Кальций в природе



По своей распространенности в земной коре кальций занимает пятое место, его содержание составляет 2,96% по массе. Он активно мигрирует, накапливаясь в различных геохимических системах. Известно около 385 минералов кальция, по их количеству он занимает четвертое место среди всех химических элементов.


Кальций преобладает в нижней части земной коры, в мантии Земли его мало. Большая часть этого элемента входит в состав полевого шпата — анортита. Кальций также содержат: гипс, мрамор и известняк, известь является продуктом его обжига.

В живом веществе кальций — важнейший из металлов, существует организмы, содержащие более 10% кальция, они строят свой скелет из его соединений. Накопление известняка связано с захоронениями скелетов морских растений и животных. Погружаясь в глубь Земли, они минерализуются и превращаются в различные виды мрамора. Реки приносят кальций в океан, но в воде он не задерживается, концентрируясь в скелетах организмов. После их гибели кальций осаждается на дно.

Физические и химические свойства



У кальция гранецентрированная кубическая кристаллическая решетка. Этот элемент очень активен химически, в соединениях он двухвалентен. При комнатной температуре металл легко вступает в реакцию с кислородом и влагой воздуха, по этой причине его хранят в герметичный закрытых сосудах или в минеральных маслах. При нагревании на воздухе или в кислороде он воспламеняется, образуя окись кальция.

Реакция с холодной водой сначала протекает быстро, а затем замедляется из-за образования пленки гидроокиси кальция. Этот металл энергично взаимодействует с кислотами или горячей водой, выделяя водород. С бромом и хлором кальций вступает а реакцию при температуре выше 400°С, образуя бромид и хлорид кальция.

Получение и применение



В промышленности кальций получают двумя способами. В первом случае нагревают до 1200°С в вакууме брикетированную смесь оксида кальция и порошка алюминия, при этом пары кальция осаждаются на холодной поверхности. Вторым методом получения является электролиз расплава хлоридов кальция и калия при помощи жидкого медно-кальциевого катода.

В чистом виде кальций используют в качестве восстановителя редкоземельных металлов и их соединений. Его применяют для удаления серы из нефтепродуктов, очистки аргона от примесей азота, для обезвоживания органических жидкостей, а также в электровакуумных приборах в качестве поглотителя газов.