Кальций и его соединения

Кальций и его соединения

Кальций — щёлочноземельный металл (символ Ca), расположенный во второй группе Периодической системы. Это активный металл, важный для строительства, сельского хозяйства и живых организмов (кости, зубы).

Простое вещество

Кальций — серебристо-белый, мягкий, лёгкий металл. Он активен и реагирует с водой, хотя медленнее щелочных металлов:

Ca + 2H_2O -> Ca(OH)_2 + H_2(вверх) 2Ca + O_2 -> 2CaO

Важнейшие соединения

Соединение	Формула	Название и применение
Оксид кальция	CaO	Негашёная известь, строительство
Гидроксид кальция	Ca(OH)_2	Гашёная известь, известковое молоко
Карбонат кальция	CaCO_3	Мел, мрамор, известняк
Сульфат кальция	CaSO_4	Гипс

Цепочка извести

Обжиг известняка: CaCO_3 -> CaO + CO_2(вверх) Гашение извести: CaO + H_2O -> Ca(OH)_2 Реакция с CO_2: Ca(OH)_2 + CO_2 -> CaCO_3 + H_2O

Последняя реакция — основа застывания извести в строительных растворах и качественного определения углекислого газа (помутнение известковой воды).

Жёсткость воды

Соли кальция (и магния) придают воде жёсткость. В жёсткой воде плохо мылится мыло, а при кипячении образуется накипь — нерастворимый карбонат кальция. Временную жёсткость, вызванную гидрокарбонатом, устраняют кипячением:

Ca(HCO_3)_2 -> CaCO_3(вниз) + H_2O + CO_2(вверх)

Поэтому на стенках чайника со временем появляется белый налёт — это и есть карбонат кальция.

Биологическая роль

Кальций — один из важнейших элементов живых организмов. Он входит в состав костей и зубов в виде фосфата кальция, участвует в свёртывании крови и передаче нервных импульсов. Соединения кальция применяют в медицине, а в сельском хозяйстве известью раскисляют почву, повышая урожайность.

Качественная реакция на ион кальция

Соли кальция окрашивают пламя в кирпично-красный цвет. Этот простой опыт помогает обнаружить ион Ca(2+) в составе вещества и часто встречается в практических заданиях. Кроме того, ион кальция обнаруживают по выпадению нерастворимого осадка с карбонат-ионом или сульфат-ионом.

Положение в Периодической системе

Кальций стоит во второй группе главной подгруппы и относится к щёлочноземельным металлам. На внешнем электронном слое у него два электрона, которые он легко отдаёт, проявляя в соединениях степень окисления +2. По активности кальций уступает щелочным металлам (натрию, калию), но превосходит большинство остальных металлов, поэтому он вытесняет менее активные металлы из растворов их солей и реагирует с водой уже при комнатной температуре.

Запомните. Раствор гидроксида кальция называют известковой водой. Он мутнеет от углекислого газа из-за выпадения нерастворимого CaCO_3 — это качественная реакция на CO_2.

Кратко о главном

• Кальций — активный щёлочноземельный металл, реагирует с водой и кислородом.
• Оксид CaO — негашёная известь, гидроксид Ca(OH)_2 — гашёная.
• Карбонат CaCO_3 встречается как мел, мрамор, известняк.
• Известковая вода мутнеет от углекислого газа — качественная реакция.