Оглавление
- 1 Кальций
- 1.1 Общие сведения о кальции
- 1.2 Физические и химические свойства
- 1.3 Химические свойства
- 1.4 Изотопы
- 1.5 История и открытие кальция
- 1.6 Распространение и производство
- 1.7 Геохимический цикл
- 1.8 Приложения
- 1.9 Взаимосвязь изотопов кальция и метаболических заболеваний
- 1.10 Климатологические последствия морского кальциевого цикла
- 1.11 Использование соединений кальция
- 1.12 Источники пищи и допустимые уровни потребления
- 1.13 Биологическая и патологическая роль кальция
- 1.14 Питание и биодоступность кальция
- 1.15 Гормональная регуляция и аномальные уровни кальция
- 1.16 Заболевания костей и безопасность
- 1.17 Полный текст статьи:
- 2 Кальций – Arc.Ask3.Ru
Кальций
-
Общие сведения о кальции
- Кальций – химический элемент с символом Ca и атомным номером 20
- Является щелочноземельным металлом, химически активным и образующим темный оксидно-нитридный слой на воздухе
- Пятый по распространенности элемент в земной коре и третий по распространенности металл после железа и алюминия
-
Физические и химические свойства
- Кальций имеет серебристо-белый цвет и пластичен
- Плавится при 842 °C и кипит при 1494 °C
- Кристаллизуется в гранецентрированной кубической форме
- Плотность 1,526 г/см³, что делает его самым легким щелочноземельным металлом
- Тверже свинца, но легко режется ножом
- Худший проводник электричества по объему, но лучший по массе
-
Химические свойства
- Реагирует с водой, кислородом и азотом, образуя оксиды и нитриды
- Образует гидратационное покрытие во влажном воздухе
- Растворяется в жидком аммиаке, образуя темно-синий раствор
- Легко связывается с кислородными хелатами
- Образует комплексы с высокими координационными числами
-
Изотопы
- Природный кальций состоит из пяти стабильных изотопов и одного с периодом полураспада 4,3 × 1019 лет
- Самый распространенный изотоп – 40Ca, составляющий 96,941% природного кальция
- 48Ca является самым долгоживущим радиоизотопом с периодом полураспада около 105 лет
-
История и открытие кальция
- Кальций был известен с древних времен, но его химический состав был изучен только в 17 веке.
- В 1755 году Джозеф Блэк доказал, что известь легче известняка из-за потери углекислого газа.
- В 1789 году Антуан Лавуазье предположил, что известь может быть оксидом кальция.
- В 1808 году Хамфри Дэви выделил кальций и магний методом электролиза.
-
Распространение и производство
- Кальций составляет 3% земной коры и является пятым по распространенности элементом.
- Основные производители кальция: Китай, Россия, США, Канада и Франция.
- В России и Китае используется метод электролиза Дэви, в США и Канаде — восстановление извести алюминием.
-
Геохимический цикл
- Круговорот кальция связан с тектоникой, климатом и круговоротом углерода.
- Выветривание кальция удаляет CO2 из океана и атмосферы, накапливая его в карбонатных породах.
-
Приложения
- Металлический кальций используется в сталеплавильном производстве и автомобильных аккумуляторах.
- Кальций также применяется в очистке стоков, металлургии, производстве водорода и других областях.
- Изотопы кальция используются в медицине и палеокеанографии для изучения минерального баланса костной ткани.
-
Взаимосвязь изотопов кальция и метаболических заболеваний
- Измерение содержания изотопов кальция в моче или крови помогает выявить метаболические заболевания костей, такие как остеопороз.
- В морской воде соотношение 44Ca/40Ca повышается при удалении Ca2+ минеральными осадками.
-
Климатологические последствия морского кальциевого цикла
- Морской кальциевый цикл тесно связан с углеродным циклом.
- Концентрация Са2+ в морской воде непостоянна, что влияет на климатические условия.
-
Использование соединений кальция
- Кальций и фосфор добавляются в пищевые продукты и фармацевтические препараты.
- Лактобионат кальция используется в фармацевтике, фосфат кальция в выпечке, сульфит кальция в производстве бумаги.
-
Источники пищи и допустимые уровни потребления
- Продукты, богатые кальцием: молочные продукты, сардины, лосось, соевые продукты, капуста.
- Институт медицины и EFSA установили допустимые верхние уровни потребления кальция.
-
Биологическая и патологическая роль кальция
- Кальций важен для здоровья мышечной, кровеносной и пищеварительной систем.
- Ион Ca2+ образует комплексы с белками и фосфолипидами, регулируя сокращение мышц и свертываемость крови.
-
Питание и биодоступность кальция
- Кальций является компонентом поливитаминных добавок, но его биодоступность зависит от растворимости солей.
- Кишечник усваивает около трети потребляемого кальция, уровень кальция в плазме крови регулируется почками.
-
Гормональная регуляция и аномальные уровни кальция
- Паратиреоидный гормон и витамин D способствуют формированию костной ткани.
- Избыточное потребление кальция может вызвать гиперкальциемию, а недостаточное – гипокальциемию.
-
Заболевания костей и безопасность
- Остеопороз и остеомаляция связаны с дефицитом кальция, витамина D или фосфатов.
- Металлический кальций вызывает коррозийное раздражение при контакте с влагой организма.