कैल्शियम कैसे प्राप्त करें। भौतिक गुण कैल्शियम

यूफा राज्य पेट्रोलियम तकनीकी विश्वविद्यालय

"सामान्य और विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग"

इस विषय पर: "कैल्शियम तत्व। गुण, रसीद, आवेदन "

BTS-11-01 समूह के निगरानी जीएल के एक छात्र को तैयार किया।

सहयोगी प्रोफेसर क्रास्को एसए।

परिचय

नाम का इतिहास और उत्पत्ति

प्रकृति में खोजना

प्राप्त

भौतिक गुण

रासायनिक गुण

धातु कैल्शियम का आवेदन

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग करें

जैविक भूमिका

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

कैल्शियम दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि डी। I. Mendeleev, परमाणु संख्या 20 के साथ। सीए (लैट कैल्शियम) के प्रतीक द्वारा इंगित किया गया है। सरल कैल्शियम पदार्थ (सीएएस संख्या: 7440-70-2) - नरम, रासायनिक रूप से सक्रिय चांदी-सफेद धातु-सफेद धातु।

कैल्शियम को क्षारीय पृथ्वी धातु कहा जाता है, यह एस - तत्वों को माना जाता है। कैल्शियम में बाहरी इलेक्ट्रॉन स्तर पर, दो इलेक्ट्रॉनों, इसलिए यह यौगिक देता है: काओ, सीए (ओएच) 2, सीएसीएल 2, कैसो 4, कैको 3, आदि कैल्शियम सामान्य धातुओं को संदर्भित करता है - इसमें ऑक्सीजन के लिए एक बड़ा संबंध है, लगभग सभी धातुओं को अपने ऑक्साइड से पुनर्स्थापित करता है, सीए (ओएच) 2 का एक मजबूत आधार बनाता है।

तत्व संख्या 20 के व्यापक प्रसार के बावजूद, रसायनविदों और फिर सभी को प्राथमिक कैल्शियम नहीं देखा। लेकिन यह धातु और बाहरी और व्यवहार पर सभी क्षार धातुओं के समान नहीं है, जिसके साथ संवाद करना और बर्न्स के खतरे से भरा हुआ है। इसे हवा में शांत रूप से संग्रहीत किया जा सकता है, यह पानी से प्रज्वलित नहीं होता है।

प्राथमिक कैल्शियम लगभग संरचनात्मक सामग्री के रूप में लागू नहीं होता है। इसके लिए, यह बहुत सक्रिय है। कैल्शियम आसानी से ऑक्सीजन, ग्रे, हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यहां तक \u200b\u200bकि कुछ स्थितियों के तहत नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के साथ, यह प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। कैल्शियम के लिए कार्बन ऑक्साइड माध्यम, अधिकांश धातुओं के लिए निष्क्रिय - आक्रामक। यह वायुमंडल सह और सीओ 2 में जलता है।

नाम का इतिहास और उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैलक्स (अभिभावकीय कैल्सी पोडर में) - "नींबू", "नरम पत्थर"। 1808 में अंग्रेजी केमिस्ट हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, हमने इलेक्ट्रोलाइटिक विधि के साथ धातु कैल्शियम आवंटित किया था। डेवी ने प्लैटिनम प्लेट पर एचजीओ बुध ऑक्साइड के साथ गीले गशानी नींबू के इलेक्ट्रोलिसिस मिश्रण को अधीन किया, जो एक एनोड था। कैथोड ने एक प्लैटिनम तार के रूप में कार्य किया, तरल बुध में विसर्जित किया। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। उसकी पारा से गर्मी, डेवी को कैल्शियम कहा जाता है।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, प्लास्टर (साथ ही चूने - चूना पत्थर फायरिंग उत्पाद) का उपयोग कई हज़ार साल पहले निर्माण केस में किया जाता था। XVIII शताब्दी के अंत तक, रसायनविदों ने एक साधारण शरीर के साथ चूना माना। 1789 में, ए लावजियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नीशिया, बाइट, एल्युमिना और सिलिका - यौगिक पदार्थ।

प्रकृति में खोजना

प्रकृति में मुक्त रूप में कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह नहीं मिला है।

कैल्शियम पृथ्वी की परत के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लौह के बाद प्रसार में 5 वां स्थान)।

Isotopes। कैल्शियम छह आइसोटोप के मिश्रण के रूप में प्रकृति में पाया जाता है: 40 सीए, 42 सीए, 43 सीए, 44 सीए, 46 सीए और 48 सीए, जिनमें से सबसे आम - 40 सीए 96.9 7% है।

कैल्शियम के छह प्राकृतिक आइसोटोप्स में से पांच स्थिर हैं। छठी आइसोटोप 48 सीए, छह और बहुत दुर्लभ (इसकी आइसोटोपिक प्रचलन केवल 0.187% है), जैसा कि हाल ही में खोजा गया था, 5.3 के आधे जीवन के साथ एक डबल बीटा क्षय का अनुभव किया गया था × 1019। वर्षों।

चट्टानों और खनिजों में। अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, gneisses, आदि) के सिलिकेट और एल्यूमिनोसिलिकेट्स के हिस्से के रूप में निहित है, खासकर फील्ड प्लग-पशु सीए में।

तलछट ठोस पदार्थों के रूप में, कैल्शियम का प्रतिनिधित्व चाक और चूना पत्थर द्वारा किया जाता है जिसमें मुख्य रूप से कैल्साइट खनिज (CACO3) शामिल है। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में अक्सर कम होता है।

कैल्साइट कैको 3, कैसो 4 एनहाइड्राइट, कैसो 4 अलाबास्टर · 0.5 एच 2 ओ और कैसो 4 जिप्स 2 एच 2 ओ, फ्लोराइट सीएएफ 2, सीए 5 एपेटाइट्स (पीओ 4) 3 (एफ, सीएल, ओएच), डोलोमाइट एमजीसीओ 3 · सीए 5 (पीओ 4) 3 (एफ, सीएल, ओएच), डोलोमाइट Mgco3 · CaCO3 काफी व्यापक है। प्राकृतिक पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम नमक की उपस्थिति इसकी कठोरता से निर्धारित होती है।

कैल्शियम, पृथ्वी की परत में ऊर्जावान रूप से प्रवासित और विभिन्न भूगर्भीय प्रणालियों में जमा, 385 खनिज (खनिजों के मामले में चौथा स्थान) बनाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवासन। कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, एक "कार्बोनेट संतुलन" एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो एक घुलनशील हाइड्रोकार्बोनेट बनाने के लिए पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की बातचीत की एक उलटा प्रतिक्रिया से जुड़ा हुआ है:

SASO3 + H2O + CO2 ↔ SA (NSO3) 2 ↔ CA2 + 2HCO3ˉ

(संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता के आधार पर बाएं या दाएं स्थानांतरित हो जाता है)।

बायोजेनिक माइग्रेशन। कैल्शियम यौगिक जीवमंडल में, व्यावहारिक रूप से सभी जानवरों और सब्जी ऊतकों में होते हैं (नीचे देखें। नीचे)। जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा शामिल है। इस प्रकार, हाइड्रोक्साइपेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 ओओ, या, किसी अन्य रिकॉर्ड में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 · सीए (ओएच) 2 - एक व्यक्ति सहित हड्डी कशेरुका हड्डी ऊतक का आधार; कैको 3 कैल्शियम कार्बोनेट में कई अपरिवर्तक, अंडा खोल इत्यादि के सिंक और पॉलीज़िरी होते हैं। मनुष्य और जानवरों के जीवित ऊतकों में 1.4-2% सीए (बड़े पैमाने पर अंश द्वारा); मानव शरीर में 70 किलो कैल्शियम सामग्री वजन - लगभग 1.7 किलो (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतक के अंतःक्रियात्मक पदार्थ की संरचना में)।

प्राप्त

नि: शुल्क धातु कैल्शियम पिघल 2 (75-80%) और केसीएल या CaCl2 और CAF2 से, साथ ही साथ 1170-1200 डिग्री सेल्सियस पर Cao की एल्यूमिनोथर्मिक रिकवरी सहित पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है:

काओ + 2AL \u003d caal2o4 + 3ca।

कैल्शियम कार्बोइड सीएसी 2 के थर्मल विघटन द्वारा कैल्शियम प्राप्त करने की एक विधि भी विकसित की जाती है

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो आवंटन संशोधन में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस स्थिर α स्थिर के ऊपर क्यूबिक ग्रिल के साथ β-ca। घन मात्रा केंद्रित प्रकार ग्रिड के साथ α -अपने। मानक Enthalpy Δh0। tRANSITION α → β यह 0.93 केजे / एमओएल है।

कैल्शियम - लाइट मेटल (डी \u003d 1.55), चांदी-सफेद रंग। यह सोडियम की तुलना में उच्च तापमान (851 डिग्री सेल्सियस) पर अधिक कठिन और पिघला हुआ है, जो आवधिक व्यवस्था में इसके बगल में स्थित है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि धातु में एक आयन कैल्शियम दो इलेक्ट्रॉनों के लिए खाते हैं। इसलिए, आयनों और इलेक्ट्रॉन गैस के बीच रासायनिक बंधन सोडियम की तुलना में अधिक टिकाऊ है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ, कैल्शियम वैलेंस इलेक्ट्रॉन अन्य तत्वों के परमाणुओं पर जाते हैं। उसी समय, दो चार्ज आयनों का गठन किया जाता है।

रासायनिक गुण

कैल्शियम - विशिष्ट क्षारीय पृथ्वी धातु। कैल्शियम की रासायनिक गतिविधि उच्च है, लेकिन अन्य सभी क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में कम है। यह आसानी से ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और वायु नमी के साथ बातचीत करता है, जिसके कारण धातु कैल्शियम की सतह आमतौर पर कैल्शियम प्रयोगशाला में आम तौर पर चमकती होती है, यह आमतौर पर अन्य क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तरह संग्रहीत होती है, जिसमें कसकर बंद हो सकता है केरोसिन या तरल पैराफिन की एक परत।

मानक कैल्शियम क्षमता की संख्या में हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। सीए 2 + / सीए 0 -2.84 बी जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता, इसलिए कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, लेकिन इग्निशन के बिना:

2 एन 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2 + क्यू।

सक्रिय गैर-धातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमाइन) के साथ, सामान्य परिस्थितियों में कैल्शियम प्रतिक्रिया करता है:

Ca + O2 \u003d 2SAO, CA + BR2 \u003d CABR2।

जब हवा में या कैल्शियम ऑक्सीजन में गर्म होता है ज्वलनशील होता है। कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, और अन्य) के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर बातचीत में प्रवेश करता है, उदाहरण के लिए:

Sa + H2 \u003d SAN2, CA + 6B \u003d CAB6,

सीए + एन 2 \u003d सीए 3 एन 2, सीए + 2 सी \u003d सीएसी 2,

सीए + 2 पी \u003d सीए 3 आर 2 (कैल्शियम फॉस्फाइड),

एसएआर और सर 5 की कैल्शियम संरचनाओं के भी ज्ञात फॉस्फाइड;

सीए + सी \u003d सीए 2 एसआई (कैल्शियम सिलसाइड),

कैल्शियम कैल्शियम सिलिकाइड भी ज्ञात हैं। सीएआई, सीए 3 एसआई 4 और सीएएसआई 2 यौगिक।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का प्रवाह आमतौर पर बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है (यानी, ये प्रतिक्रियाएं exothermic हैं)। गैर-धातुओं के साथ सभी कनेक्शनों में, कैल्शियम ऑक्सीकरण की डिग्री +2 है। गैर-धातुओं के साथ अधिकांश कैल्शियम यौगिक आसानी से पानी के साथ विघटित होते हैं, उदाहरण के लिए:

सीएएच 2 + 2 एन 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + 2 एन 2, एन 2 + 3 एन 2 ओ \u003d 3 ए (ओएच) 2 + 2 एनएच 3।

आयन Ca2 + Besmevetn। जब घुलनशील कैल्शियम नमक की लौ में, लौ को ईंट-लाल में चित्रित किया जाता है।

कैल्शियम नमक जैसे CaCl2 क्लोराइड, CABR2 ब्रोमाइड, काई 2 आयोडाइड और सीए नाइट्रेट (NO3) 2 पानी में अच्छी तरह से घुलनशील हैं। पानी फ्लोराइड कैफ 2, कैको 3 कार्बोनेट, कैसो 4 सल्फेट, ऑर्थोफॉस्फेट सीए 3 (पीओ 4) 2, एसएएस 2 ओ 4 ऑक्सालेट और कुछ अन्य में अघुलनशील।

कारखाना महत्वपूर्ण है कि, कैल्शियम कार्बोनेट कैसो 3 के विपरीत, एसिड कैल्शियम कार्बोनेट (हाइड्रोकार्बोनेट) सीए (एनएसओ 3) 2 पानी में घुलनशील है। प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब ठंडा बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतृप्त होता है, जमीन के नीचे प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर पड़ता है, तो उनका विघटन मनाया जाता है:

SASO3 + CO2 + H2O \u003d CA (NSO3) 2।

उसी स्थान पर जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर जाता है और सौर किरणों से गरम होता है, रिवर्स प्रतिक्रिया बहती है:

सीए (एनएसओ 3) 2 \u003d SASO3 + CO2 + H2O।

तो प्रकृति में बड़े पैमाने पर हस्तांतरण। नतीजतन, भारी असफलता भूमिगत, और सुंदर पत्थर "icicles" बन सकती है - गुफाओं में stalactites और stalagmites गठित होते हैं।

पानी में एक भंग कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की कठोरता निर्धारित करती है। इसे अस्थायी कहा जाता है क्योंकि, जब पानी उबलते हुए, बाइकार्बोनेट विघटित होता है, और SASO3 प्रक्षेपण में पड़ता है। यह घटना बताती है, उदाहरण के लिए, इस तथ्य के लिए कि टीपोट में, पैमाने का गठन किया जाता है।

कैल्शियम धातु रासायनिक भौतिक

धातु कैल्शियम का मुख्य उपयोग धातु, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील का उत्पादन करते समय एक कम करने वाले एजेंट के रूप में इसका उपयोग होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोम, थोरियम और यूरेनियम जैसे हार्ड-स्थापित धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। लीड के साथ कैल्शियम मिश्र धातु बैटरी और असर मिश्र धातु में उपयोग किया जाता है। कैल्शियम ग्रैन्यूल का उपयोग इलेक्ट्रोकोम इंस्ट्रूमेंट्स से हवा के निशान को हटाने के लिए भी किया जाता है। सलुबल कैल्शियम और मैग्नीशियम नमक पानी की समग्र कठोरता का कारण बनता है। यदि वे छोटी मात्रा में पानी में मौजूद हैं, तो पानी को नरम कहा जाता है। इन लवणों की बड़ी सामग्री के साथ, पानी को कठोर माना जाता है। उबलते समय कठोरता समाप्त हो जाती है, यह कभी-कभी आसुत पानी पूरी तरह से खत्म करने के लिए होती है।

मेटलथर्मिया

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करते समय शुद्ध धातु कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मिया में उपयोग किया जाता है।

मिश्र धातु डोपिंग

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग लीड को डोपिंग करने के लिए किया जाता है, जो बैटरी प्लेटों के निर्माण पर है, एक छोटे से आत्म-निर्वहन के साथ रखरखाव स्टार्टर लीड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, धातु कैल्शियम बीकेए के उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बेबबिट के उत्पादन पर है।

परमाणु संलयन

आइसोटोप 48 सीए सुपर-तापमान तत्वों के उत्पादन और मेंडेलीवी तालिका के नए तत्वों की खोज के लिए सबसे कुशल और उपभोक्ता सामग्री है। उदाहरण के लिए, 48 सीए आयनों का उपयोग करने के मामले में इन तत्वों के मूल त्वरक पर सुपरहुमा तत्व प्राप्त करने के लिए, अन्य गोले (आयनों) का उपयोग करते समय सैकड़ों और हजारों गुना अधिक कुशलतापूर्वक।

कैल्शियम यौगिकों का उपयोग करें

हाइड्राइड कैल्शियम। हाइड्रोजन वातावरण में कैल्शियम हीटिंग सीएएच 2 (कैल्शियम हाइड्राइड) द्वारा धातु विज्ञान (धातु) में उपयोग की जाती है और जब क्षेत्र में हाइड्रोजन का उत्पादन होता है।

ऑप्टिकल और लेजर सामग्री। कैल्शियम फ्लोराइड (फ्लोराइट) का उपयोग ऑप्टिक्स (खगोलीय लेंस, लेंस, प्रिज्म) और लेजर सामग्री के रूप में एकल क्रिस्टल के रूप में किया जाता है। कैल्शियम टंगस्टन (शीएलट) एकल क्रिस्टल के रूप में लेजर प्रौद्योगिकी, साथ ही साथ एक स्किंटिलेटर में उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम कार्बाइड। कैल्शियम कार्बाइड सीएसी 2 का व्यापक रूप से एसिटिलीन और धातुओं की बहाली के लिए उपयोग किया जाता है, साथ ही कैल्शियम साइनामाइड का उत्पादन करने के लिए (1200 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन में कैल्शियम कार्बाइड को गर्म करने, प्रतिक्रिया exothermally में किया जाता है, साइनामाइड भट्टियों में किया जाता है)।

रासायनिक वर्तमान स्रोत। कैल्शियम, साथ ही एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के साथ इसके मिश्र धातु, बैकअप थर्मल इलेक्ट्रिकल बैटरी में एक एनोड के रूप में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, कैल्शियम-क्रोमियम तत्व)। कैल्शियम क्रोमैट का उपयोग इस तरह की बैटरी में एक कैथोड के रूप में किया जाता है। ऐसी बैटरी की विशिष्टता उपयुक्त स्थिति में भंडारण (दशक) की एक बेहद लंबी अवधि है, किसी भी परिस्थिति में संचालन की संभावना (अंतरिक्ष, उच्च दबाव), वजन और मात्रा में बड़ी विशिष्ट ऊर्जा। कम समय में नुकसान। ऐसी बैटरी का उपयोग किया जाता है जहां थोड़े समय के लिए एक विशाल विद्युत शक्ति बनाने के लिए आवश्यक है (बैलिस्टिक मिसाइल, कुछ अंतरिक्ष यान I.D.)।

अपवर्तक सामग्री। कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों फ्री फॉर्म में और सिरेमिक मिश्रणों की संरचना में अपवर्तक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

दवाइयाँ। दवा में, सीए दवाएं शरीर में आयनों की कमी से जुड़े उल्लंघनों को खत्म करती हैं (टेनिया, स्पैस्मोफिलिया, रिकेट्स के दौरान)। सीए की तैयारी एलर्जी के लिए बढ़ी संवेदनशीलता को कम करती है और एलर्जी संबंधी बीमारियों (सीरम रोग, नींद बुखार, आदि) के इलाज के लिए उपयोग की जाती है। सीए की तैयारी जहाजों की बढ़ी पारगम्यता को कम करती है और एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव पड़ता है। उनका उपयोग हेमोरेजिक वास्कुलाइट, विकिरण रोग, सूजन प्रक्रियाओं (निमैन, pleurisy, आदि) और कुछ त्वचा रोगों में उपयोग किया जाता है। हेमोस्टैटिक एजेंट के रूप में निर्धारित, हृदय की मांसपेशियों की गतिविधियों में सुधार करने और दवाओं के प्रभावों को बढ़ाने के लिए, मैग्नीशियम लवण के जहर में एक एंटीडोट के रूप में। अन्य माध्यमों के साथ, सीए की तैयारी का उपयोग सामान्य गतिविधियों को प्रोत्साहित करने के लिए किया जाता है। क्लोराइड सीए मुंह और अंतःशिरा के माध्यम से पेश किया जाता है।

सीए की तैयारी में जिप्सम (एसएसओ 4) भी शामिल हैं, जिनमें जिप्सम पट्टियों के लिए सर्जरी में उपयोग किया जाता है, और चाक (एसएएसओ 3), गैस्ट्रिक रस की बढ़ी हुई अम्लता और दंत पाउडर की तैयारी के लिए अंदर निर्धारित किया जाता है।

जैविक भूमिका

कैल्शियम पौधों, जानवरों और मनुष्यों के शरीर में एक आम मैक्रो-तत्व है। मानव शरीर और अन्य कशेरुक में इसका अधिकांश हिस्सा फॉस्फेट के रूप में कंकाल और दांतों में निहित होता है। कैल्शियम कार्बोनेट (चूने) के विभिन्न रूपों से, इनवर्टेब्रेट्स के अधिकांश समूहों (स्पंज, कोरल पॉलीप्स, मोलस्क, इत्यादि) के कंकाल शामिल हैं। कैल्शियम आयन रक्त कोगुलेशन प्रक्रियाओं में शामिल हैं, साथ ही निरंतर ऑस्मोोटिक रक्तचाप सुनिश्चित करने में भी शामिल हैं। कैल्शियम आयन सार्वभौमिक माध्यमिक मध्यस्थों में से एक के रूप में भी काम करते हैं और विभिन्न प्रकार के इंट्रासेल्यूलर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं - मांसपेशी संकुचन, एक्सोसाइटोसिस, हार्मोन और न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव सहित आदि। मानव कोशिकाओं के साइटप्लाज्म में कैल्शियम एकाग्रता लगभग 10-7 मोल होती है लगभग 10- 3 तिल के इंटरसेलुलर तरल पदार्थ।

भोजन के साथ मानव शरीर में प्रवेश करने वाले अधिकांश कैल्शियम डेयरी उत्पादों में पाए जाते हैं, शेष कैल्शियम मांस, मछली और कुछ सब्जी उत्पादों से आता है (विशेष रूप से इसमें सेम होता है)। चूषण एक मोटी और छोटी आंत दोनों में होता है और एक अम्लीय माध्यम, विटामिन डी और विटामिन सी, लैक्टोज, असंतृप्त फैटी एसिड द्वारा सुविधा प्रदान की जाती है। कैल्शियम एक्सचेंज में मैग्नीशियम की भूमिका के लिए महत्वपूर्ण है, कैल्शियम की कमी के साथ "गुर्दे (गुर्दे के पत्थरों) और मांसपेशियों में हड्डियों और जमा से" धोया गया "।

कैल्शियम अवशोषण एस्पिरिन, ऑक्सीलिक एसिड, एस्ट्रोजेन के डेरिवेटिव्स में बाधा डालता है। ऑक्सीलिक एसिड से जुड़ना, कैल्शियम पानी में अघुलनशील यौगिक देता है, जो गुर्दे में पत्थरों के घटक होते हैं।

इससे संबंधित प्रक्रियाओं की बड़ी संख्या के कारण रक्त में कैल्शियम सामग्री ठीक समायोज्य है, और उचित पोषण के साथ, घाटा नहीं होता है। आहार में एक लंबी अनुपस्थिति में ऐंठन, जोड़ों, उनींदापन, विकास दोष, साथ ही कब्ज में दर्द हो सकता है। एक गहरी घाटा निरंतर मांसपेशी ऐंठन और ऑस्टियोपोरोसिस की ओर जाता है। कॉफी और शराब का दुरुपयोग कैल्शियम की कमी के कारण हो सकता है, क्योंकि इसके हिस्से को मूत्र के साथ हटा दिया जाता है।

कैल्शियम और विटामिन डी की अत्यधिक खुराक हाइपरक्लेसेमिया का कारण बन सकती है, जिसके बाद हड्डियों और ऊतकों की गहन कैल्सीफिकेशन निम्नानुसार होती है (मुख्य रूप से मूत्र प्रणाली को प्रभावित करती है)। लंबा विस्तार मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों के कामकाज को बाधित करता है, रक्त कोगुलेशन बढ़ाता है और हड्डी के ऊतक की जस्ता कोशिकाओं की पाचन को कम करता है। अधिकतम दैनिक सुरक्षित खुराक 1500 से 1800 मिलीग्राम तक एक वयस्क है।

कैल्शियम उत्पाद, एमजी / 100 ग्राम

Schorts 783।

नेटटल 713।

प्लांटन बिग 412।

330 तेल में सार्डिन

Wrushoid Butders 289।

गुलाब कुत्ता 257।

बादाम 252।

लेंसटोलिस्ट प्लांटैन। 248।

वन अखरोट 226।

क्रेस सलाद 214

सोयाबीन बीन्स सूखी 201

3 साल तक बच्चे - 600 मिलीग्राम।

4 से 10 साल के बच्चे - 800 मिलीग्राम।

10 से 13 साल के बच्चे - 1000 मिलीग्राम।

13 से 16 साल की उम्र में किशोर - 1200 मिलीग्राम।

16 और पुराने से युवा - 1000 मिलीग्राम।

25 से 50 साल तक वयस्क - 800 से 1200 मिलीग्राम तक।

गर्भवती और स्तनपान कराने वाली महिलाएं - 1500 से 2000 मिलीग्राम तक।

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे आम तत्वों में से एक है। प्रकृति में, यह बहुत कुछ है: कैल्शियम नमक से, पर्वत श्रृंखलाएं और मिट्टी के चट्टानों का गठन किया जाता है, यह समुद्र और नदी के पानी में है, इसे पौधे और पशु जीवों की संरचना में शामिल किया गया है।

कैल्शियम लगातार नागरिकों के आसपास है: लगभग सभी प्रमुख निर्माण सामग्री - कंक्रीट, कांच, ईंट, सीमेंट, चूने - इस तत्व को महत्वपूर्ण मात्रा में शामिल करें।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुणों के पास, कैल्शियम एक मुक्त राज्य में प्रकृति में नहीं हो सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिकों - और प्राकृतिक और कृत्रिम - पैरामाउंट महत्व प्राप्त किया।

ग्रन्थसूची

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कैल्शियम चौथी बड़ी अवधि में स्थित है, दूसरा समूह, मुख्य उपसमूह, तत्व की अनुक्रम संख्या - 20. मेंडेलीव की आवधिक सारणी के अनुसार, कैल्शियम का परमाणु वजन 40.08 है। उच्चतम ऑक्साइड का सूत्र - साओ। कैल्शियम में एक लैटिन नाम है कैल्शियम।इसलिए, तत्व के तत्व का प्रतीक है।

एक साधारण पदार्थ के रूप में कैल्शियम विशेषता

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एक चांदी-सफेद धातु है। उच्च रासायनिक गतिविधि होने के बाद, तत्व विभिन्न वर्गों के कई कनेक्शन बनाने में सक्षम है। तत्व तकनीकी और औद्योगिक रासायनिक संश्लेषण के लिए मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है। धातु पृथ्वी की परत में व्यापक है: इसका हिस्सा लगभग 1.5% है। कैल्शियम क्षारीय पृथ्वी धातुओं के एक समूह को संदर्भित करता है: पानी में भंग होने पर, यह क्षार देता है, लेकिन प्रकृति में यह कई खनिजों के रूप में पाया जाता है और। समुद्र के पानी में बड़ी सांद्रता (400 मिलीग्राम / एल) में कैल्शियम होता है।

शुद्ध सोडियम

कैल्शियम विशेषताएं इसकी क्रिस्टल जाली की संरचना पर निर्भर करती हैं। इसमें दो प्रकार के तत्व हैं: घन ग्रैनेट सेंटर और वॉल्यूम केंद्रित। अणु में संचार का प्रकार - धातु।

कैल्शियम के प्राकृतिक स्रोत:

• उदासीनता;
• अलबास्टर;
• जिप्सम;
• कैल्साइट;
• फ्लोराइट;
• डोलोमाइट

धातु के उत्पादन के लिए कैल्शियम और विधियों की भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, कैल्शियम एक ठोस कुल राज्य में है। धातु 842 डिग्री सेल्सियस पर पिघला देता है। कैल्शियम एक अच्छा बिजली और थर्मल कंडक्टर है। गर्म होने पर, यह पहले तरल में गुजरता है, और फिर एक वाष्प राज्य में और धातु गुणों को खो देता है। धातु बहुत नरम है और चाकू में काटा जाता है। 1484 डिग्री सेल्सियस पर बिग।

कैल्शियम के दबाव में धातु गुणों और इलेक्ट्रोप्लाटिंग की क्षमता खो देता है। लेकिन फिर धातु गुण बहाल किए जाते हैं और सुपरकंडक्टर के गुण प्रकट होते हैं, इसके संकेतकों में कई बार बड़े होते हैं।

कैल्शियम अशुद्धता के बिना प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक असफल नहीं हुआ: उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह तत्व प्रकृति में अपने शुद्ध रूप में नहीं होता है। एक्सिक्स शताब्दी की शुरुआत में तत्व खोला गया था। पहली बार धातु के रूप में कैल्शियम ने ब्रिटिश रसायनज्ञ जेम्फ्री डेवी को संश्लेषित किया। वैज्ञानिक ने ठोस खनिजों और बिजली के सदमे के लवण की पिघलने की बातचीत की विशेषताओं की खोज की। आजकल, कैल्शियम नमक का इलेक्ट्रोलिसिस (कैल्शियम और पोटेशियम क्लोराइड के मिश्रण, फ्लोराइड और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण) धातु बनाने की सबसे प्रासंगिक विधि बनी हुई है। कैल्शियम को एल्यूमिनोथर्मिया का उपयोग करके अपने ऑक्साइड से भी हटा दिया जाता है - मेटलर्जी विधि में आम।

कैल्शियम रासायनिक गुण

कैल्शियम एक सक्रिय धातु है जो कई बातचीत में आता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से प्रतिक्रिया करता है, उपयुक्त बाइनरी यौगिकों का निर्माण करता है: ऑक्सीजन, हलोजन के साथ। कैल्शियम कनेक्शन के बारे में और जानने के लिए क्लिक करें। जब गर्म कैल्शियम नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन, फास्फोरस, ग्रे और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है। खुली हवा में, यह तुरंत ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बातचीत करता है, इसलिए यह एक ग्रे RAID से ढका हुआ है।

कभी-कभी ज्वलनशील होने पर, एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। कैल्शियम नमक में, एक दिलचस्प गुण है। उदाहरण के लिए, गुफा स्टैलेक्टसाइट्स और स्टैलेग्मी कैल्शियम कार्बोनेट हैं, जो धीरे-धीरे भूजल के अंदर की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और बाइकार्बोनेट से गठित होते हैं।

कैल्शियम की सामान्य स्थिति में उच्च गतिविधि के कारण पैराफिन या केरोसिन की परत के नीचे डार्क हेमेटिक ग्लासवेयर में प्रयोगशालाओं में संग्रहीत किया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम आयन प्रतिक्रिया - एक संतृप्त ईंट-लाल रंग में लौ चित्रकला।

कैल्शियम पेंट्स लाल रंग में लपटें

कुछ तत्व लवण (फ्लोराइड, कार्बोनेट, सल्फेट, सिलिकेट, फॉस्फेट, सल्फाइट) के अघुलनशील तलछट द्वारा यौगिकों की संरचना में धातु की पहचान करना संभव है।

कैल्शियम जल प्रतिक्रिया

सुरक्षात्मक तरल पदार्थ की परत के तहत बैंकों में कैल्शियम संग्रहीत किया जाता है। ऐसा करने के लिए जो दर्शाता है कि पानी और कैल्शियम प्रतिक्रिया कैसे होती है, बस धातु प्राप्त करना और वांछित टुकड़े को काट देना असंभव है। प्रयोगशाला स्थितियों में धातु कैल्शियम चिप्स के रूप में उपयोग करना आसान है।

यदि कोई धातु चिप्स नहीं है, और बैंक में केवल बड़े कैल्शियम टुकड़े हैं, तो मार्ग या हथौड़ा की आवश्यकता होगी। वांछित आकार के कैल्शियम का समाप्त टुकड़ा एक फ्लास्क या एक गिलास में पानी के साथ रखा गया है। कैल्शियम चिप्स गौज बैग में व्यंजन में डाल दिया।

नीचे स्थित कैल्शियम, और हाइड्रोजन अलगाव शुरू होता है (पहले उस स्थान पर जहां ताजा ओहलो है)। धीरे-धीरे, गैस कैल्शियम सतह से जारी की जाती है। प्रक्रिया एक तूफानी उबाल जैसा दिखती है, साथ ही कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बुझी हुई नींबू) का एक अपव्यय बनता है।

हेज़लिंग

कैल्शियम का एक टुकड़ा पॉप अप करता है, हाइड्रोजन के बुलबुले द्वारा प्रशंसा की जाती है। लगभग 30 सेकंड के बाद, कैल्शियम भंग हो गया है, और हाइड्रोक्साइड सस्पेंशन के गठन से पानी गंदे सफेद हो जाता है। यदि प्रतिक्रिया एक गिलास में नहीं की जाती है, लेकिन ट्यूब में, गर्मी चयन का निरीक्षण करना संभव है: परीक्षण ट्यूब जल्दी गर्म हो जाता है। पानी के साथ कैल्शियम प्रतिक्रिया एक शानदार विस्फोट के साथ समाप्त नहीं होती है, लेकिन दो पदार्थों की बातचीत तेजी से बहती है और शानदार दिखती है। अनुभव सुरक्षित है।

यदि शेष कैल्शियम वाला बैग पानी से हटा दिया जाता है और हवा पर पकड़ होता है, तो थोड़ी देर के बाद, निरंतर प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, मजबूत हीटिंग और शेष मारला में शेष फोड़ा जाएगा। यदि शीघ्र समाधान का हिस्सा एक ग्लास में एक फ़नल के माध्यम से फ़िल्टर कर रहा है, तो कार्बन मोनोऑक्साइड के समाधान के माध्यम से गुजरने पर एक प्रक्षेपण होता है। इसके लिए, कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता नहीं है - आप एक ग्लास ट्यूब के माध्यम से निकाले गए हवा को समाधान में उड़ सकते हैं।

बिजली 1.00 (पॉलिंग स्केल) इलेक्ट्रोड क्षमता −2,76 ऑक्सीकरण की डिग्री 2 आयनीकरण ऊर्जा
(पहला इलेक्ट्रॉन) 589.4 (6,11) केजे / एमओएल (ईवी) एक साधारण पदार्थ के थर्मोडायनामिक गुण घनत्व (n के साथ। Y) 1.55 ग्राम / सेमी³ पिघलने का तापमान 1112 को; 838,85 डिग्री सेल्सियस। उबलते तापमान 1757 के; 1483,85 डिग्री सेल्सियस। Ud। गर्म पिघलना 9.20 केजे / मोल Ud। गर्मी वाष्पीकरण 153.6 केजे / मोल दाढ़ी गर्मी क्षमता 25.9 जे / (केएल) दाढ़ी की मात्रा 29.9 सेमी ³ / मोल एक साधारण पदार्थ का क्रिस्टल जाली ग्रिल की संरचना घन ग्रैनेट सेंटर ग्रिड पैरामीटर 5,580 डेबैसिक तापमान 230 अन्य सुविधाओं ऊष्मीय चालकता (300 के) (201) डब्ल्यू / (एम · के) कैस 7440-70-2 एमिसी स्पेक्ट्रम

नाम का इतिहास और उत्पत्ति

तत्व का नाम लैट से आता है। कैलक्स (माता-पिता में) कैल्सिस) - "नींबू", "नरम पत्थर"। यह 1808 में डेवी जेमफ्री के अंग्रेजी रसायनज्ञ द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इलेक्ट्रोलाइटिक विधि के साथ धातु कैल्शियम आवंटित किया गया था। देवी ने प्लैटिनम प्लेट पर गीले गशानी नींबू के इलेक्ट्रोलिसिस मिश्रण को अधीन किया, जो एक एनोड था। कैथोड ने तरल में विसर्जित प्लैटिनम तार के रूप में कार्य किया। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। अपने पारा से बाहर गर्मी, डेवी को कैल्शियम कहा जाता है।

आइसोटोप

कैल्शियम प्रकृति में छह आइसोटोप के मिश्रण के रूप में पाया जाता है: 40 सीए, 42 सीए, 43 सीए, 44 सीए, 46 सीए और 48 सीए, जिनमें से सबसे आम - 40 सीए 96.9 7% है। कैल्शियम कोर में प्रोटॉन की एक जादू संख्या होती है: जेड \u003d 20। आइसोटोप 40
20 CA20।
तथा 48
20 Ca28।
प्रकृति में दो में से दो प्रकृति में दो बार जादू नाभिक है।

कैल्शियम के छह प्राकृतिक आइसोटोप्स में से पांच स्थिर हैं। छठी आइसोटोप 48 सीए, छह और बहुत दुर्लभ (इसका आइसोटोपिक प्रचलन केवल 0.187% है), आधा जीवन (4.3 9 ± 0.58) ⋅10 1 9 साल के साथ एक डबल बीटा क्षय का अनुभव कर रहा है।

चट्टानों और खनिजों में

कैल्शियम, सख्ती से पृथ्वी की परत में प्रवास और विभिन्न भूगर्भीय प्रणालियों में जमा, 385 खनिज (खनिजों की संख्या से चौथी स्थान) बनाता है।

अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, gneisses, आदि) के सिलिकेट और एल्यूमिनोसिलिकेट्स के हिस्से के रूप में निहित है, खासकर फील्ड प्लग-पशु सीए में।

कैल्साइट कैको 3, कैसो 4 एनहाइड्राइट, कैसो 4 अलबस्टर कैसो 4 · 0.5 एच 2 ओ और कैसो 4 · 2 एच 2 ओ, फ्लोराइट कैफ 2, एपेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 (एफ, सीए 5 (पीओ 4) 3 (एफ , सीएल, ओएच), डोलोमाइट एमजीसीओ 3 · कैको 3। प्राकृतिक पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम नमक की उपस्थिति इसकी कठोरता से निर्धारित होती है।

एक तलछटी नस्ल मुख्य रूप से हाइकिंगरीस्टलाइन कैल्साइट - चूना पत्थर (इसकी किस्मों में से एक - चाक) शामिल है। क्षेत्रीय रूपांतरता की कार्रवाई के तहत, चूना पत्थर संगमरमर में परिवर्तित हो गया है।

पृथ्वी की पपड़ी में प्रवास

कैल्शियम के प्राकृतिक प्रवास में, एक "कार्बोनेट संतुलन" एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो एक घुलनशील हाइड्रोकार्बोनेट बनाने के लिए पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ कैल्शियम कार्बोनेट की बातचीत की एक उलटा प्रतिक्रिया से जुड़ा हुआ है:

सी एक सीओ 3 + एच 2 ओ + सीओ 2 ⇄ सी ए (एचसीओ 3) 2 ⇄ सी ए 2 + 2 एचसीओ 3 - (\\ डिस्प्लेस्टाइल (\\ mathsf (caco_ (3) + h_ (2) o + co_ (2) \\ rightlefarrows Ca (hco_ (3)) _ (2) \\ राइटलिफ्रॉज़ Ca ^ (2 +) + 2Hco_ (3) ^ (-))))

(संतुलन कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता के आधार पर बाएं या दाएं स्थानांतरित हो जाता है)।

बायोजेनिक माइग्रेशन एक बड़ी भूमिका निभाता है।

बायोस्फीयर में

कैल्शियम यौगिक लगभग सभी जानवरों और सब्जी ऊतकों में हैं (नीचे देखें)। जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा शामिल है। इस प्रकार, हाइड्रोक्साइपेटाइट सीए 5 (पीओ 4) 3 ओह, या, एक और रिकॉर्ड में, 3 सीए 3 (पीओ 4) 2 · सीए (ओएच) 2 एक व्यक्ति सहित हड्डी कशेरुका ऊतक का आधार है; कैको 3 कैल्शियम कार्बोनेट में कई अपरिवर्तक, अंडा खोल इत्यादि के सिंक और गोले होते हैं। मनुष्य और जानवरों के जीवित ऊतकों में 1.4-2% सीए (बड़े पैमाने पर अंश द्वारा); मानव शरीर में 70 किलो कैल्शियम सामग्री वजन - लगभग 1.7 किलो (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतक के अंतःक्रियात्मक पदार्थ की संरचना में)।

प्राप्त

फ्री मेटल कैल्शियम पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सीएसीएल 2 (75-80%) और केसीएल या CaCl 2 और CAF 2 से, साथ ही साथ 1170-1200 डिग्री सेल्सियस पर काओ की एल्यूमिनोथर्मिक रिकवरी भी शामिल है 4 सी ए ओ + 2 ए एल → सी ए ए एल 2 ओ 4 + 3 सी ए (\\ डिस्प्लेस्टाइल (\\ mathsf (4cao + 2al \\ ridrow caala_ (2) o_ (4) + 3ca))))

भौतिक गुण

कैल्शियम धातु दो आवंटन संशोधन में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस स्थिर α -ca क्यूबिक ग्राज़ेनराइज्ड ग्रिल (पैरामीटर) के साथ लेकिन अ \u003d 0.558 एनएम), स्थिर से ऊपर β -ca। घन मात्रा केंद्रित प्रकार ग्रिड के साथ α-- (पैरामीटर ए। \u003d 0.448 एनएम)। मानक Enthalpy Δ एच 0 (\\ डिस्प्लेस्टाइल \\ डेल्टा एच ^ (0)) TRANSITION α → β यह 0.93 केजे / एमओएल है।

दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ, यह अर्धचालक के गुणों को दिखाना शुरू कर देता है, लेकिन शब्द की पूरी भावना में अर्धचालक नहीं बनता है (धातु भी नहीं है)। धातु राज्य में दबाव में और वृद्धि के साथ और सुपरकंडक्टिंग गुणों को दिखाने के लिए शुरू होता है (सुपरकंडक्टिविटी का तापमान पारा की तुलना में छह गुना अधिक होता है, और अन्य सभी तत्वों की संख्या से कहीं अधिक है)। कैल्शियम का अद्वितीय व्यवहार काफी हद तक स्ट्रोंटियम पर प्रतीत होता है (यानी, आवांतरों को आवधिक प्रणाली में संरक्षित किया जाता है)।

रासायनिक गुण

मानक कैल्शियम क्षमता की संख्या में हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है। मानक इलेक्ट्रोड संभावित सीए 2+ / सीए 0.84 वी जोड़ी, इसलिए कैल्शियम सक्रिय रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, लेकिन इग्निशन के बिना:

सी ए + 2 एच 2 ओ → सी ए (ओ एच) 2 + एच 2। (\\ Displaystyle (\\ mathsf (ca + 2h_ (2) o \\ RideROW CA (OH) _ (2) + H_ (2) \\ Uparrow।))))

पानी में एक भंग कैल्शियम बाइकार्बोनेट की उपस्थिति काफी हद तक पानी की कठोरता निर्धारित करती है। इसे बुलाया जाता है क्योंकि, उबलते पानी, बाइकार्बोनेट विघटित होता है, और सैली 3 प्रक्षेपण में पड़ता है। यह घटना बताती है, उदाहरण के लिए, इस तथ्य के लिए कि टीपोट में, पैमाने का गठन किया जाता है।

आवेदन

धातु कैल्शियम का मुख्य उपयोग धातु, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील का उत्पादन करते समय एक कम करने वाले एजेंट के रूप में इसका उपयोग होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोम, थोरियम और यूरेनियम जैसे मुश्किल से वसूली योग्य धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। लीड के साथ कैल्शियम मिश्र धातु का उपयोग कुछ प्रकार की बैटरी और बीयरिंग के उत्पादन में किया जाता है। कैल्शियम ग्रैन्यूल का उपयोग इलेक्ट्रोकोम इंस्ट्रूमेंट्स से हवा के निशान को हटाने के लिए भी किया जाता है। दुर्लभ पृथ्वी तत्व प्राप्त करते समय शुद्ध धातु कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मिया में उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम व्यापक रूप से एल्यूमीनियम के साथ डीओक्सिडेशन स्टील के लिए धातु विज्ञान में उपयोग किया जाता है या इसके साथ संयुक्त होता है। कैल्शियम युक्त तारों के साथ निबंध उपचार, धातु के पिघल, मैक्रो और सूक्ष्म संरचना, धातु उत्पादों की गुणवत्ता और गुणों के भौतिक रासायनिक राज्य पर बहु-मीटर कैल्शियम प्रभाव के कारण अग्रणी स्थिति पर है और इस्पात उत्पादन का एक अभिन्न हिस्सा है प्रौद्योगिकी। कैल्शियम पिघल में प्रवेश करने के लिए आधुनिक धातु विज्ञान में, एक इंजेक्शन तार का उपयोग किया जाता है, जो कैल्शियम (कभी-कभी सिलिकोकॉल्सेशन या एल्यूमिनोकॉलिटीज का प्रतिनिधित्व करता है) एक स्टील खोल में एक पाउडर या निकाली गई धातु के रूप में। डिओक्सिडेशन (स्टील में भंग ऑक्सीजन को हटाने) के साथ, कैल्शियम का उपयोग हमें प्रकृति, संरचना और गैर-धातु समावेशन के रूप में प्राप्त करने की अनुमति देता है जो आगे तकनीकी संचालन के दौरान नष्ट नहीं होते हैं।

आइसोटोप 48 सीए सुपरहेन तत्वों के उत्पादन और मेंडेलीवी तालिका के नए तत्वों के उद्घाटन के लिए कुशल और उपभोग्य सामग्रियों में से एक है। यह इस तथ्य के कारण है कि कैल्शियम -48 जादू कोर से दोगुना है, इसलिए इसकी स्थिरता इसे प्रकाश कर्नेल के लिए पर्याप्त रूप से न्यूट्रॉन एन्हांसमेंट की अनुमति देती है; सुपरहियासेड नाभिक के संश्लेषण में, अतिरिक्त न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है।

जैविक भूमिका

बड़ी संख्या में महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए इसके महत्व के कारण रक्त में कैल्शियम की एकाग्रता ठीक से विनियमित है, और उचित पोषण और कम वसा वाले डेयरी उत्पादों और विटामिन डी की कमी की पर्याप्त खपत के साथ नहीं होता है। आहार में कैल्शियम और / या विटामिन डी की दीर्घकालिक कमी, ऑस्टियोपोरोसिस के जोखिम में वृद्धि की ओर जाता है, और रिकेट्स को बचपन में कारण बनता है।

टिप्पणियाँ

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परिचय

रसायन विज्ञान पदार्थ, उनकी संरचना, गुण और अंतःक्रियाओं का विज्ञान है।

रसायन शास्त्र अन्य प्राकृतिक विज्ञान से निकटता से संबंधित है: भौतिकी, जीवविज्ञान, भूविज्ञान। आधुनिक विज्ञान के कई वर्ग इन विज्ञान के जंक्शन पर उभरे: भौतिक रसायन विज्ञान, भू-रसायन, जैव रसायन।

रासायनिक विषयों की प्रणाली में एक नई विशेषता "रासायनिक संरचना के आधार पर माल का वर्गीकरण और प्रमाणन" नामक 1 99 7 में उज़्बेक वैज्ञानिक आईआर द्वारा की गई थी। Askarov और टीटी रिस्कस। इस नए रासायनिक अनुशासन के गठन में महत्वपूर्ण इस तरह के उज़्बेक वैज्ञानिकों द्वारा आयोजित वैज्ञानिक अनुसंधान के परिणाम एए के रूप में थे। इब्राहिमोव, जीकेएच। हमराकुलोव, मा राखीमजनोव, एमयूयू। इसकोव, किमी करीमकुलोव, ओए। ताशपुलातोव, एए। नमज़, बीएए। Abuganiev, एसएम Mirkomlov, ओ। Kulimov, N.kh. तुखतबोव और अन्य।

कैल्शियम - एक क्षारीय पृथ्वी धातु के रूप में, पृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक।

मनुष्यों और जानवरों और पौधों दोनों के लिए कैल्शियम बहुत महत्वपूर्ण है।

स्वाभाविक रूप से, ऐसे रासायनिक गुणों के पास, कैल्शियम एक मुक्त राज्य में प्रकृति में नहीं हो सकता है। लेकिन कैल्शियम यौगिकों - और प्राकृतिक और कृत्रिम - पैरामाउंट महत्व प्राप्त किया।

का? ltri - दूसरे समूह के मुख्य उपसमूह का तत्व, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि डीआई। मेंडेलिव, परमाणु संख्या 20 के साथ, इसलिए, कैल्शियम परमाणु के मूल में 20 प्रोटॉन द्वारा निर्मित 20 सकारात्मक शुल्क हैं; कर्नेल 40 - 20 \u003d 20 में न्यूट्रॉन की संख्या। 20 इलेक्ट्रॉनों नाभिक के चार्ज को बेअसर करना ऊर्जा के चार स्तरों पर स्थित हैं। सापेक्ष परमाणु वजन 40.078 (4)। प्रतीक को दर्शाता है सीए। (लैट। कैल्शियम)।

1. उद्घाटन का इतिहास

तत्व का नाम लैट से आता है। कैलक्स (अभिभावकीय कैल्सी पोडर में) - "नींबू", "नरम पत्थर"। 1808 में अंग्रेजी केमिस्ट हम्फ्री डेवी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, हमने इलेक्ट्रोलाइटिक विधि के साथ धातु कैल्शियम आवंटित किया था। डेवी ने बुध ऑक्साइड एचजी के साथ गीले गशेनी नींबू के इलेक्ट्रोलिसिस मिश्रण को अधीन किया 2O प्लैटिनम प्लेट पर, जो एक एनोड था। कैथोड ने एक प्लैटिनम तार के रूप में कार्य किया, तरल बुध में विसर्जित किया। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैल्शियम अमलगम प्राप्त किया गया था। अपने पारा से बाहर गर्मी, डेवी को कैल्शियम कहा जाता है।

कैल्शियम यौगिक - चूना पत्थर, संगमरमर, प्लास्टर (साथ ही चूने - चूना पत्थर फायरिंग उत्पाद) का उपयोग कई हज़ार साल पहले निर्माण केस में किया जाता था। XVIII शताब्दी के अंत तक, रसायनविदों ने एक साधारण शरीर के साथ चूना माना। 1789 में, ए लावजियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नीशिया, बाइट, एल्युमिना और सिलिका - यौगिक पदार्थ।

कैल्शियम रासायनिक कनेक्शन

2. प्रकृति में ढूँढना

प्रकृति में मुक्त रूप में कैल्शियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, यह नहीं मिला है।

कैल्शियम पृथ्वी की परत के द्रव्यमान का 3.38% है (ऑक्सीजन, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और लौह के बाद प्रसार में 5 वां स्थान)। समुद्र के पानी में तत्व की सामग्री 400 मिलीग्राम / एल है।

अधिकांश कैल्शियम विभिन्न चट्टानों (ग्रेनाइट्स, gneissions, आदि) के सिलिकेट और एल्यूमीनोसिलिकेट्स में निहित है, खासकर क्षेत्र प्लग-पशु सीए में।

तलछट कैल्शियम यौगिकों के रूप में चाक और चूना पत्थर के साथ प्रस्तुत किया जाता है जिसमें मुख्य रूप से कैल्साइट खनिज (काको) होता है 3)। कैल्साइट का क्रिस्टलीय रूप - संगमरमर - प्रकृति में अक्सर कम होता है।

कैल्शियम खनिज काफी व्यापक हैं:

कैल्साइट, चूना पत्थर, संगमरमर, चाक कैको 3 ,

एंजिड्रिट कैसो 4 ,

कैसो 4 अलबास्टर · 0.5h। 2ओ

जिप्सम कैसो 4। · 2 एच। 2ओ,

फ्लोराइट CAF2। ,

फॉस्फाइट्स और एपैटिटी सीए 3(पो। 4)2(एफ, सीएल, ओह),

डोलोमाइट एमजीसीओ 3 · कैको 3.

प्राकृतिक पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम नमक की उपस्थिति इसकी कठोरता से निर्धारित होती है।

कैल्शियम, सख्ती से पृथ्वी की परत में प्रवास और विभिन्न भूगर्भीय प्रणालियों में जमा, 385 खनिज (खनिजों की संख्या से चौथी स्थान) बनाता है।

अंजीर। 1. नमकीन नज़र में कैल्शियम जमा

कैल्शियम यौगिक लगभग सभी पशु और सब्जी ऊतकों में हैं। जीवित जीवों में कैल्शियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा शामिल है। तो, हाइड्रोक्स्यापाट सीए 3(पो। 4)2ओह, या, एक और रिकॉर्ड में, 3 सीए 3(पो। 4)2· सीए (ओह) 2 - एक व्यक्ति सहित कशेरुक हड्डी ऊतक का आधार; कैको कैल्शियम कार्बोनेट 3 मनुष्य और जानवरों के जीवित ऊतकों में 1.4-2% सीए (द्रव्यमान अंश द्वारा) में कई अपरिवर्तनीय, अंडा खोल, आदि के गोले और गोले शामिल हैं; मानव शरीर में 70 किलो कैल्शियम सामग्री वजन - लगभग 1.7 किलो (मुख्य रूप से हड्डी के ऊतक के अंतःक्रियात्मक पदार्थ की संरचना में)।

। प्राप्त

कैल्शियम उद्योग में दो तरीकों से प्राप्त किया जाता है:

वैक्यूम 0.01 में 1170-1200 डिग्री सेल्सियस पर साओ और अल पाउडर के ब्रिकेटेड मिश्रण को गर्म करना - 0.02 मिमी। आरटी। सेंट; प्रतिक्रिया आइटम:

साओ + 2AL \u003d 3CAO · AL2 ओ 3 + 3 सीए।

कैल्शियम जोड़े ठंडे सतह पर संघनित होते हैं।

पिघल सासल का इलेक्ट्रोलिसिस 2 (75-80%) और एक तरल तांबा-कैल्शियम कैथोड के साथ केएसएल एक मिश्र धातु सीयू-सीए (65% सीए) के साथ तैयार किया जाता है, जिससे कैल्शियम वैक्यूम 0.1 में 950 - 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर आसुत हो जाता है - 0.001 मिमी । आरटी। कला। या (6 भागों) CaCL से 2 और (1 भाग) CAF2।

इसने कैल्शियम कार्बाइड सीएसी 2 के कैल्शियम थर्मल विघटन प्राप्त करने के लिए एक विधि भी विकसित की .

4. भौतिक गुण

एक साधारण पदार्थ की उपस्थिति

चावल 2। मामूली ठोस, चांदी-सफेद धातु

नाम, प्रतीक, संख्या

का ? Ltria / कैल्शियम (CA), 20

परमाणु द्रव्यमान (दाढ़ी द्रव्यमान)

40.078 ए। ई। मीटर। (G / MOL)

इलेक्ट्रोनिक विन्यास

त्रिज्या परमाणु

सहसंयोजक त्रिज्या

आयन त्रिज्या

बिजली

1.00 (पॉलिंग स्केल)

इलेक्ट्रोड क्षमता

ऑक्सीकरण की डिग्री

आयनीकरण ऊर्जा (पहला इलेक्ट्रॉन)

589.4 (6,11) केजे / एमओएल (ईवी)

घनत्व (n के साथ। Y)

1.55 / सेमी³

पिघलने का तापमान

842 ओ। से

गर्म पिघलना

9.20 केजे / मोल

गर्मी वाष्पीकरण

153.6 केजे / मोल

दाढ़ी गर्मी क्षमता

25.9 जे / (केएल)

दाढ़ी की मात्रा

29.9 cm³ / तिल

ग्रिल की संरचना

घन ग्रैनेट सेंटर

ग्रिड पैरामीटर

डेबैसिक तापमान

ऊष्मीय चालकता

(300 के) (201) डब्ल्यू / (एम · के)

साधारण पदार्थ कैल्शियम - नरम, रासायनिक रूप से सक्रिय चांदी-सफेद धातु-सफेद धातु।

कैल्शियम धातु दो आवंटन संशोधन में मौजूद है। 443 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर है? एक क्यूबिक ग्राज़ेनराइज्ड ग्रिड (पैरामीटर ए \u003d 0.558 एनएम) के साथ, स्थिर के ऊपर? एक घन मात्रा केंद्रित प्रकार के साथ? -एफ ग्रिड (पैरामीटर ए \u003d 0.448 एनएम)। मानक Enthalpy संक्रमण? ? ? यह 0.93 केजे / एमओएल है।

दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ, यह अर्धचालक के गुणों को दिखाना शुरू कर देता है, लेकिन शब्द की पूरी भावना में अर्धचालक नहीं बनता है (धातु भी नहीं है)। धातु राज्य में दबाव में और वृद्धि के साथ और सुपरकंडक्टिंग गुणों को दिखाने के लिए शुरू होता है (सुपरकंडक्टिविटी का तापमान पारा की तुलना में छह गुना अधिक होता है, और अन्य सभी तत्वों की संख्या से कहीं अधिक है)। कैल्शियम का अद्वितीय व्यवहार काफी हद तक स्ट्रोंटियम पर प्रतीत होता है (यानी, आवांतरों को आवधिक प्रणाली में संरक्षित किया जाता है)।

कैल्शियम छह आइसोटोप के मिश्रण के रूप में प्रकृति में पाया जाता है: 40 सीए, 42 सीए, 43 सीए, 44 सीए, 46 सीए और 48 सीए, जिनमें से सबसे आम - 40 सीए 96.9 7% है।

कैल्शियम के छह प्राकृतिक आइसोटोप्स में से पांच स्थिर हैं। छठा आइसोटोप 48 सीए, छह और बहुत दुर्लभ (इसकी आइसोटोपिक प्रचलन केवल 0.187% है), जैसा कि हाल ही में खोजा गया था, 5.3 · 1019 साल के आधे जीवन के साथ एक डबल बीटा क्षय का अनुभव कर रहा था।

। रासायनिक गुण

कैल्शियम एक ठेठ टिक-पृथ्वी धातु है। कैल्शियम रासायनिक गतिविधि उच्च है, लेकिन भारी रूप से उठाई गई धातुओं से कम है। यह आसानी से ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और वायु नमी के साथ बातचीत करता है, जिसके कारण धातु कैल्शियम की सतह आमतौर पर उदास रूप से चमकती होती है, इसलिए, कैल्शियम प्रयोगशाला आमतौर पर संग्रहीत होती है, साथ ही साथ अन्य बंद-पृथ्वी धातुओं को एक कसकर बंद कर सकते हैं केरोसिन या तरल पैराफिन की परत।

बाहरी ऊर्जा स्तर पर 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं। सभी कनेक्शनों में, कैल्शियम ऑक्सीकरण की डिग्री +2 है।

मानक कैल्शियम क्षमता की संख्या में हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित है।

मानक इलेक्ट्रोड संभावित सीए सीए 2+/ सीए। 0 ? 2.84 वी, इसलिए कैल्शियम सक्रिय रूप से ठंडे पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है (गर्म पानी के साथ प्रतिक्रिया अधिक जोरदार हो जाती है), लेकिन इग्निशन के बिना:

सक्रिय गैर-धातुओं (ऑक्सीजन, क्लोरीन, ब्रोमाइन) के साथ, सामान्य परिस्थितियों में कैल्शियम प्रतिक्रिया करता है:

सीए + सीएल।2 सीएसीएल2

जब हवा गर्म हो जाती है या कैल्शियम ऑक्सीजन की लपटों में आग लगती है और एक नारंगी रंग के साथ एक लाल लौ के साथ जलती है।

कम सक्रिय गैर-धातुओं (हाइड्रोजन, बोरॉन, कार्बन, सिलिकॉन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, और अन्य) के साथ, कैल्शियम गर्म होने पर बातचीत में प्रवेश करता है, उदाहरण के लिए:

सीए 3 पी 2 कैल्शियम फॉस्फाइड के अलावा, कार और सर 5 रचनाओं के कैल्शियम फॉस्फाइड भी ज्ञात हैं;

सीए 2 एसआई कैल्शियम सिलसाइड के अलावा, कैल्शियम सिलिकाइड्स सीएएसआई, सीए 3 एसआई 4 और सीएएसआई 2 भी ज्ञात हैं।

उपरोक्त प्रतिक्रियाओं का प्रवाह आमतौर पर बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होता है।

कैल्शियम अपने ऑक्साइड और Halides से कम सक्रिय धातुओं को पुनर्स्थापित करता है

2 सीए + टीओओ।2 2 सीओओ + टीआई।

सीए + टीआईसीएल2 2cacl।2 + ती

गैर-धातुओं के साथ अधिकांश कैल्शियम यौगिक आसानी से पानी के साथ विघटित होते हैं, उदाहरण के लिए:

आयन Ca2 + Besmevetn। जब घुलनशील कैल्शियम नमक की लौ में, लौ को ईंट-लाल में चित्रित किया जाता है।

। धातु कैल्शियम का आवेदन

धातु कैल्शियम का मुख्य उपयोग धातु, विशेष रूप से निकल, तांबा और स्टेनलेस स्टील का उत्पादन करते समय एक कम करने वाले एजेंट के रूप में इसका उपयोग होता है। कैल्शियम और इसके हाइड्राइड का उपयोग क्रोम, थोरियम और यूरेनियम जैसे हार्ड-स्थापित धातुओं को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। लीड के साथ कैल्शियम मिश्र धातु बैटरी और असर मिश्र धातु में उपयोग किया जाता है। कैल्शियम ग्रैन्यूल का उपयोग इलेक्ट्रोकोम इंस्ट्रूमेंट्स से हवा के निशान को हटाने के लिए भी किया जाता है।

1. मेटलथर्मिया

दुर्लभ धातुओं को प्राप्त करते समय शुद्ध धातु कैल्शियम का व्यापक रूप से मेटलोथर्मिया में उपयोग किया जाता है।

2. मिश्र धातु डोपिंग

शुद्ध कैल्शियम का उपयोग लीड को डोपिंग करने के लिए किया जाता है, जो बैटरी प्लेटों के निर्माण पर है, एक छोटे से आत्म-निर्वहन के साथ रखरखाव स्टार्टर लीड-एसिड बैटरी। इसके अलावा, धातु कैल्शियम बीकेए के उच्च गुणवत्ता वाले कैल्शियम बेबबिट के उत्पादन पर है।

3. परमाणु संलयन

आइसोटोप 48सीए सुपरहेन तत्वों के उत्पादन और मेंडेलीवी तालिका के नए तत्वों के उद्घाटन के लिए कुशल और उपभोग करने वाली सामग्रियों में से एक है। यह इस तथ्य के कारण है कि कैल्शियम -48 जादू कोर से दोगुना है, इसलिए इसकी स्थिरता इसे प्रकाश कर्नेल के लिए पर्याप्त रूप से न्यूट्रॉन एन्हांसमेंट की अनुमति देती है; सुपरहियासेड नाभिक के संश्लेषण में, अतिरिक्त न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है।

। कैल्शियम यौगिकों

1. कैल्शियम ऑक्साइडकाओ (नेगेन चूना, नींबू नींबू, किफेल) सफेद अपवर्तक पदार्थ।

उच्च तापमान (900 ओ से ऊपर) पर चूना पत्थर या चाक भुना में प्राप्त किया गया से):

कैको।3 \u003d काओ + सह2

कैल्शियम ऑक्साइड गले वाली नींबू के गठन के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है और बड़ी मात्रा में गर्मी को हाइलाइट करता है:

काओ + एच।2 ओ \u003d सीए (ओह)2 + प्र।

2. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइडसीए (ओह) 2 - एक मजबूत आधार, पानी में थोड़ा घुलनशील।

सीए (ओह) 2 विभिन्न प्रकारों में उपयोग किया जाता है:

बालों वाली नींबू एक पतली ढीली पाउडर है, "पुशोनका", अगले काओ नींबू के लिए पानी की कार्रवाई से प्राप्त:

काओ + एच।2 ओ \u003d सीए (ओह)2

सीमेंट, पानी और रेत के साथ खतरनाक नींबू का कठिन मिश्रण निर्माण में उपयोग किया जाता है। जब हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, तो यह मिश्रण मजबूत करता है:

सीए (ओह)2 + कंपनी2 \u003d कैको।3 + एच।2 ओ

नींबू दूध - यह बालों वाली नींबू सीए (ओएच) के कणों का निलंबन है 2 नींबू के पानी में।

क्लोरीन नींबू प्राप्त करने के लिए, त्वचा लेने के लिए, चीनी उद्योग में, चीनी उद्योग में, पेड़ ट्रंक की कीटाणुशोधन में आनंद लेने के लिए उपयोग किया जाता है।

नींबू जल - सीए (ओएच) 2 का संतृप्त जलीय घोल

हवा से घोल कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के कारण शुद्ध है।

लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड के दीर्घकालिक संचरण के साथ, समाधान बन जाता है

घुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट के गठन के कारण पारदर्शी:

कैको।3 + कंपनी2 + एच।2 ओ \u003d सीए (एचसीओ)3 ) 2

प्रकृति में, यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं की ओर जाता है। जब एक ठंडी बारिश या नदी का पानी, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ संतृप्त होता है, जमीन के नीचे प्रवेश करता है और चूना पत्थर पर पड़ता है, तो उनका विघटन मनाया जाता है, और वही स्थान जहां कैल्शियम बाइकार्बोनेट के साथ संतृप्त पानी पृथ्वी की सतह पर जाता है और सूरज की रोशनी से गर्म होता है।

तो प्रकृति में बड़े पैमाने पर हस्तांतरण। नतीजतन, भारी असफलता भूमिगत, और सुंदर पत्थर "icicles" बन सकती है - गुफाओं में stalactites और stalagmites गठित होते हैं।

3. ब्लीचिंग पाउडर- एक मजबूत ऑक्सीडेंट है, जिसका मुख्य घटक नमक काक्ल है 2क्लोरीन के साथ सूखे हावेद नींबू के साथ बातचीत करते समय गठित:

सीए (ओह)2 + सीएल।2 \u003d काओक्ल2 + एच।2 ओ

क्लोरीन नींबू एक तेज गंध वाला एक सफेद पाउडर है, जो कार्बन डाइऑक्साइड की कार्रवाई के तहत गीली हवा में धीरे-धीरे विघटित होता है, जो क्लोरोथिक एसिड को हाइलाइट करता है:

2 सीएओसीएल2 + कंपनी2 + एच।2 ओ \u003d कैको।3 + CACL2 + 2hclo।

क्लोरोथिक एसिड के प्रकाश में विघटन:

2hclo \u003d 2hcl + o2

हाइड्रोक्लोरिक एसिड की क्लोरीन नींबू पर कार्रवाई के तहत, क्लोरीन जारी किया जाता है:

काक्ल2 + 2HCL \u003d CACL2 + सीएल।2 + एच2 ओ

यह क्लोरीन नींबू के whitening और कीटाणुशोधक गुणों पर आधारित है।

4. जिप्समकैसो। 4· 2 एच। 2ओ - प्राकृतिक कैल्शियम खनिज।

जब 150-180 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर वजन कम हो जाता है ¾ क्रिस्टलाइजेशन पानी और अलबस्टर या जला जिप्सम में जाता है।

2 कैसो।4 * 2 एच।2 ओ 2 कैसो।4 * एच।2 ओ + 3 एच।2 ओ

पानी के साथ मिश्रण करते समय, अलबास्टर जल्दी से ठोस हो जाता है, फिर से बदल जाता है

2 कैसो।4 * एच।2 ओ + 3 एच।2 ओ 2 कैसो।4 * 2 एच।2 ओ

जिप्सम की यह सुविधा विभिन्न वस्तुओं से कास्टिंग रूपों और अंधाओं के साथ-साथ प्लास्टरिंग और अन्य के लिए निर्माण में एक बाइंडर बनाने के लिए उपयोग की जाती है। जिप्सम का व्यापक रूप से जिप्सम पट्टियों के निर्माण के लिए दवा में उपयोग किया जाता है।

180 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्लास्टर हीटिंग करते समय, निर्जलीकरण जिप्सम (कैल्शियम एनहाइड्राइड, या डेड जिप्सम) बनता है, जो पानी को जोड़ने में सक्षम नहीं है।

कैसो।4 * 2 एच।2 ओ कैसो।4 + एच।2 ओ

कैल्शियम नमक जैसे CaCl2 क्लोराइड, CABR2 ब्रोमाइड, काई 2 आयोडाइड और सीए नाइट्रेट (NO3) 2 पानी में अच्छी तरह से घुलनशील हैं। पानी फ्लोराइड में अघुलनशील<#"justify">1. हाइड्राइड कैल्शियम

हाइड्रोजन वातावरण में कैल्शियम हीटिंग<#"justify">2. कैल्शियम ऑक्साइड

काओ कैल्शियम ऑक्साइड, अन्य तस्वीर-इनडोर धातुओं के ऑक्साइड के ठोस समाधान के हिस्से के रूप में<#"justify">3. ऑप्टिकल और लेजर सामग्री

कैल्शियम फ्लोराइड<#"justify">4. कैल्शियम कार्बाइड

कैल्शियम कार्बाइड<#"justify">कैल्शियम ऑक्साइड, दोनों फ्री फॉर्म में और सिरेमिक मिश्रणों की संरचना में अपवर्तक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

7. निर्माण सामग्री<#"justify">कैल्शियम यौगिकों (मुख्य रूप से कार्बोनेट या हाइड्रोकार्बोनेट) का उपयोग आर्क विद्युत वेल्डिंग में इलेक्ट्रोड कोटिंग के लिए किया जाता है। कैल्शियम यौगिकों का व्यापक रूप से पिघलने और वेल्डिंग धातुओं के लिए फ्लक्स तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

9. औषधीय उत्पाद<#"justify">कैल्शियम यौगिकों को व्यापक रूप से एंटीहिस्टामाइन के रूप में उपयोग किया जाता है।

·कैल्शियम क्लोराइड<#"justify">। जैविक भूमिका

कैल्शियम - सामान्य मैक्रोलेमेंट<#"312" src="doc_zip16.jpg" />

तालिका 1. कुछ भोजन में कैल्शियम सामग्री

खाद्य उत्पाद मात्रा कैल्शियम सामग्री उत्पाद की इस मात्रा में, मॉलोपोल और ग्राउंड उत्पाद पनीर - स्विस, रीयर्सकाया 50 ग्राम। 4 9 3 पनीर - और ठोस रूप, चेडर, कोल्बी, एडक, गौड 50 ग्राम। 353 दूध - संपूर्ण, 2%, 1% वसा सामग्री 1 ग्लास / 250 मिलीलीटर 315 क्रीम 1 कप / 250 मिलीलीटर 301 पनीर मोज़ेज़ारेला, एडजी, पनीर 50 26 9 दही - साधारण 1 कप / 175 एमएल 2 9 2 मोलियो - सूखी, पाउडर में 45 मिलीलीटर 15 9 आइस क्रीम 1/2 कप 9 3 पनीर - देहाती, मलाईदार 2%, 1% फैटी (कुटीर पनीर) 1/2 कप 87 एमएमए, मछली, कुक्कुट और अन्य सार्डिन उत्पाद, हड्डियों के साथ 8 छोटे 153 सामन, हड्डियों, डिब्बाबंद 1/2 बैंक (शुद्ध वजन 13 जी।) 153 बादाम 1/2 कप 200 तिल 1/2 कप 100 सेम - तैयार (बीन्स, ब्लू बीन्स, स्पॉटेड बीन्स) 1/2 कप 90 सोयाबीन बीन्स - पकाया 1 कप 175 चिकन - फ्राइड 90 ग्राम। 13 बीफ - फ्राइड 90 जी 7Hleb और अनाज दौर बुन 1/35 के साथ। 50 रोटी - सफेद और गेहूं 1 टुकड़ा / 30 ग्राम। 25fruits, और ब्रोकोली की सब्जियां - कच्चे रूप में 1/2 कप 38 संतरे 1 मध्यम आकार / 180 जी। 52 मध्य आकार केले / 175 जी 10 सलाद 2 बड़ी शीट 8 सूखे अंजीर 10 270 संयुक्त व्यंजन दूध सूप के साथ, एक चिकन क्रीम, मशरूम, टमाटर और ब्रोकोली 1 कप / 250 के रूप में सूप एमएल 18 9 उबला हुआ डिब्बाबंद बीन्स 1 कप / 250 मिलीलीटर 16 9

निष्कर्ष

कैल्शियम पृथ्वी पर सबसे आम तत्वों में से एक है।

कैल्शियम 1808 में अंग्रेजी केमिस्ट हम्फ्री डेवी द्वारा खोला गया था। उन्होंने खतरनाक नींबू और पारा ऑक्साइड के मिश्रण से इलेक्ट्रोलाइटिक मार्ग के साथ एक धातु कैल्शियम आवंटित किया।

178 9 में, ए लैवॉइसियर ने प्रस्तावित किया कि नींबू, मैग्नीशिया, बाइट, एल्युमिना और सिलिका - यौगिक पदार्थ।

प्रकृति में बहुत सारी प्रकृति है। फ्री फॉर्म नहीं होता है। पहाड़ों और मिट्टी के चट्टानों को कैल्शियम नमक से गठित किया जाता है, यह समुद्र और नदी के पानी में है। यह संगमरमर (चाक), अलबास्टर, प्लास्टर, फ्लोराइट, फॉस्फाइट, एपेटाइट और डोलोमाइट जैसे खनिजों का हिस्सा है।

कैल्शियम जीवित जीवों का भी हिस्सा है - सभी जानवरों और सब्जी ऊतकों में, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से कैल्शियम किसी व्यक्ति के हड्डी के ऊतक का हिस्सा है।

कैल्शियम दो तरीकों से प्राप्त किया जाता है:

1.Oversized चूने और एल्यूमीनियम के मिश्रण को गर्म करना।

2.दूसरी विधि, साथ ही साथ सभी धातु, इलेक्ट्रोलिसिस, इस मामले में, सीएसीएल 2 और केसीएल एक तरल तांबा-कैल्शियम कैथोड के साथ पिघल गया।

कैल्शियम एक नरम रासायनिक सक्रिय क्षारीय पृथ्वी धातु, चांदी-सफेद है।

कैल्शियम - विशिष्ट चुना गया वर्ग धातु<#"justify">1.I. Askarov के Gopirov "रसायन विज्ञान के मूलभूत सिद्धांत" राज्य वैज्ञानिक प्रकाशन घर "उजबेकिस्तान मिलली विश्वकोष" ताशकंद - 2013 पृष्ठ 347

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परिचय

कैल्शियम गुण और आवेदन

1 भौतिक गुण

2 रासायनिक गुण

3 आवेदन

कैल्शियम उत्पादन

1 इलेक्ट्रोलाइटिक कैल्शियम और इसके मिश्र धातु

2 थर्मल रसीद

कैल्शियम प्राप्त करने के 3 वैक्यूम थर्मल विधि

3.1 कैल्शियम वसूली की एल्यूमिनिरीमिक विधि

3.2 सिलिकोथर्मल कैल्शियम रिकवरी विधि

व्यावहारिक भाग

ग्रन्थसूची

परिचय

आवधिक mendeleev प्रणाली के रासायनिक तत्व II समूह, परमाणु संख्या 20, परमाणु वजन 40.08; चांदी-सफेद प्रकाश धातु। प्राकृतिक तत्व छह स्थिर आइसोटोप के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है: 40सीए, 42सीए, 43सीए, 44सीए, 46सीए I 48सीए, जिसमें से सबसे आम 40 सीए (9 6, 9 7%)।

सीए - चूना पत्थर, संगमरमर, जिप्सम (साथ ही चूना - चूना पत्थर फायरिंग उत्पाद) पहले से ही प्राचीन काल में निर्माण व्यवसाय में उपयोग किया गया था। 18 वीं शताब्दी के अंत तक, रसायनविदों ने एक साधारण शरीर के साथ चूना माना। 1789 में, ए लावजियर ने सुझाव दिया कि चूना, मैग्नीशिया, बाइट, एल्युमिना और सिलिका - यौगिक पदार्थ। 1808 में, डेवी, एक बुध कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलिसिस का खुलासा, बुध ऑक्साइड के साथ गीले खतरनाक नींबू का मिश्रण, अमलगम सीए तैयार किया गया, और इससे बहने वाला, एक धातु मिला, जिसे "कैल्शियम" कहा जाता है (लेट से। कैलक्स, बोर्न कैल्सी - नींबू)।

ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को बाध्य करने की कैल्शियम क्षमता ने इसे निष्क्रिय गैसों को शुद्ध करने और एक हेटर (गेटर - एक पदार्थ जो गैसों को अवशोषित करने और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में गहरी वैक्यूम बनाने और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में गहरी वैक्यूम बनाने की सेवा की।

कैल्शियम का उपयोग तांबे, निकल धातु विज्ञान, निकल, विशेष स्टील्स और कांस्य में किया जाता है; वे सल्फर, फास्फोरस, अतिरिक्त कार्बन की हानिकारक अशुद्धता को जोड़ते हैं। एक ही प्रयोजनों के लिए, सिलिकॉन, लिथियम, सोडियम, बोरॉन, एल्यूमिनियम के साथ कैल्शियम मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है।

कैल्शियम उद्योग में दो तरीकों से प्राप्त किया जाता है:

) वैक्यूम 0.01 में 1200 डिग्री सेल्सियस पर साओ और पाउडर अल के ब्रिकेटेड मिश्रण को गर्म करना - 0.02 मिमी। आरटी। सेंट; प्रतिक्रिया आइटम:

साओ + 2AL \u003d 3CAO · AL2O3 + 3ca

कैल्शियम जोड़े ठंडे सतह पर condonsigned हैं।

) एक तरल कॉपर-कैल्शियम कैथोड के साथ पिघल एसएएसएल 2 और केएसएल का इलेक्ट्रोलिसिस एक मिश्र धातु सीयू-सीए (65% सीए) के साथ तैयार किया गया है, जिससे कैल्शियम वैक्यूम 0.1 - 0.001 में 950 - 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर आसुत हो गया है मिमी।

) कैल्शियम कार्बाइड सीएसी 2 के थर्मल विघटन द्वारा कैल्शियम प्राप्त करने की एक विधि भी विकसित की जाती है।

विभिन्न यौगिकों के रूप में कैल्शियम प्रकृति में बहुत आम है। पृथ्वी की परत में, वह पांचवें स्थान पर है, 3.25% के लिए जिम्मेदार है, और अक्सर चूना पत्थर केको के रूप में होता है 3, डोलोमाइट कैको 3· एमजी कंपनी 3, कैसो जिप्सम 4· 2 एच। 2ओ, फॉस्फोराइट सीए 3(पो। 4)2 और प्लेटिकल प्लेव कैफ 2, सिलिकेट चट्टानों के हिस्से के रूप में कैल्शियम के महत्वपूर्ण हिस्से की गणना नहीं कर रहा है। समुद्री जल में, औसत 0.04% (वजन) कैल्शियम निहित है।

इस कोर्स में, कैल्शियम के गुणों और उपयोग का अध्ययन किया जाता है, साथ ही इसे प्राप्त करने के वैक्यूम थर्मल विधियों की सिद्धांत और तकनीक को विस्तार से माना जाता है।

. कैल्शियम गुण और आवेदन

.1 भौतिक गुण

कैल्शियम एक चांदी-सफेद धातु है, लेकिन हवा में अपनी सतह पर ऑक्साइड के गठन के कारण डंप करता है। यह प्लास्टिक धातु कठिन लीड है। क्रिस्टल सेल ?-फॉर्म सीए (सामान्य तापमान पर टिकाऊ) granetantrized घन, और \u003d 5,56 Å । परमाणु त्रिज्या 1.97 Å , आयन त्रिज्या सीए 2+, 1,04Å । घनत्व 1.54 ग्राम / सेमी 3(20 डिग्री सेल्सियस)। 464 डिग्री सेल्सियस प्रतिरोधी हेक्सागोनल से ऊपर ?-फार्म। टीपीएल 851 डिग्री सेल्सियस, टीकेआईपी 1482 डिग्री सेल्सियस; रैखिक विस्तार का तापमान अनुपात 22 · 10 -6 (0-300 डिग्री सेल्सियस); 20 डिग्री सेल्सियस 125.6 डब्ल्यू / (एम · के) या 0.3 काल / (सेमी · एस डिग्री सेल्सियस) पर थर्मल चालकता; विशिष्ट ताप क्षमता (0-100 डिग्री सेल्सियस) 623.9 जे / (केजी · के) या 0.149 कैल / (जी · डिग्री सेल्सियस); 20 डिग्री सेल्सियस 4.6 · 10 पर विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध -8 Om · m या 4,6 · 10 -6 ओम · सेमी; विद्युत प्रतिरोधी 4.57 · 10-3 (20 डिग्री सेल्सियस) का तापमान गुणांक। लोचदार मॉड्यूल 26 जीएन / एम 2 (2600 केजीएफ / मिमी 2); 60 mn / m की तन्य शक्ति 2 (6 केजीएफ / मिमी 2); लोचदार सीमा 4 mn / m 2 (0.4 केजीएफ / मिमी 2), उपज शक्ति 38 mn / m 2 (3.8 केजीएफ / मिमी 2); सापेक्ष लम्बाई 50%; ब्रिनेल कठोरता 200-300 एमएन / एम 2 (20-30 केजीएफ / मिमी 2)। कैल्शियम काफी उच्च शुद्धता प्लास्टिक, अच्छी तरह से दबाया, लुढ़का और इलाज योग्य काटने है।

1.2 रासायनिक गुण

कैल्शियम - सक्रिय धातु। तो सामान्य परिस्थितियों में, यह आसानी से हवा ऑक्सीजन और हलोजन के साथ बातचीत करता है:

सीए + ओ। 2 \u003d 2 काओ (कैल्शियम ऑक्साइड) (1)

सा + में 2 \u003d Savr। 2 (कैल्शियम ब्रोमाइड)। (2)

गर्म होने पर हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, ग्रे, फास्फोरस, कार्बन और अन्य गैर-धातु कैल्शियम प्रतिक्रिया करता है:

सीए + एन। 2 \u003d सान। 2 (कैल्शियम हाइड्राइड) (3)

सीए + एन। 2 \u003d सा 3एन 2 (कैल्शियम नाइट्राइड) (4)

सीए + एस \u003d एसएएस (कैल्शियम सल्फाइड) (5)

सा + 2 पी \u003d एसए 3आर 2 (कैल्शियम फॉस्फाइड) (6)

सीए + 2 सी \u003d सीएसी 2 (कैल्शियम कार्बाइड) (7)

ठंडे पानी के कैल्शियम धीरे-धीरे बातचीत करता है, और गर्म - बहुत ऊर्जावान के साथ, एसए (एचई) 2 का एक मजबूत आधार देता है :

Ca + 2 n 2O \u003d sa (वह) 2 + एन 2 (8)

एक ऊर्जावान घटाने वाले एजेंट होने के नाते, कैल्शियम कम सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड और हेलियस और हेलियंस को कम सक्रिय धातुओं से ले जा सकता है, यानी गुणों को कम करने के लिए:

सीए + एनबी। 2O5। \u003d साओ + 2 एनबी; (नौ)

CA + 2 NBSL 5 \u003d 5 SASL2। + 2 एनबी (10)

कैल्शियम हाइड्रोजन रिलीज के साथ एसिड के साथ जोरदार बातचीत कर रहा है, हेलोगेंस के साथ प्रतिक्रिया करता है, सूखे हाइड्रोजन के साथ हाइड्राइड सैन के गठन के साथ 2। जब ग्रेफाइट के साथ गर्म कैल्शियम, सीएसी कार्बाइड बनता है 2। कैल्शियम पिघला हुआ CaCl के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है 2 या वैक्यूम में एल्यूमिनोथर्मिक रिकवरी:

6sao + 2al \u003d 3ca + 3cao · al2 के बारे में 3 (11)

शुद्ध धातु का उपयोग सीएस, आरबी, सीआर, वी, जेडआर, वें, यू, यू, यू, यू, यू, डीओक्सिडेशन स्टील्स के लिए पुनर्स्थापित करने के लिए किया जाता है।

1.3 आवेदन

कैल्शियम सभी बढ़ते पाता है। विभिन्न उद्योगों में आवेदन। हाल ही में, इसने कई धातुओं को प्राप्त करने में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में बहुत महत्व प्राप्त किया है।

शुद्ध धातु। यूरेनियम यूरेनियम फ्लोराइड के धातु कैल्शियम की बहाली से प्राप्त किया जाता है। कैल्शियम या हाइड्राइड टाइटेनियम ऑक्साइड, साथ ही ज़िकोनियम ऑक्साइड, थोरियम, टैंटलम, नाइबियम, अन्य दुर्लभ धातुओं द्वारा बहाल किया जा सकता है।

कैल्शियम एक अच्छा deoxidizer और एक degasser है जब तांबा, निकल, क्रोमोनिकली मिश्र धातु, विशेष स्टील्स, निकल और टिन कांस्य का उत्पादन; यह धातुओं और मिश्र धातु, फास्फोरस, कार्बन से सल्फर को हटा देता है।

बिस्मुथ अपवर्तक यौगिकों के साथ कैल्शियम फॉर्म, इसलिए इसका उपयोग बिस्मुथ से नेतृत्व को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।

कैल्शियम विभिन्न प्रकाश मिश्र धातुओं में जोड़ा जाता है। यह पिंडों की सतह, बढ़िया अनाज और ऑक्सीकरण में कमी में सुधार करने में मदद करता है।

बहुत प्रचार में कैल्शियम असर मिश्र धातु शामिल हैं। केबल शैल के निर्माण के लिए लीड मिश्र धातु (0.04% सीए) का उपयोग किया जा सकता है।

तकनीक अग्रणी के साथ एंटीफ्रिक्शन मिश्र धातु कैल्शियम का उपयोग करती है। कैल्शियम खनिजों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसलिए, कैल्शियम कार्बाइड, सोडा, कास्टिक सोडा, क्लोरीन नींबू, उर्वरक, के उत्पादन के लिए रासायनिक उद्योग में, धातु विज्ञान (प्रवाह) में, नींबू, सीमेंट, सिलिकेट ईंट और सीधे निर्माण सामग्री के रूप में चूना पत्थर का उपयोग किया जाता है। चीनी, कांच का उत्पादन।

चाक, संगमरमर, आइसलैंडिक स्वाइप, प्लास्टर, फ्लोराइट, आदि का व्यावहारिक महत्व है। सोडियम और अन्य धातुओं के साथ कैल्शियम या कैल्शियम मिश्र धातु के ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को बांधने की क्षमता के कारण, महान गैसों की सफाई के लिए और वैक्यूम रेडियो उपकरणों में एक गेटटर के रूप में उपयोग किया जाता है। कैल्शियम का उपयोग हाइड्राइड प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है, जो क्षेत्र में हाइड्रोजन का स्रोत है।

2. कैल्शियम प्राप्त करना

कैल्शियम बनाने के लिए कई तरीके हैं, यह इलेक्ट्रोलाइटिक, थर्मल, वैक्यूम थर्मल है।

.1 इलेक्ट्रोलाइटिक प्राप्त कैल्शियम और इसके मिश्र धातु

विधि का सार इस तथ्य में निहित है कि कैथोड मूल रूप से पिघला हुआ इलेक्ट्रोलाइट से संबंधित है। संपर्क के स्थान पर, एक अच्छी तरह से गीले कैथोड एक तरल धातु की बूंद के साथ गठित किया जाता है, जो, कैथोड की धीमी और समान वृद्धि के साथ, इसे पिघल और फ्रीज से प्रदर्शित किया जाता है। साथ ही, जमे हुए बूंद को एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट फिल्म के साथ कवर किया गया है जो धातु को ऑक्सीकरण और नाइट्राइडिंग से बचाता है। कैल्शियम कैथोड को लगातार और सावधानी से उठाने से छड़ में खींच लिया जाता है।

2.2 थर्मल रसीद

कैल्शियम रासायनिक इलेक्ट्रोलाइटिक थर्मल

· क्लोराइड प्रक्रिया: प्रौद्योगिकी में कैल्शियम क्लोराइड पिघलने और निर्जलित करने, पिघलने वाली लीड, एक डबल पत्ता मिश्र धातु - सोडियम का उत्पादन, एक ट्रिपल मिश्र धातु लीड - सोडियम - कैल्शियम - कैल्शियम और लवण हटाने के बाद ट्रिपल मिश्र धातु नेतृत्व को कमजोर पड़ता है। समीकरण के अनुसार कैल्शियम क्लोराइड प्रतिक्रिया बहती है

सीएसीएल 2 + ना। 2पीबी। 5 \u003d 2nacl + pbca + 2pb (12)

· कार्बाइड प्रक्रिया: लीड-कैल्शियम मिश्र धातु प्राप्त करने का आधार समीकरण के अनुसार कैल्शियम कार्बाइड और पिघला हुआ नेतृत्व के बीच प्रतिक्रिया है

सीएसी 2 + 3pb \u003d pb3 सीए + 2 सी। (13)

2.3 कैल्शियम प्राप्त करने की वैक्यूम थर्मल विधि

वैक्यूम थर्मल फैशन के लिए कच्चे माल

कैल्शियम ऑक्साइड की थर्मल वसूली के लिए कच्ची सामग्री चूना पत्थर फायरिंग द्वारा प्राप्त नींबू है। कच्चे माल के लिए मूलभूत आवश्यकताएं निम्नानुसार हैं: चूने को क्लीनर के रूप में होना चाहिए और कैल्शियम, विशेष रूप से क्षार धातु और मैग्नीशियम के साथ धातु में स्थानांतरित करने और स्थानांतरित करने में सक्षम न्यूनतम अशुद्धताएं शामिल हैं। चूना पत्थर की गोलीबारी तब तक की जानी चाहिए जब तक कि कार्बोनेट अपघटन नहीं किया जाना चाहिए, लेकिन sintering से पहले नहीं, क्योंकि sintered सामग्री की अनावश्यकता कम है। जलाए गए उत्पाद को नमी और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण से संरक्षित किया जाना चाहिए ताकि उन्हें अवशोषित किया जा सके, जिसमें बहाली के दौरान आवंटन प्रक्रिया संकेतकों को कम कर देता है। चूना पत्थर की फायरिंग तकनीक और जलाए गए उत्पाद की प्रसंस्करण मैग्नीशियम के उत्पादन की सिलिकोथर्मिक विधि के लिए डोलोमाइट की प्रसंस्करण के समान है।

.3.1 कैल्शियम वसूली की एल्यूमिनिरीमिक विधि

कई धातुओं (चित्र 1) के ऑक्सीकरण की मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन की तापमान निर्भरता के आरेख में यह देखा जा सकता है कि कैल्शियम ऑक्साइड सबसे टिकाऊ और ऑक्साइड को पुनर्प्राप्त करने में मुश्किल है। इसे सामान्य रूप से अन्य धातुओं द्वारा पुनर्स्थापित नहीं किया जा सकता है - अपेक्षाकृत कम तापमान और वायुमंडलीय दबाव के साथ। इसके विपरीत, कैल्शियम स्वयं कई धातुओं और मिश्र धातुओं के लिए यौगिकों और एक डीओक्सिडाइज़र को पुनर्स्थापित करने के लिए अन्य कठिनता का एक उत्कृष्ट कम करने वाला एजेंट है। कैल्शियम कार्बोइड कार्बन की बहाली आमतौर पर कैल्शियम कार्बाइड के कारण असंभव है। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि कैल्शियम में भाप की अपेक्षाकृत उच्च लोच है, इसके ऑक्साइड को वैक्यूम एल्यूमीनियम, सिलिकॉन या उनके मिश्र धातुओं में प्रतिक्रिया के अनुसार बहाल किया जा सकता है

काओ + मुझे? Ca + Meo (14)।

व्यावहारिक अनुप्रयोग जबकि कैल्शियम प्राप्त करने के लिए केवल एक एल्यूमीनोथर्मिक विधि थी, क्योंकि सिलिकॉन की तुलना में साओ एल्यूमीनियम को पुनर्स्थापित करना बहुत आसान है। कैल्शियम ऑक्साइड एल्यूमीनियम की रासायनिक बहाली के मुद्दे पर विभिन्न विचार हैं। एल। पिडजेन और आई। एटकिंसन का मानना \u200b\u200bहै कि प्रतिक्रिया कैल्शियम मोनो एल्यूमिनेट के गठन के साथ आगे बढ़ती है:

Saa + 2аl \u003d saa · अल 2O3। + 3AS। (पंद्रह)

वी। ए। पज़ुहिन और ए। हां फिशर इंगित करते हैं कि प्रक्रिया तीन किलोग्राम एल्यूमिनेट के गठन के साथ आती है:

सा + 2аl \u003d 3sao · अल 2o। 3 + 3AS। (सोलह)

A. I. Vozyitsky के अनुसार, प्रतिक्रिया में प्रमुख पांच-राजकोषीय तीन एल्यूमीनियम का गठन है:

साओ + 6AL \u003d 5sao · 3AL 2O3। + 9. (17)

नवीनतम अध्ययन, ए। थाई और ए। I. Viozyitsky ने पाया कि एल्यूमिनोथर्मिक कैल्शियम वसूली कदमवाड़ आगे बढ़ती है। प्रारंभ में, कैल्शियम जेडएसएओ · एआई के गठन के साथ होता है 2ओ 3जो ZSAO · 3ai के गठन के साथ कैल्शियम ऑक्साइड और एल्यूमीनियम के साथ प्रतिक्रिया करता है 2ओ 3। प्रतिक्रिया निम्नलिखित योजना से आगे बढ़ती है:

साओ + 6AL \u003d 2 (3sao · अल 2ओ 3) + 2 एसएओ + 2AL + 6s

(3so · अल 2ओ 3) + 2 एसएओ + 2AL \u003d 5sao · 3al 2o। 3+ 3 एस।

काओ + 6 ए 1 \u003d 5 एसएओ · 3 एएल 2o। 3+ 9.

चूंकि ऑक्साइड की कमी वाष्प कैल्शियम की रिहाई के साथ होती है, और शेष प्रतिक्रिया उत्पाद एक संघनित राज्य में होते हैं, इसलिए इसे ठंडा भट्ठी वर्गों में आसानी से अलग करना और सख्त करना संभव है। कैल्शियम ऑक्साइड की वैक्यूम थर्मल वसूली के लिए आवश्यक बुनियादी स्थितियां उच्च तापमान और सिस्टम में कम अवशिष्ट दबाव हैं। निम्नलिखित कैल्शियम वाष्प के तापमान और संतुलन लोच के बीच निर्भरता है। तापमान के लिए गणना की गई नि: शुल्क प्रतिक्रिया ऊर्जा (17) 1124-1728 डिग्री कश्मीर व्यक्त किया गया है

एफ टी \u003d 184820 + 6.95 टी -12.1 टी एलजी टी।

इसलिए कैल्शियम की एक जोड़ी (एमएम एचजी कला) की समेकन की लोच की लघुगणि निर्भरता

एलजी पी \u003d 3.5 9 - 4430 \\ टी।

एल। पिडजेन और आई। एटकिंसन ने कैल्शियम की एक जोड़ी की प्रयोगात्मक संतुलन लोच को निर्धारित किया। कैल्शियम ऑक्साइड एल्यूमीनियम की कमी की प्रतिक्रिया का एक पूर्ण थर्मोडायनामिक विश्लेषण I. I. Matveenko द्वारा किया गया था, जिसने कैल्शियम वाष्पों के संतुलन दबाव की निम्नलिखित तापमान निर्भरता दी:

एलजी पी। सीए (1) \u003d 8.64 - 12 9 30 \\ टी मिमी एचजी।

एलजी पी। सीए (2) \u003d 8.62 - 11780 \\ टी मिमी एचजी।

एलजी पी। सीए (3। )\u003d 8.75 - 12500 \\ टी मिमी आरटी।

गणना और प्रयोगात्मक डेटा तालिका में मैप किया जाता है। एक।

तालिका 1- सिस्टम में कैल्शियम वाष्पों की संतुलन लोच में परिवर्तन पर तापमान का प्रभाव (1), (2), (3), (3), मिमी एचजी।

सिस्टम में तापमान rejuvenated डेटा (1) (2) (3) (3) )1401 1451 1500 1600 17000,791 1016 - - -0,37 0,55 1,2 3,9 11,01,7 3,2 5,6 18,2 492,7 3,5 4,4 6,6 9,50,66 1,4 2,5 8,5 25,7

दिए गए डेटा से, यह स्पष्ट है कि सबसे अनुकूल स्थितियों में सिस्टम (2) और (3) या (3) या (3 ") में इंटरैक्शन हैं। यह कैल्शियम ऑक्साइड, ढेर एल्यूमीनियम के संचय के शेष में अवलोकन करता है। ढेर एल्यूमीनियम और तीन किलोग्राम एल्यूमिनेट का प्रभुत्व है।

संतुलन लोच पर डेटा से पता चलता है कि कैल्शियम ऑक्साइड एल्यूमीनियम की कमी 1100-1150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संभव है। व्यावहारिक रूप से स्वीकार्य प्रतिक्रिया गति प्राप्त करने के लिए, प्रणाली में अवशिष्ट दबाव संतुलन पी से कम होना चाहिए। बराबरी का , यानी इसे असमानता देखी जानी चाहिए बराबरी का \u003e आर। ओस्टर और प्रक्रिया लगभग 1200 डिग्री के तापमान पर किया जाना चाहिए। अध्ययनों में पाया गया कि 1200-1250 डिग्री के तापमान पर, उच्च उपयोग (70-75% तक) और एल्यूमीनियम की कम विशिष्ट खपत (लगभग 0.6-0.65 किलो प्रति किलो कैल्शियम) तक पहुंच गई है।

रासायनिक प्रक्रिया की उपर्युक्त व्याख्या के अनुसार, इष्टतम संरचना प्रभारी है, जो अवशेष 5 एसएओ 3 एएल में शिक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है 2ओ 3। एल्यूमीनियम के उपयोग की डिग्री बढ़ाने के लिए, कुछ अतिरिक्त कैल्शियम ऑक्साइड देने के लिए उपयोगी होता है, लेकिन बहुत बड़ा नहीं (10-20%), अन्यथा यह अन्य प्रक्रिया संकेतकों पर प्रतिकूल प्रभाव डालेगा। कणों से 0.8-0.2 मिमी से शून्य से एल्यूमीनियम की पीसने की डिग्री में वृद्धि के साथ 0.07 मिमी (वी ए पाज़ुखिन और ए या ए। फिशर के अनुसार), प्रतिक्रिया में एल्यूमीनियम का उपयोग 63.7 से 78% तक बढ़ता है।

एल्यूमीनियम उपयोग चार्ज ब्रिकेटिंग मोड को भी प्रभावित करता है। चूने और पाउडर एल्यूमीनियम के मिश्रण को बाइंडर्स के बिना ब्रिकेट किया जाना चाहिए (वैकु में गैसों को अलग करने से बचने के लिए) 150 किलो / सेमी के दबाव पर 2। निचले दबाव के साथ, एल्यूमीनियम का उपयोग अनावश्यक छिद्रपूर्ण ब्रिकेट्स में पिघला हुआ एल्यूमीनियम के परिसमापन के कारण घटता है, और खराब गैस पारगम्यता के कारण उच्च दबाव पर। पूर्णता और वसूली की गति भी रिटॉर्ट में ब्रिकेट बिछाने की घनत्व पर निर्भर करती है। अंतराल के बिना उन्हें बिछाने पर, जब पूरे पिंजरे की गैस पारगम्यता छोटी होती है, तो एल्यूमीनियम का उपयोग काफी कम हो जाता है।

चित्रा 2 - एक वैक्यूम थर्मल विधि के साथ कैल्शियम उत्पादन योजना।

एल्यूमिनियम-थर्मल प्रौद्योगिकी प्रौद्योगिकी

एल्यूमिनोथेरम द्वारा कैल्शियम के उत्पादन के लिए तकनीकी योजना अंजीर में दिखाया गया है। 2. एक चूना पत्थर कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, एक कम करने वाले एजेंट के रूप में - प्राथमिक (बेहतर) या माध्यमिक एल्यूमीनियम से पकाया गया एक एल्यूमीनियम पाउडर। एल्यूमीनियम एक कम करने वाले एजेंट के साथ-साथ कच्चे माल के रूप में लागू होता है, आसानी से अस्थिर धातुओं की अशुद्धता नहीं होनी चाहिए: मैग्नीशियम, जस्ता, क्षार, आदि, वाष्पीकरण करने और संघनित करने में सक्षम होना चाहिए। माध्यमिक एल्यूमीनियम के ब्रांड चुनते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

कैनन (कनेक्टिकट) में नींबू कंपनी के नए इंगलैंड किसान में संयुक्त राज्य अमेरिका में एस लुमिस और पी। स्टाफ के विवरण के अनुसार, कैल्शियम एल्यूमीन्यमाल द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसका उपयोग निम्नलिखित विशिष्ट संरचना को नींबू करने के लिए किया जाता है,%: 97.5 साओ, 0.65 एमजीओ, 0.7sio 20.6 Fe। 2ओज़ + एलोस, 0.0 9 ना 2ओ + के। 2ओ, 0.5 आराम। जलाए गए उत्पाद एक केन्द्रापसारक विभाजक के साथ रैमंड मिल पर पीस रहे हैं, पीसने की पतलीपन (60%) माइनस 200 जाल है। एक कम करने वाले एजेंट के रूप में, एल्यूमीनियम धूल का उपयोग एल्यूमीनियम पाउडर के उत्पादन में किया जाता है। ड्रम से बंद बंकरों और एल्यूमीनियम से बेक्ड चूना खुराक के तराजू और फिर मिक्सर में जाती है। एक सूखे तरीके से मिश्रण को मिश्रित करने के बाद। उल्लिखित संयंत्र में, कैल्शियम को रिटॉर्ट फर्नेस में पुनर्स्थापित किया गया है, जो पहले सिलिकोथर्मिक विधि (चित्र 3) द्वारा मैग्नीशियम का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता था। भट्टियों को जनरेटर गैस द्वारा गरम किया जाता है। प्रत्येक भट्टी में गर्मी प्रतिरोधी स्टील से 20 क्षैतिज प्रतिशोध होता है जिसमें 28% एसजी और 15% नी होता है।

चित्रा 3- कैल्शियम के लिए पुनरावृत्ति ओवन

लम्बाई लंबाई 3 मीटर, व्यास 254 मिमी, दीवार मोटाई 28 मिमी। रिकवरी रिटॉर्ट के गर्म हिस्से में होती है, और कूल्ड एंड में संक्षेपण भाषण से निकलती है। ब्रिकेट्स को पेपर बैग में रिटॉर्ट में पेश किया जाता है, फिर कंडेनसर और रिटॉर्ट डाला जाता है। वायु पंपिंग चक्र की शुरुआत में यांत्रिक वैक्यूम पंप द्वारा किया जाता है। फिर प्रसार पंप कनेक्ट करें और अवशिष्ट दबाव 20 वर्ग मीटर तक कम हो गया है।

रिटॉर्ट्स को 1200 डिग्री तक गरम किया जाता है। 12 घंटे के बाद। लोड होने के बाद, retorts खुला और अनलोड। परिणामी कैल्शियम में स्टील आस्तीन की सतह पर जमा बड़े क्रिस्टल के घने द्रव्यमान से खोखले सिलेंडर का आकार होता है। कैल्शियम में मुख्य अशुद्धता मैग्नीशियम है, जिसे मुख्य रूप से बहाल किया जाता है और मुख्य रूप से आस्तीन के नजदीक परत में केंद्रित होता है। औसतन, अशुद्धियों की सामग्री है; 0.5-1% मिलीग्राम, लगभग 0.2% अल, 0.005-0.02% एमएन, 0.02% एन तक, अन्य अशुद्धता - सी, पीएल, जेएन, एनआई, एसआई, एफई - 0.005-0.04% के भीतर होता है। ए। यू क्रमशः 4.35 किलो और विशिष्ट बिजली की खपत 14 किलो \\ h धातु के 1 किलो।

मैग्नीशियम अशुद्धता के अपवाद के साथ परिणामी धातु, अपेक्षाकृत उच्च शुद्धता से प्रतिष्ठित किया गया था। औसतन, इसमें अशुद्धता की सामग्री थी: 0.003-0.004% एफई, 0.005-0.008% एसआई, 0.04-0.15% एमएन, 0.0025-0.004% सीयू, 0.006-0.00 9% एन, 0.25% अल।

2.3.2 सिलिकोथर्मल रिकवरी विधि कैल्शियम

बहुत मोहक एक सिलिकोथर्मिक विधि है; Restorener - Ferosilization, अभिकर्मक एल्यूमीनियम की तुलना में काफी सस्ता है। हालांकि, सिलिकोथर्मिक प्रक्रिया एल्यूमीनोथर्मल की तुलना में लागू करना अधिक कठिन है। कैल्शियम ऑक्साइड सिलिकॉन की बहाली समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है

साओ + si \u003d 2sao · sio2 + 2 एस। (अठारह)

मुक्त ऊर्जा की मात्रा द्वारा गणना कैल्शियम जोड़ी की समतोल लोच यह है:

° C1300140015001600R, एमएम आरटी। St0,080,150,752.05

नतीजतन, वैक्यूम में 0.01 मिमी एचजी। कला। कैल्शियम ऑक्साइड की कमी 1300 डिग्री के तापमान पर थर्मोडायनामिक रूप से संभव है। लगभग एक स्वीकार्य गति सुनिश्चित करने के लिए, प्रक्रिया 1400-1500 डिग्री के तापमान पर की जानी चाहिए।

कुछ हद तक आसान है सिलिकोल्यूमीनियम के साथ कैल्शियम ऑक्साइड की कमी की प्रतिक्रिया, जिसमें एल्यूमीनियम और सिलिकॉन मिश्र धातु एजेंटों को कम करने के रूप में कार्य करते हैं। प्रयोगों में पाया गया कि पहले एल्यूमीनियम की बहाली प्रचलित है; और प्रतिक्रिया बीएसएओ 3 एएल के अंतिम गठन के साथ आगे बढ़ती है 2ऊपर निर्धारित योजना के अनुसार (चित्र 1)। सिलिकॉन की वसूली उच्च तापमान पर महत्वपूर्ण हो जाती है जब अधिकांश एल्यूमीनियम अभिकर्मक ने प्रतिक्रिया व्यक्त की; प्रतिक्रिया 2CAO · SIO के गठन के साथ आगे बढ़ती है 2. सारांश रूप में, सिलिकल्यूमिनिया के साथ कैल्शियम ऑक्साइड की कमी की प्रतिक्रिया निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:

एमएसआई + पी अल + (4 एम +2 ?) साओ \u003d एम (2 एसएओ · सायो 2) + ?n (5so · अल 2O3। ) + (2 एम +1, 5 एन) एसए।

अनुसंधान ए यू। थाई और ए I. Viozyitsky ने पाया कि कैल्शियम ऑक्साइड 75% फेरोसिलिसिया को 400-1450 डिग्री के तापमान पर 0.01-0.03 मिमी आरटी के तापमान पर 50-75% के साथ 75% फेरोसिलिसिया से कम कर दिया गया है। सेंट; सिलिकोल्यूमिनियम 60-30% सी और 32-58% अल (बाकी आयरन, टाइटेनियम इत्यादि) युक्त, कैल्शियम ऑक्साइड को तापमान पर 70% के धातु आउटलेट के साथ पुनर्स्थापित करता है 1350-1400 डिग्री वैक्यूम 0.01-0.05 मिमी आरटी में । कला। अर्ध-फेड स्केल में प्रयोगों ने फेरोसिलसाइड और सिलिकोल्यूमीनियम की नींबू पर कैल्शियम प्राप्त करने की प्रमुख संभावना साबित की। मुख्य हार्डवेयर अस्तर की इस प्रक्रिया की स्थितियों में खंभे का चयन है।

इस समस्या को हल करते समय, विधि को उद्योग में लागू किया जा सकता है। कैल्शियम कार्बाइड अपघटन धातु कैल्शियम अपघटन कैल्शियम कार्बाइड प्राप्त कर रहा है

SAS2। \u003d सीए + 2 सी

इसे वादा करने के तरीकों के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए। उसी समय, ग्रेफाइट को दूसरे उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। वी। माउडले, ई। मोसर, और वी। ट्रेडेवल थर्मोकेमिकल डेटा से कैल्शियम कार्बाइड गठन की निःशुल्क ऊर्जा की गणना, स्वच्छ कैल्शियम कार्बाइड पर कैल्शियम भाप की लोच के लिए निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त हुई:

सीए। \u003d 1.35 - 4505 \\ टी (1124-1712 डिग्री के),

एलजीपी। सीए। \u003d 6.62 - 13523 \\ टी (1712-2000 डिग्री के)।

जाहिर है, तकनीकी कार्बाइड कैल्शियम इन अभिव्यक्तियों से इस प्रकार काफी उच्च तापमान के साथ विघटित करता है। वही लेखक वैक्यूम 1 मिमी एचजी में 1600-1800 डिग्री पर कॉम्पैक्ट टुकड़ों में कैल्शियम कार्बाइड के थर्मल अपघटन की रिपोर्ट करते हैं। कला। ग्रेफाइट की रिहाई 94% थी, कैल्शियम रेफ्रिजरेटर पर घने फ्लाई के रूप में प्राप्त किया गया था। ए एस मिकुलिंस्की, एफ एस मॉरी, आर। श्री कला। 1630-1750 डिग्री के तापमान पर। परिणामी ग्रेफाइट Assonian बड़े अनाज, अधिक बिजली चालकता और कम थोक वजन से अलग है।

3. व्यावहारिक हिस्सा

मैग्नीशियम क्लोराइड के साथ पोषण पोषण के दौरान 100 केए की ताकत के लिए एक इलेक्ट्रोलिज़र से दैनिक मैग्नीशियम लिफ्टिंग 960 किलोग्राम के लिए जिम्मेदार है। इलेक्ट्रोलिज़र 0.6 वी की चुनौती पर वोल्टेज निर्धारित करें:

)कैथोड पर वर्तमान आउटपुट;

)प्रति दिन प्राप्त क्लोरीन की मात्रा, बशर्ते कि एनोड पर वर्तमान उपज सीटीओडीई पर वर्तमान आउटपुट के बराबर है;

)दैनिक भरण एमजीसीएल 2 इलेक्ट्रोलाइज़र में, प्रदान की गई कि एमजीसीएल का नुकसान 2 वे मुख्य रूप से कीचड़ और अव्यवस्था के साथ होते हैं। एमजीसीएल युक्त 1 टी एमजी की प्रतिलिपि 0.1 की मात्रा 2 अकेले 50% में। 1T मिलीग्राम प्रति 0.05 टन की राशि। मैग्नीशियम की संरचना क्लोराइड डाला,%: 92 एमजीसीएल 2 और 8 NaCl।

.कैथोड पर वर्तमान आउटलेट निर्धारित करें:

म। आदि \u003d मैं · ? · क। एमजी। · ?

?\u003d एम। आदि \\ मैं · ?· क। एमजी। \u003d 960000 \\ 100000 · 0.454 · 24 \u003d 0,881 या 88.1%

.प्रति दिन प्राप्त सीएल की संख्या निर्धारित करें:

x \u003d 960000g \\ 24 g \\ mol \u003d 40000 mol

वॉल्यूम में स्थानांतरण:

x \u003d 126785.7 m3

3.ए) शुद्ध एमजीसीएल खोजें 2, 960 किलो एमजी के उत्पादन के लिए।

x \u003d 95 · 960 \\ 24,3 \u003d 3753 किलो \u003d 37.53 टन।

बी) कीचड़ के साथ नुकसान। मैग्नीशियम इलेक्ट्रोलिजर्स की संरचना से,%: 20-35 एमजीओ, 2-5 मिलीग्राम, 2-6 एफई, 2-4 एसआईओ 20.8-2 टीओओ। 20.4-1.0 सी, 35 एमजीसीएल 2 .

किलो - 1000 किलो

म। एसएचएल \u003d 960 किलो - प्रति दिन कीचड़ का वजन।

प्रति दिन 96 किलो कीचड़: 96 · 0.35 (एमजीसीएल 2) कीचड़ के साथ)।

सी) VAGAS के साथ नुकसान:

किलो - 1000 किलो

केजी ऑफ सब्लिम्स: 48 · 0.5 \u003d 24 किलो एमजीसीएल Vygami के साथ 2।

आपको एमजी डालना होगा:

33,6 + 24 \u003d 3810.6 किलो एमजीसीएल 2 दिन में।

ग्रन्थसूची

मेटलर्जी III की मूल बातें

<#"justify"> धातु विज्ञान अल और एमजी। Vetyukov एमएम, ChickLockov A.M.

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