Кальций и магний сообщение по химии
Обновлено: 05.07.2024
Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!
Магний и Кальций - важнейшие биогенные элементы, в значительных количествах содержатся в тканях животных и растений. Магний необходим для синтеза белков и АТФ в клетках, поэтому является элементом, который контролирует энергетические
процессы в организме. Магний и Кальций участвуют в передаче нервных импульсов и сокращении мышц. При недостатке магния в организме может возникать бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, мигрень, мышечные судороги и т.д..
Кальций в составе гидроксоапатиту Са5 (РО4) 3ОН является основой костной ткани, а фторапатиты Сав (РО4) ^ содержатся в зубах. С кальций карбоната состоят раковины и панцири многих беспозвоночных (губки, коралловых полипов, моллюсков и др.), яичная скорлупа и др.. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, секреции некоторых гормонов. Ткани животных содержат 1,52% кальция. Недостаток кальция в организме вызывает мышечные судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста у детей. Избыток кальция и магния в организме может оседать в почках в виде камней.
Магнием насыщенные такие продукты питания, как кунжут, отруби, орехи. Он необходим для усвоения организмом кальция. Многие Кальция содержится в молочных продуктах, мясе, рыбе и некоторых растительных продуктах, в частности в бобовых.
Ключевые слова конспекта: соединения кальция, соединения магния и кальция, гашеная известь, негашеная известь, гидрооксид кальция, оксид кальция, сульфат кальция, гипс, алебастр, карбонат кальция, мел, мрамор, известняк, кальцит, фосфорит, фосфоритная мука, хлорид кальция, карбид кальция, ацетилен, жесткость воды.
СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ
Перечислим наиболее часто используемые соединения кальция.
Оксид кальция СаО – негашёная известь. При взаимодействии с водой происходит гашение извести, при этом выделяется много тепла:
СаО + H2O = Са(ОН)2
Гидроксид кальция Са(ОН)2 – гашёная известь. Раствор гидроксида кальция – известковая вода. Известковая вода поглощает углекислый газ, происходит помутнение вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:
Са(ОН)2 + СO2 = СаСO3↓ + H2O
При пропускании избытка углекислого газа помутнение исчезает, образуется растворимый в воде гидрокарбонат кальция:
СаСO3 + H2O + СO2 = Са(НСO3)2
Сульфат кальция двухводный CaSO4 • 2Н2О – гипс, а другой кристаллогидрат сульфата кальция – 2CaSO4 • H2O – алебастр. Гипс и алебастр используются в строительстве, медицине и для изготовления декоративных изделий.
Карбонат кальция СаСО3 – это мел, мрамор, известняк, кальцит (исландский шпат).
Ортофосфат кальция Са3(РO4)2 – фосфорит, фосфоритная мука. Используется как фосфорное удобрение.
Чистый безводный хлорид кальция СаCl2 чрезвычайно гигроскопичен, поэтому широко применяется в лаборатории как осушитель в виде гранул. В медицине используется 10%-й раствор хлорида кальция. Ионы Са 2+ способствуют хорошей сворачиваемости крови.
Карбид кальция СаС2 используется для получения ацетилена:
СаС2 + 2H2O = Са(ОН)2 + C2H2↑
Его получают в электропечах при нагревании с углём:
СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ
Соединения кальция и магния широко распространены в природе. Наличие ионов Са 2+ и Mg 2+ в природных водах обусловливает особые свойства воды, которые называют её жёсткостью. В жёсткой воде не мылится мыло (вследствие образования нерастворимых солей кальция и магния – стеаратов кальция и магния), при нагревании жёсткой воды образуется накипь и т. д.
Временная жёсткость воды обусловлена присутствием в качестве катионов – ионов кальция и магния, а в качестве анионов – гидрокарбонат-ионов. Такую жёсткость воды можно устранить даже кипячением:
Так ионы кальция оказываются связанными с карбонат-ионами в осадке – карбонате кальция. Концентрация ионов кальция в растворе заметно уменьшается, вода становится мягкой.
Другой способ перевода ионов кальция в осадок – добавление к жёсткой воде известковой воды, в этом случае кислая соль переходит в среднюю:
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O
Можно умягчать воду с помощью реакций ионного обмена. При взаимодействии жёсткой воды с раствором соды образуется осадок карбоната кальция:
Са(НСO3)2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaHCO3
Кальций относится к распространенным элементам. По содержанию в земной коре занимает 5 место, на его долю приходится 3,4 % по массе. В природе соединения кальция можно встретить везде: из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он присутствует в речной и в морской воде, входит в состав растительных и животных организмов. В организме человека содержится до 1 кг кальция: в костях, в зубной эмали, в крови.
Одно из самых распространенных соединений – карбонат кальция (CaCO3).Он образует минералы: мел, мрамор, известняк, ракушечник, кальцит, жемчуг, кораллы и много смешанных минералов.
Встречаются в природе также гипс CaSO4∙ 2H2O, фосфориты и апатиты Ca3(PO4)2, флюорит CaF2.
На территории Казахстана соединения кальция распространены повсеместно. Крупнейшие месторождения фосфоритов находятся в Каратау и в Актюбинской области. Гипс – в Жамбылской области. Цементные глины – около Шымкента, Семея.
Магний по распространенности в природе занимает восьмое место. Он входит в состав почти двухсот минералов.Важнейшие из них: магнезит MgCO3, доломит MgCO3∙CaCO3, карналлит KCl∙MgCl2∙6H2O. В Казахстане имеются значительные запасы доломита и других минералов, особенно асбеста. Огромное количество магния содержится в водах океанов, морей и соленых озер. Атомы магния – составная часть молекулы хлорофилла зеленых растений. Без него невозможен процесс фотосинтеза, т.е. жизнь на нашей планете. В организме человека магний также необходим, при его недостатке нарушается работа сердечных мышц.
Физические свойства
Кальций – серебристо-белый легкий металл, его плотность (1,55 г/см3) близка к плотности щелочных металлов, однако кальций – более твердый металл, на воздухе кальций быстро покрывается пленкой, его хранят под керосином.
Магний – белый металл, на воздухе быстро покрывается оксидной пленкой, поэтому становится матовым. Магний достаточно пластичен, легко поддается прокатке и ковке.
Химические свойства
По химической активности кальций немного, а магний значительно уступают щелочным металлам. В химических реакциях они – активные восстановители.
Уже при обычной температуре они взаимодействуют с галогенами
При нагревании кальций и магний окисляются серой, азотом и другими неметаллами.
Кальций при нагревании на воздухе загорается, а затем внесенный в чистый кислород горит ярким пламенем с образованием белого дыма – частиц оксида кальция:
Если поджечь на воздухе порошок магния или тонкую магниевую пластинку, то горение происходит с ослепительной вспышкой.
При нагревании в струе водорода кальций образует гидрид
Магний непосредственно с водородом не взаимодействует.
Как и щелочные металлы, кальций бурно реагирует с водой, вытесняя из нее водород
Металлы кальция и магния могут окисляться водород кислот:
Благодаря большой химической активности металлический кальций и магний восстанавливают многие металлы из их оксидов и хлоридов: это свойство используется для Ti, Zr, V, U.
Кальций и магний получают в промышленности так же, как и щелочные металлы, - электролизом расплава солей
Применение
Легкие и прочные сплавы магния широко применяются в авиации и машиностроении. Это сплавы электрон (Mg, Al, Zn, Mn), магналит. Добавка магния в чугун придает ему такиесвойста, как ковкость и прочность. Кальций также применяют для получения сплавов, например высокосортной стали. Сплавы кальция и свинца используются в производстве подшипников.
Магниевые пластины используются в качестве протектора для защиты от коррозии кораблей и трубопроводов.
Важнейшие соединения.
Оксид кальция – белое тугоплавкое вещество. В технике CaO - называют негашеной известью. Получают при прокаливании известняка
Гидроксид кальция – малорастворим в воде, его насыщенный раствор часто используют в лабораториях под названием известковая вода. Щелочной раствор обнаруживается по окраске малиновой. В технике называют Ca(OH)2 – известковым молоком.
Оксид магния MgO– (магнезия) – легкий, рыхлый порошок, белого цвета, легко впитывает воду. На этом свойстве основано применение в спортивной гимнастике. Нанесенный на ладони спортсмена порошок предохраняет его от опасности сорваться с гимнастического снаряда.
Природные карбонаты магния – магнезит и доломит – широко применяется для изготовления огнеупорных и строительных материалов.
IV. Закрепление новой темы:
Напишите уравнения реакций следующих превращений:
При действии избытка соляной кислоты на 10 г некоторого металла II группы выделилось 5,6 л (н.у) газа. О каком металле идет речь?
V. Домашняя работа: П. 5.4 стр 155- 163. № 6, 13, 14, стр 163
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 в. – Li3N → Li → Li2О → LiОН → Li2SО4 2 в. – Nа → NаОН → Nа2СО3 → NаСl → Nа 3 в. – К → КОН → КСl → К
Кальций, магний и их важнейшие соединения.
Положение в периодической системе. Строение атома. Физические свойства. Химические свойства. Нахождение в природе, способы получения. Биологическая роль. Применение. Способы распознавания. Используем текст § 5.4.
Оксид кальция – СаО – негашёная известь. Получают его в промышленности путём обжига известняка: СаСO3 → СаО + СО2↑ Это тугоплавкое вещество белого цвета, основной оксид, поэтому обладает всеми свойствами присущими основным оксидам. Важнейшей является его взаимодействие с водой: СаО + Н2О → Са(ОН)2 Этот процесс называется гашением извести, для чего её и применяют.
Как основной оксид он взаимодействует с кислотными оксидами и кислотами: 3СаО + Р2О5 → Са3(РО4)2 СаО + Н2SO4 → СаSO4 + Н2О
Гидроксид кальция плохо растворяется в воде, в водном растворе диссоциирует на ионы: Са(ОН)2 → Са2+ + 2ОН- Как основание гидроксид кальция взаимодействует кислотными оксидами, кислотами и солями. Са(ОН)2 + СО2 → СаСО3↓ + Н2О Са(ОН)2 + 2НСl → СаСl2 + 2Н2О Са(ОН)2 + СuСl2 → СаСl2 + Сu(ОН)2↓
Гидроксид кальция – Са(ОН)2 – гашёная известь имеет большое практическое применение как гашёная известь, известковое молоко и известковая вода. Гашёная известь – тонкий рыхлый порошок, обычно серого цвета, немного растворим в воде. Смесь гашёной извести с цементом, водой и песком применяют в строительстве. Известковое молоко – взвесь, похожая на молоко. Она образуется при смешивании избытка гашёной извести с водой. Применяют его для получения хлорной извести, при производстве сахара и др. Известковая вода – прозрачный раствор Са(ОН)2, получаемый при фильтровании известкового молока.
Используют его в лаборатории для обнаружения углекислого газа: Са(ОН)2 + СО2 → СаСО3↓ + Н2О При длительном пропускании углекислого газа раствор становится прозрачным: СаСО3 + СО2 + Н2О → Са(НСО3)2 Если полученный прозрачный раствор нагреть, то снова произойдёт помутнение: Са(НСО3)2 → СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О
Соединения кальция могут связывать воду с образованием кристаллогидратов. Например, природный гипс СаSО4·2Н2О при обработке теряет часть кристаллизационной воды: СаSО4·2Н2О → СаSО4·0,5Н2О + 1,5Н2О Гипс алебастр При смешивании порошка алебастра с водой происходит обратная реакция, и он затвердевает.
Оксид магния МgО – магнезия – лёгкий, рыхлый порошок белого цвета, легко впитывает воду. На этом свойстве основано его применение в спортивной гимнастике МgО и Мg(ОН)2 – типичные соединения основного характера средней силы. Природные карбонаты магния – магнезит и доломит используются для изготовления огнеупорных и строительных материалов. Сульфат магния (горькая соль) применяется в медицине, в производстве бумаги и для получения негорючих материалов. Природный силикат магния – асбест; это редчайший пример природного волокнистого минерального вещества. Он используется для теплоизоляции, получения негорючих тканей.
Где встречаются соединения кальция и магния в природе и в быту? Ca МЕЛ ИЗВЕСТНЯК
Mg Ионы Mg 2+ участвует в процессах образования хлорофилла Березовый сок содержит набор минеральных элементов
Mg В состав лекарств для слизистой пищевода и желудка входит обязательно элемент Mg (вяжущее действие)
Mg Турмалин Гранат В состав внутренней мантии Земли в основном входят элементы: МАГНИЙ, КРЕМНИЙ и КИСЛОРОД в виде соединений
Mg Морская соль содержит соединения магния
Ca В состав зубной пасты и косметической продукции входит элемент Са.
Ca Накипь содержит карбонат кальция Штукатурщик работает с известью
Ca Карстовые пещеры и долины
Ca Долины с залежами известняка
Ca В составе овощей, плодов входит кальций Продукты питания обогащают элементом кальцием, которой способствует росту организма
Читайте также: