鈣,英文名為Calcium,常溫常壓下為銀白色片狀固體,對水分和濕氣較為敏感,它與水反應(yīng)放出氫氣并生成氫氧化鈣,并且它與強(qiáng)氧化劑、醇類物質(zhì)不相容。鈣是一種金屬元素,它主要來源于石灰?guī)r,石膏,可用作鐵和鐵合金的脫硫與脫碳劑以及電子管中的吸氣劑等,在無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。

圖1 鈣的性狀圖
理化性質(zhì)
鈣單質(zhì)常溫下為銀白色固體,化學(xué)性質(zhì)活潑,因此在自然界多以離子狀態(tài)或化合物形式存在。該物質(zhì)在加熱時與大多數(shù)非金屬直接反應(yīng),如與硫、氮、碳、氫反應(yīng)生成硫化鈣CaS、氮化鈣Ca3N2、碳化鈣CaC2和氫化鈣CaH2,加熱時與二氧化碳反應(yīng)。它的化學(xué)性質(zhì)活潑,在空氣中表面上能形成一層氧化物或氮化物薄膜,可減緩進(jìn)一步腐蝕。常溫下該化合物跟水反應(yīng)生成氫氧化鈣并放出氫氣,和鹽酸稀硫酸等反應(yīng)生成鹽和氫氣,跟碳在高溫下反應(yīng)生成碳化鈣CaC2。[1]
制備方法
金屬鈣可采用在780~800℃電解熔融氯化鈣,電解槽可以為石墨坩堝,陽極采用石墨,以鐵棒或石墨棒為陰極。陰極的電流密度保持100A/cm2。隨著該金屬的析出,將陰極逐漸提高。該金屬上遮蓋了一層在空氣中凝固了的熔融氯化鈣而防止氧化。制得鈣純度為98%~99%,雜質(zhì)為鐵、硅、鋁、痕量的炭和若干氯。
生物鈣
所謂生物鈣是采用成熟的淡水珍珠蚌殼作原料,經(jīng)清洗雜質(zhì),用砂輪研磨或NaOH溶液浸泡去除蚌殼外表面的黑皮,將蚌殼干燥、粉碎、吸出的蚌殼細(xì)粉中加入3%~5%濃度的酒精燒煮消毒、烘干、再粉碎、過篩使細(xì)粉顆粒小于200目,得到白色的天然生物鈣粉。用這種方法生產(chǎn)的天然生物鈣粉含鈣量高達(dá)45%左右,并有多種氨基酸,無毒、無激素,可以作為飲料、食品的鈣添加劑,容易被人體所吸收。
生理作用
鈣是人體內(nèi)含量最多的一種無機(jī)鹽,正常人體內(nèi)鈣的含量為1200~1400克,約占人體重量的1.5%~2.0%,其中99%存在于骨骼和牙齒之中。另外,1%的鈣大多數(shù)呈離子狀態(tài)存在于軟組織、細(xì)胞外液和血液中,與骨鈣保持著動態(tài)平衡。機(jī)體內(nèi)的鈣,一方面構(gòu)成骨骼和牙齒,另一方面則可參與各種生理功能和代謝過程,影響各個器官組織的活動。該元素與鎂、鉀、鈉等離子保持一定比例,使神經(jīng)、肌肉保持正常的反應(yīng);該元素可以調(diào)節(jié)心臟搏動,保持心臟連續(xù)交替地收縮和舒張;該元素能維持肌肉的收縮和神經(jīng)沖動的傳遞;鈣能刺激血小板,促使傷口上的血液凝結(jié);在機(jī)體中,有許多種酶需要鈣的激活,才能顯示其活性。人體血鈣升高后可增加一種稱為降鈣素的激素分泌。而降鈣素這種激素可降低人的食欲,減少進(jìn)餐量;另外,足量的鈣特別是離子鈣,在腸道中能與食物中的脂肪酸、膽固醇結(jié)合,阻斷腸道對脂肪的吸收,使其隨糞便排出。此法更適宜于兒童減肥,無任何副作用。[2]
用途
作為一種常見的金屬物質(zhì),鈣可用于與鋁、銅、鉛制合金,也用作制鈹?shù)倪€原劑、合金的脫氧劑、油脂脫氫等。該物質(zhì)也可用作合金的脫氧劑、油類的脫水劑、冶金的還原劑、鐵和鐵合金的脫硫與脫碳劑以及電子管中的吸氣劑等。該金屬還可用作高溫?zé)徇€原劑,它可從氧化物、鹵化物制取金屬鉻、釷、鈾、稀土元素、鋯,以及磁性材料釤鈷合金、吸氫材料鑭鎳合金和鈦鎳合金等。Ca-Si合金加入鋼中,可以阻止碳化物生成,含鈣0.04%的鉛鈣合金有較高硬度和耐蝕性能,用作電纜線外皮和蓄電池鉛板。鋁合金中加入該物質(zhì),可增強(qiáng)塑性。該物質(zhì)還用作冶煉錫青銅、鎳、鋼的脫氧劑,電子管和電視顯像管中的消氣劑、有機(jī)溶劑的脫水劑、石油精制的脫硫劑、純制惰性氣體(如氦)的除氮劑,分解具有惡臭的噻吩和硫醇。此外,鈣的衍生物也有廣泛的工業(yè)應(yīng)用,氟化鈣用作光學(xué)玻璃、光導(dǎo)纖維、搪瓷的原料,用作助熔劑。[1]
參考文獻(xiàn)
[1] 郭海軍. 金屬鈣生產(chǎn)及合金應(yīng)用[J]. 世界有色金屬,2006(1):4.
[2] 謝金生.鈣吸收與枸櫞酸鈣臨床應(yīng)用[J]. 醫(yī)藥導(dǎo)報,1997,16:2.