Камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Формирование известняка

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на к известняковым обломкам добавляется который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк - мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин - он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет - белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже - слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО 3 . Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов мергелистый - до 21 процента кислотных окислов (SiO 2 +R 2 О 3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO 3) 2 , FeCO 3 и MnCO 3 , в незначительных количествах - оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са 3 (РО 4) 2 , CaSO 4 .

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м 3 . Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м 3 , а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м 3 . Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности - она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный известняк используется для производства шпаклевочных и герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное - доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя - Тонина и Небах.

Известняк-ракушечник

Происхождение названия породы. Назван по составу (главный компонент - углекислая известь СаСO 3).

Морфологические признаки. Структура крайне разнообразна, служит основой для выделения большого количества разностей известняка.

Текстура однородная, слоистая, иногда пористая, кавернозная и др.

Порода состоит из кальцита, редко - арагонита.

Обычные примеси: доломит, кремнистое вещество, песчанистый и глинстый материал, битумы. Повышение их содержания в известняке ведет к образованию породы смешанного состава: соответственно доломитового, кремнистого, песчанистого известняка, мергеля, битуминозного известняка и т.д.

Менее характерные примеси: углистое вещество, глауконит, пирит, марказит, лимонит и др. Многие известняки содержат остатки раковин или иных скелетов морских организмов.

• Порода каменистая , прочная, иногда бывает землистая, слабо связанная (мел).
• Твердость средняя (нож оставляет заметную царапину).
• Излом неровный.
• В воде не размокает .
• Цвет обычно белый, светло-серый, реже темно-серый и черный - вследствие примеси углистого вещества или битума, желто-бурый - в связи с примесью гидроокислов железа, зеленоватый - из-за примеси глауконита.
• Бурно растворяется в НСl (вскипает ).

Главнейшие разновидности известняка:

1. Органогенный известняк состоит в основном из целых раковин или их обломков (детрита), сцементированных карбонатным веществом. Представителями органогенных известняков, в частности, являются:

• известняк-ракушечник - легкий, пористый или ноздреватый, белый, желтый или серый, почти целиком сложенный крупными (0,5-2 см) раковинами моллюсков или обломками таких раковин;
• рифовый известняк - чрезвычайно богатый и разнообразный в отношении остатков фауны: кораллов (сноповидные агрегаты более или менее тонких трубочек с многочисленными поперечными перегородками), мшанок (колонии из множества ячеек размером до 3 мм, объединенных единым стволом; отпечатки имеют форму мелкой сетки), морских лилий (цилиндрические членики - части бывшего стебля со следом осевого канала в центре), раковин двустворчатых моллюсков и др.;
• нуммулитовый и фузулиновый известняк состоящий из раковин древних простейших организмов: уплощенных округлых раковинок нуммулитов и удлиненных, веретенообразных раковинок фузулин.

2. Мел - микрозернистая (размер зерен менее 0,01 мм), тонкопористая порода. Состоит из мельчайших, видимых лишь Под микроскопом зерен кальцита и обломков скелетов моллюсков и водорослей, иногда с примесью глинистых минералов(мергелистый мел) или обломочных зерен кварца (песчанистый мел), которые обнаруживаются лишь после полного растворения кусочка мела в HCl.

3. Оолитовый известняк (синоним - икряной камень ) - агрегат сферических или эллипсоидальных оолитов кальцита размером от долей миллиметра до 2-2,5 мм, сцементированных скрытокристаллическим карбонатным веществом (оолитовая структура). Оолиты имеют концентрически-зональное, реже радиально-лучистое строение, причем в центре каждого из них находится мельчайший обломок раковины, песчинка или зерно кальцита.

4. Известковый туф (синоним - травертин ) - микрозернистая, пористая, ноздреватая неслоистая порода, нередко содержащая отпечатки листьев и стеблей наземных растений.

Происхождение и распространение. Формы залегания - слои и мощные слоистые толщи, непрерывно прослеживающиеся на многие сотни километров; куполовидные массивы, линзовидные тела и различные по величине и форме гнезда (рифовые известняки).

Органогенные известняки образовались вследствие отмирания морских организмов и накопления их скелетов в осадках на дне водоема. Благоприятными условиями для развития таких организмов были мелководные, теплые моря со спокойным течением при отсутствии сноса обломочного материала с суши. Их массовая гибель объясняется изменениями глубины моря, температуры, солености морской воды в связи с колебательными движениями земной коры и другими причинами.

Мел имеет органогенно-химическое происхождение. Это продукт совместного накопления на дне водоема илоподобного химического карбонатного осадка и остатков известковых скелетов микроорганизмов.

Оолитовый известняк и известковый туф - продукты химического осаждения карбоната кальция, первый - в морских водоемах, второй - из углекислых вод минеральных источников.

Наиболее распространенные изменения известняков - окремнение (замещение кальцита халцедоном), доломитизация (замещение доломитом с образованием доломитизированного известняка). На поверхности под воздействием текучих вод, являющихся нередко слабокислыми растворами и проникающих в карбонатную толщу по трещинам, известняки часторастворяются . При этом образуются воронки, колодцы, провалы, пещеры, подземные каналы и другие проявления карста .

Известняки распространены практически повсеместно, за исключением областей Зап. Сибири и Забайкалья. Органогенные известняки широко известны в Крыму, на Черноморском побережье Кавказа и в Приуралье (рифовые); мел - в Воронежской, Курской, Белгородской и примыкающих областях Украины, в Среднем и Нижнем Поволжье; известковые туфы - в районах Пятигорска, Еревана и др.

Диагностические признаки. Средняя твердость (у большинства разновидностей), неразмокаемость в воде, бурное вскипание под воздействием НСl (без нагревания) в любом участке породы. Мел может иметь низкую твердость, легко крошится и пачкает пальцы, слегка прилипает к языку.

Практическое значение. Определяется высокой прочностью (временное сопротивление сжатию до 900 кг/см 2 и более), средней твердостью и связанной с этим возможностью распила известняка на правильные блоки и плиты, обилием чистых разновидностей, лишенных примесей фосфора, серы, кремнезема и др.

Области применения известняков следующие:

• строительный камень для изготовления стеновых блоков, плит, ступеней и облицовки;
• бутовый камень и щебень для дорожного строительства;
• наполнитель бетона (щебень и крошка, образующаяся при распиловке известняка);
• флюс в черной и цветной металлургии (вещество, способствующее разжижению шлаков и понижению температуры их плавления);
• сырье для производства извести, цемента и других вяжущих растворов, а также многих химических продуктов;
• добавка в стекольном производстве, из-за которой стекло становится химически и термически стойким и прочным;
• наполнитель для некоторых сортов бумаги;
• литографский камень в полиграфической промышленности для печатания многоцветных рисунков, марок, карт и т.п.;
• абразивный материал для тонкой шлифовки и полировки металлоизделий;
• сырье для производства зубного порошка, минеральной ваты, красок, замазок и т.д.;
• технологическое сырье в пищевой (сахарной) промышленности;
• минеральная добавка в корм скота и птицы.

Молотый известняк используется для известкования почв.

Отдел II. ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

23.10.2018

Мел мрамор известняк формула. Школьный мел и его влияние на здоровье учителей.

Кто из нас не знает мела? Чьи карманы и пальцы в детстве не пачкал кусочек легкого камня цвета снега? Кому не известно счастье художественного творчества «мелового» периода? Кто, будучи подростком, не исследовал свойства мела в «пузырящихся» опытах, не рассматривал меловой мазок под микроскопом?

Минеральный мел – свидетель эпох, миновавших десятки миллионов лет назад. Осознание этого факта меняет восприятие привычного материала. Имея биологическое происхождение, камень мел свойства свои почерпнул у организмов, живших в незапамятные времена.

Происхождение мела

Меловым периодом именуется промежуток времени, охватывающий около 80 млн. лет во времена господства динозавров. Теплые и мелкие (30-500 метров глубины) моря той поры давали приют мириадам мельчайших моллюсков, строивших свои скелеты и раковины из добываемого из воды кальция.

Останки этих существ, скопившиеся в донных отложениях многометровыми пластами, и превратились в хорошо нам знакомый мел. В процентном отношении минерал мел разделяется на следующие части:

• обломки скелетов – около 10%. Речь идет не только о простейших существах, но и о многоклеточных животных, наделенных способностью извлечения и концентрации солей кальция в тканях.

• раковины микроскопических моллюсков фораминифер – около 10%. Однако не все корненожки (русское наименование животных) имели известковый панцирь. Некоторые сооружали свой защитный слой из хитиноподобного вещества. Во многом поэтому в меловых отложениях собственно карбоната кальция отыскивается не более 98% (и не менее 91%).

• фрагменты известковых наростов водорослей – до 40%. Кокколитофориды – растительный планктон океанов – прекрасно чувствует себя и в наше время. До 98% микроскопической живой взвеси в верхних слоях морей приходилось и приходится на этот вид водорослей. Поэтому известковый минерал, на самом деле, - продукт по большей части растительного, а не животного генеза. Происхождение мела – заслуга растений!

• мелкодисперсный кристаллический кальцит – до 50%. Речь идет об «обломках обломков», причем настолько миниатюрного размера, что определить их биологическую принадлежность не представляется возможным.

• нерастворимые минералы (в основном силикаты) – до 3%. В основном это геологический мусор (песок и обломки различных горных пород), занесенные в меловые отложения ветрами и течениями. Хотя помимо того биогенные кальциевые образования обогащаются соединениями фосфора и кремния во время обменных процессов при жизни животного.

Раковины более или менее крупных моллюсков, скелеты кишечнополостных, конкреции чужеродных минералов в меловых толщах встречаются относительно редко. Лишь некоторые фото мела демонстрируют наблюдателю массивы, испещренные полостями объемных раковин.

Состав мела

Условно считается, что химическая формула мела соответствует формуле карбоната кальция СаСО3. Однако реальный состав мела отличается от состава кальциевой соли угольной кислоты.

Собственно окиси кальция в минерале около половины: концентрация СаО колеблется от 47% до 55%. Немало в мелу и углекислого газа, находящегося в связанном состоянии. СО2 – до 43%!

Окись магния MgO может доходить до 2% от общей массы мела. Включения кварца SiO2 обычно не слишком значительны, но в целом обязательны, и могут достигать 6%-ной концентрации. Плотность мела с высоким содержанием кремния больше обычного.

Несколько меньше в составе мела оксида алюминия Al2O3 – не более 4%. Разнообразные окислы железа редко превышают полупроцентный порог концентрации, однако именно они окрашивают мел в красный цвет довольно часто.

Применение мела

Как самостоятельный строительный материал мел применяется только в качестве сырья для производства меловых красок. Вышедшая из массового употребления полвека назад, побелка помещений коллоидным раствором чистого или подцвеченного мела сегодня почти не производится.

Как кладочный камень мел несостоятелен – хотя помещения, отрытые в меловых массивах, веками сохраняют пригодность для жизни. Малая твердость мела дает возможность постепенной выемки камня без масштабных разрушений массива.

В строительной индустрии применение мела растет и ширится. Производство цемента и стекла без мела практически невозможно! Требуется мел и бумагоделательным предприятиям, и легкой промышленности, и органической химии. Краски и резина, гигиенические товары и удобрения для почв, комбикорма и парфюмерные композиции производятся с использованием мела.

Можно ли есть мел?

Известно, что при недостатке кальция в организме может развиться тяга к поеданию мела. Опыт поколений, выросших в условиях дефицита органического кальция, говорит: мел съедобен! Однако врачи, отвечая на вопрос можно ли есть мел, настроены не столь однозначно.

Свойства мела резко меняются под воздействием желудочного сока. Мел, прошедший через горнило окислительных процессов, теряет первоначальную нейтральность, становится химически активным реагентом. По действенности он делается похож на гашеную известь. Слизистая оболочка пищеварительного тракта страдает от контакта с окисленным мелом.

Кроме того, концентрация кальция в мелу чрезмерно велика. Поедание мела может спровоцировать известкование сосудов. Гораздо безопасней при дефиците кальция обращать внимание на медицинские препараты этого металла. Таблетка глюконата кальция воздействует на организм куда более позитивно, чем кусок съеденного мела.

Канцелярский, строительный и даже кормовой сельскохозяйственный мел не годятся к употреблению в пищу! Человек не имеет возможности безопасно (и тем более с пользой для себя) переработать и усвоить данный минерал!

Меловые отложения Евразии протянулись широкой полосой от казахской реки Эмбы до западной оконечности Британии. Наибольшей толщины отложения достигают южнее Харькова: здесь наличествуют настоящие меловые горы с толщиной массива до 600-т метров. Продолжающиеся разработки белого минерала сулят ученым немало новых открытий.

Ка́льций - элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Простое вещество кальций (CAS-номер: 7440-70-2) - мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета .

История и происхождение названия

Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) - «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.

Соединения кальция - известняк, мрамор, гипс (а также известь - продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём - вещества сложные.

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде - 400 мг/л

Изотопы

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый - 40Ca - составляет 96,97 %.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжелый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), как было недавно обнаружено, испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 5,3×1019 лет.

В горных породах и минералах

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате - анортите Ca.

В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита - мрамор - встречается в природе гораздо реже.

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Миграция в земной коре

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

СаСО3 + H2O + CO2 ↔ Са (НСО3)2 ↔ Ca2+ + 2HCO3−

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

В биосфере

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях. Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2·Са(OH)2 - основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В живых тканях человека и животных 1,4-2 % Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция - около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Получение

Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170-1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Алюминотермия (алюмотермия; от лат. алюминий и греч. therme - тепло, жар) - способ получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием.

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях (аллотро́пия (от др.-греч. αλλος - «другой», τροπος - «поворот, свойство») - существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм.). До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (т.е. параллели в периодической системе сохраняются).

Химические свойства

Кальций - типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca2+/Ca0 −2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

Ca + 2Н2О = Ca(ОН)2 + Н2 + Q.

С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:

2Са + О2 = 2СаО

Са + Br2 = CaBr2.

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

Са + Н2 = СаН2, Ca + 6B = CaB6,

3Ca + N2 = Ca3N2, Са + 2С = СаС2,

3Са + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР5;

2Ca + Si = Ca2Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (то есть эти реакции - экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2,

Ca3N2 + 3Н2О = 3Са(ОН)2 + 2NH3.

Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Такие соли кальция, как хлорид CaCl2, бромид CaBr2, иодид CaI2 и нитрат Ca(NO3)2, хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF2, карбонат CaCO3, сульфат CaSO4, ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат СаС2О4 и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от карбоната кальция СаСО3, кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Са(НСО3)2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам. Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2.

В тех же местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция:

Са(НСО3)2 = СаСО3 + СО2 + Н2О.

Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землей могут образоваться огромные провалы, а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» - сталактиты и сталагмиты.

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет временную жёсткость воды. Временной её называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает СаСО3. Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.

Карбонат кальция

Карбонат кальция (мел, углекислый кальций, известняк) - неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула - . В природе встречается в виде минералов - кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

Используется как белый пищевой краситель Е170. В виде карбоната кальция мел используется для написания на досках. Для самых различных целей используется в быту: для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция - одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и даже в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.

Производители пластмассы - одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полеолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно - это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Подавляющее большинство карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из чистого источника (как правило, мрамор).

В качестве альтернативы карбонат кальция может быть подготовлен кальцинацией оксида кальция. Вода добавляется к этому оксиду, давая гидроксид кальция, и затем проводится углекислый газ, который проходит через этот раствор для осаждения желаемого карбоната кальция.

Применение металлического кальция

Главное применение металлического кальция - это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Легирование сплавов

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Ядерный синтез

Изотоп 48Ca - наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов).

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Гидри́д ка́льция - сложное неорганическое вещество с химической формулой CaH2.

Белого цвета. При плавлении разлагается. Чувствителен к кислороду воздуха. Сильный восстановитель, реагирует с водой, кислотами. Применяется как твердый источник водорода (1 кг. CaH2 дает 1 000 л. H2), осушитель газов и жидкостей, аналитический реагент для количественного определения воды в кристаллогидратах.

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Ацетат кальция

Ацетат кальция - кальциевая соль уксусной кислоты. Бесцветное кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде.Формула (CH3COO)2Ca

В лаборатории получают действием уксусной кислоты на карбонат кальция до прекращения выделения газа.

2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2Используется в лаборатории для получения диметилкетона (ацетона). Эту реакцию осуществляют нагревая ацетат кальция.

(CH3COO)2Ca→CH3C(O)CH3+CaCO3

Ацетат кальция зарегистрирован в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E263

Сульфид кальция

Сульфид кальция - неорганическое бинарное химическое соединение с формулой CaS.

Известен минерал Ольдгамит (англ. Oldhamite) состоящий из сульфида кальция с примесями магния, натрия, железа, меди. Кристаллы бледно-коричневого цвета, переходящего в темно-коричневый.

Физические свойства

Белые кристаллы, кубическая гранецентрированная решётка типа NaCl (a=0.6008 нм). При плавлении разлагается. В кристалле каждый ион S2− ион окружен октаэдром, состоящим из шести ионов Са2+, в то время как каждый ион Са2+ окружен шестью S2− ионами.

Малорастворим в холодной воде, кристаллогидратов не образует. Как и многие другие сульфиды, сульфид кальция в присутствии воды подвергается гидролизу и имеет запах сероводорода.

Применяют для приготовления люминофоров, а также в кожевенной промышленности для удаления волос со шкур, также применяется в медицинской промышленности в качестве гомеопатического средства.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция (нагреванием карбида кальция в азоте при 1200 °C, реакция идет экзотермически, проводится в цианамидных печах).

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей - чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Лекарственные средства

Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.

• Хлорид кальция

Хлорид кальция (CaCl2) - лекарственное средство , восполняющие дефицит Ca2+. Растворы хлорида кальция использовались в качестве противоаллергического средства (внутреннее).

Препарат Ca2+, восполняет дефицит Ca2+, необходимого для осуществления процесса передачи нервных импульсов, сокращения скелетных и гладких мышц, деятельности миокарда, формирования костной ткани, свёртывания крови. Снижает проницаемость клеток и сосудистой стенки, предотвращает развитие воспалительных реакций, повышает устойчивость организма к инфекция м и может значительно усиливать фагоцитоз (фагоцитоз, снижающийся после приёма NaCl, возрастает после приема Ca2+). При внутривенном введении стимулирует симпатический отдел вегетативной нервной системы, усиливает выделение надпочечниками адреналина, оказывает умеренное диуретическое действие.

Приблизительно 1/5-1/3 часть перорально введенного препарата всасывается в тонком кишечнике; этот процесс зависит от присутствия витамина D, pH, особенностей диеты и наличия факторов, способных связывать Ca2+. Абсорбция Ca2+ возрастает при его дефиците и использовании диеты со сниженным содержанием Ca2+. В плазме около 45% находится в комплексе с белками. Около 20% выводится почками, остальное количество (80%) удаляется с содержимым кишечника.

Повышенная потребность в Ca2+ (беременность, период лактации, период усиленного роста организма); кровотечения различной этиологии и локализации (легочные, желудочно-кишечные, носовые, маточные и др.); аллергические заболевания (сывороточная болезнь, крапивница, лихорадочный синдром, зуд, ангионевротический отёк); бронхиальная астма, дистрофические алиментарные отёки, спазмофилия, тетания, туберкулез легких, рахит, остеомаляция, свинцовые колики; гипопаратиреоз, гипокальциемия, повышенная проницаемость сосудов (геморрагический васкулит, лучевая болезнь), гепатит паренхиматозный, гепатит токсический, нефрит, эклампсия, слабость родовой деятельности, отравление солями Mg2+, щавелевой и фтористой кислотами; пароксизмальная миоплегия (гиперкалиемическая форма); воспалительные и экссудативные процессы (пневмония, плеврит, аднексит, эндометрит и др.); экзема, псориаз.

При приеме внутрь - гастралгия, изжога. При внутривенном введении - ощущение жара, гиперемия кожи лица, брадикардия, при быстром введении - фибрилляция желудочков сердца. Местные реакции (при внутривенном введении): боль и гиперемия по ходу вены.

Нельзя вводить подкожно или внутримышечно - возможен некроз тканей (высокие концентрации CaCl2, начиная с 5%, вызывают сильное раздражение). При внутривенном введении CaCl2 появляется ощущение жара сначала в полости рта, а затем по всему телу (ранее использовали для определения скорости кровотока - время между моментом его введения в вену и появлением ощущения жара).

Замедляет абсорбцию тетрациклинов, дигоксина, пероральных препаратов Fe (интервал между их приемами должен быть не менее 2 ч). При сочетании с тиазидовыми диуретиками может усиливать гиперкальциемию, снижать эффект кальцитонина при гиперкальциемии, снижает биодоступность фенитоина.

• Глюконат кальция

Порошок белого цвета зернистый или кристаллический. Растворим в воде, практически нерастворим в спирте и эфире. Содержит до 9% кальция.

Препарат Ca2+, восполняет дефицит Ca2+, необходимого для осуществления процесса передачи нервных импульсов, сокращения скелетных и гладких мышц, деятельности миокарда, формирования костной ткани, свертывания крови.

Показания

• Заболевания, сопровождающиеся гипокальциемией, повышением проницаемости клеточных мембран (в том числе сосудов), нарушением проведения нервных импульсов в мышечной ткани.

• Гипопаратиреоз (латентная тетания, остеопороз), нарушения обмена витамина D: рахит (спазмофилия, остеомаляция), гиперфосфатемия у больных ХПН.

• Повышенная потребность в Ca2+ (беременность, период лактации, период усиленного роста организма), недостаточное содержание Ca2+ в пище, нарушение его обмена (в постменопаузном периоде).

• Усиленное выведение Ca2+ (длительный постельный режим, хроническая диарея, вторичная гипокальциемия на фоне длительного приема диуретиков и противоэпилептических ЛС, ГКС).

• Кровотечения различной этиологии; аллергические заболевания (сывороточная болезнь), крапивница, лихорадочный синдром, зуд, зудящие дерматозы, реакции на введение ЛС и прием пищевых продуктов, ангионевротический отек); бронхиальная астма, дистрофические алиментарные отеки, легочный туберкулёз, свинцовые колики; эклампсия.

• Отравление солями Mg2+, щавелевой и фтористой кислотами и их растворимыми солями (при взаимодействии с кальция глюконатом образуются нерастворимые и нетоксичные кальция оксалат и кальция фторид).

• Паренхиматозный гепатит, токсические поражения печени, нефриты, гиперкалиемическая форма пароксизмальной миоплегии.

Больным с незначительной гиперкальциурией, снижением клубочковой фильтрации или с нефроуролитиазом в анамнезе назначение должно проводиться под контролем концентрации Ca2+ в моче. Для снижения риска развития нефроуролитиаза рекомендуется обильное питьё.

• Глицерофосфат кальция

Глицерофосфа́т ка́льция (лат. calcium glycerophosphate) - кальциевая соль 1,2,3-пропантриол моногидрогенфосфата или дигидрогенфосфата.

Брутто-формула: C3H7CaO6P

Характеристика: белый кристаллический порошок без запаха, горьковатый на вкус. Растворим в разведенной соляной кислоте.

Фармакологическое действие: восполняет дефицит кальция, общеукрепляющее. Восстанавливает уровень кальция в организме, стимулирует анаболические процессы.

Показания: гипокальциемия, снижение общей сопротивляемости и тонуса при гипотрофии, переутомлении, истощении нервной системы, рахите.

Противопоказания: гиперкальциемия.

Способ применения и дозы: внутрь, взрослым - по 0,2-0,5 г, детям - по 0,05-0,2 г 2-3 раза в сутки.

Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожи

Биологическая роль кальция

Кальций - распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят скелеты большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также в обеспечении постоянного осмотического давления крови. Ионы кальция также служат одним из универсальных вторичных посредников и регулируют самые разные внутриклеточные процессы - мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов и др. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−7 моль, в межклеточных жидкостях около 10−3 моль.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграммов (мг), а для детей от 600 до 900 мг, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета. Большая часть кальция, поступающего в организм человека с пищей, содержится в молочных продуктах, оставшийся кальций приходится на мясо, рыбу, и некоторые растительные продукты (особенно много содержат бобовые). Всасывание происходит как в толстом, так и тонком кишечнике и облегчается кислой средой, витамином Д и витамином С, лактозой, ненасыщенными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке кальций «вымывается» из костей и осаждается в почках (почечные камни) и мышцах.

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой, кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Содержания кальция в крови из-за большого количества связанных с ним процессов точно регулируется, и при правильном питании дефицита не возникает. Продолжительное отсутствие в рационе может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а также запоры. Более глубокий дефицит приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу. Злоупотребление кофе и алкоголем могут быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.

Избыточные дозы кальция и витамина Д могут вызвать гиперкальцемию, после которой следует интенсивная кальцификация костей и тканей (в основном затрагивает мочевыделительную систему). Продолжительный переизбыток нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Максимальная дневная безопасная доза составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм.

Рекомендуемые Всемирной Организацией Здравоохранения суточные нормы потребления кальция.

Дети до 3 лет - 600 мг.

Дети от 4 до 10 лет - 800 мг.

Дети от 10 до 13 лет - 1000 мг.

Подростки от 13 до 16 лет - 1200 мг.

Молодежь от 16 и старше - 1000 мг.

Взрослые от 25 до 50 лет - от 800 до 1200 мг.

Беременные и кормящие грудью женщины - от 1500 до 2000 мг.

По результатам американских исследований, наиболее легко усваивается лимоннокислый кальций (цитрат). Так, в исследовании, проведённом с участием женщин в постменопаузальном периоде, было установлено, что усвояемость цитрата кальция в 2,5 раза выше, чем карбоната.

Пониженная или нулевая кислотность желудка встречается до вольно часто. В основном она характерна для

лиц старшего возраста, когда особенно высока потребность в кальции для предупреждения остеопороза. Установлено, что после 50 лет пониженная кислотность отмечается примерно у 40 % людей. В этих условиях усвоение карбоната кальция, для растворения которого в желудке необходима соляная кислота, падает до 2%. А усвоение цитрата кальция, для растворения которого в желудке соляная кислота не требуется, составляет 44 %. В результате в условиях пониженной кислотности цитрат кальция поставляет в организм в 11 раз больше кальция, чем карбонат.

Основные источники кальция

Много кальция содержится в молочных продуктах, мясе, рыбе и морепродуктах, орехах, зелени репы, одуванчике, сыре тофу, капусте, бобовых.

• мак 1460
• кунжут 783
• крапива 713
• подорожник 412
• сардины в масле 330
• шиповник 257
• миндаль 25
• лесной орех 226
• соя бобы сухие 201
• молоко коровье 120
• рыба 30-90
• творог 80
• хлеб с отрубями 60
• мясо, субпродукты, крупы, свекла - менее 50

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогена. Соединяясь с щавелевой кислотой кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

И они, и водоросли, являются компонентами для суши. Интересно, что и мел съедобен. Это не раз доказывали. Если в положении не хватает кальция, тянет на мел. Съедали его многие, никто не ощутил.

Врачи подтверждают, очищенный мел может принести лишь пользу. Не зря карбонат кальция продают в аптеках. Изучим свойства препарата и полный список сфер его применения. Но, для начала, уточним само понятие.

Что такое мел?

Итак, камень мел – это горная порода. Сие значит, что известняк слагают несколько минералов, могущих существовать и по отдельности. Основу составляет карбонат кальция. Его в породе до 98%.

Поэтому, мел часто так и называют, карбонат кальция, или, попросту, . Но, в камне присутствует и карбонат. Среди минералов он числится, как. Еще доли процента состава мела приходятся на оксиды металлов. То есть, в породе есть и неорганическая составляющая.

Название водорослей, слагающих камень упомянуто. Теперь, определим раковины каких животных дополняют растения. В основном, это панцири фораминифер. Это одноклеточные рачки. Невооруженным не видны.

Заметны фораминиферы становятся, когда опускаются на морское дно. Происходит это после гибели одноклеточных. Частично, их панцири дополняют, раковины устриц и прочих моллюсков. Все вместе спрессовывается под давлением воды, преобразуясь в горную породу.

Свойства мела

Формула мела не подразумевает его растворение в воде. Иначе, отложения породы не смогли бы образовываться на дне океанов. Когда воды осушаются, ландшафт меняется, мел переходит на сушу. Здесь-то его и добывают. Однако, влажность окружения влияет на минерал. Мел в сухой среде прочнее. Изменения запускаются уже при 2% влажности.

Снижение прочности сопровождается увеличением пластичности. Если в сухой среде мел рассыпается в порошок от малейшего давления, влажный лишь деформируется. Однако, работать с водонасыщенным мелом сложно.

Порода налипает на, оборудование. Поэтому, строения из карбоната кальция можно найти лишь в жарких и засушливых регионах, к примеру, в. Из известняка там сложена пирамида Хуфу, считающаяся древнейшей постройкой на Земле.

Холод мел переносит гораздо хуже жары. Пережив минусовые температуры, порода распадается на кусочки в 1-2 миллиметра. В некоторых случаях это облегчает применение мела . Вопросу, в каких, посвятим отдельную главу.

По цвету мел белый . Это единственный натуральный оттенок. Цветные мелки – окрашенная порода. Она бывает прессованной, или кусковой. Пищевые красители в продукцию добавляют редко. Поэтому красочные мелки для организма токсичны.

Поскольку большая часть мела карбонатная, растворяется в и. Неорганическая составляющая, при этом, как правило, остается нетронутой. Нетронутым остались и следы мела в трех.

Они достигли Земли и были изучены. Все три прилетели с Марса. Наличие в породах планеты карбонатов дало исследователям еще один повод думать, что если сейчас на Марсе и нет жизни, то когда-то она там была.

Добыча мела

Наиболее качественным считается мел нижних горизонтов. Так называют глубинные слои породы. Однако, именно они, как правило, насыщенны влагой. Поэтому, добыть с нижних горизонтов удается редко. Порода налипает на оборудование.

В верхних слоях известняков бывает нехватка карбоната кальция. Если его менее 87%, породу приходится обогащать, а это затратно. Поэтому, в почти не осваиваются Валуйское, Знаменское и Заслоновское месторождения. Качественный мел присутствует лишь в Белгородской и Воронежской областях. Там и добывают.

Производство мела на малокарбонатных месторождениях оправдано лишь в строительных целях. В частности из не обогащенного мела получается приемлемая по качеству известь. Ее используют при мелиоративных работах.

Их проводят при раскислении почв. Известняк является щелочью и способен уравновесить среду. Здесь-то и пригождается свойство мела распадаться от морозов. Нет нужды измельчать породу до приемлемых размеров. Достаточно немного размолоть, закинуть крупные куски в почву, а после морозов материал сам рассыплется.

Применение мела

Побелка помещений отжила свой век. Ее осуществляли растворами мела. Под понимаются жидкости с взвесью в них не растворенных частиц породы.

Зато, в современности востребованы меловые краски. Они имеют клеевую основу и применяются только для внутренней отделки. Ее производят по оштукатуренным, выровненным поверхностям.

Не обходится без мела и в производстве цемента. Поэтому, карбонат кальция в фундамент можно добавлять с таким же спокойствием, как и бут. Основой цемента стал благодаря мягкости, пластичности и, конечно, доступности. Более 20% осадочных пород Земли содержат мел. В земной коре он занимает 4% объема.

В мел тоже добавляют. Доля известняка почти равна содержанию. Можно сказать, что мел и замешивают в исходную шихту для в равных долях.

В фермерском деле мел нужен не только для раскисления почв, но и для производства комбикормов. Почему люди едят мел , а животные не могут? Могут, причем, получают от этого пользу.

Мел в комбикорме – источник кальция, проще говоря, минеральная добавка к пище. С ней животные лучше развиваются, не страдают ломкостью, рахитом.

Безвреден мел и при наружном применении. Поэтому, порода стала основой помад, тональных кремов, пудр и корректоров. Остается добавить питательную составляющую, пигмент, и косметика готова.

Порой, мел в декоративные средства добавляют, как отбеливающий компонент. К тому же, карбонат порист и отлично впитывает влагу, жир. Так что, косметика с мелом матирует, не дает появляться жирному.

В косметике применяется тонкодисперсный мел. Такой же нужен в бумажной промышленности. Здесь карбонатная порода служит наполнителем и отбеливателем листов. Если в них есть мел, на проще печатать. К тому же, листы с карбонатом кальция не чувствительны к влаге. Это продлевает срок службы.

Использование мела в обусловлено, так же, бережным отношением к производственному оборудованию. Поскольку материал тонкодисперсный, его абразивные свойства сведены к нолю. Соответственно, трение минимально, как и износ аппаратуры.

Цена мела

Стоимость мела зависит от его назначения и вида. Так, за 5 узорчатых мелков для асфальта просят 200-450 , а за упаковку простых мелков – от 10-ти до 90-та. Кормовой мел продают, как правило, не упаковками, а мешками. Фермерам принято отгружать тоннами. За 1 000 килограммов берут 3 000-4 000 рублей.

Мел пищевой продают в порошке, или кусках. Упаковывают товар в пакеты, отпускают в граммах. За 0,1 кило придется отдать 40-290 рублей. Наибольшие ценники устанавливаются на порошкообразный мел.

Кстати, мел – официальная пищевая добавка. Карбонат кальция скрывается под шифром Е-170. Эта ешка служит стабилизатором, то есть, препятствует комкованию продуктов. Правда, в номенклатуре пищевых добавок Е-170 относится к красителям. Это огрехи систематики, которые, пока, не доходят исправить.

Карбонат кальция представляет собой химическое соединение неорганической природы, в состав которого входит природный кальций и Данное соединение широко встречается в природе в составе известняков, мела, твердых пород мрамора, а также в виде природных минералов кальцита, арагонита и других.

Карбонат кальция используется в самых различных областях промышленности - он незаменим при производстве стекла, широко применяется в пищевой промышленности (там он более известен под маркой Е170) в качестве пищевого красителя белого цвета, является одним из компонентов при изготовлении красок, пластмасс, Основные потребители карбоната кальция - это производители всевозможных пластмасс и пластиков, ведь даже привычные всем сегодня пластиковые панели, линолеум, и черепица - это производные карбоната кальция. Но самым привычным видом, в котором нам знакомо это вещество, являются, конечно же, известные всем с детства таблетки.

Карбонат кальция: применение в медицине.

Использование данного в медицине обусловлено, прежде всего, содержанием в нем кальция в чистом виде. Поэтому данный препарат применяют для восполнения кальция в организме, а также в составе комплексной терапии при лечении заболеваний суставов. Карбонат кальция отлично помогает укрепить кости и зубы, а также рекомендован для улучшения качества ногтей и волос. Помимо этого препарат обладает уникальным свойством нейтрализовать действие соляной кислоты и приводить в норму повышенную кислотность желудка.

Основными показаниями к применению данного препарата являются:

Гиперацидность желудочного сока, а также возникающие на ее фоне всевозможные заболевания желудочно-кишечного тракта. Это гастриты, в том числе и в фазе обострения, дуодениты, язвенные обострения, а также изжога.

Дефицит кальция или повышенная потребность в нем в отдельные периоды жизни: рахит и ранний остеопороз, в том числе возникший после менопаузы, а также период беременности, лактации, гипокальциемия, возникающая в результате плохого всасывания кальция или же вследствие его повышенного выведения из организма.

Карбонат кальция: инструкция по применению.

При дозировании препарата учитывают возраст пациента, а также специфику заболевания. Для детей в возрасте до 10 при лечении рахита или кариеса доза колеблется, в зависимости от веса, от 300 до 600 мг в сутки.

При заболевания ЖКТ препарат назначают для приема внутрь, доза составляет от 0,5 до 1 гр. в сутки.

Для восполнения дефицита кальция, профилактики остеопороза, а также в составе комплексного лечения состояния волос и ногтей, доза препарата подбирается индивидуально, с учетом лекарственного взаимодействия, веса, роста, и состояния ЖКТ. Она может колебаться в диапазоне от 250 мл до 1,5 гр. в сутки.

Противопоказания.

Несмотря на широкий спектр действия, природное происхождение и универсальность, данный препарат также имеет некоторые ограничения в применении.

Наличие камней в почках, особенно кальциевого происхождения.

Склонность кровеносной системы к образованию тромбов.

Атеросклероз в тяжелой форме.

Индивидуальная непереносимость препарата.

Гиперкальциемия.

Также при приеме карбоната кальция следует учитывать и некоторые особенности его взаимодействия с другими препаратами. Так, он обладает способностью при одновременном приеме с антибиотиками, относящимися к группе тетрациклина, снижать их эффективность и уменьшать концентрацию тетрациклина в крови. Также препарат способен снижать абсорбцию индометацина, левотироксина и некоторых других лекарственных средств.

Алкогольный грог: рецепт в домашних условиях

Внешне известь и мел очень похожи. Оба белые, оставляют след на темной поверхности, ими можно испачкать одежду и руки. На этом, пожалуй, их сходство и заканчивается. Дальше следуют различия, и прежде всего – в химическом составе данных материалов и в области их применения. Давайте рассмотрим подробнее, чем отличается известь от мела и что у них общего.

Из чего они состоят

Мел представляет собой осадочную породу и состоит преимущественно из остатков древних морских простейших, содержащих карбонат кальция. Миллионы лет части тел этих организмов накапливались в некоторых местах нашей планеты и в конце концов образовали богатые месторождения и даже целые скальные массивы. Хорошо известны меловые скалы побережья Северного и Балтийского морей, а также пролива Па-де-Кале в Северной Франции, Дании и Южной Англии. Интересно, что наиболее старое из известных названий Англии – Альбион – происходит от древнеиндоевропейского albho – белый. А основанием для такого наименования острова стали именно белые меловые скалы, находящиеся в самом узком месте, отделяющем Англию от материковой Европы.

Отличие извести от мела состоит в том, что под этим термином известна целая группа химических соединений и смесей, общим у которых является наличие в составе кальция. «Базовая» известь – оксид кальция (СаО), который получают путем обжига некоторых осадочных пород, в первую очередь мела и известняка (CaCO 3 , или карбоната кальция). Такая известь называется негашеной. Существует еще несколько разновидностей извести:

• гашеная (Ca(OH) 2), которую получают в результате взаимодействия негашеной извести с водой;
• хлорная (Ca(Cl)OCl) – в просторечии «хлорка», получаемая при химической реакции, в которой участвуют гашеная известь и хлор;
• натровая, представляющая собой смесь двух химических соединений – гидроксида натрия (NaOH) и гашеной извести.

Сравнение

Области применения мела и извести (правильнее будет сказать – известей, так как их несколько) различаются довольно сильно. Все мы знаем ученический мел, который широко используется в школе, но это только одна из его «специальностей». Кроме этого, он нашел применение при производстве высококачественной мелованной бумаги, а также при создании некоторых сортов резины и в пищевой промышленности. Часто мел играет роль наполнителя в различных составах – от лакокрасочной продукции до полимеров (полипропилена и полиэтилена). И, наконец, роднит его с гашеной известью то, что оба эти материала пригодны для побелки стволов деревьев, бордюров, заборов и так далее.

Разные виды извести отличаются довольно сильно, поэтому сферы их применения также отстоят друг от друга далеко. Негашеная известь используется в строительстве и для получения известей других видов. Гашеная известь, кроме побелки, нужна при производстве стройматериалов, известковых сельхозудобрений, дублении кожи. В стоматологии – для дезинфекции зубного канала, а в электротехнике – в качестве состава, позволяющего снизить (где это необходимо) сопротивление почвы при устройстве заземления. И, наконец, даже в пищевой промышленности гашеная известь известна как пищевая добавка Е 526.

Две основные «специальности» хлорной извести – дезинфекция и отбеливание тканей. Если с первой она справляется великолепно, то во втором случае надо быть осторожным и использовать только составы, изготовленные промышленным способом, так как при высокой концентрации состава он просто-напросто «проест» любую ткань. А главным «призванием» натровой извести является поглощение из воздуха углекислого газа. Это свойство незаменимо в противогазах и водолазном снаряжении. Она даже применялась для подобной цели в первых космических кораблях, но позже перешли к более эффективным составам.

Таблица

Теперь можно дать ясный ответ на вопрос, в чем разница между известью и мелом. В приведенной ниже таблице подытожено, что у этих материалов общего и чем они различаются.

	Известь	Мел
Что собой представляет	Группа химических соединений и смесей, имеющих в составе кальций. Состоит из: негашеной извести (СаО); гашеной извести (гидроксид кальция Ca(OH) 2); хлорной извести (Ca(Cl)OCl); натровой извести (смесь гидроксида натрия (NaOH) и гашеной извести).	Осадочная порода, образовавшаяся из остатков древних простейших организмов
Область применения	Негашеная известь – в строительстве и производстве известей других видов. Гашеная известь – широчайший «круг обязанностей» от побелки до производства удобрений, стройматериалов, а также в пищевой промышленности. Хлорная известь – обесцвечивание тканей, а также дезинфекция. Натровая известь – поглощение из воздуха углекислого газа, что нашло применение в противогазах и водолазном снаряжении	Производство мелованной бумаги, в качестве ученического мела в школе, в качестве дешевого наполнителя при производстве полимеров и лаков, а также в пищевой промышленности и для побелки деревьев, бордюров и так далее

Вторым основным сырьевым материалом для производства соды служит известняк или мел. Более предпочтительным сырьем является известняк. Недостатком мела является его пористая порода, он легко впитывает влагу, нарушающая нормальный ход обжига его в известковых печах.

Обычно считается, что наилучшим сырьем является известняк с содержанием от 92% CaCO 3 , влаги от 1 до 5% и минимальным количеством силикатов, хотя возможны отступления от этих условий, в зависимости от характера производств. Работа на одном меле вызывает дополнительные расходы топлива или предварительно на сушку его, или в самой печи, а также разбавление печного газа (содержание CO 2). Работать на одном меле, благодаря его высокой влажности не экономично, и в связи с этим готовят для известковых печей смеси известняка и мела в пропорции примерно 1:1. Наличие такой пропорции приводит работу печи к нормальным условиям как в смысле расхода топлива, так и концентрации получаемого печного газа.. Основные требования, предъявляемые практикой в отношении размеров кусков мела или известняка, это - иметь материал в кусках величиной примерно около 60-150 мм. Процент CaCO 3 в меле не должен быть ниже 80, при чем на меле с низшим содержанием CaCO 3 работать уже не выгодно. Необходимо также иметь определенный и минимальный процент примесей, в особенности SiO 2 , благодаря которому в печах образуются легкоплавкие силикаты (печь «течет»), и который внизу печи застывает в большие куски - так называемый «козел». Процент влаги в меле должен быть не выше 5%, дабы не иметь разбавления печного газа, а также чтобы не тратить излишнего количества топлива для подсушки его.

Добыча известняка и мела ведется в карьерах методом открытых разработок. При тонком слое верхних порывающих пород шахтные разработки не применяют. Удаление верхних наносных слоев и непосредственную добычу известняка и мела производят при помощи экскаваторов.

Вдоль простирания пластов нарезают несколько уступов, в которых бурят небольшие цилиндрические отверстия - шпуры, куда закладывают взрывчатое вещество. Взорванную раздробленную породу грузят экскаваторами в вагонетки и отвозят на дробильно-сортировочную установку, находящуюся при карьерах. Куски размерами 40-120 мм отделяют и, в зависимости от расстояния от карьера до завода, транспортируют либо по канатной подвесной, либо по железной дороге. В первом случае вагонетки с карбонатным сырьем подают непосредственно на известковые печи, во втором случае известняк или мел поступает сначала на склад, откуда вагонетками подвесной дороги или элеватором его транспортируют на печи. Куски, имеющие размер меньше 40 мм, составляют отход, который может быть использован для других целей, например на строительных работах, в производстве цемента, в металлургической промышленности или же для получения извести в специально выделенных для обжига мелочи печах.