Сообщение про кальций по технологии 6 класс

Обновлено: 09.05.2024

Изучить особенности строения кальция и его влияние на организм человека.

Вложение	Размер
kaltsiy_-_istochnik_zhizni_krasoty_i_zdorovya.docx	32.99 КБ

Предварительный просмотр:

Тема: Кальций – источник жизни, красоты и здоровья

Ученица 11б класса

Акимова Татьяна Васильевна

Кальций и его роль в организме. 4

Содержание кальция в организме и продуктах. 5

Причины дефицита кальция. 6

Избыток кальция. 7

Опыт с куриными яйцами. 8

Список литературы. 10

Кальций – источник жизни, красоты и здоровья

В последнее время по телевизору в рекламе продуктов детского питания говорят о пользе тех, в которых повышенное содержание кальция. И мне стало интересно: что же такое – кальций и для чего он нужен нашему организму?

Цель: изучить особенности строения кальция и его влияние на организм человека.

Задачи: 1. Выяснить и дать определение, что такое кальций.

2. Узнать, каким образом кальций влияет на организм человека.

3. Исследовать, каким путем кальций попадает в организм человека.

4. Провести опыт, который демонстрирует влияние кальция на организм

Что же такое кальций и какую роль он играет в организме человека?

ㅤㅤНазвание Кальций произошло от латинского calx, calcis – известь ("мягкий камень"). Оно было предложено английским ученым Гемфри Дэви в 1808 году. Кальций (Ca) - самый широко распространенный в организме минерал, главный составляющий элемент позвоночника и других костей человека. Например, его содержание в организме взрослого человека (в расчете на массу 65 кг) составляет 1,3 кг. Около 99% этого вещества содержится в костях и зубах. Концентрацию минерала контролируют особые гормоны, их совместное действие сохраняет и поддерживает структуру костей.[1]

ㅤㅤЭто химический элемент II группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева; относится к щелочноземельным металлам, обладает высокой биологической активностью. [2]

ㅤㅤЕсли говорить об организме человека, то кальций или Calcium – это один из значимых элементов неорганической природы, влияющий на жизнеобеспечение существования каждого из нас.Кальций в чистом виде в природе не встречается. Его возможно выделить только из различных соединений, таких как известь, гипс и мрамор. Поэтому можно представить, что происходит в нашем организме, когда в нем возникают неправильные обменные процессы и кальций откладывается не там где нужно.В основном он входит в состав костной ткани, является твердым каркасом для скелета. Кальций является основой для роста зубов, ногтей и волос. И всего лишь 1% от общего количества кальция находится в крови. Кальций это основная минеральная составляющая костной ткани и в тоже время один из основных катионов вместе с калием, магнием и натрием, участвующий во всех обменных процессах внутри организма.[3]

ㅤㅤВ связи с тем что он нам так необходим, в человеческом организме имеется система поддержания постоянной концентрации кальция, для того чтобы обеспечить его поступление по мере необходимости.
Организм делает это тремя способами:
- кальций всасывается напрямую из потребляемой пищи. Это наиболее предпочтительный способ получения кальция;
- кальций поступает из костей в том случае, если его не хватает в потребляемой пище. В этих случаях кости могут становиться более тонкими и хрупкими;
- уменьшается количество кальция, поступающего повторно в кровь после "обработки" её почками.
Основной задачей является достаточное поступление кальция с пищей для нормального обеспечения им всех органов и тканей. Другими словами, нам необходимо столько потреблять кальция, чтобы в случаях, когда мы теряем кальций, его потери не превышали его потребления. Этот баланс имеет большое значение, так как его нарушение может привести к прогрессирующему вымыванию из костей недостающего количества кальция. Кальций является жизненно необходимым для человека элементом, без него мы просто не могли бы жить. [4]

Биологическая роль кальция в организме человека огромна:

- кальций в организме способствует нормальной работе нервной системы, передаче нервных импульсов;

- регулирует процессы роста и деятельности клеток всех видов тканей;

- является "строительным материалом" для образования костей и зубов;

- кальций в организме обеспечивает нормальный обмен веществ;

- обеспечивает нормальную функцию клеточных мембран, следовательно, участвует в получении питания и выведении продуктов жизнедеятельности;

- поддерживает нормальный сердечный ритм, способствует здоровью сердечно-сосудистой системы, нормализует артериальное давление;

- участвует в сокращении и расслаблении мышц;

- улучшается внешний вид волос, ногтей и кожи, человек выглядит моложе своего возраста;

- кальций в организме оказывает противовоспалительное действие; [4]

Содержание кальция в организме

ㅤㅤОсновная масса кальция в организме - от 1 до 1,5 кг - это кости и зубы. Он также содержится в клетках и меж клеточной жидкости. Около 1% его содержится в крови. Именно она доставляет кальций в органы и ткани организма и именно в те места, где он необходим. В крови кальций содержится в следующих формах:

Кальций (Ca от лат. Calcium ) — элемент второй группы (по старой классификации — главной подгруппы второй группы), четвёртого периода, с атомным номером 20. Простое вещество кальций — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Впервые получен в чистом виде Г. Дэви в 1808 году.

Содержание

1 История и происхождение названия
2 Нахождение в природе
- 2.1 Изотопы
- 2.2 В горных породах и минералах
- 2.3 Миграция в земной коре
- 2.4 В биосфере
История и происхождение названия

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.

Нахождение в природе

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 (3-е среди металлов) после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л .

Изотопы

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca и 48 Ca, среди которых наиболее распространённый — 40 Ca — составляет 96,97 %. Ядра кальция содержат магическое число протонов: Z = 20 . Изотопы 40
20 Ca 20
и 48
20 Ca 28
являются двумя из пяти существующих в природе дважды магических ядер.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48 Ca, самый тяжёлый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада (4,39 ± 0,58)⋅10 19 лет .

В горных породах и минералах

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

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca[Al₂Si₂O₈].

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.

Осадочная порода, состоящая в основном из скрытокристаллического кальцита — известняк (одна из его разновидностей — мел). Под действием регионального метаморфизма известняк преобразуется в мрамор.

Миграция в земной коре

(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 (см. ниже). Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca₅(PO₄)₃OH, или, в другой записи, 3Ca₃(PO₄)₂·Ca(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 % Ca (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

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. 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 ΔH 0 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 (то есть параллели в периодической системе сохраняются).

Химические свойства

Кальций — типичный щёлочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем более тяжёлых щёлочноземельных 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 щёлочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca 2+ /Ca 0 −2,84 В , так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

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

Кроме получающихся в этих реакциях фосфида кальция Ca₃P₂ и силицида кальция Ca₂Si, известны также фосфиды кальция составов CaP и CaP₅ и силициды кальция составов CaSi, Ca₃Si₄ и CaSi₂.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты. Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

Ион Ca 2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Такие соли кальция, как хлорид CaCl₂, бромид CaBr₂, йодид CaI₂ и нитрат Ca(NO₃)₂, хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF₂, карбонат CaCO₃, сульфат CaSO₄, ортофосфат Ca₃(PO₄)₂, оксалат CaC₂O₄ и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от карбоната кальция CaCO₃, кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Ca(HCO₃)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, а в тех местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет вре́менную жёсткость воды. Вре́менной её называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает CaCO₃. Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.

Применение

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 трудно восстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом применяются в некоторых видах аккумуляторных батарей и при производстве подшипников. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов. Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редкоземельных элементов.

Кальций широко применяется в металлургии для раскисления стали наряду с алюминием или в сочетании с ним. Внепечная обработка кальцийсодержащими проволоками занимает ведущее положение в связи с многофакторностью влияния кальция на физико-химическое состояние расплава, макро- и микроструктуры металла, качество и свойства металлопродукции и является неотъемлемой частью технологии производства стали. В современной металлургии для ввода в расплав кальция используется инжекционная проволока, представляющая из себя кальций (иногда силикокальций или алюмокальций) в виде порошка или прессованного металла в стальной оболочке. Наряду с раскислением (удалением растворенного в стали кислорода) использование кальция позволяет получить благоприятные по природе, составу и форме неметаллические включения, не разрушающиеся в ходе дальнейших технологических операций.

Изотоп 48 Ca — один из эффективных и употребительных материалов для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Это связано с тем, что кальций-48 является дважды магическим ядром, поэтому его устойчивость позволяет ему быть достаточно нейтроноизбыточным для лёгкого ядра; при синтезе сверхтяжёлых ядер необходим избыток нейтронов.

Биологическая роль

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых в возрасте 19—50 лет и детей 4—8 лет включительно дневная потребность (RDA) составляет 1000 мг , а для детей в возрасте от 9 до 18 лет включительно — 1300 мг в сутки . В подростковом возрасте потребление достаточного количества кальция очень важно из-за интенсивного роста скелета. Однако по данным исследований в США всего 11 % девочек и 31 % мальчиков в возрасте 12—19 лет достигают своих потребностей. В сбалансированной диете большая часть кальция (около 80 %) поступает в организм ребёнка с молочными продуктами. Оставшийся кальций приходится на зерновые (в том числе цельнозерновой хлеб и гречку), бобовые, апельсины, зелень, орехи. Всасывание кальция в кишечнике происходит двумя способами: через клетки кишечника (трансцеллюлярно) и межклеточно (парацелюллярно). Первый механизм опосредован действием активной формы витамина D (кальцитриола) и её кишечными рецепторами. Он играет большую роль при малом и умеренном потреблении кальция. При большем содержании кальция в диете основную роль начинает играть межклеточная абсорбция, которая связана с большим градиентом концентрации кальция. За счёт чрезклеточного механизма кальций всасывается в большей степени в двенадцатиперстной кишке (из-за наибольшей концентрации там рецепторов в кальцитриолу). За счёт межклеточного пассивного переноса абсорбция кальция наиболее активна во всех трёх отделах тонкого кишечника. Всасыванию кальция парацеллюлярно способствует лактоза (молочный сахар).

Усвоению кальция препятствуют некоторые животные жиры (включая жир коровьего молока и говяжий жир, но не сало) и пальмовое масло. Содержащиеся в таких жирах пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты отщепляются при переваривании в кишечнике и в свободном виде прочно связывают кальций, образуя пальмитат кальция и стеарат кальция (нерастворимые мыла). В виде этого мыла со стулом теряется как кальций, так и жир. Этот механизм ответственен за снижение всасывания кальция, снижение минерализации костей и снижение косвенных показателей их прочности у младенцев при использовании детских смесей на основе пальмового масла (пальмового олеина). У таких детей образование кальциевых мыл в кишечнике ассоциируется с уплотнением стула, уменьшением его частоты, а также более частым срыгиванием и коликами.

Концентрация кальция в крови из-за её важности для большого числа жизненно важных процессов точно регулируется, и при правильном питании и достаточном потреблении обезжиренных молочных продуктов и витамина D дефицита не возникает. Длительный дефицит кальция и/или витамина D в диете приводит к увеличению риска остеопороза, а в младенчестве вызывает рахит.

Избыточные дозы кальция и витамина D могут вызвать гиперкальцемию. Максимальная безопасная доза для взрослых в возрасте от 19 до 50 лет включительно составляет 2500 мг в сутки (около 340 г сыра Эдам).

Слайды и текст этой презентации

Презентацию подготовила
ученица 6А класса
Хвостова Анна

Учитель технологии:
Глотова Елена Анатольевна

Кальций – жизненно необходимый элемент для организма человека. Почти каждая клетка, включая сердце, нервы, мышцы нуждается в этом элементе для нормальной жизнедеятельности. В организме человека кальций находится в костях (около 99%), в клетках и крови.

Очень важно, чтобы кальций поступал в организм из пищи. Если потребляемой дозы не хватает, этот элемент начинает поступать из костей, что приводит к нарушению костной ткани, делая ее более хрупкой и тонкой. Однако всем известная роль кальция на этом не ограничивается. Он выполняет и многие другие роли в организме.

Роль кальция для организма

Сердце, мышцы. Важнейшая функция – поддержка сердца. Кальций напрямую регулирует сердцебиение и снижает давление, поэтому очень нужен гипертоникам. Этот минерал очень необходим для мышечной массы, поскольку дает возможность человеку двигаться плавно.
Кости и зубы. Именно кальций формирует крепкие кости и зубы, что очень важно для детей и подростков. Однако и взрослым людям нужен этот элемент, поскольку он поддерживает костную ткань.

Нервы. Минерал питает нервную систему и стимулирует проведение импульсов. При недостатке кальция нервная система начинает восполнять ресурсы за счет костей.
Холестерин. Кальций позволяет значительно снизить уровень холестерина в крови.
Особая категория – беременные женщины, которым просто необходим минерал для правильного формирования еще не рожденного ребенка.

Суточная потребность в кальции для взрослых - 800-1000 мг. Лицам старше 60 лет и интенсивно тренирующимся спортсменам необходимо увеличивать ее до 1200 мг.

Потребность кальция возрастает при:
- детском возрасте
- беременности и кормлении грудью
- активных занятиях спортом
- обильном потоотделении

Признаки нехватки кальция:

- замедление роста - повышенная нервная возбудимость, раздражительность, бессонница - повышенное артериальное давление - учащенное сердцебиение - онемение и чувство покалывания в руках и ногах, нервные тики, судороги - ухудшение переносимости боли, болезненность десен, боль в суставах - хрупкость ногтей - желание есть мел

При недостатке кальция (гипокальциемия) у детей развиваются нарушения скелета, возможен рахит. У взрослых - повышенная хрупкость костей из-за деминерализации костей. Повышается риск развития остеопороза. При понижении концентрации ионов кальция в крови могут возникать судороги мышц, в тяжелых случаях вплоть до конвульсий. При дефиците кальция поведение человека становится нервозным, появляется эмоциональное беспокойство и ухудшается настроение.

Признаки избытка кальция:

- потеря аппетита - тошнота - рвота - жажда - слабость - усиленное мочеотделение - судороги

Избыток кальция может возникнуть при одновременном приеме больших доз кальция с лечебными дозами витамина D. Сходные явления могут возникнуть при одностороннем питании молоком в течение нескольких лет по 4-6 л в день. Если уровень кальция в крови больше нормы (гиперкальциемия), вследствие одновременного приема больших доз кальция и витамина D , возможно отложение кальция во внутренних органах, сосудах и мышцах. При внутривенном введении избыточного количества кальция и токсических доз витамина D нервы и мышцы могут расслабиться до такой степени, что это может привести к коме или летаргическому сну.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:

Что же такое кальций? Ка́льций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20.

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. Установка для электролиза Х. Дэви

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. Нахождение в природе

В горных породах и минералах

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:

Химические свойства Кальций — типичный щёлочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем более тяжёлых щёлочноземельных металлов. Кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения: С активными неметаллами (кислородом, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:

С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например: Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

Задание 1. Осуществите превращения по схеме: Проверка

1. Идем по синим стрелочкам - взаимодействие металлов: 2. Идем по зеленым стрелочкам - реакции для оксидов 3. Идем по оранжевым стрелочкам

Применение соединений кальция

1. Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях. 2. Оксид металлов — бария и стронция (BaO, SrO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала в вакуумных электронных приборах 3. 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 касцинтиллятор. 4. 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).

Содержание кальция в продуктах питания: ПродуктСодержание, мг/100 г Мак1460 Кунжут670 — 975 Сыр типа эмменталь970 Тахинная (кунжутная) халва760 Плавленый сыр760 Сыр типа гауда или чеддер730 Крапива713 Брынза530 Просвирник лесной505 Соевый сыр (тофу)450 Подорожник большой412 Галинсога372 Семена подсолнечника367 Будра плющевидная289 Шиповник собачий257 Миндаль252 — 273 Подорожник ланцетолистный248 Петрушка245 Лесной орех226 Амарант, семя214 Кресс-салат214 Кале212 Соя бобы (сухие)201 Молоко овечье170 Молоко коровье120 Творог80 Листовой салат77 Фасоль красная71

1. Расскажите о биологической роли элементов магния и кальция в живой природе. За счет каких продуктов питания восполняется запас кальция в организме человека? 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Ca —> Ca(OH) 2—> CaCO3—> CaO —> Ca(OH) 2 —> CaCl2 —> Ca. Уравнение последней реакции запишите также в ионной форме. Закрепление

Читайте также: