26. Кальций нахождение в природе. Получение. Химические свойства. Соединения кальция. Применение.

Соединения кальция – известняк, мрамор .

В земной коре содержание кальция 3% (масс). Он встречается в виде многочисленных отложений известняков и мела, а также мрамор. В больших количествах встречаются также гипс CaSO4-2H2O, фосфорит Саз(РО4)г и, наконец, различные содержащие кальций силикаты.

Металлический кальций получают электролитическим спо­собом; электролизу обычно подвергают расплав хлорида кальция. Получающий­ся металл содержит примесь СаС1г.

Некоторое количество кальция получают алюминотермическим методом. Раз­работан также способ получения кальция термической диссоциацией карбида кальция СаСг-

Кальций представляет собой ковкий, довольно твердый белый металл. Кальций — очень активный металл. Металлический кальций используется для восстановления из соединений некоторых металлов, например, урана, хрома, циркония, цезия, рубидия, для удаления из стали и из некоторых других сплавов кислорода, серы, для обезвоживания органических жидкостей, для поглощения остатков газов в вакуумных приборах.

Гидрид кальция СаН₂ — белое солеобразное вещество, бурно реагирующее с водой с выделением водорода:

СаН₂ + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + 2Н₂1 •

Ввиду способности выделять большое количество водорода²' гидрид кальция применяется иногда для получения этого газа.

Оксид кальция СаО представляет собой белое, очень огнестойкое вещество, плавящееся только при температуре около 2600 °С.

Гидроксид кальция Са(ОН)2 — сильное основание, мало растворимое в воде; 1 л воды растворяет при 20°С всего 1,56 г Са(ОН)г.

Кальций обладает большой химической активностью по отношению к металлам, особенно к кислороду. На воздухе он окисляется медленнее щелочных металлов, так как окисная плёнка на нём менее проницаема для кислорода. При нагревании кальций сгорает с выделением громадных количеств теплоты: 2Ca + O2 = 2CaO ; Ca – 2e = Ca . C водой кальций вступает в реакцию, вытесняя из неё водород и образуя основание: Са + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 . Получают кальций электролизом расплавленного хлорида кальция или алюминотермическим методом. В промышленности кальций получают следующим способом : Нагреванием брикетированной смеси СаО и порошка Аl при 1200 °С в вакууме 0,01 – 0,02 мм. рт. ст.; выделяющиеся по реакции: 6СаО + 2Аl = 3CaO · Al2O3 + 3Ca

27. Жесткость воды. Виды жесткости. Методы умягчения воды.

Растворимые соли кальция и магния обуславливают общую жёсткость воды. Если они присутствуют в воде в небольших количествах, то вода называется мягкой. При большом содержании этих солей вода считается жёсткой. Накипь плохо проводит теплоту, вызывает увеличение расхода топлива и ускоряет изнашивание стенок котла.

Жёсткость вызванная присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, называется карбонатной или временной, так как она устраняется при кипячении. Помимо карбонатной жёсткости, различают ещё некарбонатную жёсткость, которая зависит от содержания в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния.

Для полного устранения жёсткости воду иногда перегоняют .Общую жёсткость устраняют или добавлением химических веществ, или при помощи катионитов. При использовании химического метода растворимые соли кальция и магния переводят в нерастворимые карбонаты, например добавляют известковое молоко и соду:

Са + 2НСО3 + Са + 2ОН = 2Н2О + 2СаСО3↓

Са + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3↓

При фильтровании воды через слой катионита происходит обмен ионов (катионов) Na на ионы Са и Mg: Са + Na2R = 2Na + CaR

Следовательно, ионы Са из раствора переходят в катионит, а ионы Na переходят из катионита в раствор.

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ , совокупность св-в воды, обусловленная наличием в ней преим. катионов Са²⁺ и Mg²⁺ . Сумма концентраций Са²⁺ и Mg²⁺ наз. общей Ж. в. Она складывается из карбонатной и некарбонатной Ж. в. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg , вторая - наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. Общую Ж. в. можно вычислить по ф-ле: Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). Ж. в. способствует усиленному образованию накипи , что значительно снижает интенсивность теплообмена . С помощью ионообменных методов умягчают воду с преобладающей некарбонатной Ж. в. (Na⁺-катионирование) или карбонатной (Н⁺-катионирование); комбинированием этих методов получают глубоко умягченную воду.