한국   대만   중국   일본 
Kalcium ? Wikipedia Ugras a tartalomhoz

Kalcium

A Wikipediabol, a szabad enciklopediabol
20 kalium kalcium szkandium
Mg

Ca

Sr
   
               
               
                                 
                                   
                                                               
                                                               
   
20
Ca
Altalanos
Nev, vegyjel , rendszam kalcium, Ca, 20
Latin megnevezes calcium
Elemi sorozat alkalifoldfemek
Csoport , periodus , mez? 2 , 4 , s
Megjelenes ezustfeher
Atomtomeg 40,078(4)  g/mol
Elektronszerkezet [ Ar ] 4s 2
Elektronok hejankent 2, 8, 8, 2
Fizikai tulajdonsagok
Halmazallapot szilard
S?r?seg (szobah?m.) 1,55 g/cm³
S?r?seg (folyadek) az o.p. -on 1,378 g/cm³
Olvadaspont 1115  K
(842 ° C , 1548 ° F )
Forraspont 1757 K
(1484 ° C , 2703 ° F )
Olvadash? 8,54 kJ/mol
Parolgash? 154,7 kJ/mol
Molaris h?kapacitas (25 °C) 25,929 J/(mol·K)
G?znyomas
P /Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T /K 864 956 1071 1227 1443 1755
Atomi tulajdonsagok
Kristalyszerkezet kobos lapkozeppontos
Oxidacios szam 2
(er?sen bazikus oxid)
Elektronegativitas 1,00 ( Pauling-skala )
Ionizacios energia 1.: 589,8 kJ/mol
2.: 1145,4 kJ/mol
3.: 4912,4 kJ/mol
Atomsugar 180 pm
Atomsugar (szamitott) 194 pm
Kovalens sugar 174 pm
Egyebek
Magnesseg paramagneses
Fajlagos ellenallas (20 °C) 33,6 nΩ·m
H?merseklet-vezetesi tenyez? (300 K) 201 W/(m·K)
H?tagulasi egyutthato (25 °C) 22,3 μm/(m·K)
Hangsebesseg (vekony rud) (20 °C) 3810 m/s
Young-modulus 20 GPa
Nyirasi modulus 7,4 GPa
Kompresszios modulus 17 GPa
Poisson-tenyez? 0,31
Mohs-kemenyseg 1,75
Brinell-kemenyseg 167 HB
CAS-szam 7440-70-2
Fontosabb izotopok
F? cikk: A kalcium izotopjai
izotop termeszetes el?fordulas felezesi id? bomlas
mod energia ( MeV ) termek
40 Ca 96,941% Ca stabil 20 neutronnal
41 Ca mest. 1,03×10 5 y ε - 41 K
42 Ca 0,647% Ca stabil 22 neutronnal
43 Ca 0,135% Ca stabil 23 neutronnal
44 Ca 2,086% Ca stabil 24 neutronnal
45 Ca mest. 162,7 d β - 0,258 45 Sc
46 Ca 0,004% >2,8×10 15 y β - β - ? 46 Ti
47 Ca mest. 4,536 d β - 0,694, 1,99 47 Sc
γ 1,297 -
48 Ca 0,187% >4×10 19 y β - β - ? 48 Ti
Hivatkozasok

A kalcium (nyelvujitaskori magyar neven: meszeny , latinul calcium ) kemiai elem az elemek periodusos rendszereben . Vegyjele Ca , protonszama 20. Moltomege 40,078 g/mol. Puha, konny? fem, mely az alkalifoldfemek koze tartozik. A foldkeregben el?fordulo elemek kozul az otodik leggyakoribb. Hevesen reagal oxigennel es vizzel , ezert a termeszetben csak vegyuletei fordulnak el?. Mint biogen elem minden el? sejt egyik epit?kove. Az egyik legnagyobb mennyisegben el?fordulo fem a szervezetben. Latin nevet a meszr?l (latinul calx ) kapta. A kalcium soi a langot teglavorosre festik. A kalciumot Humphry Davy fedezte fel 1808 -ban. A kalcium rendkivul fontos szerepet tolt be az el? szervezetekben, els?sorban a sejtfolyamatokban, igy az egyik leggyakoribb fem az el? szervezetekben. A csontok epulesehez fokozottan fontos.

Fizikai-kemiai tulajdonsagai [ szerkesztes ]

A kalcium langfestese

Viszonylag konny?, puha, reakciokepes fem, mely tulajdonsagaival inkabb az alkalifemekre hasonlit, mint az alkalifoldfemek ?t megel?z? elemere, a magneziumra . Cseppfolyos ammoniaban sotetkek szinnel oldodik. A kalcium a jobb elektromos es h?vezet?k korebe tartozik. Az alkalifemeknel kisebb reakciokeszseg?, ennek ellenere petroleum alatt erdemes tarolni, hogy megakadalyozzuk az oxidaciojat. Soi a langot teglavorosre festik.

A termeszetben kulonboz? soi fordulnak el?, melyekben a kalcium +2 oxidacios szammal szerepel (Ca 2+ ). A laboratoriumban el?allithato szuperbazisa , melyekben Ca 2- anion fordulhat el?, ezen anion vegyuletei azonban nagyon instabilak, a leger?sebb redukaloszerek koze tartoznak. A kalcium szobah?mersekleten reagal oxigennel kalcium-oxidot es vizzel kalcium-hidroxidot kepezve. Hevites hatasara reagal nitrogennel kalcium-nitridet (Ca 3 N 2 ) kepezve, illetve hidrogennel kalcium-hidridet (CaH 2 ) kepezve. Sok egyeb elemmel es vegyulettel reagal.

Torteneti attekintese [ szerkesztes ]

A kalciumvegyuletek az okortol ismertek. A meszk? illetve a marvany egetesevel mar ekkoriban is es mind a mai napig egetett meszet ( kalcium-oxidot , CaO) allitottak el?. Az egetett mesz vizzel valo reakciojakor kalcium-hidroxid , vagyis oltott mesz keletkezik, ami fontos epitesi alapanyag (a cement es a habarcsok egyik alkotoja), emellett fert?tlenit? hatassal is bir, igy feher falfestekkent is hasznaljak. A habarcsot az okorban meszk? mellett gipszb?l ( kalcium-szulfat dihidrat CaSO 4 . 2 H 2 O) is keszitettek.

Mig az okori Romaban f?kent meszk?b?l keszitettek a habarcsot, addig az okori Egyiptomban f?kent gipszb?l, ezert az okori Egyiptomi sirkovek es piramisok falburkolata altalaban tartalmaz gipszet is. A habarcskeszites munkalatairol irt a kis-azsiai Dioszkoridesz a Krisztus utani 1. szazadban . Dioszkoridesz adta a kalcium-oxidnak az egetett mesz nevet. A kalcium neve a latin calx szobol szarmazik, amely meszet jelent.

A kalciumot els?kent sir Humphry Davy allitotta el? 1808 -ban kalcium amalgam elektrolizisevel , amelyet gyengen nedvesitett kalcium-hidroxid elektrolizise soran nyert higany katodon.

El?fordulasa a termeszetben [ szerkesztes ]

Nagy reakciokeszsegenek koszonhet?en a kalciumnak csak vegyuletei fordulnak el? a termeszetben. Minden termeszetes vegyuleteben Ca 2+ kationkent van jelen. A foldkereg igen nagy reszben kalciumtartalmu asvanyokbol , illetve k?zetb?l all. Tomegaranya a foldkeregben 3,4?4,2%, ezzel a vas es a magnezium kozott helyezkedik el mint az otodik leggyakoribb elem es a harmadik leggyakoribb fem . A tengervizben atlagos koncentracioja 0,4 g/l, a vilag?rben felmillio hidrogenatomra jut egy Ca-atom. Fontos biogen elem, az el? sejtek egyik alapvet? epit?kove.

A kalcium leggyakoribb k?zete a meszk? , ami f?leg kalcitbol es (a vele kemiailag azonos) aragonitbol all. A meszk? igen gyakori uledekes k?zet, f?leg a sekelytengeri retegsorokban. Kett?s karbonatja, a dolomit (kalcium-magnezium-karbonat, CaMg(CO 3 ) 2 ) a hasonnev? k?zet f? asvanya.

Meszkoves szirtfal Dover mellett

A kalcium kulonleges, csaknem tiszta kalcium-karbonatbol allo k?zete a porusos kreta . E szinte fenyl? feher k?zet legnevezetesebb lel?helyeit a La Manche csatorna es Rugen sziget partvideken talaljuk. Legnagyobb lel?helyei a foldtorteneti kreta korban keletkeztek az ?stengerekben a karbonat meszvazak tormelekeinek lerakodasaval, sok ?si el?leny vazat epsegben meg?rizve. Az iskolai kreta err?l az asvanyrol kapta nevet, de a mai kretat kalcium-szulfat ( gipsz ) poranak preselesevel allitjak el?.

Cseppk?barlang

A meszk? nagy h?mersekleten es nyomason marvannya kristalyosodik at. A marvany szine a meszk?ben jelenlev? szinez?anyagoktol fugg. Az egyik leghiresebb marvanyfajta az Appennini-felszigeten talalhato carrarai feher marvany. A marvanyt es az edesvizi meszkovet ( travertino ) els?sorban dekoracios celokra hasznaljak: epuletreszeket es szobrokat faragnak bel?luk.

Meszk? fossziliakkal

A meszk? felszini mallasanak sajatos formaja a karsztosodas .

Fluorit (lila) es kalcit (feher) kristalyai


Egyeb asvanyai

El?allitas [ szerkesztes ]

A femkalciumot az iparban kalcium-klorid es kalcium-fluorid vagy kalium-klorid keverekenek olvadek elektrolizisevel allitjak el?. Ezen elemi reakcio masik termeke a klor vagy fluor , melyet iparilag dolgoznak fel. Az elektrolizishez grafitanodot hasznalnak, melyen a klor vagy a fluor valik ki es vas katodot , melyen a kalcium valik ki.

Nagy tisztasagu kalcium allithato el? kalcium-klorid es aluminium reakciojaval, amely soran aluminium-klorid keletkezik, mely a reakcio korulmenyei kozotti magasabb h?mersekleten folyekony. A reakcio soran keletkez? femkalcium desztillacioval nagy vakuum mellett tisztithato.

Kis mennyiseg?, els?sorban laboratoriumi el?allitashoz hasznalhato a kalcium-azid bomlasa nitrogenre es kalciumra.

Evente 1000 tonna kalciumot gyartanak.

Felhasznalasa [ szerkesztes ]

  • Az elemi kalcium igen er?s redukaloszer, a finoman szetoszlatott kalciumot szerves redukciokhoz hasznaljak, de fontos szerepet kap mas femek redukciojanal (peldaul uran , cirkonium , torium ) is.
  • A femkalcium nagy reaktivitasat a metallurgiaban a ken es oxigen kis mennyisegenek eltavolitasara hasznaljak a vas olvadekbol az acelgyartas soran.
  • A kalciumot hasznaljak mint adalekanyagot az uvegbe, illetve bizonyos otvozetekbe. Ezen otvozetek koze tartozik az olomtartalmu csapagyfem , melynek nemet gyartmanya 0,7% kalciumot, 0,6% natriumot es 0,04% litiumot tartalmaz.
  • A meszk?b?l ( kalcium-karbonat ) keszitett egetett meszt ( kalcium-oxid ) es az ebb?l keszitett oltott meszt ( kalcium-hidroxid ) a meszgyartas m?velete utan mar az ?skortol az epiteszetben hasznaljak. Az oltott mesz az epiteszetben mind a mai napig sok kot?elem alkotoja mint a malter, vakolat stb. Az ? alkalmazasukkor a bazisos oltott mesz reakcioba lep a leveg? szen-dioxid -tartalmaval es ezen reakcio soran CaCO 3 keletkezik:
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O
  • A mesz es gipsz egyuttes alkotoi az egyik leggyakoribb epit?ipari alapanyagnak, a cementnek . Ezt homokkal es vizzel keverve, a megkemenyedes soran er?s es ellenallo anyagot, betont kapunk. A beton modern epit?ipari alapanyag, melyet a hazepitesen kivul utepiteseknel is felhasznalnak.
  • A kalcium-karbonatot epiteszeti es szobraszati felhasznalasan kivul festekkent, fogporok es -kremek alkotojakent valamint az orvosi gyakorlatban kalcium potlasra is hasznaljak.
Alabastrom Olaszorszagbol
  • A gipszet (kalcium-szulfat dihidrat) els?sorban epiteszeti allagmegovasban, ont?formak kesziteseben hasznaljak. A gipsz h?bontasaval kalcium-szulfat hemihidrat (CaSO 4 · ½ H 2 O) allithato el?, melyet ha vizzel keverunk, lassan ismet felveszi azt es ujra feher szin?, kemeny gipsz kepz?dik bel?le. Az epiteszeten kivul fontos szerepet kap lenyomatok keszitesenel (peldaul a fogakrol). A gipsz keszitesenel egetett gipszb?l a vizzel valo keveresnek, szaradasi id?nek es adalekanyagoknak a valtoztatasaval kulonboz? tulajdonsagu gipszek allithatok el?. A gipsz modosulatai a mariauveg es az alabastrom , melyet burkoloanyagkent hasznalnak.
  • A kalcium-karbidot mint er?s redukaloszert hasznaljak. Korabban els?sorban a banyaszat hasznalta karbidlampakba. Bennuk a karbidra viz csepegett, aminek hatasara a karbid vizzel reagalt es acetilent (etint) valamint kalcium-hidroxidot kepezett. Az acetilent pedig a banyakban vilagitasra hasznaltak, mivel leveg? jelenleteben eg. A karbidlampaknal a viz csepegesevel lehetett szabalyozni az egest, vagyis az acetilen felszabadulasat.
  • A kalcium foszfatjait, peldaul a CaHPO 3 -ot ipari m?tragykent hasznaltak, melyek a novenyeknek mind kalciumot, mind foszfort adnak.

Vegyuletei [ szerkesztes ]

lasd meg: A kalcium vegyuletei

Szervetlen vegyuletek [ szerkesztes ]

Kalcium-karbonat
Kalcium-fluorid
Kalcium-hidroxid
  • Kalcium-hidrid (CaH 2 ): feher, kristalyos anyag. El?allithato femkalcium elemi hidrogen-atmoszferaban valo melegitesevel. A melegites soran a kalcium gyakran meggyullad. A kalcium-hidrid er?s redukaloszer, amelyet magas ara miatt redukciokra altalanosan nem hasznalnak. Vizzel valo reakcioja soran kalcium-hidroxid es hidrogen keletkezik:
CaH 2 + 2 H 2 O Ca(OH) 2 + 2 H 2
CaCO 3 CaO + CO 2
  • Kalcium-hidroxid (Ca(OH) 2 ): konny?, feher, porszer? anyag, mely szinte alig oldodik vizben, melegites hatasara oldhatosag tovabb csokken. Vizes szuszpenziojat mesztejnek nevezik. Egett mesz es viz reakcioja soran keletkezik. Ezen reakcio szerint nevezik oltott mesznek:
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

Soi :
A kalcium soinak nagyobb resze vizben jol oldodik, de egy reszuk nehezen, vagy egyaltalan nem oldodik vizben. Soi feher szin?ek vagy szintelenek (kiveve azokat, melyeknel az anion adja a szint: manganatok , kromatok ). A kalcium soi jobban oldodnak, mint a magneziumei . A kalcium vegyuletei konnyen kepeznek kett?s sokat es egyes esetben komplexeket is, ezek azonban sem a kalciumra, sem a tobbi alkalifoldfemre nem jellemz?ek.

  • Kalcium-fluorid (CaF 2 ): feher, nagyon gyengen oldodo geles anyag. Kalcium vegyuletek vizes oldatahoz fluorid-anionokat tartalmazo oldatot adva a kalcium-fluorid kicsapodik, illetve el?allithato kalcium-hidroxid vagy kalcium-karbonat es hidrogen-fluorid reakciojaval.
  • Kalcium-klorid (CaCl 2 ): feher, kristalyos anyag, mely vizben jol oldodik. Kristalyat ket vizmolekulat tartalmazo kristalyvizzel kepezi, ez a kalcium-klorid dihidrat (CaCl 2 · 2 H 2 O). Ez a kristaly hevitve elvesziti kristalyvizet es egy feher, porszer? anyag keletkezik (vizmentes kalcium-klorid), amelyet a preparativ szerves kemia hasznal gazok es folyadekok szaritoszerekent. Telen az utakat es jardakat szorjak vele, hogy a viz fagyaspontjat csokkentsek. El?allithato kalcium-karbonat vagy kalcium-hidroxid es sosav reakciojaval vizes oldatban.
  • Kalcium-bromid (CaBr 2 ) es kalcium-jodid (CaI 2 ): feher, kristalyos anyagok, melyek nagyon jol oldodnak vizben. A bromidot a fenykepeszetben es a gyogyaszatban hasznaljak. Vizes oldatban el?allithatok kalcium-karbonat vagy kalcium-hidroxid es hidrogen-bromid , illetve hidrogen-jodid reakciojaval.
  • Kalcium-nitrat (Ca(NO 3 ) 2 ) vagy meszsaletrom : feher, kristalyos anyag, mely nagyon jol oldodik vizben. Korabban m?tragyakent hasznaltak. Vizes oldatban el?allithato kalcium-karbonat vagy kalcium-hidroxid saletromsavban torten? oldasaval.
  • Kalcium-karbonat (CaCO 3 ): feher, kristalyos anyag, mely vizben nagyon gyengen oldodik, oldhatosaga a h?merseklettel csokken. A termeszetben mint asvany fordul el? het stabil es egy nem stabil modosulatban. El?allithato kalcium-kationokat tartalmazo oldatbol karbonat -anionokkal valo kicsapatassal vagy kalcium-hidroxid es szen-dioxid reakciojaval, ami a malter megszilardulasanak is az alapja.
  • Kalcium-szulfat (CaSO 4 ): feher, porszer? anyag, amely csak reszlegesen oldodik a vizben (oldhatatlannak min?sitik, de a karbonatnal jobban oldodik). Oldhatosaga fugg allapotatol is. Az anhidrit nem tartalmaz semmilyen kristalyvizet, vizben szinte egyaltalan nem oldodik. Kristalyvizet tartalmazo formai, hemihidratja es dihidratja mar jobban oldodnak. Oldhatosaguk a h?merseklett?l is fugg, legjobb oldhatosaga 40 °C korul varhato. Savas es?k eseteben a meszk? es marvany kozteri szobrok feluleten a savas es? hatasara nagyreszt kalcium-szulfat kepz?dik, melyet a tovabbi es?k (mivel jobban oldodik, mint a karbonat) lassan lemosnak. Sulyosabb azonban, hogy a savas es? behatol a k?zet belsejebe es itt keletkezik kalcium-szulfat, amely nagyobb molterfogatu, mint a karbonat, ezert lassan szetfesziti a szobrokat. A kalcium-szulfat a termeszetben gipszasvanykent fordul el?, de egyeb kristalymodosulatokban is vagy mint k?zetek alkotoja. El?allithato vizben oldhato kalcium-vegyulet szulfatanionokkal valo reakciojaval.

Szerves vegyuletek [ szerkesztes ]

A kalcium szerves vegyuletei koze tartoznak a kalcium szerves savakkal alkotott soi, kozuluk jelent?s a kalcium-oxalat , mely f?kepp a rebarbara leveleiben fordul el? oxalsavval egyutt es a leveleinek mergez? voltat okozza. Emellett fontosak meg a kalcium alkoholokkal alkotott soi a kalcium-alkoholatok, illetve a kalcium komplexei . Kulonleges csoportot alkotnak a kalcium femorganikus vegyuletei.

A kalcium elettani jelent?sege [ szerkesztes ]

Tengeri korall

A kalcium biogen elem, amely minden el? szervezet szamara nelkulozhetetlen. A kalciumion kulcsfontossagu masodlagos hirviv? minden el? sejt jelatviteli folyamataiban. A gerincesek testeben a csontok es a fogak alapjat alkotjak a kalcium-sok. El?fordul azonban az izmokban , a verben es mas testnedvekben illetve szervekben.

Cornu aspersum (Muller O. F., 1774)

Az el?lenyek kemeny vazait is altalaban kalcium alkotja, igy a tojashejat, a csigahazat vagy a kagylohejat. A hatalmas es kiterjedt korallzatonyok , melyek evszazadokon at keletkeztek, az elpusztult korallok megmaradt kalcium-vazai.

Az emberi taplalkozasban is fontos szerepet tolt be a kalcium. Els?sorban gyermekkorban elengedhetetlen a csontvaz es a fogak egeszseges fejl?dese szempontjabol, igy a gyerekek es fiatalok taplalkozasaban fontos, hogy mindig jelen legyen a kalcium. A kalcium felvetelet segiti a D-vitamin , amelyre a kalcium csontokban torten? raktarozodasa szempontjabol nagy szukseg van. Ezen anyagok hianya angolkorhoz (rachitisz) vezet. Id?sebb korban a csontok csontszovete megritkul es ez csontritkulashoz (osteoporozis) vezet. Ez a betegseg is osszefuggesbe hozhato a csontok kalcium anyagcsere-zavaraval. A betegseget gyakran kes?n ismerik fel, amikor mar a csontok tornek a csont nagymertek? tomegvesztesege miatt. Ilyenkor a csonttoresek nagyon nehezen gyogyulnak.

Ajanlott napi kalciumbevitel eletkor szerint: [1]
Eletkor Kalcium (mg/nap)
0?6 honap 210
7?12 honap 270
1?3 ev 500
4?8 ev 800
9?18 ev 1300
19?50 ev 1000
51+ ev 1200

A kalcium napi mennyisegenek 800 ? 1000 mg kozott kellene lennie, kismamak eseteben ennel 500 mg-mal tobb. A kalcium f? forrasa az emberi szervezetben a tej es a tejtermekek. Nagy mennyiseg? kalcium fordul el? a novenyek leveleiben es magvaiban, a dioban , zabpehelyben es nehany asvanyvizben . Bar nehany zoldsegben is el?fordul a kalcium, ez altalaban oxalat vagy fitat oldhatatlan kotott formaban van jelen. A rostok altalaban ezen anyagok felhasznalasat megakadalyozzak. Nagyon fontos, hogy az emberi etrend kiegyensulyozott legyen, a kalcium mellett fontos a magnezium es a foszfor jelenlete is a szervezetben. A tej, a sajt es a tobbi tejtermek is fontos kalciumforras. Azonban egyesek allergiasak a tejtermekekre. A nem indoeuropai szarmazasu emberek tobbsege laktozerzekeny , akik nem erjesztett tejet csak nagyon kis mertekben kepesek fogyasztani.

Tevhitek [ szerkesztes ]

A kalcium bizonyos orvosi korok szerint helyettesitheti az antihisztaminok hatasat, am ez nem igaz. Meh-, vagy darazscsipes eseten az adrenalininjekcio hamarabb fejti ki hatasat es kevesebb kockazattal jar, mint a gyakran az izomzatba adott kalcium injekcio. Magyarorszagon gyakran kiutesekre, nathara, torokgyulladasra, allergias reakciokra is kalciumot irnak fel az orvosok, bar ezek kezelesere a kalcium nem alkalmas. A kozvetlen kalciumfogyasztas a csontritkulas ellen sem hasznal, mivel a csontokba epulesenek folyamata is fontos tenyez?, ugyanakkor megterheli a kivalasztoszerveket es megnoveli a vesek? kockazatat. [2]

Irodalom [ szerkesztes ]

  • Henrich Remy: Lehrbuch der anorganische Chemie, Band I. und II., Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig K.-G., Leipzig , 1965

Jegyzetek [ szerkesztes ]

Tovabbi informaciok [ szerkesztes ]

Commons:Category:Calcium
A Wikimedia Commons tartalmaz Kalcium temaju mediaallomanyokat.