Vápnik n. Vápnik ako chemický prvok, jeho úloha

Medzi všetkými prvkami periodickej tabuľky možno identifikovať niekoľko, bez ktorých sa v živých organizmoch nielen vyvíjajú rôzne choroby, ale vo všeobecnosti nie je možné normálne žiť a rásť. Jedným z nich je vápnik.

Je zaujímavé, že keď hovoríme o tomto kove ako o jednoduchej látke, nemá pre človeka žiadny úžitok, dokonca ani škodu. Akonáhle však spomeniete ióny Ca 2+, okamžite sa vynorí množstvo bodov, ktoré charakterizujú ich dôležitosť.

Pozícia vápnika v periodickej tabuľke

Charakterizácia vápnika, ako každého iného prvku, začína uvedením jeho umiestnenia v periodickej tabuľke. Koniec koncov, umožňuje naučiť sa veľa o danom atóme:

jadrová nálož;
počet elektrónov a protónov, neutrónov;
oxidačný stav, najvyšší a najnižší;
elektronická konfigurácia a ďalšie dôležité veci.

Prvok, o ktorom uvažujeme, sa nachádza vo štvrtom hlavnom období druhej skupiny, hlavnej podskupiny, a má poradové číslo 20. Taktiež periodická chemická tabuľka ukazuje atómovú hmotnosť vápnika – 40,08, čo je priemerná hodnota existujúce izotopy daného atómu.

Oxidačný stav je jeden, vždy konštantný, rovný +2. Vzorec CaO. Latinský názov prvku je vápnik, odtiaľ symbol pre atóm Ca.

Charakteristika vápnika ako jednoduchej látky

Za normálnych podmienok je týmto prvkom kov, strieborno-bielej farby. Vzorec vápnika ako jednoduchej látky je Ca. Vďaka svojej vysokej chemickej aktivite je schopný tvoriť mnoho zlúčenín patriacich do rôznych tried.

V pevnom stave agregácie nie je súčasťou ľudského tela, preto je dôležitý pre priemyselné a technické potreby (hlavne chemické syntézy).

Je to jeden z najbežnejších kovov v zemskej kôre, asi 1,5%. Patrí do skupiny kovov alkalických zemín, pretože po rozpustení vo vode vytvára alkálie, ale v prírode sa vyskytuje vo forme viacerých minerálov a solí. Veľa vápnika (400 mg/l) obsahuje morská voda.

Kryštálová bunka

Charakteristiky vápnika sú vysvetlené štruktúrou kryštálovej mriežky, ktorá môže byť dvoch typov (pretože existuje alfa a beta forma):

kubická tvár-centrická;
objemovo centrický.

Typ väzby v molekule je kovový; na miestach mriežky, ako všetky kovy, sú atómové ióny.

Byť v prírode

V prírode existuje niekoľko hlavných látok, ktoré obsahujú tento prvok.

Morská voda.
Horniny a minerály.
Živé organizmy (mušle a škrupiny, kostné tkanivo atď.).
Podzemná voda v zemskej kôre.

Nasledujúce typy hornín a minerálov možno identifikovať ako prírodné zdroje vápnika.

Dolomit je zmes uhličitanu vápenatého a horečnatého.
Fluorit je fluorid vápenatý.
Sadra - CaS04 2H20.
Kalcit - krieda, vápenec, mramor - uhličitan vápenatý.
Alabaster - CaS04.0,5H20.
Apatia.

Celkovo existuje asi 350 rôznych minerálov a hornín, ktoré obsahujú vápnik.

Spôsoby získavania

Po dlhú dobu nebolo možné izolovať kov vo voľnej forme, pretože jeho chemická aktivita je vysoká a v prírode sa nenachádza v čistej forme. Preto až do 19. storočia (1808) bol predmetný prvok ďalšou záhadou, ktorú predstavovala periodická tabuľka.

Anglickému chemikovi Humphrymu Davymu sa podarilo syntetizovať vápnik ako kov. Bol to on, kto prvýkrát objavil zvláštnosti interakcie tavenín pevných minerálov a solí s elektrickým prúdom. Dnes je najdôležitejším spôsobom získania tohto kovu elektrolýza jeho solí, ako napríklad:

zmes chloridov vápnika a draslíka;
zmes fluoridu a chloridu vápenatého.

Je tiež možné extrahovať vápnik z jeho oxidu pomocou aluminotermie, bežnej metódy v metalurgii.

Fyzikálne vlastnosti

Charakteristiku vápnika podľa fyzikálnych parametrov možno popísať v niekoľkých bodoch.

Stav agregácie je za normálnych podmienok pevný.
Teplota topenia - 842 °C.
Kov je mäkký a dá sa rezať nožom.
Farba - strieborno-biela, lesklá.
Má dobré vodivé a teplovodivé vlastnosti.
Pri dlhom zahrievaní sa mení na kvapalinu, potom na paru, pričom stráca svoje kovové vlastnosti. Teplota varu 1484 °C.

Fyzikálne vlastnosti vápnika majú jednu zvláštnosť. Keď sa na kov pôsobí tlakom, v určitom okamihu stráca svoje kovové vlastnosti a schopnosť viesť elektrický prúd. S ďalším zvýšením expozície sa však opäť obnoví a prejaví sa ako supravodič, v týchto ukazovateľoch niekoľkonásobne vyšší ako ostatné prvky.

Chemické vlastnosti

Aktivita tohto kovu je veľmi vysoká. Preto existuje veľa interakcií, do ktorých vápnik vstupuje. Bežné sú pre neho reakcie so všetkými nekovmi, pretože ako redukčné činidlo je veľmi silný.

Za normálnych podmienok ľahko reaguje za vzniku zodpovedajúcich binárnych zlúčenín s: halogénmi, kyslíkom.
Pri zahrievaní: vodík, dusík, uhlík, kremík, fosfor, bór, síra a iné.
Na čerstvom vzduchu okamžite interaguje s oxidom uhličitým a kyslíkom, a preto sa pokryje sivým povlakom.
Prudko reaguje s kyselinami, niekedy spôsobuje zápal.

Pri soliach sa objavujú zaujímavé vlastnosti vápnika. Nádherné jaskyne vyrastajúce na strope a stenách teda nie sú ničím iným, ako časom vznikajúcim z vody, oxidu uhličitého a bikarbonátu pod vplyvom procesov v podzemných vodách.

Vzhľadom na to, aký aktívny je kov vo svojom normálnom stave, je rovnako ako alkalické kovy skladovaný v laboratóriách. V nádobe z tmavého skla, s tesne uzavretým vekom a pod vrstvou petroleja alebo parafínu.

Kvalitatívnou reakciou na vápenatý ión je sfarbenie plameňa do krásnej sýtej tehlovočervenej farby. Kov v zložení zlúčenín môžete identifikovať aj podľa nerozpustných zrazenín niektorých jeho solí (uhličitan vápenatý, fluorid, síran, fosforečnan, kremičitan, siričitan).

Kovové spoje

Typy kovových zlúčenín sú nasledovné:

oxid;
hydroxid;
vápenaté soli (stredné, kyslé, zásadité, dvojité, komplexné).

Oxid vápenatý známy ako CaO sa používa na vytvorenie stavebného materiálu (vápna). Ak oxid uhasíte vodou, získate zodpovedajúci hydroxid, ktorý vykazuje vlastnosti zásady.

Veľký praktický význam majú rôzne vápenaté soli, ktoré sa používajú v rôznych odvetviach hospodárstva. Aké soli existujú, sme už spomenuli vyššie. Uveďme príklady typov týchto spojení.

Stredné soli - uhličitan CaCO 3, fosforečnan Ca 3 (PO 4) 2 a iné.
Kyslý - hydrogensíran CaHSO 4.
Hlavnými sú bikarbonát (CaOH) 3 PO 4.
Komplex - Cl 2.
Dvojitý - 5Ca(N03)2*NH4N03*10H20.

Práve vo forme zlúčenín tejto triedy je vápnik dôležitý pre biologické systémy, pretože soli sú pre telo zdrojom iónov.

Biologická úloha

Prečo je vápnik pre ľudský organizmus dôležitý? Dôvodov je viacero.

Práve ióny tohto prvku sú súčasťou medzibunkovej hmoty a tkanivového moku, podieľajú sa na regulácii excitačných mechanizmov, tvorbe hormónov a neurotransmiterov.
Vápnik sa hromadí v kostiach a zubnej sklovine v množstve asi 2,5 % z celkovej telesnej hmotnosti. To je pomerne veľa a hrá dôležitú úlohu pri posilňovaní týchto štruktúr, udržiavaní ich pevnosti a stability. Bez toho je rast tela nemožný.
Zrážanie krvi závisí aj od príslušných iónov.
Je súčasťou srdcového svalu, podieľa sa na jeho excitácii a kontrakcii.
Je účastníkom procesov exocytózy a iných vnútrobunkových zmien.

Ak množstvo spotrebovaného vápnika nestačí, potom choroby, ako sú:

rachitída;
osteoporóza;
krvné choroby.

Denný príjem pre dospelého je 1000 mg a pre deti staršie ako 9 rokov 1300 mg. Aby ste predišli prebytku tohto prvku v tele, nemali by ste prekročiť stanovenú dávku. V opačnom prípade sa môžu vyvinúť črevné ochorenia.

Pre všetky ostatné živé bytosti je vápnik nemenej dôležitý. Napríklad, hoci mnohí nemajú kostru, ich vonkajším prostriedkom na spevnenie sú tiež útvary z tohto kovu. Medzi nimi:

mäkkýše;
mušle a ustrice;
špongie;
koralové polypy.

Všetci nesú na chrbte alebo v zásade tvoria v procese života určitú vonkajšiu kostru, ktorá ich chráni pred vonkajšími vplyvmi a predátormi. Jeho hlavnou zložkou sú vápenaté soli.

Stavovce, rovnako ako ľudia, potrebujú tieto ióny pre normálny rast a vývoj a prijímajú ich z potravy.

Existuje veľa možností, pomocou ktorých je možné doplniť chýbajúci prvok v tele. Najlepšie sú samozrejme prírodné metódy – produkty obsahujúce požadovaný atóm. Ak je to však z nejakého dôvodu nedostatočné alebo nemožné, je prijateľná aj lekárska cesta.

Takže zoznam potravín obsahujúcich vápnik je asi takýto:

mliečne a fermentované mliečne výrobky;
ryby;
zeleň;
obilniny (pohánka, ryža, pečivo z celozrnnej múky);
niektoré citrusové plody (pomaranče, mandarínky);
strukoviny;
všetky orechy (najmä mandle a vlašské orechy).

Ak ste alergický na niektoré potraviny alebo ich nemôžete jesť z iného dôvodu, potom prípravky s obsahom vápnika pomôžu doplniť hladinu potrebného prvku v tele.

Všetky sú to soli tohto kovu, ktoré majú schopnosť ľahko sa absorbovať v tele, rýchlo sa vstrebávajú do krvi a čriev. Medzi nimi sú najpopulárnejšie a najpoužívanejšie nasledujúce.

Chlorid vápenatý - injekčný roztok alebo na perorálne podanie dospelým a deťom. Líši sa koncentráciou soli v zložení, používa sa na „horúce injekcie“, pretože pri injekcii spôsobuje presne tento pocit. Existujú formy s ovocnou šťavou pre jednoduchšie perorálne podávanie.
Dostupné vo forme tabliet (0,25 alebo 0,5 g) a roztokov na intravenóznu injekciu. Často vo forme tabliet obsahuje rôzne ovocné prísady.
Laktát vápenatý - dostupný v tabletách po 0,5 g.

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. V ľudskom tele je vápnik 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

Podzolické pôdy obsahujú 0,73 % (zo sušiny pôdy) vápnika.

Sivý les – 0,90% vápnika.

Černozeme – 1,44 % vápnika.

Serozémy – 6,04 % vápnika.

Vápnik sa v rastline 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; Rastový 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 označené ako 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 vápenné 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 prebytočnej 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 schopnosť.

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 zásobovanie hostiteľskej rastliny dusíkom. 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, s. 731

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.: chorý (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, reaktívny 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. Dá sa bezpečne skladovať na vzduchu, od vody sa nevznieti. Mechanické vlastnosti elementárneho vápnika z neho nerobia „čiernu ovcu“ v rodine kovov: vápnik mnohé z nich prevyšuje silou a tvrdosťou; 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 stabilný ?-Ca s kubickou plošne centrovanou mriežkou (parameter a = 0,558 nm), vyššia stabilná je ?-Ca s kubickou mriežkou centrovanou na telo 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^.

Ca2+ ión je bezfarebný. Keď sa do plameňa pridajú rozpustné vápenaté soli, plameň sa zmení na tehlovočervený.

Soli vápnika, ako je chlorid CaCl2, bromid CaBr2, jodid CaI2 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 krásne 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

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 tiež používa na výrobu vysokokvalitných vápnikových babbitov BKA.

Jadrová fúzia

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

Brečtan budra 289

Psia ruža 257

Mandle 252

Plantain lanceolist. 248

Lieskový orech 226

Semená amarantu 214

Potočnica 214

Sójové bôby suché 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 najmä uhličitan vápenatý. Významnými minerálmi vápnika sú 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, 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 s fluórom aj za studena. Produktom týchto reakcií sú zodpovedajúce halogenidy, napríklad: Ca + Cl2 = CaCl2 Pri zahrievaní vápnika so sírou vzniká sulfid vápenatý: Ca + S = CaS Vápnik môže reagovať aj s inými nekovmi Interakcia s vodou vedie k tvorbe slabo rozpustného hydroxidu vápenatého a uvoľňovaniu plynného vodíka :Ca + 2h3O = Ca (OH) 2 + h3.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

Vápnik—prvok hlavnej podskupiny druhej skupiny, štvrtá perióda 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, reaktívny kov alkalických zemín strieborno-bielej farby.

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: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca a 48 Ca, z ktorých najbežnejší je 40 Ca a tvorí 96,97 %.

Zo šiestich prírodných izotopov vápnika je päť stabilných. Nedávno sa zistilo, že šiesty izotop 48 Ca, najťažší zo šiestich a veľmi vzácny (jeho izotopová abundancia je len 0,187 %), podlieha dvojitému beta rozpadu s polčasom rozpadu 5,3 x 10 19 rokov.

V horninách a mineráloch

Väčšina vápnika je obsiahnutá v kremičitanoch a hlinitokremičitanoch rôznych hornín (žuly, ruly a pod.), najmä v živcoch - anortite Ca.

Vo forme sedimentárnych hornín sú zlúčeniny vápnika zastúpené kriedou a vápencami, ktoré pozostávajú najmä z minerálu kalcit (CaCO 3). Kryštalická forma kalcitu - mramor - je v prírode oveľa menej bežná.

Minerály vápnika ako kalcit CaCO 3 , anhydrit CaSO 4 , alabaster CaSO 4 · 0,5 H 2 O a sadra CaSO 4 · 2H 2 O, fluorit CaF 2 , apatity Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl, OH), dolomit MgC03 · CaC03. 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:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Ca (HCO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(rovnováha sa posúva doľava alebo doprava v závislosti od koncentrácie oxidu uhličitého).

Obrovskú úlohu zohráva biogénna migrácia.

V biosfére

Zlúčeniny vápnika sa nachádzajú takmer vo všetkých živočíšnych a rastlinných tkanivách (pozri tiež nižšie). Významné množstvo vápnika sa nachádza v živých organizmoch. Hydroxyapatit Ca 5 (PO 4) 3 OH alebo v inom zázname 3Ca 3 (PO 4) 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 CaCO 3. 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 CaCl2 a CaF2, ako aj aluminotermickou redukciou CaO pri 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl204 + 3Ca.

Vlastnosti

Fyzikálne vlastnosti

Kovový vápnik existuje v dvoch alotropných modifikáciách. Do 443 °C je stabilný α-Ca s kubickou plošne centrovanou mriežkou (parameter a = 0,558 nm), β-Ca s kubickou plošne centrovanou mriežkou typu α-Fe (parameter a = 0,448 nm) je stabilný. stabilnejší. Štandardná entalpia Δ H 0 prechod α → β je 0,93 kJ/mol.

Chemické vlastnosti

V sérii štandardných potenciálov sa vápnik nachádza naľavo od vodíka. Štandardný elektródový potenciál páru Ca 2+ / Ca 0 je -2,84 V, takže vápnik aktívne reaguje s vodou, ale bez vznietenia:

Ca + 2H20 = Ca(OH)2 + H2 + Q.

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 CaCO 3 . Tento jav vedie napríklad k tomu, že sa v kanvici časom vytvorí vodný kameň.

Aplikácia

Aplikácia kovového vápnika

Metalotermia

Čistý kovový vápnik sa široko používa v metalotermii na výrobu vzácnych kovov.

Legovanie zliatin

Na legovanie olova sa používa čistý vápnik, ktorý sa používa na výrobu dosiek batérií a bezúdržbových štartovacích olovených batérií s nízkym samovybíjaním. Kovový vápnik sa tiež používa na výrobu vysokokvalitných vápnikových babbitov BKA.

Jadrová fúzia

Izotop 48 Ca je najefektívnejší a bežne používaný materiál na výrobu superťažkých prvkov a objavovanie nových prvkov v periodickej tabuľke prvkov. Napríklad v prípade použitia 48 Ca iónov na výrobu superťažkých prvkov v urýchľovačoch sa jadrá týchto prvkov tvoria stokrát a tisíckrát efektívnejšie ako pri použití iných „projektilov“ (iónov). na redukciu kovov, ako aj pri výrobe kyánamidu vápnika (zahrievaním karbidu vápnika v dusíku na 1200 °C je reakcia exotermická, prebieha v kyánamidových peciach).

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) a 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.).

Okrem toho sú zlúčeniny vápnika zahrnuté v liekoch na prevenciu osteoporózy a vo vitamínových komplexoch pre tehotné ženy a starších ľudí.-

Biologická úloha vápnika

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.

Tehotné a dojčiace ženy - od 1500 do 2000 mg.

Ufa State Petroleum Technical University

Katedra všeobecnej a analytickej chémie

na tému: „Prvok vápnik. Vlastnosti, výroba, použitie"

Pripravil študent skupiny BTS-11-01 Prokaev G.L.

Docent Krasko S.A.

Úvod

História a pôvod mena

Byť v prírode

Potvrdenie

Fyzikálne vlastnosti

Chemické vlastnosti

Aplikácia kovového vápnika

Aplikácia zlúčenín vápnika

Biologická úloha

Záver

Bibliografia

Úvod

Vápnik sa nazýva kov alkalických zemín a je klasifikovaný ako prvok S. Na vonkajšej elektrónovej úrovni má vápnik dva elektróny, takže dáva zlúčeniny: CaO, Ca(OH)2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 atď. Vápnik je typický kov – má vysokú afinitu ku kyslíku, redukuje takmer všetky kovy z ich oxidov a tvorí dosť silnú zásadu Ca(OH)2.

Napriek všadeprítomnosti prvku č. 20 ani chemici nevideli elementárny vápnik. Ale tento kov, tak vo vzhľade, ako aj v správaní, nie je vôbec podobný alkalickým kovom, ktorých kontakt je plný nebezpečenstva požiarov a popálenín. Dá sa bezpečne skladovať na vzduchu, od vody sa nevznieti.

Elementárny vápnik sa 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

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 – predstavuje 96,97 %.

V horninách a mineráloch. Väčšina vápnika je obsiahnutá v kremičitanoch a hlinitokremičitanoch rôznych hornín (žuly, ruly a pod.), najmä v živcoch - Ca anortite.

Pomerne rozšírené sú vápenaté minerály ako kalcit CaCO3, anhydrit CaSO4, alabaster CaSO4 0,5H2O a sadra CaSO4 2H2O, 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).

CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca (HCO3)2 ↔ Ca2+ + 2HCO3ˉ

(rovnováha sa posúva doľava alebo doprava v závislosti od koncentrácie oxidu uhličitého).

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:

CaO + 2Al = CaAl204 + 3Ca.

Bol tiež vyvinutý spôsob výroby vápnika tepelnou disociáciou karbidu vápnika CaC2

Fyzikálne vlastnosti

Kovový vápnik existuje v dvoch alotropných modifikáciách. Stabilné do 443°C α -Ca s kubickou mriežkou, vyššia stabilita p-Ca s kubickým typom mriežky centrovanej na telo α - Fe. Štandardná entalpia ΔH0 prechod α → β je 0,93 kJ/mol.

Vápnik je ľahký kov (d = 1,55), strieborno-bielej farby. Je tvrdší a topí sa pri vyššej teplote (851 °C) v porovnaní so sodíkom, ktorý sa nachádza vedľa neho v periodickej tabuľke. Vysvetľuje to skutočnosť, že v kove sú dva elektróny na ión vápnika. Preto je chemická väzba medzi iónmi a elektrónovým plynom silnejšia ako väzba sodíka. Počas chemických reakcií sa valenčné elektróny vápnika prenášajú na atómy iných prvkov. V tomto prípade sa tvoria ióny s dvojitým nábojom.

Chemické vlastnosti

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:

2H20 = Ca(OH)2 + H2 + Q.

Vápnik za normálnych podmienok reaguje s aktívnymi nekovmi (kyslík, chlór, bróm):

Ca + 02 = 2 CaO, 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,

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

Ca + 2P = Ca3P2 (fosfid vápenatý),

fosfidy vápenaté v kompozíciách CaP a CaP5 sú tiež známe;

Ca + Si = Ca2Si (silicid vápenatý),

Známe sú aj silicidy vápenaté v zložení CaSi, Ca3Si4 a CaSi2.

CaH2+ 2H20 = Ca(OH)2 + 2H2,N2 + 3H20 = 3Ca(OH)2 + 2NH3.

Ca2+ ión je bezfarebný. Keď sa do plameňa pridajú rozpustné vápenaté soli, plameň sa zmení na tehlovočervený.

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(HCO3)2 = CaC03 + CO2 + H20.

vápnik kovový chemický fyzikálny

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. Rozpustné vápenaté a horečnaté soli spôsobujú celkovú tvrdosť vody. Ak sú vo vode prítomné v malom množstve, potom sa voda nazýva mäkká. Ak je obsah týchto solí vysoký, voda sa považuje za tvrdú. Tvrdosť sa odstraňuje varom, na úplné odstránenie vody sa niekedy destiluje.

Metalotermia

Čistý kovový vápnik sa široko používa v metalotermii na výrobu vzácnych kovov.

Legovanie zliatin

Jadrová fúzia

Aplikácia zlúčenín vápnika

Hydrid vápenatý. Zahrievaním vápnika vo vodíkovej atmosfére sa získava CaH2 (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.

Ohňovzdorné materiály. Oxid vápenatý, ako vo voľnej forme, tak aj ako súčasť keramických zmesí, sa používa pri výrobe žiaruvzdorných materiálov.

Lieky. V medicíne Ca lieky odstraňujú poruchy spojené s nedostatkom Ca iónov v organizme (tetánia, spazmofília, rachitída). Ca prípravky znižujú precitlivenosť na alergény a používajú sa na liečbu alergických ochorení (sérová choroba, spavá horúčka a pod.). Ca prípravky znižujú zvýšenú priepustnosť ciev a pôsobia protizápalovo. Používajú sa pri hemoragickej vaskulitíde, chorobe z ožiarenia, zápalových procesoch (zápal pľúc, zápal pohrudnice a pod.) a niektorých kožných ochoreniach. Predpísané ako hemostatické činidlo na zlepšenie činnosti srdcového svalu a zvýšenie účinku digitalisových prípravkov, ako protijed pri otravách horčíkovými soľami. Spolu s inými liekmi sa Ca prípravky používajú na stimuláciu pôrodu. Chlorid vápenatý sa podáva perorálne a intravenózne.

Medzi Ca prípravky patrí aj sadra (CaSO4), používaná v chirurgii na sadrové obväzy, a krieda (CaCO3), predpisovaná vnútorne na zvýšenú kyslosť žalúdočnej šťavy a na prípravu zubného prášku.

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.

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.

Produkty Vápnik, mg/100 g

Sezam 783

Žihľava 713

Plantain veľký 412

Sardinky v oleji 330

Brečtan budra 289

Psia ruža 257

Mandle 252

Plantain lanceolist. 248

Lieskový orech 226

Potočnica 214

Sójové bôby suché 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 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.Doronin. N.A. Calcium, Goskhimizdat, 1962. 191 strán s ilustráciami.

.Dotsenko V.A. - Terapeutická a preventívna výživa. - Otázka. výživa, 2001 - N1-str.21-25

4.Bilezikian J. P. Metabolizmus vápnika a kostí // In: K. L. Becker, ed.

5.M.H. Karapetyants, S.I. Drakin - Všeobecná a anorganická chémia, 2000. 592 strán s ilustráciami.

História vápnika

Vápnik objavil v roku 1808 Humphry Davy, ktorý elektrolýzou haseného vápna a oxidu ortutnatého získal vápenatý amalgám, ako výsledok procesu destilácie ortuti, z ktorej zostal kov, tzv. vápnik. po latinsky vápno Znie to ako calx, práve tento názov zvolil anglický chemik pre objavenú látku.

Vápnik je prvkom hlavnej podskupiny II skupiny IV periodickej tabuľky chemických prvkov D.I. Mendelejev, má atómové číslo 20 a atómovú hmotnosť 40,08. Akceptované označenie je Ca (z latinčiny - Calcium).

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Vápnik je reaktívny mäkký alkalický kov so strieborno-bielou farbou. V dôsledku interakcie s kyslíkom a oxidom uhličitým sa povrch kovu stáva matným, takže vápnik vyžaduje špeciálny režim skladovania - tesne uzavretú nádobu, v ktorej je kov naplnený vrstvou tekutého parafínu alebo petroleja.

Vápnik je najznámejší z mikroelementov potrebných pre človeka, jeho denná potreba pre zdravého dospelého človeka sa pohybuje od 700 do 1500 mg, ale počas tehotenstva a laktácie sa zvyšuje, s tým treba počítať a vápnik získavať v r. forma prípravkov.

Byť v prírode

Vápnik má veľmi vysokú chemickú aktivitu, preto sa v prírode nenachádza vo voľnej (čistej) forme. V zemskej kôre je však piaty najrozšírenejší, vo forme zlúčenín sa nachádza v sedimentoch (vápenec, krieda) a horninách (žula), živcový anorit obsahuje veľa vápnika.

Je pomerne rozšírený v živých organizmoch, jeho prítomnosť bola zistená u rastlín, zvierat a ľudí, kde je prítomný najmä v zuboch a kostnom tkanive.

Absorpcia vápnika

Prekážkou normálneho vstrebávania vápnika z potravy je konzumácia uhľohydrátov vo forme sladkostí a zásad, ktoré neutralizujú kyselinu chlorovodíkovú v žalúdku, ktorá je potrebná na rozpustenie vápnika. Proces vstrebávania vápnika je pomerne zložitý, preto ho niekedy nestačí prijímať len z potravy, je potrebný dodatočný príjem mikroelementu.

Interakcia s ostatnými

Na zlepšenie vstrebávania vápnika v čreve je potrebné, čo má tendenciu uľahčiť proces vstrebávania vápnika. Pri užívaní vápnika (vo forme doplnkov) pri jedle je zablokované vstrebávanie, ale užívanie doplnkov vápnika oddelene od jedla tento proces nijako neovplyvňuje.

Takmer všetok telesný vápnik (1 až 1,5 kg) sa nachádza v kostiach a zuboch. Vápnik sa podieľa na procesoch dráždivosti nervového tkaniva, svalovej kontraktility, procesoch zrážania krvi, je súčasťou jadra a membrán buniek, bunkových a tkanivových tekutín, má protialergické a protizápalové účinky, zabraňuje acidóze, aktivuje množstvo enzýmov a hormónov. Vápnik sa podieľa aj na regulácii priepustnosti bunkových membrán a pôsobí opačne.

Príznaky nedostatku vápnika

Príznaky nedostatku vápnika v tele sú nasledujúce, na prvý pohľad nesúvisiace príznaky:

nervozita, zhoršenie nálady;
kardiopalmus;
kŕče, necitlivosť končatín;
spomalenie rastu a detí;
vysoký krvný tlak;
štiepenie a lámavosť nechtov;
bolesť kĺbov, zníženie „prahu bolesti“;
silná menštruácia.

Príčiny nedostatku vápnika

Príčinou nedostatku vápnika môže byť nevyvážená strava (najmä pôst), nízky obsah vápnika v jedle, fajčenie a závislosť od kávy a nápojov obsahujúcich kofeín, dysbakterióza, ochorenie obličiek, ochorenie štítnej žľazy, tehotenstvo, dojčenie a menopauza.

Nadbytok vápnika, ktorý sa môže vyskytnúť pri nadmernej konzumácii mliečnych výrobkov alebo nekontrolovanom užívaní liekov, sa vyznačuje extrémnym smädom, nevoľnosťou, vracaním, stratou chuti do jedla, slabosťou a zvýšeným močením.

Využitie vápnika v živote

Vápnik našiel uplatnenie pri metalotermickej výrobe uránu, vo forme prírodných zlúčenín sa používa ako surovina na výrobu sadry a cementu, ako dezinfekčný prostriedok (známy bielidlo).

Odporúčame tiež

Načítava...

Domov > Pre začiatočníkov

Vápnik n. Vápnik ako chemický prvok, jeho úloha

Pozícia vápnika v periodickej tabuľke

Charakteristika vápnika ako jednoduchej látky

Kryštálová bunka

Byť v prírode

Spôsoby získavania

Fyzikálne vlastnosti

Chemické vlastnosti

Kovové spoje

Biologická úloha

Vápnik | adresár Pesticídy.ru

Voda

Tvrdá voda

Mäkká voda

Pôdy

Obsah vápnika v rôznych typoch pôd

Funkcie vápnika

Nedostatok (nedostatok) vápnika v rastlinách

Vápence

Dolomitizovaný vápenec

Marl

Krieda

Pálené vápno

Hasené vápno

Dolomitová múka

Vápnité tufy

Defekačná špina (defekácia)

Cyklóny bridlicového popola

Prach z pecí a cementární

Hutnícke trosky

Účinnosť vápnenia pôdy

Vplyv vápnenia na vlastnosti niektorých pôd

Vplyv vápnenia na zásobovanie rastlín dusíkom

Vplyv vápnenia na prísun prvkov popola do rastlín

Vplyv vápnenia na formy a dostupnosť makroprvkov a mikroprvkov

Vplyv vápnenia na pôsobenie fyziologicky kyslých hnojív

Vápnik a jeho úloha pre ľudstvo - Chémia

Svet vedy

História a pôvod mena

Byť v prírode

Izotopy

V horninách a mineráloch

Migrácia v zemskej kôre

V biosfére

Potvrdenie

Vlastnosti

Fyzikálne vlastnosti

Chemické vlastnosti

Aplikácia

Aplikácia kovového vápnika

Metalotermia

Legovanie zliatin

Jadrová fúzia

Biologická úloha vápnika

História vápnika

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Byť v prírode

Absorpcia vápnika

Interakcia s ostatnými

Príznaky nedostatku vápnika

Príčiny nedostatku vápnika

Využitie vápnika v živote

Odporúčame tiež