Kalcijum

Kalcijum je veoma važan za ljudski organizam (ulazi u sastav kostiju), ali i za druga živa bića (obavezan je sastojak ljuske ptičjeg jajeta i ljušture školjki, na primer). Unosimo ga ishranom i dnevna potreba odraslih ljudi za ovim hemijskim elementom je jedan gram (iako zvuči malo, sasvim je dovoljno).

calcium-food

Ručak bogat kalcijumom.

Nalaženje u prirodi

Osim što je biogeni element, kalcijum se u prirodi nalazi najčešće u obliku sedimentnih stena, odnosno krečnjaka. Kalcijum je veoma reaktivan i u prirodi ga ne možemo naći u elementarnom stanju. Morska voda je bogata jedinjenjima kalcijuma, a prisutna su i u vodi koju pijemo. Uz još neka jedinjenja, pre svega magnezijuma, daju ukus vodi i čine tvrdoću vode.

La_Zaplaz,_Piatra_Craiului

Krečnjačke stene

Shtreber.com proizvodi kvalitetan sadržaj za interaktivno učenje i obnavljanje gradiva za osnovnu školu. Premium status omogućava pristup kompletnim lekcijama, zadacima i drugom sadržaju đacima, roditeljima i nastavnicima.

Za 555 rsd postani Premium!

Postani premium

Kalcijum - hemijski element

Kalcijum se nalazi u IV periodi i IIa grupi periodnog sistema, što znači da ima dva valentna elektrona i valenca u jedinjenjima mu je dva.

Metali koji pripadaju Ia i IIa grupi periodnog sistema su izraziti metali.

Ovi metali imaju malo elektrona (jedan ili dva) u valentnom nivou.

Fizička svojstva

Na sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku kalcijum je čvrsta, ali mekana supstanca, siva i sjajna. Poput drugih metala, provodi električnu struju i toplotu.

Calcium u epruveti

Kalcijum-oksid

Kalcijum reaguje sa kiseonikom (zato se elementarni kalcijum ne čuva na vazduhu, već potopljen u petroleumu) i nastaje kalcijum-oksid:

CaO

Kalcijum-hidroksid

Kalcijum-oksid je bazni oksid. To znači da reaguje sa vodom dajući hidroksid (bazu):

CaOH

Reakcija je veoma burna, uz oslobađanje toplote. Da smo dobili kalcijum-hidroksid, dokazujemo indikatorima:

Hidroksidi

Hidroksidi su jedinjenja koja sadrže hidroksidnu grupu: jon (OH^-). Valenca hidroksidne grupe je jedan, pa je opšta formula hidroksida:

formula_baze

gde je slovom x obeležena valenca metala. Natrijum, na primer, ima valencu 1, pa je hemijska formula natrijum-hidroksida: NaOH. Hemijska formula aluminijum(III)-hidroksida je: Al(OH)₃.

Hidrokside možemo dokazati indikatorima. Sledeća tabela prikazuje kako se boji lakmus hartija:

indikator_baze

Hidroksidi koji boje lakmus hartiju u plavo, nazivaju se bazama. Ukoliko se hidroksid ne rastvara u vodi, ne možemo ga dokazati lakmus hartijom. Takav je slučaj sa aluminijum(III)-hidroksidom.

Za hidrokside kažemo da imaju bazna svojstva, suprotna kiselim svojstvima kiselina. To ne znači da hidroksidi nisu opasni, naprotiv! Kalcijum-hidroksid može izazvati opekotine po koži. Baze imaju ukus sapuna, ali mi to nećemo isprobati!

Hidroksidi imaju široku primenu u proizvodnji sapuna, hartije, lekova, veštačkih đubriva itd.

Najizraženija bazna svojstva imaju hidroksidi metala I grupe periodnog sistema. Ti hidroksidi se nazivaju alkalijama, a metali koji ih grade alkalnim metalima.

Kalcijum-hidroksid može da se dobije i reakcijom kalcijuma i vode. Pri tome se izdvaja vodonik:

Hydroxid_CaOH

Pogledajte oglede sa kalcijumom i odgovorite na pitanja koja slede:

Koja fizička svojstva je eksperimentator demonstrirao?
Koje hemijsko svojstvo je demonstrirao?
Koji gas i na koji način je dokazivao nakon reakcije?
Šta je još dokazivao (osim gasa) i na koji način?

Reaktivnost

Natrijum značajno burnije reaguje sa vodom u odnosu na kalcijum:

Magnezijum, naprotiv, reaguje tek kada se voda zagreje. Razlog zašto natrijum burnije reaguje sa vodom u odnosu na kalcijum, a magnezijum manje burno, nalazi se u elektronskoj kofiguraciji atoma ova tri hemijska elementa:

Na-Mg-Ca

Natrijum ima jedan, a kalcijum dva valentna elektrona (na slici obeleženi crvenom bojom). To znači da natrijum treba da otpusti jedan, a kalcijum dva elektrona (kako bi postigli stabilan oktet najbližeg plemenitog gasa). Natrijum je, dakle, reaktivniji, jer je lakše otpustiti jedan elektron umesto dva.

Kalcijum i magnezijum imaju isti broj valentnih elektrona - dva. Kalcijum u odnosu na magnezijum ima jedan elektronski nivo više. To znači da su mu valentni elektroni udaljeniji od jezgra u odnosu na magnezijum, te je privlačna sila sa jezgrom manja. Zato će kalcijum lakše otpustiti valentne elektrone.

Burnu reakciju natrijuma i vode eksperimentator je iskoristio da napravi zanimljiv ogled. Napunio je menzuru sa vodom i dodao benzin (koji se ne meša sa vodom i manje je gustine). Prethodno je u vodu sipao indikator fenolftalein. I onda je uneo parče natrijuma, koji sa benzinom ne reaguje. Eksperiment je nazvao „natrijum skakač“, a zašto, videćete kada pogledate filmić:

Primena

Mermer je metamorfna stena, jedinjenje kalcijuma: kalcijum-karbonat. Ima široku primenu u građevini.

amfora

Na slici je mermerna amfora iz stare Grčke.

Jedinjenje kalcijum-karbonat u prirodi je poznato i kao krečnjak. On se koristi za dobijanje kalcijum-oksida (zagrevanjem):

CaCO3

Kalcijum-oksid naziva se živi ili negašeni kreč.

Calcium_oxide_powder

Koristi se za tretiranje otpadnih voda i gasova, kao i kiselog zemljišta u poljoprivredi. Koristi se i u proizvodnji hartije, šećera, i u proizvodnji drugih jedinjenja kalcijuma. U reakciji sa vodom daje kalcijum-hidroksid:

CaOH

Kalcijum-hidroksid se naziva još i gašeni kreč, pošto se dobija gašenjem negašenog kreča vodom. Razmućen u vodi koristi se za krečenje. Kalcijum-hidroksid se slabo rastvara u vodi, pa se ta smeša naziva krečno mleko. Ono se koristi i u poljoprivredi za suzbijanje gljivica i insekata i protiv glodara (zato se kreče stabla voćaka).

drvo

Stablo ovog drveta nije po prirodi belo.

Mešanjem gašenog kreča, peska i vode dobija se malter. On se koristi kao vezivno sredstvo u građevinarstvu.

malter-za-zidanje

Da bi malter očvrsnuo, kalcijum-hidroksid iz smeše reaguje sa ugljenik(IV)-oksidom iz vazduha. Stvara se kalcijum-karbonat koji slepljuje zrna peska i tako smešu čini čvrstom:

CaCO3-dobijanje

Bistri rastvor natrijum-hidroksida naziva se krečna voda. U reakciji sa ugljen-dioksidom se zamuti, jer nastaje nerastvorni kalcijum-karbonat. Ovom reakcijom možemo da dokažemo disanje kod živih bića:

<% if(tag === 'undefined') {%><% } else { %><% } %>