Підготовка до ЗНО з хімії

Латинською “calix” означає вапно, крейду, мармур. Від цього слова утворилась сучасна назва Кальцій. Сполуки кальцію використовувались з давніх часів. Ще у І ст. н.е. у Римській імперії було відоме негашене вапно (кальцій оксид), гашене вапно (кальцій гідроксид) і бетон.

Поширення в природі. Кальцій – один з найпоширеніших елементів на Землі. Із солей кальцію утворені гірські масиви, глинисті породи, він міститься у рослинах і тваринах, морській та річковій воді. У природі  він зустрічаються лише у вигляді сполук (табл. 22.1).

Таблиця 22.1

Деякі природні сполуки кальцію

Назва мінералу	Формула
Кальцит (вапняк, мармур)	CaCO3
Доломіт	CaCO3·MgCO3
Гіпс	CaSO4·2H2O
Флюорит	CaF2
Апатит (фторапатит, гідроксилапатит)	Ca5(PO4)3X (X = F, OH)

 Велика кількість кальцію міститься у рослинних і тваринних організмах. До складу кісток входить біля 80% кальцій фосфату.

Одержання. Металічний кальцій вперше одержав Г. Деві (Англія, 1808 р.) при електролізі розплаву кальцій гідроксиду Ca(OH)₂. Зараз кальцій одержують електролізом розплаву кальцій хлориду і кальцій фториду СaCl₂ + CaF₂. У 1865 р. М.М Бекетов (Росія) запропонував алюмотермічний спосіб добування кальцію при температурі 1100 – 1200 ⁰С.

Фізичні властивості. Кальцій – сріблясто-білий метал, з хорошою тепло- та електропровідністю, пластичний, ковкий (табл. 22.2.)

Таблиця 22.2

Деякі властивості кальцію

	Кальцій
Порядковий номер	20
Атомна маса	40
Конфігурація зовнішнього електронного рівня	4s2
Атомний радіус, пм	197
Густина, г/см3	1,54
Температура плавлення, 0С	842
Температура кипіння, 0С	1495

Хімічні властивості. Кальцій – хімічно активний метал, що зумовлено низьким значенням енергії іонізації (легкістю віддачі електронів). Як типовий метал, кальцій виявляє тільки відновні властивості.

При контакті з повітрям кальцій вкривається плівкою, що складається з нітриду, оксиду i карбонату. Тому кальцій зберігають в герметичному посуді під шаром гасу, який захищає від контакту з повітрям.

І. Взаємодія з простими речовинами.

Кальцій за м’яких умов реагує з усіма неметалами (крім благородних газів), виявляючи при цьому винятково відновні властивості. З воднем, галогенами, вуглецем, киснем, сіркою, азотом, фосфором утворюються відповідні бінарні сполуки (див. Бінарні сполуки). При їх гідролізі утворюються відповідні водневі сполуки неметалів та кальцій гідроксид.

ІІ. Взаємодія зі складними речовинами.

1. Кальцій повільно розчиняється в холодній воді і швидше – у гарячій, з  утворенням кальцій гідроксиду Са(ОН)₂ і виділенням водню Н₂:

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂­.

2. Взаємодія з кислотами-неокисниками (HHal) відбувається з утворенням відповідних солей і виділенням водню:

Са + 2НHal = CaНal₂ + Н₂­.

При взаємодії з кислотами-окисниками (концентровані HNO₃, H₂SO₄, розбавлена HNO₃) водень не утворюється, а виділяються продукти відновлення відповідних кислот (див. Нітратна кислота та Сульфатна кислота):

4Ca + 10HNO_3р. = 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O,

4Ca + 10HNO_3к. = 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O,

4Ca + 5H₂SO_4к. = 4CaSO₄ + H₂S + 4H₂O.