Кальций

Кальций (лат. Calcium) - химический элемент II группы периодической системы Менделеева; атомный номер 20, атомная масса 40,08, относится к щелочноземельным металлам

Названия элементов с атомными номерами 19 и 20-калий и кальций - в русском языке очень похожи. Но происхождение этих слов различно. Название калий идет от арабского "аль-кали" - "зола". В золе действительно довольно много этого элемента. Название же кальция происходит от латинского слова "кальке", которым обозначали не только известняк, мёл и мрамор, где кальций есть, но и многие другие легко обрабатываемые минералы, где кальция может и не быть.

А что роднит калий с кальцием, кроме соседства в таблице Менделеева? Довольно многое. Оба элемента в виде металлов были получены почти одновременно (кальций в 1808 г., а калий - в 1807 г.), одним и тем же методом электролиза, одним и тем же ученым - Г. Дэви.

Как и калий, кальций принадлежит к числу весьма распространенных и весьма активных химических элементов. Щелочноземельный металл кальций окисляется кислородом воздуха, взаимодействует с влагой и углекислым газом, но далеко не так активно, как щелочной металл калий. В виде больших кусков кальций можно хранить на воздухе, не опасаясь, что произойдет его быстрое окисление.

Как и калий, металлический кальций применяется весьма ограниченно, в основном в цветной металлургии - как восстановитель и для связывания вредных примесей - серы, фосфора, избыточного углерода. Наконец, как и калий, в виде солей кальций используется в огромных количествах. Трудно найти строительный материал, в котором не было бы кальция. Негашеная известь - оксид кальция СаО и гашеная известь Са(ОН)₂ нужны для приготовления вяжущих растворов. Кальций есть в составе стекла, портландцемента и бетона (см. Вяжущие материалы). Классический отделочный камень - мрамор - с точки зрения химика представляет собой карбонат кальция СаСО₃, как, впрочем, и известняк. А хлорид кальция СаСl₂ всегда есть в составе арболитовых плит - строительного материала, состоящего в основном из портландцемента и органического наполнителя, например древесных опилок. Применяется в строительстве и сульфат кальция CaSO₄ - в виде кристаллогидратов - гипса и алебастра.

Кальций - один из самых важных элементов неживой природы. Он составляет около 3% массы земной коры и входит в состав сотен минералов и горных пород. Кальциевая соль ортофосфорной кислоты Са₃(РO₄)₂ - основной компонент фосфоритов и апатитов. Мел, которым пишут в школе, еще одна разновидность карбоната кальция, равно как и широко применяемый в оптике исландский шпат. Перераспределение кальция по поверхности земли - круговорот кальция в природе можно выразить обратимой реакцией:

Значительна роль кальция в живой природе. В организме взрослого человека больше 1 кг кальция, в виде соединений Са₃(РО₄)₂-80% и СаСО₃-13%. Это основные минеральные вещества костей скелета. Ионы кальция присутствуют во всех тканях и жидкостях организма. Кальций необходим для нормальной работы клеточных мембран и мышц, участвует в процессах свертывания крови. Содержание кальция в крови регулируется гормонами. Медицина широко использует соединения кальция как лекарства при рахите, воспалительных и аллергических заболеваниях.

Кальций можно назвать важнейшим строительным материалом природы. Из соединений кальция образованы пещеры с колоннами сталактитов и сталагмитов. Карбонат кальция входит в состав кораллов, раковин моллюсков, панцирей морских ежей и скелетов микроорганизмов, которые, отмирая, опускаются на дно и скапливаются там, постепенно превращаясь в залежи известняков и мрамора. Мрамор, известняк и гипс люди используют для тонких декоративных работ, для украшения парадных помещений и т.п. Из фосфата кальция построены скелеты высших животных, в том числе млекопитающих и человека.