Sifat kalsium, struktur, memperoleh, menggunakan

Dia kalsium Ini adalah logam alkali yang termasuk dalam kelompok 2 dari tabel periodik (SR. Scholambara). Logam ini menempati tempat kelima dalam kelimpahan antara unsur -unsur yang ada di kerak bumi; Di belakang besi dan aluminium. Itu diwakili dengan simbol kimia CA, dan nomor atomnya adalah 20.

Kalsium mewakili 3,64% dari kerak bumi dan merupakan logam paling berlimpah dalam tubuh manusia, mewakili 2% dari beratnya. Dia tidak bebas di alam; Tetapi itu adalah bagian dari banyak mineral dan senyawa kimia.

Kalsium logam kemurnian tinggi disimpan dalam minyak mineral untuk melindunginya dari oksigen dan kelembaban. Sumber: 2 × 910 [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Misalnya, terletak di Calcita Mineral, yang pada gilirannya adalah bagian dari batu kapur. Kalsium karbonat hadir di bumi seperti marmer, dolomit, kulit telur, paduan suara, mutiara, stalaktit, stalagmit, serta dalam cangkang banyak hewan laut atau siput.

Selain itu, kalsium adalah bagian dari mineral lain, seperti plester, anhidrit, fluorit, dan apatit. Tidak mengherankan bahwa itu adalah sinonim untuk tulang di tingkat budaya.

Saat kalsium terkena udara, lapisan kekuningan tertutup, produk dari campuran oksida, nitrur dan kalsium hidroksida. Namun, yang baru dipotong permukaannya berkilau, putih perak. Itu lembut dengan kekerasan pada skala 1,75 Mohs.

Kalsium melakukan banyak fungsi dalam makhluk hidup, di antaranya adalah bagian dari senyawa yang menentukan struktur dan fungsi sistem tulang; intervensi dalam air terjun koagulasi yang mengaktifkan beberapa faktor koagulasi, diidentifikasi sebagai faktor IV.

Selain itu, kalsium mengintervensi kontraksi otot, memungkinkan penyatuan protein kontraktil (aktin dan myosin); dan memfasilitasi pelepasan beberapa neurotransmiter, termasuk asetilkolin.

Secara kimia hampir selalu berpartisipasi dalam senyawa organik atau anorganik seperti cam divalen²⁺. Ini adalah salah satu kation dengan jumlah koordinasi tertinggi, yaitu, dapat berinteraksi dengan beberapa molekul atau ion pada saat yang sama.

[TOC]

Sejarah

Dahulu kala

Senyawa kalsium seperti kapur (CAO) atau plester (case₄) telah digunakan selama ribuan tahun oleh manusia, mengabaikan struktur kimianya. Lime sebagai bahan konstruksi dan plester untuk elaborasi patung digunakan 7.000 tahun a.C.

Di mesopotamia oven jeruk nipis ditemukan yang digunakan 2.500 a.C. Dalam periode waktu yang dekat, plester digunakan selama pembangunan piramida besar Giza.

Identifikasi dan isolasi

Joseph Black (1755) menjelaskan bahwa kapur lebih ringan dari batu kapur (kalsium karbonat) yang memunculkannya. Ini karena kehilangan karbon dioksida selama pemanasan.

Antoine Lavoiser (1787) menyimpulkan bahwa kapur harus menjadi oksida dari elemen kimia yang tidak diketahui.

Sir Humphrey Davy (1808) Tepatnya pada tahun ia menemukan Boro, melakukan hal yang sama dengan kalsium menggunakan teknik elektrolisis, yang digunakan oleh Jakar Berzelius dan Magnus Martin.

Kalsium dan magnesium terisolasi Davy menggunakan desain eksperimental yang sama.  Saya mencampur kalsium oksida dengan merkuri oksida (ii) pada pelat platinum, digunakan sebagai anoda (+), sedangkan katoda (-) adalah kawat platinum yang terendam sebagian di merkuri.

Dapat melayani Anda: hibridisasi kimia

Elektrolisis menghasilkan amalgam kalsium dan merkuri. Untuk memurnikan kalsium amalgam mengalami distilasi. Namun, tidak ada kalsium murni yang diperoleh.

Properti

Deskripsi Fisik

Logam putih perak, ganti putih keabu-abuan saat terpapar udara. Di udara lembab mendapatkan kabut abu -abu kebiruan. Debu padat atau kering. Struktur kristal berpusat di wajah.

Berat atom

40.078 g/mol.

Titik lebur

842 ºC.

Titik didih

1.484 ºC.

Kepadatan

-1,55 g/cm³ pada suhu kamar.

-1.378 g/cm³ Dalam keadaan cair di titik leleh.

Panas fusi

8,54 kJ/mol.

Panas penguapan

154,7 kJ/mol.

Kapasitas kalori molar

25.929 J/(mol · k).

Kapasitas kalori tertentu

0.63 J/G · k

Elektronegativitas

1.0 Pada Skala Pauling

Energi ionisasi

-Ionisasi pertama 589,8 kJ/mol

-Ionisasi kedua 1.145 kJ/mol

-Ionisasi ketiga 4.912 kJ/mol

-Ionisasi keempat 6.490.57 kJ/mol dan ada 4 energi ionisasi lagi.

Radio atom

197 PM

Kovalen radio

176 ± 10 sore

Ekspansi termal

22,3 μm/m · k pada 20 ° C.

Konduktansi termal

201 w/m · k

Resistivitas listrik

336 nΩ · m pada 20 ºC.

Kekerasan

1.75 pada skala Mohs.

Isotop

Kalsium memiliki 6 isotop alami: ⁴⁰Ac, ⁴²Ac, ⁴³Ac, ⁴⁴Ac, ⁴⁶Ca dan ⁴⁸CA, dan 19 isotop sintetis radioaktif. Isotop yang paling melimpah adalah ⁴⁰CA (96,94%), ⁴⁴CA (2.086%) dan ⁴²CA (0,647%).

Reaktivitas

Kalsium bereaksi secara spontan dengan air, menyebabkan kalsium dan gas hidrogen hidroksida. Bereaksi dengan oksigen dan nitrogen udara, masing -masing menghasilkan kalsium oksida dan kalsium nitrida. Saat fraksi dibakar secara spontan di udara.

Saat kalsium dipanaskan, ia bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk haluro. Itu juga bereaksi dengan semua halogen untuk membentuk halogenuros. Ini juga bereaksi dengan boron, sulfur, karbon dan fosfor.

Struktur dan konfigurasi kalsium elektronik

Atom kalsium mengikat oleh ikatan logam, menyumbang dua elektron valencia mereka hingga gelombang elektron. Dengan demikian, interaksi antara atom Ca dan pita elektronik yang dihasilkan berakhir Kubik yang Diterahkan Wajah).

Jika CCC kalsium ini dipanaskan pada suhu sekitar 450 ° C, ia menderita transisi ke fase HCP (heksagonal kompak, atau Hexagonal terdekat dikemas). Yaitu, strukturnya menjadi padat.

Atom kalsium memiliki konfigurasi elektronik berikut:

[Ar] 4s²

Yang akan menjelaskan bahwa dua elektron valensi untuk logam ini berasal dari orbital 4s paling luar. Saat kehilangan mereka, kation divalen terbentuk²⁺, gas argon isolektronik ke mulia; Ini adalah AR dan CA²⁺ Mereka memiliki jumlah elektron yang sama.

Itu adalah 4s orbital kalsium yang bergabung untuk membangun pita valencia dari kristal ini. Dengan cara yang sama terjadi dengan orbital kosong 4P, yang membentuk band mengemudi.

Dapat melayani Anda: aluminium hydride (ALH3): Struktur, sifat, penggunaan

Memperoleh

Kalsium diproduksi secara komersial oleh elektrolisis kalsium klorida cair. Reaksi berikut terjadi pada elektroda:

Di anoda: 2cl^- (L) => cl₂ (g) +2e^-

Kalsium disimpan sebagai logam dalam katoda saat menangkap elektron kalsium ionik.

Di katoda: CA²⁺ (L) +2 e^-    => Ca

Dalam skala kecil kalsium dapat terjadi dengan mengurangi kalsium oksida dengan aluminium, atau kalsium klorida dengan natrium logam.

6 CAO +2 AL => 3 CA +CA₃Ke₂SALAH SATU₆

CACL₂      +      2 na => ca +naCl

Aplikasi

Kalsium unsur

Kalsium digunakan sebagai aditif dalam pembuatan umbi kaca, menambah bohlam selama tahap awal elaborasi. Itu juga ditambahkan ke ujung untuk bergabung dengan gas yang tetap di dalam bohlam.

Ini digunakan sebagai disintegrator dalam produksi logam seperti tembaga dan baja. Paduan kalsium dan cesium digunakan dalam peddelor untuk menghasilkan sparkers. Kalsium adalah agen pereduksi, tetapi juga memiliki aplikasi deoksidasi dan degrease.

Kalsium digunakan dalam persiapan logam seperti krom, thorium, uranium mengelilingi dan lainnya dari oksida mereka. Ini digunakan sebagai agen paduan untuk aluminium, tembaga, timbal, magnesium dan logam dasar lainnya; dan sebagai deoksidan untuk beberapa paduan suhu tinggi.

Kalsium dalam paduan dengan timbal (0,04%) berfungsi sebagai penutup untuk kabel telepon. Ini digunakan dalam paduan dengan magnesium dalam implan ortopedi untuk memperpanjang durasinya.

Kalsium karbonat

Ini mengisi bahan dalam keramik, kaca, plastik dan lukisan, serta bahan baku untuk produksi kapur. Karbonat sintetis kemurnian tinggi digunakan dalam pengobatan sebagai suplemen diet antasid dan kalsium. Ini juga digunakan sebagai aditif makanan.

Kalsium oksida

Kalsium oksida digunakan dalam industri konstruksi, digunakan di frisado dinding. Itu juga bergabung dengan beton. Pada abad kesembilan belas, blok kalsium oksida dibakar untuk menerangi tahapan dengan cahaya putih yang intens.

Lime (sekali lagi, kalsium oksida) digunakan untuk menghilangkan komponen yang tidak diinginkan dari baja seperti silikon dioksida (Sio₂) Hadir dalam bahan besi. Produk reaksi adalah kalsium silikat (casio₃) disebut "SCORA".

Kapur dikombinasikan dengan air untuk membentuk kalsium hidroksida; Flocula senyawa ini dan tenggelam oleh kotoran ke bagian bawah tangki.

Interior cerobong asap ditutupi dengan jeruk nipis untuk menghilangkan emanasi dari pabrik. Jadi, misalnya, penangkapan sulfur dioksida (jadi₂), yang berkontribusi pada hujan asam, dan mengubahnya menjadi kalsium sulfit (case₃).

Kalsium klorida

Kalsium klorida digunakan dalam kontrol es di jalan; Kondisioner untuk tomat yang ada di kalengan; Pengembangan badan mobil dan truk.

Dapat melayani Anda: alkohol sekunder: apa itu, struktur, sifat, penggunaan

Kalsium sulfat

Itu umumnya disajikan sebagai kasus₄· 2h₂Atau (plester), digunakan sebagai kondisioner tanah. Plester yang dikalsinasi digunakan dalam pembuatan ubin, papan dan pita. Ini juga digunakan untuk imobilisasi patah tulang.

Kalsium fosfat

Kalsium fosfat dalam berbagai bentuk di alam dan digunakan sebagai pupuk. Garam kalsium asam (CAH₂PO₄) Ini digunakan sebagai pupuk dan penstabil plastik. Kalsium fosfat menjadi bagian dari jaringan tulang, terutama sebagai hidroksiapatit.

Senyawa kalsium lainnya

Ada banyak senyawa kalsium dengan berbagai aplikasi. Misalnya, kalsium karbida digunakan dalam mendapatkan asetilena, digunakan dalam obor pengelasan. Kalsium Alginat digunakan sebagai zat penebalan dalam produk makanan seperti es krim.

Kalsium hipoklorit digunakan sebagai pemutih, deodoran, fungisida dan agen algisida.

Kalsium permanganat adalah cairan baling -baling untuk roket. Ini juga digunakan sebagai agen pemurnian air, dan dalam produksi tekstil.

Fungsi biologis

Kalsium memenuhi banyak fungsi dalam makhluk hidup:

-Campur tangan dalam air terjun koagulasi seperti faktor IV.

-Itu diperlukan untuk aktivasi beberapa faktor koagulasi, termasuk trombin.

-Pada kalsium otot rangka melepaskan aksi penghambatan sistem protein pada kontraksi otot, memungkinkan jembatan aktin-miliosin terbentuk, yang menghasilkan kontraksi.

-Menstabilkan saluran ionik sel yang bersemangat. Dalam hipokalsemia, saluran natrium diaktifkan, yang menghasilkan masuknya natrium ke dalam sel, kontraksi berkelanjutan (tetania) yang dapat mematikan dapat dihasilkan.

-Selain itu, kalsium mendukung pelepasan neurotransmitter asetilkolin di terminal presinaptik.

Risiko dan tindakan pencegahan

Bereaksi eksoterm dengan air. Oleh karena itu, ia pernah menghasilkan cedera serius di mulut, kerongkongan atau perut.

Untuk risiko ini pekerja terpapar di situs di mana elemen kalsium terjadi atau di mana aplikasi diberikan pada logam. Tindakan pencegahan adalah untuk melindungi dengan topeng yang menghindari debu, pakaian, dan ventilasi yang memadai.

Hiperkalsemia sangat berbahaya dan terutama dapat disebabkan oleh sekresi hormon paratiroid yang berlebihan atau asupan vitamin D yang berlebihan. Asupan kalsium yang berlebihan, misalnya lebih dari 2,5 g/hari, jarang menyebabkan hiperkalsemia.

Kelebihan kalsium menumpuk di ginjal yang menyebabkan perhitungan ginjal dan nefrosis ginjal. Selain itu, akumulasi kalsium di dinding pembuluh darah memodifikasi elastisitasnya, yang bisa menjadi penyebab hipertensi, memperlambat aliran darah dan trombosis.

Tindakan pencegahan dasar adalah dimasukkannya antara pemeriksaan laboratorium kalsium, ketika mengamati dokter dalam karakteristik gejala pasien yang membuat hiperkalsemia mencurigakan dan memulai pengobatan yang tepat.

Referensi

1. W. Lambung kapal. (1921). Struktur kristal kalsium. doi.org/10.1103/PhysRev.17.42
2. Wikipedia. (2019). Kalsium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Advameg, Inc. (2019). Kalsium. Kimia dijelaskan. Pulih dari: chemistry explaed.com
4.  Timothy p. Hanusa. (11 Januari 2019). Kalsium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com
5. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Kalsium. Database pubchem. CID = 5460341. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
6. Weblements. (2019). Kalsium: Essentials. Diperoleh dari: weblements.com