Как получают кальций

Тема: «КАЛЬЦИЙ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ»

Цели:

  • Образовательная: изучение соединений кальция, их значения и применения;
  • развивающая: развитие познавательной активности;
  • воспитательная: расширение кругозора учащихся.

Ход урока

Мы много говорим о значении той или иной науки в жизни, но иногда затрудняемся ответить на вопрос: где могут пригодиться в жизни знания по данной теме. Сегодня мы попытаемся решить эту проблему.

Кальций – химический элемент.

Это элемент 4 периода, 2 группы, главной подгруппы. На внешнем энергетическом уровне у него 2 спаренных «эс» электрона, валентность 2, степень окисления +2, относительная атомная масса 40 атомных единиц массы.

Содержание в земной коре 3.6%. Название элемента происходит от латинского слова «калькс», которым обозначали не только известняк, мел, мрамор, где кальций есть, но и многие другие легкообрабатываемые минералы, где кальция могло и не быть.

Кальций был открыт в 1808 г.Получил кальций методом электролиза учёный Г.Дэви.

Кальций – простое вещество.

Са – щелочноземельный металл, активно взаимодействует с водой, образуя щёлочь(опыт: вода, фенолфталеиновый, кальций).

Нахождение кальция в природе, в живых организмах и его значение.

Природный кальций – смесь стабильных изотопов. Наиболее распространен кальций – 40 (96.97%).

Основные природные соединения – известняк, мрамор, гипс, в гидросфере его содержится 0,4%. Минералы кальция: кальцит, исландский шпат и аргонит СаСО3 , ангидрид Са SO4, гипс, флюорид (плавиковый шпат) – широко распространены. Круговороту способствует выветривание известковых отложений. В живых организмах кальций также играет большую роль. Так, у человека он участвует в процессе свертывания крови, образовании кровяного сгустка – тромба. Имеет много других значений. В организме человека массой 70 кг масса кальция составляет 1 кг 700г. Входит в состав зубов, костей, тканей и органов.

Кальций входит в состав зубов. Зуб состоит из 3-х частей: коронки, шейки, корня. Зуб покрыт эмалью. Зубы под воздействием вредных условий могут портиться, возникает кариес, зубной камень, воспаление. Чтобы избежать этого, необходимо соблюдать меры гигиены: чистка, полоскание. Раньше зубы чистили зубными порошками, содержащими из абразивного материала мела. Но природный мел состоит из раковин моллюсков, поэтому вызывает царапины на эмали. Сейчас применяют зубные пасты. Их состав: абразивные, связывающие, пенообразующие вещества, загустители.

Кальция много не только в неживой природе: он входит в состав тканей организма, поэтому необходимо постоянно пополнять его запас. Кальция много в молоке, твороге и других молочных продуктах. Суточная потребность в кальции у человека – 800мкг/сутки или 0,5 литра молока или 100 г. сыра. Детям необходимо 1,5 – 2 г/сутки. При недостатке кальция кости становятся хрупкими, ломкими, может возникнуть заболевание – рахит.
Продукт (100г.)
— кунжут 1000- сыр 1000- творог 150- молоко (кефир) 120- сметана 100- фасоль 150
— петрушка 130- миндаль 254- фундук 170
Кальций.
Взметнулись ввысь ажурные громады
Кирпичной кладки стройные ряды,
Вот в облицовке поражает мрамор
Оттенков нежностью своих
Расцвеченный моллюска панцирь,
Коралл, ракушки завиток –
Все это многоликий кальций,
Ему в строительстве почет.
Животным он каркас надежный
В соединениях дает.
И поражает облицовкой
Он нас на станциях метро.
И если кальций ниже нормы
Окажется у нас в крови
Кровотечением опасным
Даже царапина грозит.
В земной коре его немало,
В достатке гипс и известняк.
Слагают горы мел и мрамор,
В морской воде он и в костях.

Кальций является компонентом многих парфюмерных изделий (кремов, пудр, паст). Но сегодня мне хочется сказать о средствах ухода за волосами. Соединения кальция придают воде жесткость. Они не только оседают на стенках трубопроводов, образуя накипь, но и мешают воспользоваться мылом для стирки и мытья. Мыло в такой воде плохо пенится, образуются хлопья. Расход мыла при стирке повышается на 25-30%. Мало растворимые соли кальция и магния оседают на ткани, делая ее грубой, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Она быстрее изнашивается, рвется. А при мытье головы делают волосы липкими и ломкими. Поэтому для стирки в жесткой воде лучше применять синтетические моющие средства, а для мытья гели и шампуни.

Соединения кальция.
СаО – оксид кальция или негашеная извасть, получают его разложением известняка: СаСО3=СаО + СО2 – это оксид щелочноземельного металла, поэтому он активно взаимодействует с водой: СаО + Н2О = Са(ОН)2
Са(ОН)2 – гидроксид кальция или гашеная известь, поэтому реакция СаО + Н2О = Са(ОН)2 называется гашением извести. Если раствор профильтровать, получается известковая вода – это раствор щелочи, поэтому он изменяет окраску фенолфталеина в малиновый цвет.

Широко в строительстве применяется гашеная известь. Ее смесь с песком и водой — хороший связывающий материал. Под действием углекислого газа смесь отвердевает Са(ОН)2+ CO2 = СаСОз +Н2О.

Одновременно часть песка и смеси превращается в силикат Ca(OH)2+SiO2 = CaSiO3+H2O.

Уравнения Са (ОН)2 + СО2 = СаСО2 +Н2О и СаСО3 +Н2О + СО2 = Са(НСО3)2 играют большую роль в природе и в формировании облика нашей планеты. Углекислый газ в образе ваятеля и зодчего создает подземные дворцы в толщах карбонатных пород. Он способен под землей перемещать сотни и тысячи тонн известняка. По трещинам в горных породах вода, содержащая растворенный в ней углекислый газ, попадает в толщу известняка, образуя полости — кастровые пещеры. Гидрокарбонат кальция существует только в растворе. Грунтовые воды перемещаются в земной коре, испаряя в подходящих условиях воду: Са(НСОз)2 = СаСОз + Н2О + СО2,так образуются сталактиты и сталагмиты, схема образования которых предложена известным геохимиком А.Е. Ферсманом. Очень много кастровых пещер в Крыму. Их изучением занимается наука спелеология.

Применяется в строительстве карбонат кальция СаСОз — это мел, известняк, мрамор. Все вы видели наш железнодорожный вокзал: он отделан белым мрамором, привезенным из-за границы.
опыт: дуть через трубку в раствор известковой воды, она мутнеет.
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О

Приливает к образовавшемуся осадку уксусную кислоту, наблюдается вскипание, т.к.

выделяется углекислый газ.

СаСО3 +2СН3СООН = Са(СН3СОО)2 +Н2О +СО2

СКАЗКА О БРАТЬЯХ КАРБОНАТАХ.

На земле живут три брата
Из семейства Карбонатов.
Старший брат — красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
Строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом,
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
Как рисует, посмотри,
Этот СаСО3!
Любят братья порезвиться,
В жаркой печке прокалиться,
СаО да СО2 образуются тогда.
Это углекислый газ,
Каждый с ним знаком из вас,
Выдыхаем мы его.
Ну, а это СаО —
Жарко обожжённая ИЗВЕСТЬ НЕГАШЁНАЯ.
Добавляем к ней воды,
Тщательно мешая,
Чтобы не было беды,
Руки защищаем,
Круто замешённая ИЗВЕСТЬ, но ГАШЁНАЯ!
Известковым молоком
Стены белятся легко.
Светлый дом повеселел,
Превратив извёстку в мел.
Фокус-покус для народа:
Стоит лишь подуть сквозь воду,
Как она легко-легко
Превратилась в молоко!
А теперь довольно ловко
Получаю газировку:
Молоко плюс уксус. Ай!
Льётся пена через край!
Всё в заботах, всё в работе
От зари и до зари –
Эти братья Карбонаты,
Эти СаСО3!
Повторение:CaO – оксид кальция, негашеная известь;
Ca(OH)2 – гидроксид кальция (гашеная известь, известковая вода, известковое молоко в зависимости от концентрации раствора).
Общее – одна и та же химическая формула Са(ОН)2. Отличие: известковая вода – прозрачный насыщенный раствор Са(ОН)2, а известковое молоко – это белая взвесь Са(ОН)2 в воде.
CaCl2 — хлорид кальция, хлористый кальций;
CaCO3 – карбонат кальция, мел, мрамор ракушечник, известняк.
Л/Р: коллекции. Далее демонстрируем коллекцию имеющихся в школьной лаборатории минералов: известняк, мел, мрамор, ракушечник.
CaS04 ∙ 2H20 — кристаллогидрат сульфата кальция, гипс;
CaCO3- кальцит, карбонат кальция входит в состав многих минералов, которые покрывают на земле 30 млн км2.

Самый важный из этих минералов – известняк. Ракушечники, известняки органического происхождения. Он идет на производство цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести, в металлургии. Известняк – это основа строительной индустрии, из него делают многие строительные материалы.

Мелэто не только зубной порошок и школьный мел. Это и ценная добавка при производстве бумаги (мелованная – высшего качества) и резины; в строительстве и ремонте зданий – в качестве побелки.

Мрамор – плотная кристаллическая порода. Есть цветной – белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в различные цвета. Чистый белый мрамор встречается редко и в основном идет на работу скульпторам (статуи Микеланджело, Родена. В строительстве цветной мрамор используют как облицовочный материал (Московское метро) или даже в качестве основного строительного материала дворцов (Тадж-Махал).

В мире интересного «МАВЗОЛЕЙ “Тадж-Махал”»

Шах – Джахан из династии Великих Моголов держал в страхе и повиновении едва ли не всю Азию. В 1629 году умерла Мумзат-Махал, любимая жена Шах-Джахана в 39 лет во время родов в походе (это был их 14 ребенок, причем все были мальчики). Она была необыкновенно красива, светла, умна, император во всем ее слушался. Перед смертью она просила мужа построить гробницу, заботится о детях, не жениться. Опечаленный царь посланцев своих отправил во все большие города, столицы соседних государств – в Бухару, Самарканд, Багдад, Дамаск, чтобы разыскать и пригласить лучших мастеров – в память о жене царь решил возвести лучшее в мире здание. Одновременно гонцы отправили в Агру (Индия) планы всех лучших сооружений Азии и лучшие строительные материалы. Везли даже из России и Урала малахит. Главные каменщики приехали из Дели и Кандагара; архитекторы – из Стамбула, Самарканда; декораторы – из Бухары; садоводы – из Бенгалии; художники – из Дамаска и Багдада, а руководил всем известный мастер Устад-Иса.

Совместными усилиями за 25 лет было построено меломраморное сооружение в окружении зеленых садов, голубых фонтанов и мечети из красного песчаника. 20000 рабов возводили это чудо 75 м (с25-этажный дом). Неподалеку хотел построить второй мавзолей из черного мрамора для себя, но не успел. Его сверг с престола родной сын (2-ой, причем он же убил и всех своих братьев).

Последние годы жизни правитель и повелитель Агры провел, смотря из узкого окошка своей темницы. 7 лет так отец любовался своим творением. Когда отец ослеп, сын сделал ему систему зеркал, чтобы отец мог любоваться мавзолеем. Похоронен он был в Тадж-Махале, рядом со своей Мумтаз.

Входящие в мавзолей видят кенотафы — ложные гробницы. Места вечного упокоения великого хана и его жены находятся внизу, в подвале. Там все инкрустировано драгоценными камнями, которые светятся, будто живые, а ветви сказочных деревьев, переплетаясь с цветами, причудливыми узорами украшают стены гробницы. Обработанные лучшими резчиками бирюзово-голубые лазуриты, зелено-черные нефриты и красные аметисты воспевают любовь Шах-Джахала и Мумзат-Махал.

Ежедневно в Агру спешат туристы, желающие увидеть истинное чудо света – мавзолей Тадж-Махал, будто парящий над землей.

CaCO3– это строительный материал наружного скелета моллюсков, кораллов, ракушек и др., скорлупы яиц. (иллюстрации илиЖивотные кораллового биоценоза” и показ коллекции морских кораллов, губок, ракушечника).

Химия — Кальций — Применение

01 марта 2011
Оглавление:
1. Кальций
2. История и происхождение названия
3. Нахождение в природе
4. Получение
5. Применение
6. Биологическая роль

Применение металлического кальция

Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Металлотермия

Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редких металлов.

Легирование сплавов

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Ядерный синтез

Изотоп Ca — наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов».

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2, используемый в металлургии и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция применяется в виде монокристаллов в оптике и как лазерный материал. Вольфрамат кальция в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция.

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода. Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях, большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность.

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

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.

Просмотров: 14981

Хотя кальций очень широко распространен на земном шаре, в свободном состоянии в природе он не встречается.

Прежде чем мы узнаем, каким образом можно получить чистый кальций, давайте познакомимся с природными соединениями кальция.

Кальций – металл. В периодической системе Менделеева кальций (Calcium), Ca имеет атомный номер 20 ирасположен во II группе. Это химически активный элемент, он легко взаимодействует с кислородом. Имеет серебристо-белый цвет.


Соединения кальция мы встречаем практически повсюду.

Углекислый кальций,или карбонат кальция – это самое распространенное соединение кальция. Его химическая формула -СаCO3.Мрамор, мел, известняк, ракушечник – все эти вещества содержат карбонат кальция с небольшим количеством примесей. Совсем нет примесей в кальците, формула которого также СаCO3.

Сернокислый кальций также называют сульфатом кальция. Химическая формула сернокислого кальция СаSO4.Известный нам минерал гипс – это кристаллогидрат СаSO4 · 2Н2О.

Фосфорнокислый кальций, иликальциевая соль ортофосфорной кислоты. Это материал, из которого построены кости людей и животных. Называется этот минерал трикальцийфосфат Са3(РO4)2.

Хлористый кальций CaCl2, или хлорид кальция,встречается в природе в виде кристаллогидрата СаСl2 · 6Н2O. При нагревании это соединение теряет молекулы воды.

Фтористый кальцийCaF2, или фторид кальция,в природе можно найти в минерале флюорите. А чистый кристаллический дифторид кальция называется плавиковый шпат.

Но не всегда природные соединения кальция обладают теми свойствами, которые нужны людям. Поэтому человек научилсяискусственно превращать такие соединения в другие вещества. Некоторые из этих искусственных соединений знакомы нам даже в большей степени, чем природные. Пример – гашеная Са(OH)2 и негашеная известь СаО, которые применяются человеком очень давно. Многие строительные материалы, такие как цемент, карбид кальция, хлорная известь также содержат искусственные соединения кальция.

Что такое электролиз

Наверное, почти каждый из нас слышал о явлении, называемом электролизом. Мы попробуем дать простейшее описание этого процесса.

Если пропустить электрический токчерез водные растворы солей, то в результате химических превращений образуются новые химические вещества. Процессы, происходящие в растворе при пропускании через него электрического тока, и называются электролизом. Все эти процессы изучает наука, которая называется электрохимия. Конечно же, процесс электролиза может проходить только в среде, которая проводит ток. Водные растворы кислот, оснований и солей и являются такой средой. Их называют электролитами.

В электролит погружаются электроды. Отрицательно заряженный электрод называется катодом. Положительно заряженный электрод называется анодом.

При прохождении электрического тока через электролит и происходит электролиз. В результате электролиза на электродах оседают составные части растворённых веществ. На катоде – положительно заряженные, на аноде – отрицательные. Но на самих электродах могут происходить вторичные реакции, в результате которых образуется вторичное вещество.

Мы видим, что с помощью электролиза химические продукты образуются без применения химических реактивов.

Добавить комментарий

Закрыть меню