Tiedot Kalsiumista

{h1}

Kalsiumin elementit, lähteet ja käyttötavat.

Kalsium on luonnon tunnetuin rakennemateriaali. Itse asiassa kalsium on välttämätön osa kaikkia eläviä asioita, ja se on myös runsaasti monissa ei-elävissä asioissa, erityisesti sellaisissa, jotka auttavat elämää, kuten maaperää ja vettä. Hampaat, meriekot, luut ja luolat stalaktit ovat kaikki kalsiumin tuotteita.

Mielenkiintoista on, että kalsium tulee viidenteen paikkaan missä se menee: se on viidenneksi eniten runsaasti massaa maapallon kuoressa (hapen, piin, alumiinin ja raudan jälkeen); viides kaikkein runsas liuotettu ioni merivedessä (natriumin, kloridin, magnesiumin ja sulfaatin jälkeen); ja viidenneksi eniten runsaasti ihmisen kehossa (hapen, hiilen, vedyn ja typen jälkeen). Se on kuitenkin kaikkein runsain metallinen elementti ihmisen kehossa, jonka 99 prosenttia löytyy luista ja hampaistamme (Chemicoolin mukaan noin 2 lbs!).

Puhtaassa elementaarisessa tilassaan kalsium on pehmeä, hopeanvärinen maa-alkalimetalli. On kuitenkin tärkeää huomata, että kalsiumia ei ole koskaan löydetty tässä eristetyssä tilassa luonteeltaan vaan on olemassa yhdisteissä. Kalsiumyhdisteitä löytyy monista kivennäisaineista, mukaan lukien kalkkikivi (kalsiumkarbonaatti), kipsi (kalsiumsulfaatti) ja fluoriitti (kalsiumfluoridi), Chemicoolin mukaan. Kalsium muodostaa noin 4,2 prosenttia maankuoresta painon mukaan.

Puhtaiden kalsiumien eristämiseksi se on uutettava elektrolyysillä, tekniikalla, joka käyttää suoraa sähkövirtaa erillisten elementtien eristämiseen niiden luonnollisista lähteistä. Kun eristetty, kalsium on melko reaktiivinen ja muodostaa harmahtavaa valkoista oksidia ja nitridipäällystettä, kun se altistuu ilmalle.

Kalsium (Ca) on n. 20 elementtien jaksollisessa taulukossa, joka esiintyy juuri magnesiumin alapuolella samassa pylväässä (ryhmä IIA) kuin muut maa-alkalimetallit (ryhmä metalleja, jotka ovat kemiallisesti reaktiivisempia kuin useimmat metallit). Kalsium tulee latinaksi sana "calx", merkitys lime. Tämä ei ole viittaus hedelmiin vaan kalsiumoksidiin (CaO), joka on käyttökelpoinen rakennusmateriaali, joka on peräisin kuumennetusta kalkkikivestä.

Löytö

Vuonna 1808 Cornishin kemisti ja keksijä Sir Humphry Davy oli ensimmäinen henkilö, joka onnistui eristämään kalsiumia. Muutamat muut tutkijat, Magnus Pontin ja Jöns Jacob Berzelius, olivat tulleet lähelle; he olivat kyenneet tuottamaan kalsiumamalgaamia elektrolyysin suorittamisen jälkeen kalkin ja elohopeaoksidin seoksella. Tällä kertaa Davy toisti elektrolyysimenetelmänsä samassa kalsiumamalgaamissa, mutta hän lisäsi kalkkia enemmän seokseen, tuottaen enemmän amalgaamia, josta hän pystyi tislaamaan pois elohopean, jättäen vain kalsiumin Royal Society of Chemistry.

Kun kalsium oli onnistuneesti eristetty, elementtiä voitiin tutkia edelleen, paljastaen sen merkityksen kaikkien elävien eläinten säilymiselle.

Ainoastaan ​​tosiasiat

  • Atominen numero (ydinprotonien lukumäärä): 20
  • Atomi-symboli (elementtien jaksoittaisessa taulukossa): Ca
  • Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 40,078
  • Tiheys: 1,55 grammaa kuutiosenttimetriä kohden
  • Vaihe huoneenlämmössä: kiinteä
  • Sulamispiste: 1 548 astetta Fahrenheit (842 astetta Celsius)
  • Kiehumispiste: 2 703 F (1 484° C)
  • Isotooppien lukumäärä (saman elementin atomit eri neutronien kanssa): 24; 5 vakaa
  • Yleisimmät isotoopit: Ca-40 (97% luonnollisesta runsaudesta); Ca-44 (2 prosenttia luonnollisesta runsaudesta); Ca-42 (0,6 prosenttia luonnollisesta runsaudesta); Ca-48 (0,2 prosenttia luonnollisesta runsaudesta); Ca-43 (0,1 prosenttia luonnollisesta runsaudesta); Ca-46 (0,004 prosenttia luonnollisesta runsaudesta.

Olennaista mineraalia

Kalsium on äärimmäisen tärkeä ihmiskeholle. Ei ole vain elintärkeää luita ja hampaita varten, mutta se auttaa lihasten liikkeitä kuljettamalla viestejä aivoista kaikkiin kehon osiin. Solujen kaikissa elävissä asioissa on oltava yhteydessä toisiinsa tai "signaalia". Kalsiumioniet toimivat tärkeinä lähettimiä näiden solujen välillä ja ovat välttämättömiä kaikissa monisoluisissa elämänmuodoissa. Ne auttavat myös hormonien ja entsyymien vapautumisessa.

Elintarvikkeissa kalsiumia esiintyy mineraalimuodossa. Kalsiumia sisältäviin elintarvikkeisiin kuuluvat maitotuotteet - kuten maito, juusto ja jogurtti - ja jotkut kasvikset, kuten kala, vesikrassi, pinaatti ja parsakaali. Jotta kalsium imeytyisi kunnolla, se tulisi ottaa D-vitamiinilla. Magnesium on myös välttämätön kalsiumin asianmukaiselle assimilaatiolle ja käytölle elimistössä. Itse asiassa, jos otamme liikaa kalsiumia ja ei riitä magnesiumia, se voi aiheuttaa ongelmia kehossa.

Joka tiesi?

  • Kalkki tai kalsiumoksidi tuottavat loistavan, voimakkaan valon, kun se altistetaan oksiihydysaineelle Chemicoolin mukaan. 1800-luvulla, ennen kuin sähkön keksittiin, tätä ainetta käytettiin valaisemaan teatteria, jotta toimijat todella suoritettiin "valokeilassa" - siis sanonta.
  • Kun kilpikonnia (tyypillisesti lemmikkikoirikoita) ei ole tarpeeksi kalsiumia veren kautta, ne saattavat saada sairauden nimeltä Metabolic Bone Disease, yleisesti tunnettu Soft Shell -oireyhtymä. Jotta kilpikonna olisi terve, kalsium-fosforisuhde olisi 2: 1. Kun niiden kalsiumpitoisuus on alhainen, kuitenkin mineraali imeytyy luistaan ​​kehon yrityksessä tasapainottaa asioita. Tuloksena on pehmeät luut, heikkous ja pehmeä, epämuodostunut kuori, ja se johtaa usein kuolemaan. Tauti voidaan estää asianmukaisella ruokavaliolla ja riittävällä auringonvalolla (tai muulla asianmukaisella valaistuksella matelijoille).
  • Välipaloja ja stalagmiitteja, maanalaisissa luolissa esiintyviä hiukkasten muotoisia muodostumia, muodostuvat hitaasti ajan myötä kalsiittijäännöksen muodostumisella.Tämä tapahtuu, kun vesi kastuu kalkkikiven luolan katon halkeamien läpi, liuottamalla ja kuljettamalla kalsiittien jälkiä, kalkkikiven rakennusmateriaalia. Kun vesi putoaa katosta, tämä kalsiittijäännös alkaa kerääntyä tippuveden kohdalle, mikä johtaa lopulta siihen, että leikkausmuotoiset stalaktitit roikkuvat luolan katosta. Tämä stalaktiteista tippuva vesi muodostaa sitten stalagmiitit maan alla.
  • Monet ravitsemusterapeutit suosittelevat kalsium-magnesium-suhdetta 2: 1. Mutta vaikka kehomme tarvitsevat enemmän kalsiumia, meillä on todennäköisesti puute magnesiumia. Tämä johtuu siitä, että elimistämme yleensä varastoi ja kierrättää kalsiumia, kun taas magnesiumia käytetään tai erittyy ja sitä on täydennettävä päivittäin.
  • Kalsiumkarbonaatti on aktiivinen ainesosa monissa antasideissa, kuten Tums ja Rolaids. Alkalinen yhdiste toimii neutraloimalla vatsahappoa, joka on vastuussa närästyksestä ja ruoansulatushäiriöstä.

Terveet maaperä

Kalsium ei ole vain ihmisen elintärkeää, vaan se on myös kasvuston kasvun tärkeä ravintoaine. Useimmissa maaperätyypeissä kalsium on saatavana kasveille kivennäisaineiden säällä. Kalsiumilla on maa-alkalimetallina tärkeä rooli maaperän pH: n säätelyssä (vetypotentiaali), joka on maaperän happamuuden tai emäksisyyden mitta.

Kalsiumin saatavuus voi epäsuorasti vaikuttaa moniin mikrobiprosesseihin, jotka ovat herkkiä maaperän pH: lle, kuten hajoamista, typen mineralisaatiota ja nitrifikaatiota, sanoi Feike A. Dijkstra, biogeokemisti ja apulaisprofessori Hiilivedyn, veden ja elintarvikekeskuksen yliopistossa sydney.

Kalsium on tyypillisesti runsaasti useimmissa maissa, sillä jotkut alueet ovat luonnollisesti korkeammalla tai matalammalla kalsiumilla. "Korkeat kalsiumpitoisuudet maaperässä esiintyvät tavallisesti kuivissa ja puoliruhtinaisilla alueilla, joissa potentiaalinen evapotranspiraatio on suurempi kuin todelliset sademäärät", Dijkstra kertoi WordsSideKick.comille. "Tietyt kasvit ovat sopeutuneet kalsiumpitoisiin ja emäksisiin maaperään, ja niitä kutsutaan calcicoleiksi. Sitä vastoin kalsifugit ovat kasveja, jotka menestyvät kalsiumin köyhissä ja happamissa maissa."

Ongelmia voi ilmetä, kun maaperässä on pH-epätasapainoa. Kalsiumin ylikuormitus voi johtaa siihen, että pH on liian korkea (yli 7) tai alkalinen, mikä joskus "vähentää ravintoaineiden, kuten fosfaatin ja monien hivenravinteiden liukoisuutta, mikä voi rajoittaa kasvien kasvua", Dijkstra selitti. Suurempi ongelma on kuitenkin tyypillisesti maaperässä, jossa on liian vähän kalsiumia, koska tämä johtaa maaperän happamoitumiseen. Tämä voi tapahtua, kun kalsium imeytyy pois maaperästä rankkasateen tai vielä ongelmallisempien - happosateiden avulla.

"1970-luvulla ja 1980-luvulla happosade oli suuri ongelma, joka koetteli monia metsiä Koillis-Amerikassa ja Euroopassa", Dijkstra sanoi. "Kun happosade pääsee maaperään, näiden happoisten happojen protonit hapan sateessa korvaavat kalsiumkationit vaihtopaikoilla ja kalsium liuotetaan maaperän profiilista."

"Hapan sade tappoi monia metsiä, koska siihen liittyvä maaperän happamoituminen johti alumiinin lisääntyneeseen liukoisuuteen. Alumiini on myrkyllistä kasveille, kun se saavuttaa tietyn pitoisuuden tietyissä maaperässä", hän sanoi. "1990-luvun puhtaaseen ilmasto-ohjelmaan perustetun Acid Rain -ohjelman jälkeen happosade on vähentynyt ongelma metsien koilliseen Yhdysvalloissa."

käyttötarkoitukset

Kalsiumyhdisteillä on monenlaisia ​​käyttötarkoituksia, erityisesti rakennusmateriaalien valmistuksessa. Kipsistä tai kalsiumsulfaatista valmistetaan kipsiä ja myös "Pariisin kipsiä", raskasta valkoista jauhetta, joka sekoitetaan veden kanssa kovettuu valettuun murtuneiden luiden muotoon.

Kalkkikiveä tai kalsiumkarbonaattia käytetään suoraan rakennusmateriaalina ja epäsuorasti sementtiä varten. Kun kalkkikivi lämmitetään, se vapauttaa hiilidioksidia, jättäen jäljelle kalkin (kalsiumoksidi). Kun kalkkikivi sekoitetaan veden kanssa, se luo sammutettua kalkkia (kalsiumhydroksidia), jota käytetään sementin valmistukseen. Sammutettua kalkkia käytetään myös maanparannusaineena ja vedenkäsittelyaineena happamuuden vähentämiseksi. Kun hiekalla sekoitetaan, sammutettu kalkki vetää hiilidioksidia ilmasta ja kovettuu kalkkikivenä Royal Society of Chemistryn mukaan.

Puhtaassa kalsiummetallina käytetään pelkistysaineena muuntyyppisten metallien, kuten toriumin ja uraanin ja zirkoniumn valmistuksessa. Sitä voidaan käyttää myös seostusaineena alumiinista, kuparista, lyijy- ja magnesiumseoksista tai deoksidisaattorista, rikinpoistoaineesta ja dekarboraattorista erilaisille rauta- ja ei-rautametalliseoksille.

Lisäresurssit

  • Jefferson Lab: elementti kalsium
  • Los Alamosin kansallinen laboratorio: kalsium
  • Royal Society of Chemistry: Kalsium


Video Täydentää: MAITOTALOUS ON JULMAA | Heidi Caterina.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com