2. Кальцій

Кальцій — хімічний елемент ІІ гргрупи періодичної системи, атомний номер 20, атомна маса 40,08, відноситься до лужноземельних металів. У природі 6 стабільних ізотопів з масовою часткою 40, 42 — 44, 46, 48. Вільний ме-тал виділений Г.Деві в 1808 р. Вміст у земній корі — 2,96% за масою. Важливі мінерали: кальцит СаСО₃, ангідрит СаSО₄, гіпс СаSO₄·2Н₂О, флюорит СаF₂, апатит 3Са₃(РО₄)₂·Са(F,С1)₂ або Са₅(РО₄)₃(С1,F) та ін.

Кальцій — сріблясто-білий метал. Кристалічна гратка при температурі 443 ⁰С — гранецетрована кубічна (α-Са), вище - -гексагональна ( β-Са); густина — 1,55 г/см³, температура плавлення — 842 ⁰С, температура кипіння — 1495 ⁰С, С_р — 25,9 Дж/моль·К (для α-Са), ΔН_пл - 8,4 кДж/моль, ΔН_вип складає 152 кДж/моль, S⁰₂₉₈ — 41,6 Дж/моль·К. Ступінь окислення — +2. У сухому повітрі више 300 ⁰С зазнає окиснення. Взаємодіє в присутності вологи з повітрям, хлором і бромом, енергійно реагує з більшістю кислот (крім кон-центрованої сульфатної і нітратної). При нагріванні взаємодіє з фтором, сіркою, воднем, азотом, вуглецем і фосфором. Ви-тискує багато металів з їх сульфідів, оксидів, галогенідів, ут-ворює інтерметалічні сполуки з А1, сріблом, золотом, міддю, літієм, магнієм, свинцем і оловом. Одержують Са електро-лізом розплаву хлориду кальцію, сумішей хлориду і фто-риду кальцію або хлориду кальцію та калію, алюмотерміч-ним відновленням оксиду кальцію у вакуумі.

Застосовується Са для відновлення сполук Урану, Торію, Хрому, Ванадію, Цирконію, Цезію, Рубідію, Титану, Берилію і майже всіх рідкісноземельних елементів (РЗЕ), для видалення бісмуту зі свинцю та олова, для десульфурації нафтопродуктів, компо-нент свинцевих сплавів (антифрикційних, бабітів, кабельних і акумуляторних). При негерметичному зберіганні можливе самозаймання дисперсних частинок кальцію. Щоб цього не трапилось Са обробляють порошком сірки.

С

полуки Кальцію застосовуються у харчовій промисловості. Ацетат кальцію моногідрат, Са(СН₃СОО)₂·Н₂О — у виробництві оцтової кислоти, необхідної для одержання харчового оцту; гідроксид кальцію, Са(ОН)₂ — для знецукрювання патоки у виробництві цукру, для пом'якшення води;гідрогенсульфат (IV) кальцію (гідросульфіт кальцію), Са(НSO₃)₂ —дезинфікуючий засіб у виноробстві і цукровій промисловості; гіпох-лорит кальцію, Са(СlО)₂ — дезинфікуючий засіб, у тому числі для знешкодження стічних вод харчових підприємств; карбонат кальцію, СаСО₃ (вапняк) — природна сировина для одержан-ня гашеного вапна і вуглекислого газу для цукрових заводів; лактат кальцію пентагідрат, кальціноль, [СН₃СН(ОН)COO]₂Са·5Н₂О — модифікатор у кондитерському виробництві, розчи-ни цієї сполуки використовуються для обприскування свіжих фруктів з метою їх збереження; пальмітат кальцію, (С₁₇Н₃₁СОО)₂Са — мастило у виробництві таблеток; пропіонат кальцію, Са(СН₃СН₂СОО)₂ — протигрибкова добавка (у кількості до 0,2%) до хлібобулочних виробів, добавка, яка перешкоджає утворення плісняви у деяких сортах сиру, кон-сервованих овочах і фруктах; сорбіт кальцію, (СН₃СН=СНСН=СНСОО)₂Са — селективний інгібітор росту деяких видів плісняви, дріжджів і бактерій, які приводять до порчі харчових продуктів, протимікробний агент (використо-вується у кількості 0,02 — 0,1%) при приготуванні сира, мар-гарину, консервованих овочів і інших харчових продуктів; стеарат кальцію, (С₁₇Н₃₅СОО)Са — добавка, яка перешкоджає злежуванню муки; сульфіт кальцію, СаSО₃ — дезинфікуючий засіб у виноробстві і цукровій промисловості; фосфат (V) кальці-ціціціами мси т ю, Са₃(РО₄)₂ — освітлювач цукрових сиропів; цитрату каль-цію тетрагідрат, Са₃(С₆Н₅O₇)₂·4Н₂О — емульгатор у сироварній промисловості, добавка до харчових продуктів для зниження кислотності, використовується як стабілізатор у виробництві консервів і молочних продуктів .

У медицині застосовуються карбонат, хлорид. глютамінат, гліцерофосфат, йодид, лактат, хлорат, глюконат кальцію, пан-тогам та інші сполуки .

Основні джерела надходження Кальцію у довкілля — ви-робки природних сполук Кальцію (вапняку, фосфориту, апа-титу, флюориту і ін.), виробництва цементу і будівельних матеріалів, стічні води паперового, хімічного, скляного, хімічно--------------к6ш9арль фарматевтичного, шкіряного, лакофарбового, пивоварного ви-робництв, побутові стоки пралень, відходи цукрового вироб-ництва. Якщо для води використовують бетоновані ємкості, труби чи сховища, то це підвишує лужність і твердість води.

Вплив на довкілля. У природі відома велика кількість міне-ралів Кальцію, цей елемент приймає безпосередню участь у природному кругообігу вуглекислого газу. При збільшенні концентрації цього газу у воді карбонат кальцію розчиняєть-ся і переходить у розчинний гідрокарбонат, останній при випаровуванні води руйнується і знову виділяє вуглекислий газ. Сполуки Кальцію є основою скелетів багатьох організмів, особливо морських. Наприклад, вміст СаСО₃ у них дося-гає 10%.

Біологічна роль. Іони Кальцію разом з іонами Натрію, Ка-лію і Магнію — незамінні елементи житгєдіяльності клітини живих організмів. Іони Кальцію впливають на діяльність не-рвової системи, приймають участь у побудові скелета, обміні речовин, а також у процесі скипання крові. Через це хлорид кальцію використовується для ін'єкцій перед важкими хірург-ічними операціями, шо супроводжуються кровотечею.

Обмін Кальцію в організмі тісно пов'язаний з обміном Маг-нію і Стронцію. Потреба дорослої людини в Кальції забезпе-чується при надходженні 600 — 700 мг його на добу. Всього у тілі людини масою 70 кг міститься 1700 г Кальцію. Вміст у крові — 9,47%. Виділяється Кальцій через нирки (26%) і ки-шечник (74%).

У підвишених концентраціях у воді Кальцій знижує здатність дафній до розмноження, токсичний для риби. Шкідлива дія Кальцію можлива лише при надходженні в організм дуже великих його доз (цей елемент є одним із найважливіших біоелементів), вона супроводжується збільшенням вмісту Кальцію у крові, кальцінурією, підсиленням кальцифікації і по-слабленням процесів регенерації. Пил оксиду і гідроксиду каль-цію виявляє сильну дію на шкіру і слизові оболонки, особли-во агресивно ці речовини діють на верхні та глибокі дихальні шляхи та легені.

У робітників вапнякових виробок спостерігаються катари верхніх дихальних шляхів, бронхіти, емфізема легень, розла-ди травлення — пониження кислотності шлункового соку, га-стрити, дуоденіти, порушення функції печінки. У тих, хто працює з будівельним вапном, паталогічні зміни виражені ше більше, туг поширені пневмосклероз, виразкова хвороба шлун-ка, ентерити та коліти.

Токсичними є гіпохлорит, хлорид, карбід, сульфат кальцію, цементи.

Для оксиду кальцію ТДК хімічної речовини в атмосферному повітрі — 0,3 мг/м³, клас небезпеки 4 .