Ασβέστιο (Ca)

Αγγλικά

Γαλλικά

Γερμανικά

Ιταλικά

Ισπανικά

calcium

calcium

Kalzium

calcio

calcio

 

Σημείο τήξης (oC)

Σημείο βρασμού (oC)

Ειδικό βάρος  (g/cm3)

Aφθονία στο φλοιό της Γης (ppm)

Αφθονία στη θάλασσα (ppm)

839

1484

1,55

4x104  (ή 4%)

411

 

Γενικά για το Ca

Το μεταλλικό ασβέστιο αντιδρά ήπια με το νερό εκλύοντας υδρογόνο

• Αργυρόλευκο, ελαφρύ και σχετικά μαλακό μέταλλο. Αν και χημικώς δραστικότατο μέταλλο, αντιδρά ήπια με το νερό με έκλυση υδρογόνου. Στον αέρα καλύπτεται από λεπτό στρώμα οξειδίου - νιτριδίου που το προστατεύει από περαιτέρω προσβολή. Μηχανικώς επεξεργάσιμο μέταλλο (π.χ. στον τόρνο). Στο εμπόριο διατίθεται και υπό τη μορφή σύρματος. Παρασκευάστηκε για πρώτη φορά από τον Sir Humphry Davy (Αγγλία, 1808) με ηλεκτρολυτική μέθοδο. Η ελληνική ονομασία του προέρχεται από την άσβεστο (CaO). Το σύμβολο Ca προέρχεται από τη λατινική ονομασία του μετάλλου "calcium", από τη λατινική λέξη "calx" : άσβεστος.

• Η τοξικότητα του μετάλλου και των ανόργανων ενώσεών του θεωρείται μηδενική (εκτός αν το ανιόν των αλάτων του είναι το ίδιο τοξικό) και αποτελεί στοιχείο απαραίτητο για την ανάπτυξη όλων των οργανισμών.

• Υπάρχει αφθονία ορυκτών του ασβεστίου στη φύση. Κυριότερα ορυκτά του είναι ο ασβεστίτης, CaCO3 [F01], αραγωνίτης, CaCO3 [F02], o γύψος, CaSO4·2H2O [F03], ο φωσφορίτης, Ca3(PO4)2 [F04], o φθορίτης, CaF2 [F05], o δολομίτης, CaCO3·MgCO3 [F06] κ.α.

• Παγκοσμίως παράγονται περίπου 2.000 τόννοι μετάλλου το χρόνο με ηλεκτρολυτική μέθοδο και περισσότεροι από 110 εκατομ. τόννοι CaO.

• Εφαρμογές: ως μέταλλο χρησιμοποιείται σε ειδικά κράματα, ως και την παρασκευή άλλων μετάλλων ως των Zr, Th, U και των μετάλλων των σπανίων γαιών. Ως CaO χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία, στην επεξεργασία-καθαρισμό των υδάτων, στη χημική βιομηχανία, στη παραγωγή σκυροδέματος (τσιμέντου).

 

Μεταλλικό ασβέστιο σε διάφορες μορφές

 

F01. Ασβεστίτης, CaCO3

F02. Αραγωνίτης, CaCO3

F03. Γύψος, CaSO4·2H2O

F04. Φωσφορίτης, Ca3(PO4)2

F05. Φθορίτης, CaF2

F06. Δολομίτης, CaCO3·MgCO3

 

Τεράστιοι κρύσταλλοι σεληνίτη (CaSO4·2H2O), στο σπήλαιο Cueva de los Cristales (Σπήλαιο των Κρυστάλλων) της περιοχής Naica στο Μεξικό (από το National Geographic, Νοεμβρίου 2008: άρθρο "Crystal Palace"). Για περισσότερες πληροφορίες για το σπήλαιο αυτό κάνετε κλικ εδώ.

 


 

Γενικές χημικές ιδιότητες των ενώσεων του Ca
 


Οξειδωτικές καταστάσεις

• Η μόνη σταθερή οξειδωτική κατάσταση του Ca είναι η Ca(II).

 

Διαλυτοποίηση του μετάλλου

• Το Ca, ως δραστικό μέταλλο, διαλύεται σε όλα τα αραιά ισχυρά οξέα καθώς επίσης και στο οξικό οξύ με έκλυση Η2:

Ca + 2H+    Ca2+ + H2

• Λόγω της μεγάλης δραστικότητάς του προσβάλλεται ακόμη και από το ψυχρό ύδωρ με έκλυση H2:

Ca + 2H2Ο    Ca2+ + 2 ΟΗ- + H2

 

Σταθερότητα των διαλυμάτων του

• Τα ιόντα Ca2+ δεν υδρολύονται και έτσι δεν απαιτείται οξίνιση των διαλυμάτων τους.

• Με διαλύματα ισχυρών βάσεων και από σχετικώς πυκνά διαλύματα αλάτων του Ca2+, είναι δυνατή η καθίζηση μέρους των ιόντων Ca2+ του ως Ca(OH)2, λόγω σχετικά μικρής διαλυτότητάς του. Αλκαλικά διαλύματα του Ca2+ θολώνουν λόγω αντίδρασης με το CO2 της ατμόσφαιρας:

Ca2+ + 2OH- + CO2    CaCO3 + H2O

 

Σχηματισμός συμπλόκων ιόντων

• Τα ιόντα Ca2+ δεν σχηματίζουν σύμπλοκα με NH3, CN-.


Ειδικά χαρακτηριστικά

Η χημεία των ιόντων Ca2+, Sr2+ και Ba2+ είναι παρόμοια. Οι μόνες διαφορές μεταξύ τους εντοπίζονται στη διαλυτότητα των επιμέρους αλάτων τους και μόνο σ' αυτές βασίζεται ο διαχωρισμός μεταξύ τους. Τα γινόμενα διαλυτότητας και οι διαλυτότητες των πλέον χαρακτηριστικών και σχετικά δυσδιάλυτων αλάτων τους δίνονται στους επόμενους πίνακες:

 

Ksp (στους 25οC)

Τύπος ένωσης

Ca

Sr

Ba

MCO3

6,9 ´ 10-9

7 ´ 10-10

1,6 ´ 10-9

MC2O4

1,3 ´ 10-9

5,6 ´ 10-8

1,5 ´ 10-8

MSO4

2,4 ´ 10-5

2,8 ´ 10-7

1,5 ´ 10-9

MCrO4

7,1 ´ 10-4

3,6 ´ 10-5

1,2 ´ 10-10

MF2

1,7 ´ 10-10

7,9 ´ 10-10

2,4 ´ 10-5

 

 

Διαλυτότητα, g / 100 mL ύδατος

Τύπος ένωσης

Ca

Sr

Ba

Μ(ΟΗ)2 (α)

0,185 (0oC), 0,077 (100oC)

0,41 (0oC), 21,8 (100oC)

5,6 (15oC), 94,7 (78oC)

MCO3

0,00153 (25oC), 0,00190 (75oC)

0,0011 (15oC), 0,065 (100oC)

0,002 (20oC), 0,006 (100oC)

MC2O4 (β)

0,00067 (12oC), 0,0014 (95oC)

0,0051 (18oC), 5 (100oC)

0,0093 (18oC), 0,0228 (100oC)

MSO4

0,209 (30oC)

0,0114 (20oC)

0,00024 (20oC)

MCrO4

16,3 (20oC)

0,012 (15oC)

0,00037 (20oC)

MF2

0,0016 (18oC), 0,0017 (25oC)

0,012 (15oC)

0,12 (25oC)

(α) το Ba ως Βa(OH)2·8H2O, (β) το Sr ως SrC2O4· H2O


Οι χαρακτηριστικότερες αντιδράσεις διαφοροποίησης των ιόντων Ca2+ από τα ιόντα Sr2+ και Ba2+ είναι οι ακόλουθες:

• Με οξαλικά ιόντα παρέχει κρυσταλλικό ίζημα οξαλικού ασβεστίου που δεν διαλύεται στο οξικό οξύ, σε αντίθεση με τα SrC2O4 και BaC2O4.

• Με χρωμικά ιόντα δεν παρέχουν ίζημα CaCrO4 (εκτός αν τα διαλύματα είναι πολύ πυκνά ή υπάρχει μεγάλη ποσότητα αλκοόλης) σε αντίθεση με τα ιόντα Sr2+ και Ba2+ που παρέχουν ιζήματα κίτρινων χρωμικών αλάτων. [βλ. V02]

• Δεν παρέχουν ίζημα με κορεσμένο διάλυμα CaSO4 σε αντίθεση με τα ιόντα Sr2+ και Ba2+ που παρέχουν λευκά ιζήματα θειικών αλάτων.

• Με διάλυμα ροδιζονικού νατρίου δεν παρέχουν ίζημα. [βλ. V03]
 



Τυπικές αντιδράσεις Ca2+

 

1. Ιόντα CO32-

Ca2+ + CO32-    CaCO3  /  Με διάλυμα ανθρακικού άλατος καθιζάνει λευκό CaCO3, ...

CaCO3 + 2H+    Ca2+ + CO2 + H2O  /  ...διαλυτό σε αραιά οξέα ως και σε διάλυμα CH3COOH.

 

 V01. Αντίδραση Ca2+ με SO42-

2. Ιόντα SO42-

Ca2+ + SO42-    CaSO4  /  Mε θειικά ιόντα καθιζάνει αργά CaSO4 μόνο από σχετικώς πυκνά διαλύματα, σε αντίθεση με τα ιόντα Sr2+ και Ba2+. [V01]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 V02. Αντίδραση Ca2+,  Sr2+, Ba2+ με CrO42-

3. Ιόντα CrO42-

Ca2+ + CrO42-    δεν παρατηρείται ίζημα  /  Με διάλυμα K2CrO4 μόνο από πολύ πυκνά διαλύματα Ca2+ είναι δυνατόν να παρατηρηθεί καθίζηση CaCrO4, σε αντίθεση με τα ιόντα Sr2+ και Ba2+. [V02]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 V03. Αντίδραση Ca2+,  Sr2+, Ba2+ με ροδιζονικό Na

4. Ροδιζονικό Na (RodNa2 -βλέπε χημικό τύπο-)

Ca2+ + Rod2-    δεν παρατηρείται ίζημα  /  Με διάλυμα ροδιζονικού νατρίου δεν παρατηρείται καθίζηση ερυθρού ιζήματος, σε αντίθεση με τα ιόντα Sr2+ και Ba2+. [V03]

 

 

 

 V04. Πυροχημική ανίχνευση Ca2+

5. Πυροχημική

Τα άλατα του Ca χρωματίζουν τη φλόγα του λύχνου Bunsen πορτοκαλόχρωμη. [V04]

 

 

 

 

 


 

 

 

 


Επιστροφή στον πίνακα επιλογών