Кальций и его соединения
Кальций (лат. calcium) широко распространен, в земной коре
его содержится примерно 3% по массе. В природе встречается
в связанном состоянии, важнейшие соединения - карбонат кальция
CaCO3 (мел, известняк, мрамор), гипс CaSO4*2H2O, силикаты.
Кальций - это твердый металл белого цвета, проявляет степень
окисления +2. Свободный кальций химически активен. При нагревании
легко окисляется кислородом воздуха с образованием оксида:
2Ca + O2 = 2CaO
Кальций взаимодействует со всеми неметаллами. С галогенами
реакция идет уже на холоде (с иодом только в присутствии
влаги):
Ca+ Cl2 = CaCl2
При нагревании кальций реагирует с серой, фосфором, углеродом,
азотом. Карбид кальция является ацетиленидом и при взаимодействии
с водой разлагается с выделением ацетилена:
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH)2
Соединяется с водородом, образуя солеобразный гидрид CaH2.
С холодной водой реагирует довольно медленно, быстрее при
нагревании:
Ca + 2H2O = Ca (OH)2 + H2
Кальций бурно реагирует с разбавленными кислотами с образованием
солей:
Ca + 2HCl = CaCl2 + H2
Получают кальций электролизом расплава хлорида кальция либо
методом алюмотермии:
3CaO + 2Al = Al2O3 + 3Ca
Соединения кальция используются очень широко: в строительном
деле, производстве удобрений, химической промышленности.
Оксид кальция CaO - белое тугоплавкое вещество, называется
негашеной или жженой известью. Оксид кальция бурно реагирует
с водой, образуя гидроксид кальция Ca (OH)2, также называемый
гашеной известью. Гидроксид кальция - сильное основание,
плохо растворимое в воде. Насыщенный водный раствор гидроксида
кальция - известковая вода - жадно поглощает углекислый
газ:
Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
От содержания в воде ионов Ca2+ и Mg2+ зависит жесткость
воды. Если концентрация этих ионов велика, вода называется
жесткой, если мала - мягкой. Существует карбонатная ( иначе
временная), и некарбонатная ( иначе постоянная) жесткость.
Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов,
а постоянная - солей кальция и магния других кислот (хлоридов,
сульфатов).
При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются, причем выпадает
осадок карбоната кальция:
Ca (HCO3)2 = CaCO3Ї + CO2 + H2O
Добавление гидроксида кальция убирает карбонатную жесткость
воды, при этом выпадает осадок карбоната:
Ca (HCO3)2 + Ca (ОН) 2 = 2СаСО3Ї + 2H2O
