Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - кальций

(хим.) — металл, содержащийся в извести, означается Са, вес атома Са = 40. Сильно распространен в природе повсюду. В коренных каменистых породах содержится в виде кремнеземистых минералов, подобных пироксенам (см.), амфиболам (см) и т. п., в осадочных преимущественно в виде известняков (см.), мрамора (см.), доломита (см.), известкового шпата (см.), мергелей и т. п., где содержится углеизвестковая соль СаСО3, служащая для добывания извести СаО или окиси К.; в осадочных же породах К. часто входит в виде гипса (см.) или водной серно-известковой соли CaSO42H2O. Известь содержится также во всех обычных почвах (см.), где составляет необходимую составную часть, поглощаемую растениями; без известковых соединений они произрастать не могут. Из почвы известь извлекается водой в виде раствора в избытке воды, содержащей углекислоту. Если взять раствор извести (известковую воду) и пропускать в нее углекислый газ, то сперва образуется осадок углеизвестковой соли СаСО3, почти не растворимой в воде, а потом (при дальнейшем пропускании углекислоты) осадок вновь весь растворяется. Такие воды образуются очень часто в природе и относятся к числу жестких (см. Вода) вод, иногда же являются воды, насыщенные углекислотой, и если они протекают под землею через известняки, то насыщают известковой солью и тогда, выступив на земную поверхность, осаждают ноздреватый известняк (см. Туфы). В обычных водах рек всегда содержится более или менее такой растворенной известковой соли, а потому в морях и океанах скопляется много известковых солей. Часть их осаждается на дно в осадочные породы, часть поступает в число морских растений, а особенно животных, и после их смерти отлагается также на дно океана. Особенно много углеизвестковой соли поглощается слизняками, имеющими раковины, потому что раковины почти нацело состоят из углеизвестковой соли, а потому некоторые из осажденных в море известковых пород представляют не что иное, как собрание раковин. Таков, напр., известняк, на котором стоит г. Одесса. Но и в теле высших животных, особенно в их костях (см.), содержится много извести, преимущественно в виде фосфорной соли Са3P2O8. Поэтому и кровь содержит между зольными своими частями всегда известь. Словом, К. в виде солей извести весьма широко распространен в природе и играет в ней важную роль. В этом отношении к нему приближается сходный с ним магний (см.). Оба они, судя по спектральным исследованиям (см.), находятся на солнце и звездах. Главные спектральные линии, свойственные К., имеют длину (в миллионных долях миллиметра) волны: 646, 642, 612, 559, 445, 442, 423, 397 и 393; общий цвет светящих паров К. красновато-желтый, но далеко не столь якро-красный, как у стронция, и не столь желтый, как у натрия. По своему химическому характеру К. относится к числу двуэквивалентных щелочноземельных металлов, образует соли состава СаХ2 (где Х = ОН, Cl, ¹/2O и т. п.) и основную окись СаО; металлоорганических же соединений не дает и относится по периодической системе ко второй группе из числа элементов 4-го ряда, где следует вслед за калием; К = 39. Ближайшими аналогами К. должно считать магний (см.), стронций (см.) и барий (см.). Общие признаки (см. Щелочноземельные металлы) группы этих металлов позволяют ограничить изложение лишь указанием некоторых соединений К.

Металлический К. получен Деви, подобно натрию, действием гальванического тока. Уголь в жару печей и даже в жару, развиваемом гремучим газом, не восстановляет извести в металл, но в жару электрической печи (2500° — 3500°) известь плавится и восстановляется углем (Муассан), образуя при этом углеродистый К. С2Ca, который отвечает ацетилену С2H2. При действии тока на сплавленный Са Cl2 или при накаливании йодистого К. (получается действием йодистого водорода на известь) с натрием легко происходит металлический К. в виде желтоватого, блестящего металла, имеющего уд. вес 1,58, плавящегося в красно-калильном жару и затем отчасти улетучивающегося. На воздухе при обыкн. температуре К. окисляется мало, но воду разлагает при обыкн. температуре; накаленный же горит ярким пламенем, кислоты разлагает очень легко, выделяя водород, с галоидами также соединяется как натрий. При накаливании извести с магнием в струе водорода Винклер заметил не только восстановление К., но и образование его соединения с водородом.

Водородистый К. Са H [Так в издании 1895 г. — Ред.] выдерживает сильное накаливание, но на воздухе очень легко окисляется. В момент выделения К. соединяется также с газообразным азотом, образуя азотистый К. Са3N2, который с водой и кислотами дает аммиак, а с окисью углерода — синеродистый К.

Ca3N2 + 2СО = Са (CN)2 + 2СаО.

Окись К. СаО, или известь (см.), образуется при горении металлического К. и при разложении накаливанием многих известковых солей, например азотнокислой Са (NO3)2, щавелевой С2СаО4, угольной СаСо3 и т. п. Свойства см. соотв. ст., уд. вес 3,15. С водой дает гидрат (гашеная известь) Са(ОН)2, уд. вес 2,07: он при высушивании до 100° представляет указанный состав, а при накаливании до 530° теряет всю воду, образуя вновь безводную известь. Одна часть СаО для растворения при обыкн. температуре требует 800 ч. воды, при 100° — 1500 ч. (а потому известковая вода при нагревании мутится). Раствор щелочной; как щелочь, известь действует разъедающим образом на многие органич. вещества, кислоты же насыщает, образуя соли типа СаХ2. С перекисью водорода образует мелкие кристаллы водной перекиси К. CaO28Н2О. Многие соли извести или нерастворимы, или мало растворимы в воде, особенно же фосфорная Са3P2О8 (см. Фосфорная кислота), борная, щавелевая, угольная, сернокислая и др. Из растворимых солей чаще всего применяются хлористый К. CaCl2, азотнокислая CaN2О6 и уксуснокислая Са(С2Н3О2)2 соли. От магнезиальных солей, очень сходных с известковыми, явное отличие состоит в том, что в присутствии нашатыря соли Са осаждаются из растворов содой, образуя СаСО3, тогда как соли Mg остаются в растворе, что зависит от того, что известь не образует таких двойных аммониакальных солей, какие столь легко образуются магнезией. Из солей К. опишем для примера хлористый кальций CaCl2. Он получается во многих случаях как побочный продукт других химических превращений, напр. при разложении нашатыря известью для получения аммиака:

2NH4Cl + Ca(HO)2 = 2NHЗ + 2H2O+CaCl2.

Белильная известь CaCl2 + Са(ClO)2, выделяя кислород (когда действует окислительно), также оставляет CaCl2. Известь с соляною кислотою дает тот же продукт CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O. После выпаривания растворов CaCl2 обыкновенно при охлаждении выделяются хорошо образованный 6-водный кристаллогидрат CaCl26H2O (уд. вес 1,69, безвод. соли CaCl2 — 2,2), плавящийся при 29°. Если на 100 ч. воды в растворе будет 120 ч. CaCl2, то при охлаждении образуются пластинки непостоянного кристаллогидрата CaCl24H2Oα (Розебом), которые при темп. выше 38° дают CaCl22H2O, а при температурах ниже 18° переходят (даже при простом трении) в изомерное более прочное видоизменение CaCl24H2Oα. Растворимость указанных гидратов (все по данным Розебома, 1889) при 30° для 6-водной соли (на 100 ч. воды) 100 CaCl2 а для 4-водной α 101, для β 114 CaCl2. Кристаллы 2-водной соли могут быть получены из растворов при обыкн. темп., если будет избыток соляной кислоты. При 165° для этого кристаллогидрата упругость паров равна атмосферной. Около 175° этот кристаллогидрат дает CaCl2Н2O, а выше 265° и этот теряет воду, образуя безводный CaCl2. Охлаждая ненасыщенные растворы CaCl2 (как для всяких солей), получают лед при температурах ниже 0°, а раствор состава CaCl214Н2O застывает вполне как криогидрат (см.) при -55°. Вследствие существования различных кристаллогидратов могут легко происходить пересыщенные растворы: напр. при 25° все растворы, содержащие более 83 ч. CaCl2 на 100 ч. воды, будут пересыщенными в отношении к 6-водной соли и выделять ее от прикосновения с кристаллом этой соли. Раствор, содержащий 50% CaCl2, кипит при 130°, 70% при 158°. Удельный вес растворов, содержащих p процентов по весу CaCl2, при 15° (в пустоте и по отношению к воде при 4°) выражается довольно точно параболой: S = 0,9992 + 0,008024p + 0,0000476р². При испарении растворов досуха часть соли разлагается, образуя известь и соляную кислоту, а потому для приготовления средней безводной соли окончательное высушивание ведут в струе HCl. Безводный CaCl2 плавится при 719°. Безводная соль жадно поглощает воду, выделяя при растворении в избытке воды на граммовый частичный вес (т. е. на 56 гр.) 18723 ед. теплоты. Поэтому высушенный пористый CaCl2 употребляется для сушения газов. Для этого раствор сгущают кипячением до тех пор, пока образуются корки одноводной соли, которые и собираются, а чтобы они поглощали лишь воду, а не СО2, их долгое время держат в струе сухого углекислого газа. Из термохимических данных для К. приведем, по Томсену, что реакция (в пайных весовых количествах) Ca + О развивает +130,9 больш. калорий; СаО + H2O дает 15,5 больших калорий, а СаН2О2, растворяясь в б. избытке воды, 2,79; Са + Cl2 развивает 169,8 больших калорий, Са + Br2 140,8 больших калорий, Са + J2 107,2 больших калорий. CaCl2 + 6Н2О дает 21,75 больших калорий, а растворение этого кристаллогидрата в воде поглощает 4,36 больших калорий. Известь, соединяясь с серным ангидридом, т. е. реакция СаО + SO3, отделяет 84,2 больших калорий, a CaSO4, растворяясь в избытке воды, отделяет 4,4 больших калорий. Гидрат извести, насыщаясь срной кислотой и образуя гипс, т. е. реакция Са(ОН)2 + Н2SO4, выделяет 52,3 больших калорий, а CaSO42Н2O, растворяясь в избытке воды, поглощает 0,3 больших калорий. Известь, соединяясь с газообразной углекислотой, т. е. реакция СаО + СО2, развивает 42,5 больших калорий.

Кальций, его медиц. препараты. Соединения К., особенно с фосфорною кислотою, играют важную роль в развитии и питании тела и поддержании его естественных отправлений. Известь, необходимая для организма человека, вводится в него как растительной, так и животной пищей. Неправильное или недостаточное питание, пониженное усвоение пищеварительным каналом, усиленное выведение мочой при изнуряющих болезнях, необычная трата фосфорнокислой извести во время беременности (для развития костей зародыша), в период прорезывания зубов или при необыкновенно быстром росте — могут повести за собой заметный недостаток извести в организме и содействовать порождению английской болезни, остеомалации, запоздалого прорезывания зубов, золотухи и др. болезней. В случаях явственного известкового голодания многие врачи считают доставку организму извести путем пищи недостаточной и полагают, что усиленным введением известковых препаратов, особенно фосфорнокислых, можно вернее достигнуть ассимиляции и отложения К. в костных тканях. Но едва ли одно введение извести, без соблюдения диетических и гигиенических условий, может содействовать излечению этих болезней.

Окись К. Едкая, жженая известь с терапевтическими целями употребляется только для прижиганий (венская паста, см. Калий), мылами, едкими и углекислыми щелочами или для удаления родимых пятен, бородавчатых наростов, далее, как средство для удаления волос, против парши и хронической экземы. Известковая вода — см. соотв. ст.

II. Нерастворимые в воде известковые соли. В медицине применяются: 1) углекислый К. очищенный, в виде порошков или микстуры со взбалтыванием; назначается при диспепсии с развитием кислот и при хронических поносах. 2) Фосфорнокислый К. (Calcaria phosphorica) — белый кристаллический порошок, нерастворимый в воде, растворимый в соляной кислоте; при золотухе, рахите, при золотушных страданиях костей и т. д. 3) Жженая сернокислая известь, жженый гипс (Calcium sulfuricum ustum) — для неподвижных хирургических повязок. Кроме того, гипс служит дезинфекционным средством для животных извержений.

III. Известковые соли, легко растворимые в воде. Из них только хлористый К. изучен более точно как в токсическом, так и в медицинском отношении, но установлена ядовитость и др. легко растворимых известковых солей (уксуснокислой, молочнокислой, азотнокислой).

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон

1890—1907