Физические и химические свойства кальция: получение и применение

7. Строительные материалы

Использование соединений кальция в производстве строительных материалов является самым масштабным из всех применений. Окись (и гидроокись) кальция используется и как связующее, и как пигмент в производстве строительных растворов, разного рода водорастворимых красок, побелок, при получении силикатного кирпича. Соединения кальция используются в производстве цемента, стекла. В качестве наполнителей — для приготовления замазок и шпатлёвок, красок и эмалей. Широко используется также алебастр (строительный гипс), для отливки лепных украшений, статуй и горельефов. как компонент в строительных растворах.

Находит применение природный  минерал мрамор — для отделки фасадов зданий, внутренних помещений, полов, для изготовления элементов интерьера, столешниц, подоконников и т. д.

8. Металлургия

Соединения кальция (в  основном карбонат или гидрокарбонат) применяются для обмазок электродов в дуговой электросварке. Соединения кальция широко применяются для приготовления флюсов для плавки и сварки металлов.

9. Лекарственные средства

Соединения кальция  широко применяются в качестве антигистаминного средства.

• Хлорид кальция
• Глюконат кальция
• Глицерофосфат кальция

Кроме того, соединения кальция  вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожилых.

В медицине препаратов Са устраняет  нарушения,  связанные  с  недостатком ионов Са в  организме  (при  тетании,  спазмофилии,  рахите).  Препараты  Са снижают повышенную чувствительность к аллергенам и используются для  лечения аллергических заболеваний (сывороточная болезнь, сонная  лихорадка  и  др.).

Препараты  Са  уменьшают  повышенную  проницаемость  сосудов   и   оказывают противовоспалительное  действие. Их применяют при геморрагическом  васкулите, лучевой болезни, воспалительных  процессах  (пневмания,  плеврит  и  др.)  и

некоторых кожных заболеваниях. Назначают  каккровоостанавливающее  средство, для улучшения деятельности сердечной мышцы и  усиления  действия  препаратов наперстянки, как противоядия при отравлении солями магния. Вместе с  другими средствами препараты Са применяют для стимулирования  родовой  деятельности.

Хлористый Са вводят через  рот  и  внутривенно.  Оссокальцинол  (15  %  -ная стерильная суспензия  особым  образом  приготовленного  костного  порошка  в персиковом масле) предложен для тканевой терапии.

I. 10 Биологическая роль

Кальций — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах. В костях кальций содержится в виде гидроксиапатита. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят "скелеты" большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10⁻⁴ ммоль/л, в межклеточных жидкостях около 2,5 ммоль/л.

Потребность в кальции  зависит от возраста. Для взрослых в возрасте 19-50 лет и детей 4-8 лет  включительно дневная потребность (RDA) составляет 1000 мг (содержится примерно в 790 мл молока с жирность 1% ), а для детей в возрасте от 9 до 18 лет включительно — 1300 мг в сутки (содержится примерно в 1030 мл молока жирностью 1% ). В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета. Однако по данным исследований в США всего 11% девочек и 31% мальчиков в возрасте 12–19 лет достигают своих потребностей . В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80%) поступает в организм ребёнка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи. В "молочных" продуктах на основе молочного жира (сливочном масле, сливках, сметане, мороженном на основе сливок) кальция практически не содержится. Чем больше в молочном продукте молочного жира, тем меньше в нём кальция. Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: чрезклеточно (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и её кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция. При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счёт чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу). За счёт межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трёх отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза (молочный сахар).

Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло. Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя кальция пальмитат и кальция стеарат (нерастворимые мыла) . В виде этого мыла со стулом теряется как кальций так и жир. Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция , снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула , уменьшением его частоты , а также более частым срыгиванием и коликами .

Концентрация кальция  в крови из-за её важности для  большого числа жизненно важных процессов  точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Избыточные дозы кальция  и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам ).

      Рис3. Содержание кальция в молочных продуктах. 

    

 

 

 

 Таблица 1. Содержание  кальция в некоторых продуктах  питания  

Продукты питания   Количество продукта   Содержание кальция                                                                           в данном количестве продукта, мг

Молоко и  молотые продукты   Сыр - Швейцарский, Граерский   50 г                                                            493  Сыр - а твердом виде, Чеддер, Колби, Эдак, Гауда   50 г                            353  Молоко - цельное, 2%, 1 % жирности   1 стакан/250 мл                              315  Сливки   1 стакан/ 250 мл                                                                                301  Сыр-Моцарелла, Адыгейский, брынза   50                                                   269  Йогурт - обыкновенный   1 чашка/175мл                                                      292  Молоюз - сухое, в виде порошка   45мл                                                        159  Мороженое   1/2 чашки                                                                                   93  Сыр - деревенский, сливочный 2%, 1% жирности (творог)   1/2 чашки    87

Мясо, рыба, домашняя птица и другие продукты  Сардины, с костями   8 маленьких                                                                 153  Лосось, с костями, консервированный   1/2 банки (масса нетто 13 г)        153  Миндаль   1/2 чашки                                                                                        200  Кунжут   1/2 чашки                                                                                          100  Бобы - приготовленные (фасоль, синие бобы, пятнистые бобы) 1/2 чашки 90                                                                      Соевые бобы - приготовленные   1 чашка                                                      175  Курица - жареная   90 г                                                                                      13  Говядина - жареная   90г                                                                                    7

Хлеб и зерновые  Круглая булочка с отрубями   1/35 г                                                                50  Хлеб - белый и пшеничный   1 кусок/30 г                                                       25

Фрукты, и овощи  Брокколи - в сыром виде   1/2 чашки                                                               38  Апельсины   1 среднего размера/180 г                                                             52  Бананы   1 среднего размера/175г                                                                     10  Салат   2 больших листа                                                                                     8  Сушеный инжир   10                                                                                         270

Комбинированные блюда  Супе молоком, суп в виде крема из курицы, грибов, помидоров и брокколи   1 чашка/250мл                                                                                                       189  Вареная консервированная фасоль   1 чашка/250 мл                                     169

 

 

II. Заключение

Кальций – один из самых распространенных элементов на Земле.

Кальций был открыт английским химиком Хэмфри Дэви в 1808 году. Он выделил  металлический кальций электролитическим  путем из смеси гашеной извести  и оксида ртути.

В 1789 году А. Лавуазье предложил  что известь, магнезия, барит, глинозем и кремнезем – вещества сложные.

В природе его очень  много. В свободном виде не встречается. Из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он есть в морской и речной воде. Он входит в состав таких минералов как мрамор (мел), алебастр, гипс, флюорит, фосфитов, апатитов и доломитов.

Кальций так же входит в состав живых организмов – во всех животных и растительных тканях, а самое главное кальций входит в состав костной ткани человека.

Кальций получают двумя  способами:

1. Нагреванием смеси негашеной извести и алюминия.
2. Второй способ, как и все металлы, электролизом, в данном случае расплава CaCl2 и KCl с жидким медно-кальциевым катодом.

Кальций является мягким химически активным щелочноземельным металлом, серебристо-белого цвета.

Кальций — типичный щёлочноземельный металл. На внешнем энергетическом уровне находится 2 электрона. Во всех соединениях степень окисления кальция +2.

При обычных условиях он легко взаимодействует с кислородом воздуха и галогенами.

С водородом, азотом, серой, фосфором, углеродом и другими неметаллами кальций реагирует при нагревании.

С холодной водой кальций  взаимодействует медленно, а с  горячей - очень энергично.

Кальций может отнимать кислород или галогены от оксидов  и галогенидов менее активных металлов, т. е. обладает восстановительными свойствами.

В организме человека и других позвоночных большая часть кальция находится в скелете и зубах. Он также содержится в растительных тканях, в продуктах питания (молочные продукты, хлеб, мясо, фрукты)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Список и источники литературы.

 

1. И. Аскаров К. Гопиров «Основы химии» Государственное научное издательство «Узбекистон миллий энциклопедияси» Ташкент – 2013 стр. 347
2. I.R. Asqarov  Sh.H. Abdullaev  O.Sh. Abdullaev «Kimyo – oily o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun» «TAFAKKUR» nashriyoti Toshkent – 2013
3. Н.Л. Глинка «Общая химия» Москва - 1988
4. «Справочник школьника» Бишкек – 2000 стр. 152-156
5. Г.П. Хомченко «Химия – универсальный сборник» Москва Новая Волна Издатель Умеренков – 2008 стр. 301-306
6. Ф.Г. Фелбдман Г.Е. Рудзитис «Химия 9» Москва «Просвещение» - 1990 стр. 127-132
7. «Универсальный справочник» Москва – 2006 стр. 648-651
8. www.google.com//ru.wikipedia.org//wiki//Кальций.
9. www.google.co.ru//otherreferats.allbest.ru//chemistry.
10. www.google.com//medwiki.org.ua//article//Кальций.