Химические элементы

Кальций. На асфальте, на доске

Открытием этот металл, как и магний, обязан Гемфри Дэви. Более того, годы открытия, а также способ получения также совпадают — электролиз карбоната кальция CaCO₃ в 1808 году.

Кальция в природе на 0,5 % больше, чем магния, поэтому его также относят к распространенным элементам. В свободном состоянии не встречается, зато имеет большое количество минералов. Среди них анортит CaO×Al₂O₃×2SiO₂, волластонит CaO×SiO₂. Морские животные используют соединения кальция для формирования скелета, который после их смерти падает на дно. Так формируются большие залежи карбоната кальция CaCO₃. Эта соль известна нам в качестве самых различных материалов: мела, мрамора, жемчуга. Также всем хорошо известный гипс имеет состав CaSO₄×2H₂O. Как и магний, кальций находится в морской воде в виде ионов Ca²⁺.

Кальций также относится к макроэлементам и играет важную роль в жизнедеятельности человека. Больше всего этого металла содержится в костях и зубах. Ионы же кальция принимают участие в большом количестве разнообразных процессов в организме: в свертывании крови, мышечном сокращении, секреции гормонов и нейромедиаторов, генерации нервного импульса.

Соединения кальция повсеместно используются человеком. Начиная от школьных мелков, заканчивая гипсом в больнице. Оксид кальция CaO является важным реагентом в химической промышленности. Также он важен для машиностроения и металлургии, поэтому входит в десятку самых производимых веществ в мире. При помощи металлического кальция получают важнейшие металлы для атомной промышленности — торий и уран. Карбонат кальция — компонент цемента, а также сырье для получения CaO и Ca(OH)₂. Стекольная промышленность также не может существовать без оксида кальция, ведь стекла на 12 % состоят из него. Бинарное соединение этого металла с углеродом — карбид кальция CaC₂ используют в ходе сварочных работ для получения ацетилена. Это далеко не полный список областей, где этот металл и его соединения играют важную роль.

Гашеная известь Ca(OH)₂ потребляется в большом количестве целлюлозно-бумажной промышленностью. Там ее используют для получения гидроксида натрия NaOH из карбоната натрия Na₂CO₃. Интересно, что гипохлорит кальция Ca(ClO)₂ используется в отбеливающих жидкостях.

Барий. Страшный яд

Судьба у бария уж больно типична. Историю его открытия может уже предположить теперь любой читатель. Однако все же поясним: в 1774 году Карл Шееле и Готлиб Ган исследовали один из самых тяжелых минералов — тяжелый шпат. Им удалось выделить из этого минерала оксид неизвестного металла. Это был оксид бария BaO. Лишь в 1808 году уже знакомый нам Г. Дэви при помощи электролиза выделяет чистый металл. Ничего нового. Все просто!

Барий, как и стронций, относится к мало распространенным элементам и составляет лишь 5×10^-2% массы земной коры. Собственных минералов не имеет ввиду высокой химической активности, по этому показателю он превосходит все остальные стабильные щелочноземельные металлы. Самыми распространенными минералами бария являются барит (BaSO₄), а также витерит (BaCO₃).

Высокая химическая активность делает применение чистого металла достаточно сложным и бесполезным занятием. Этот металл используют для удаления газов и серы из сплавов свинца и меди. Особое место в промышленности отводится сплавам бария с никелем: из них производят электроды запальных свечей для двигателей внутреннего сгорания. Они же в свою очередь используются в подавляющем количестве автомобилей. Существует еще несколько примеров использования этого металла, однако их можно пропустить. На очереди соединения элемента под номером 56.

Одним из важнейших соединений бария является его сульфат BaSO₄. Он находит самые различные применения, начиная от контрастного вещества для рентгена желудочно-кишечного тракта, до утяжеления банкнот. Нитрат бария Ba(NO₃)₂ является неотъемлемым компонентом эмалей. Хромат и манганат бария (BaCrO₄ и BaMnO₄ соответственно) успешно используют в качестве красящих пигментов. Перхлорат бария Ba(ClO₄)₂ является хорошим осушающим агентом, в том время как пероксид BaO₂ играет важную роль в производстве перекиси водорода.

Но не все так радужно. Растворимые соли бария очень токсичны. Катионы бария Ba²⁺ негативно влияют на работу гладкой и сердечной мускулатуры, поэтому отравившиеся чаще всего погибают из-за паралича. Будьте крайне аккуратны при работе с растворимыми солями этого щелочноземельного металла. Если вы стали свидетелем отравления барием, то немедленно вызовите скорую помощь. Пока она на подходе, следует оказать первую помощь: промывать желудок 1 % раствором сульфата натрия Na₂SO₄, поместить ноги пострадавшего в тепло, каждые 5 минут давать по 1 столовой ложке того же раствора для образования нерастворимого сульфата бария. После поить молоком или же слизистыми отварами. Знание химии может однажды спасти вашу или чью-либо жизнь.

Радий. Триумф Кюри