа. Не провежда електричество толкова добре, колкото медта, но е много по-лек по тегло.

Химични свойства

При реакцията му с вода се получават водород и калциев хидроксид. Реагира с вода много бързо, когато е на прах. Когато е на парчета, започва да реагира бавно, защото калциевият хидроксид прави покритие, което не се разтваря върху калция. Ако към калциевия хидроксид се добави малко киселина, тя я разтваря и калцият реагира много бързо. Когато се стрива на прах, той гори и образува червеникав пламък. Така се получава калциев оксид. При нагряване от него се получава и калциев нитрид. Той може да реагира с халогени, за да се получат калциеви халогениди, като калциев хлорид с хлор.

Калциеви съединения

Калцият образува химични съединения в състояние на окисление +2. Калциевите съединения са безцветни. Повечето калциеви съединения не са токсични. Всъщност те са необходими на човешкия организъм. Те не са реактивни, що се отнася до калциевите йони. Калциевият оксид се използва за направата на лимецови лампи, при които пламък нагрява калциевия оксид и го кара да свети много ярко.

• Калциев бромат
• Калциев карбонат
• Калциев хлорид
• Калциев хидроксид
• Калциев нитрат
• Калциев нитрид
• Калциев оксид
• Калциев перманганат
• Калциев фосфат
• Дикалциев фосфат
• Монокалциев фосфат

Изотопи

Калцият има 6 естествено срещащи се изотопа (⁴⁰ Ca,⁴² Ca,⁴³ Ca,⁴⁴ Ca,⁴⁶ Ca и⁴⁸ Ca), от които⁴⁸ Ca е много слабо радиоактивен с период на полуразпад около 6,4×10¹⁹ години. Следите от⁴¹ Ca,⁴⁵ Ca и⁴⁷ Ca се получават от космически лъчи, които удрят атоми, и се наричат космогенни нуклиди. ⁴¹Са се получава от неутронната активация на⁴⁰ Са в горните слоеве на земната кора и има период на полуразпад 102 000 години. Тъй като се разпада до калий-41, той е важен индикатор за аномалии в Слънчевата система.

Калций-40 е най-разпространеният изотоп (96 % от всичкия естествен калций), тъй като идва от радиогенен⁴⁰ K, който има период на полуразпад от 1,25 милиарда години. Въпреки това, заедно с калций-46, той е теоретично нестабилен, но с толкова дълъг период на полуразпад, че никога не е наблюдаван да се разпада.

 

Случайност

В земята

Калцият не се среща като метал в земята, тъй като е твърде реактивен. Калциевият карбонат, известен също като калцит, е най-разпространеният калциев минерал.

Калций в клетките

Важно е да знаете как работят клетките. Много клетки имат калциеви канали на повърхността си. Това са отвори, през които калциевите йони могат да навлязат в клетката. На клетката се казва да действа и тя отваря каналите. Веднъж попаднали в клетката, калциевите йони активират много протеини, за да извършат определени действия. Например, когато попадне в мускулните клетки, той ги кара да се свиват (скъсяват, така че мускулът да се издърпа.) Когато попадне в нервните клетки, той задейства електрически импулси, които изпращат съобщения. Когато попадне в белите кръвни клетки, ги кара да се борят с микробите.

Калциевите йони са важни за клетките, но твърде много калциеви йони могат да бъдат вредни. Ако една клетка получи повече калциеви йони, отколкото се нуждае, тя може да умре. Ето защо количеството на калциевите йони в клетките е силно регулирано. И обратното - недостатъчното количество калциеви йони е вредно. Клетките трябва да имат точното количество, за да функционират правилно.

Понякога клетките са нездравословни и трябва да умрат, за да може тялото да ги замени с нови, здрави клетки. Така целият организъм остава здрав. Клетките знаят кога трябва да умрат и могат да предизвикат реакции за прекратяване на жизнения си цикъл по много начини. Когато това се случи, то се нарича апоптоза, известна още като "програмирана клетъчна смърт" (планирана клетъчна смърт). Един от начините, по които клетките осъществяват апоптоза, е като приемат токсични нива на калциеви йони.

Калцият е много важен за човешкия организъм.

Съхранение на калций

Костите съдържат по-голямата част от калциевия йон в човешкото тяло. Ако се нуждаем от повече калций за кръвта, мускулите или други тъкани, той идва от костите. Ако имаме излишен калций, той отива в костите.

Калцият като елемент не се намира в човешкото тяло, а само калциеви йони под формата на химични съединения.

Регулиране на калция

Организмите трябва да контролират много добре нивата на калциевите йони. Високите нива на калций са лоши, а ниските - лоши.

Тялото контролира това чрез промяна на

• колко калций получаваме от храната, която консумираме.
• колко калций губим с урината
• колко калций се влага в костите

Контролът на калция в организма се нарича калциев метаболизъм. Твърде малкото количество калций може да причини остеопороза.

Тялото контролира нивата на калций с помощта на много хормони. Калцитонинът, паратиреоидният хормон (съкратено PTH) и витамин D са най-важните хормони в калциевия метаболизъм. (Витамин D действа като хормон, но се нарича витамин.)

 
Калцит  

Подготовка

Калциевият метал се получава чрез електролиза на разтопен калциев хлорид. За да се разтопи, той трябва да е много горещ. Калциевият метал е течен.

 

Използва

Като елемент

Калцият се използва за редуциране на други метали. Той може да се използва и за създаване на сплави с други метали.

Като химични съединения

Калциевите съединения са важни и в химията. Той е важен за производството на неща. Той е част от цимента, който е необходим за производството на бетон (твърдо вещество, от което са направени много сгради).

Калцият е част от калциевия оксид. Калциевият оксид се използва за производство на хартия, керамика, храни и за пречистване на водата (за да бъде тя годна за пиене). Калциевият карбонат се използва като калциева добавка. Калциевият перманганат може да се използва като ракетно гориво.

 
Бетон, използван за изграждане на сграда  

Безопасност

Калцият е токсичен като елемент. Той реагира с вода и образува силна основа - калциев хидроксид. Калциевите съединения не са токсични, освен ако анионът не е токсичен. Калциевият перманганат е токсичен само заради перманганата, а не заради калция. Подобно на другите алкалоземни метали калцият гори лесно и ярко.

 

Свързани страници

• Калциеви съединения