Общая характеристика щелочно-земельного металла кальция

Кальций

Ca

В природе - только в виде соединений

Один из самых распространенных элементов, содержится в природных водах и живых организмах Земли.

СаСО₃ - известняк, мел, мрамор.

CaSO_4*2H₂O - гипс.

СаСО_3*MgCO₃ - доломит.

Ca₃(PO₄)₂ - фосфорит.

Химические свойства

Химически активный, сильный восстановитель

• С кислородом 2Ca +O₂ = 2CaO (оксид)

• С галогенами Са + Сl₂ = CaCl₂ (хлорид)

• С серой Са + S= ^tCaS (сульфид)

• С азотом Ca + N₂ =^tCa₃N₂ (нитрид)

• С водородом Са + Н₂ =^tCaH₂ (гидрид)

• С водой Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂ ↑ (гидроксид)

• Восстанавливает некоторые металлы (Ti, Zr, Hf, Nb, Та) из их оксидов и хлоридов

Физические свойства

• Лёгкий

• Беловато-серый

• Пластичный, но твёрже щелочных металлов.

Получение

Только электролизом расплавов солей, как правило хлоридов:

СаСl₂ =^эл-зCa + Cl₂

Соединения кальция

Оксид кальция

CaO

Гидроксид кальция

Ca(OH)₂

• Негашеная известь

• Взвесь в воде гашеной извести - известковое молоко

Химические свойства

• Проявляет все свойства основных оксидов

CaO + H₂O = Ca(OH)₂ - процесс гашения извести

CaO + CO₂ = CaCO₃

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

• При взаимодействии с углеродом при высоких температурах образует кальция карбид

CaO + 3C = CaC₂ +CO↑

• Сильное основание, проявляет все свойства щелочей

Ca(OH)₂ +SO₂ = CaSO₄ + H₂O

Ca(OH)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O

Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH

• Качественная реакция Ca²⁺

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

(раствор становится мутным)

CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca(HCO₃)₂

(при дальнейшем пропускании углекислого газа раствор становится прозрачным)

Физические свойства

• Кристаллическое вещество белого цвета

• Очень тугоплавкое

t_пл =2627

• Порошок серого цвета

• Малорастворим в воде

Получение

• Обжиг известняка

CaCO₃ = СaO + CO₂↑

• Гашение извести

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Жёсткость воды

Обусловлена наличием в воде ионов Ca²⁺ и Mg²⁺, вызывает:

• Образование накипи

• Уменьшение мыльных свойств мыла из-за образования осадка

2C₁₇H₃₅COONa + Ca²⁺→(C₁₇H₃₅COO)₂Ca↓ + 2Na⁺

Виды жёсткости воды

Карбонатная

(временная)

Некарбонатная

(постоянная)

Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂ CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄