КАЛЬЦИЙ
Названия элементов с атомными номерами 19 и 20 — калий и кальций — в русском языке очень похожи. Но происхождение этих слов различно. Название калия идет от арабского «аль-кали» — «зола». В золе действительно довольно много этого элемента. Название же кальция происходит от латинского слова «кальке», которым обозначали не только известняк, мел и мрамор, где кальций есть, но и многие другие легко обрабатываемые минералы, где кальция может и не быть.
А что роднит калий с кальцием, кроме соседства в таблице Менделеева? Довольно многое. Оба элемента в виде металлов были открыты почти одновременно (кальций — в 1808 г., а калий — в 1807 г.), одним и тем же методом электролиза, одним и тем же ученым — Г. Дэви.
Как и калий, кальций принадлежит к числу весьма распространенных и весьма активных химических элементов. Щелочноземельный металл кальций окисляется кислородом воздуха, взаимодействует с влагой и углекислым газом, но далеко не так активно, как щелочной металл калий. В виде больших кусков кальций можно хранить на воздухе, не опасаясь, что произойдет его быстрое окисление.
Металлический кальций (плотность 1,54 г/см3, Tпл = 851°С, Ткип=1482°С) применяется ограниченно, в основном в цветной металлургии — как восстановитель и для связывания вредных примесей — серы, фосфора, избыточного углерода. Как и калий, в виде солей кальций используется в огромных количествах. Трудно найти строительный материал, в котором не было бы кальция. Негашеная известь — оксид кальция СаО и гашеная известь Са(ОН)2 нужны для приготовления вяжущих растворов. Кальций есть в составе стекла, портландцемента и бетона (см. Вяжущие материалы). Классический отделочный камень — мрамор — с точки зрения химика представляет собой карбонат кальция СаС03, как, впрочем, и известняк. А хлорид кальция СаС12 всегда есть в составе арболитовых плит — строительного материала, состоящего в основном из портландцемента и органического наполнителя, например древесных опилок. Применяется в строительстве и сульфат кальция CaS04 — в виде кристаллогидратов — гипса и алебастра.
Кальций — один из самых важных элементов неживой природы. Он составляет около 3% массы земной коры и входит в состав сотен минералов и горных пород. Кальциевая соль ортофосфорной кислоты Саз(Р04)2— основной компонент фосфоритов и апатитов. Мел, которым пишут в школе, еще одна разновидность карбоната кальция, равно как и широко применяемый в оптике исландский шпат. Перераспределение кальция по поверхности Земли — круговорот кальция в природе можно выразить обратимой реакцией:
СаСО3 + СO2 + Н2О ↔ Са(НСO3)2
Значительна роль кальция в живой природе. В организме взрослого человека больше 1 кг кальция, в виде соединений Са3(РO4)2 — 80% и СаСО3 — 13%. Это основные минеральные вещества костей скелета. Ионы кальция присутствуют во всех тканях и жидкостях организма. Кальций необходим для нормальной работы клеточных мембран и мышц, участвует в процессах свертывания крови. Содержание кальция в крови регулируется гормонами. Медицина широко использует соединения кальция как лекарства при рахите, воспалительных и аллергических заболеваниях.
