Charakteristika vápníku. vlastnosti vápníku. Formule vápníku

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 05:20

Mezi všemi prvky periodického systému je několik z nich, bez kterých je nejen možné vyvinout různé nemoci v živých organismech, ale obecně není možné normálně žít a růst. Jedním z nich je vápník.

Je zajímavé, že pokud jde o tento kov, jako o jednoduchou látku, nemá pro člověka žádný užitek, dokonce ani škodu. Stačí však zmínit ionty Ca²⁺, protože okamžitě existuje množství bodů charakterizujících jejich důležitost.

Pozice vápníku v periodické tabulce

Charakteristika vápníku, stejně jako jakýkoli jiný prvek, začíná označením jeho pozice v periodickém systému. Koneckonců to umožňuje dozvědět se hodně o tomto atomu:

• základní poplatek;
• počet elektronů a protonů, neutrony;
• oxidační stav, vyšší a nižší;
• elektronická konfigurace a další důležité věci.

Prvek, o kterém uvažujeme, se nachází ve čtvrtém velkém období druhé skupiny, hlavní podskupiny a má pořadové číslo 20. Také chemická periodická tabulka ukazuje atomovou hmotnost vápníku - 40,08, což je průměr hodnotu existujících izotopů tohotoatom.

Oxidační stav je jedna, vždy konstantní, rovný +2. Vzorec vyššího oxidu CaO. Latinský název prvku je vápník, odtud symbol pro atom Ca.

Charakteristika vápníku jako jednoduché látky

Za normálních podmínek je tento prvek kovový, stříbřitě bílý. Vzorec vápníku jako jednoduché látky je Ca. Díky své vysoké chemické aktivitě je schopen tvořit mnoho sloučenin patřících do různých tříd.

V pevném stavu agregace není součástí lidského těla, proto je důležitý pro průmyslové a technické potřeby (zejména chemické syntézy).

Je jedním z nejběžnějších kovů, pokud jde o podíl v zemské kůře, asi 1,5%. Patří do skupiny alkalických zemin, protože po rozpuštění ve vodě dává alkálie, ale v přírodě se vyskytuje ve formě mnoha minerálů a solí. V mořské vodě je obsaženo hodně vápníku (400 mg/l).

Krystalová mřížka

Charakteristika vápníku je vysvětlena strukturou krystalové mřížky, kterou může mít dva typy (protože existuje alfa a beta forma):

• cubic face-centric;
• zaměřené na objem.

Typ vazby v molekule je kovový, v místech mřížky jsou jako všechny kovy atom-ionty.

Být v přírodě

V přírodě existuje několik základních látek, které tento prvek obsahují.

1. Mořská voda.
2. Horniny a minerály.
3. Živé organismy (skořápky askořápky, kostní tkáň a tak dále).
4. Podzemní voda v zemské kůře.

Následující typy hornin a minerálů lze identifikovat jako přírodní zdroje vápníku.

1. Dolomit je směs uhličitanu vápenatého a hořečnatého.
2. Fluorit – fluorid vápenatý.
3. Sádra – CaSO₄ 2H₂O.
4. Vápník - křída, vápenec, mramor - uhličitan vápenatý.
5. Alabastr – CaSO₄ 0,5H₂O.
6. Apatity.

Celkem existuje asi 350 různých minerálů a hornin, které obsahují vápník.

Metody získávání

Dlouho nebylo možné kov ve volné formě izolovat, protože jeho chemická aktivita je vysoká, v přírodě jej v čisté formě nenajdete. Proto až do 19. století (1808) byl dotyčný prvek další záhadou, kterou periodická tabulka nesla.

Vápník jako kov dokázal syntetizovat anglický chemik Humphrey Davy. Byl to on, kdo jako první objevil rysy interakce tavenin pevných minerálů a solí s elektrickým proudem. K dnešnímu dni je stále nejrelevantnějším způsobem získání tohoto kovu elektrolýza jeho solí, jako jsou:

• směs chloridů vápenatých a draselných;
• směs fluoridu a chloridu vápenatého.

Vápník je také možné extrahovat z jeho oxidu pomocí aluminotermické metody běžné v metalurgii.

Fyzikální vlastnosti

Charakteristika vápníku z hlediska fyzikálních parametrů může být popsána v několika bodech.

1. Stav agregátu je za normálních podmínek pevný.
2. Bod tání - 842 ⁰C.
3. Kov je měkký, lze jej řezat nožem.
4. Barva - stříbřitě bílá, lesklá.
5. Má dobré vodivé a tepelné vlastnosti.
6. Při dlouhodobém zahřívání se změní na kapalinu a poté na páru a ztrácí své kovové vlastnosti. Bod varu 1484 ⁰C.

Fyzikální vlastnosti vápníku mají jednu vlastnost. Když je na kov aplikován tlak, v určitém okamžiku ztrácí své kovové vlastnosti a schopnost vést elektřinu. S dalším zvýšením expozice se však znovu obnoví a projeví se jako supravodič, několikrát vyšší než ostatní prvky v těchto indikátorech.

Chemické vlastnosti

Aktivita tohoto kovu je velmi vysoká. Proto existuje mnoho interakcí, do kterých vápník vstupuje. Reakce se všemi nekovy jsou pro něj běžné, protože jako redukční činidlo je velmi silný.

1. Za normálních podmínek snadno reaguje za vzniku odpovídajících binárních sloučenin s: halogeny, kyslíkem.
2. Při zahřátí: vodík, dusík, uhlík, křemík, fosfor, bor, síra a další.
3. Ve vzduchu okamžitě interaguje s oxidem uhličitým a kyslíkem, a proto se pokryje šedým povlakem.
4. Reaguje prudce s kyselinami, někdy je hořlavý.

Pokud jde o vápník, objevují se zajímavé vlastnostio tom ve složení solí. Takže krásné jeskynní stalaktity a stalagmity, které rostou na stropě a stěnách, nejsou nic jiného než uhličitan vápenatý, vzniklý časem z vody, oxidu uhličitého a hydrogenuhličitanu pod vlivem procesů uvnitř podzemní vody.

Vzhledem k tomu, jak aktivní je kov ve svém normálním stavu, je skladován v laboratořích, jako jsou alkalické. V nádobě z tmavého skla, s pevně uzavřeným víkem a pod vrstvou petroleje nebo parafínu.

Kvalitativní reakce na ionty vápníku je barva plamene v krásné syté cihlově červené barvě. Kov ve složení sloučenin je také možné identifikovat podle nerozpustných sraženin některých jeho solí (uhličitan vápenatý, fluorid, síran, fosforečnan, křemičitan, siřičitan).

Kovové spoje

Typy kovových sloučenin jsou následující:

• oxid;
• hydroxid;
• soli vápníku (střední, kyselé, zásadité, podvojné, komplexní).

Oxid vápenatý je známý jako nehašené vápno. CaO se používá k vytvoření stavebního materiálu (vápna). Pokud oxid uhasíte vodou, získáte odpovídající hydroxid, který vykazuje vlastnosti alkálie.

Různé vápenaté soli, které se používají v různých odvětvích hospodářství, mají velký praktický význam. Jaké soli existují, jsme již zmínili výše. Zde jsou příklady typů těchto sloučenin.

1. Střední soli – uhličitan CaCO₃, fosfát Ca₃(PO₄) ₂ a další.
2. Kyselý - hydrosulfát CaHSO₄.
3. Základní - bikarbonát(SaOH)₃PO₄.
4. Komplex - [Ca (NH₃)₈] Cl_2.
5. Double – 5Ca(NO₃)₂NH₄NO 3_10H2_O.

Vápník je ve formě sloučenin této třídy důležitý pro biologické systémy, protože soli jsou pro tělo zdrojem iontů.

Biologická role

Jaký je význam vápníku pro lidské tělo? Důvodů je několik.

1. Právě ionty tohoto prvku jsou součástí mezibuněčné látky a tkáňového moku, podílejí se na regulaci mechanismů excitace, tvorbě hormonů a neurotransmiterů.
2. Vápník se hromadí v kostech, zubní sklovině v množství asi 2,5 % z celkové tělesné hmotnosti. To je poměrně hodně a hraje důležitou roli při posilování těchto struktur, udržení jejich pevnosti a stability. Růst těla bez něj je nemožný.
3. Srážení krve závisí také na příslušných iontech.
4. Je součástí srdečního svalu, podílí se na jeho excitaci a kontrakci.
5. Je účastníkem procesů exocytózy a dalších intracelulárních změn.

Pokud množství spotřebovaného vápníku nestačí, dochází k rozvoji onemocnění, jako jsou:

• rachitis;
• osteoporóza;
• nemoci krve.

Denní norma pro dospělého je 1000 mg a pro děti od 9 let 1300 mg. Aby se zabránilo přebytku tohoto prvku v těle, neměla by se překračovat uvedená dávka. v opačném případěV tomto případě se může vyvinout onemocnění střev.

Pro všechny ostatní živé bytosti je vápník neméně důležitý. Například mnoho bezobratlých, i když nemají kostru, ale vnější prostředky pro jejich posílení jsou také útvary tohoto kovu. Mezi nimi:

• shellfish;
• mušle a ústřice;
• houby;
• korálové polypy.

Všichni nosí na zádech nebo si v zásadě v průběhu života tvoří jakousi vnější kostru, která je chrání před vnějšími vlivy a predátory. Jeho hlavní složkou jsou vápenaté soli.

Obratlovci, stejně jako lidé, potřebují tyto ionty pro normální růst a vývoj a získávají je z potravy.

Přípravky obsahující vápník

Je mnoho možností, jak nahradit chybějící prvek v těle. Nejlepší ze všeho samozřejmě jsou přírodní metody - produkty obsahující požadovaný atom. Pokud je to však z nějakého důvodu nedostatečné nebo nemožné, lékařská cesta je také přijatelná.

Seznam potravin obsahujících vápník je tedy zhruba tento:

• mléčné a kysané mléčné výrobky;
• ryby;
• greens;
• obiloviny (pohanka, rýže, celozrnné pečivo);
• některé citrusové plody (pomeranče, mandarinky);
• luštěniny;
• všechny ořechy (zejména mandle a vlašské ořechy).

Pokud jste alergičtí na některé produkty nebo je nemůžete používat z jiného důvodu, doplňte hladinu požadovaného prvku v tělepřípravky obsahující vápník pomohou.

Všechny z nich jsou soli tohoto kovu, které mají schopnost být tělem snadno absorbovány, rychle absorbovány do krve a střev. Mezi nimi jsou nejoblíbenější a nejpoužívanější.

1. Chlorid vápenatý - injekční nebo perorální roztok pro dospělé a děti. Liší se koncentrací soli ve složení, používá se na „horké injekce“, protože právě takový pocit při vstřikování vyvolává. Pro snadné požití jsou k dispozici formy ovocných šťáv.
2. Glukonát vápenatý. Dostupné ve formě tablet (0,25 nebo 0,5 g) a roztoků pro intravenózní injekci. Často ve formě tablet obsahuje různé ovocné přísady.
3. Laktát vápenatý – dostupný v 0,5g tabletách