Большая Советская Энциклопедия (КА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать книги онлайн бесплатно серию книг TXT) 📗

Кальцефобы

Кальцефо'бы (от лат. calx, родительный падеж calcis — известь и греч. phóbos — боязнь, страх), растения, хорошо растущие на почвах с кислой или нейтральной реакцией и плохо растущие на почвах, богатых известью. Если действие кальция уравновешено соответствующей концентрацией водородных ионов (pH не выше 5,7), К. могут расти в условиях высокого содержания кальция (например, 300 мг/л для сфагновых мхов). Примеры К. — сфагновые мхи, многие болотные высшие растения, например пушица, росянка, подбел и др. Сравни Кальцефилы .

Кальциевая селитра

Ка'льциевая сели'тра, кальция нитрат, азотнокислый кальций, Ca (NO₃ )₂ ·4H₂ O, соль, бесцветные кристаллы, плавящиеся в кристаллизационной воде при 42,7 °С. Выше 51,1 °С кристаллизуется безводная соль, плотность 2,36 г/см³ . К. с. сильно гигроскопична, поэтому её хранят без доступа влаги. В 100 г H₂ O растворяется 127 г безводной К. с. (при 20 °С). К. с. получают действием на известняк разбавленной азотной кислоты; она образуется при поглощении окислов азота известковым молоком .

  В сельском хозяйстве К. с. применяют как азотное удобрение . Выпускают в гранулированном виде; товарный продукт содержит не менее 15,5% азота, кроме того, к нему добавляют в процессе производства 4—7% нитрата аммония для уменьшения гигроскопичности удобрения; содержание влаги не должно превышать 15%. К. с. вносят под все культуры. Наиболее эффективна К. с. на кислых почвах (см. Кислотность почвы ), особенно для весенней подкормки озимых.

Кальций

Ка'льций (Calcium), Ca, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 20, атомная масса 40,08; серебряно-белый лёгкий металл. Природный элемент представляет смесь шести стабильных изотопов: ⁴⁰ Ca, ⁴² Ca, ⁴³ Ca, ⁴⁴ Ca, ⁴⁶ Ca и ⁴⁸ Ca, из которых наиболее распространён ⁴⁰ Ca (96, 97%).

  Соединения Ca — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) уже в глубокой древности применялись в строительном деле. Вплоть до конца 18 в. химики считали известь простым телом. В 1789 А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные. В 1808 Г. Дэви , подвергая электролизу с ртутным катодом смесь влажной гашёной извести с окисью ртути, приготовил амальгаму Ca, а отогнав из неё ртуть, получил металл, названный «кальций» (от лат. calx, родительный падеж calcis — известь).

  Распространение в природе. По распространённости в земной коре Ca занимает 5-е место (после О, Si, Al и Fe); содержание 2,96% по массе. Он энергично мигрирует и накапливается в различных геохимических системах, образуя 385 минералов (4-е место по числу минералов). В мантии Земли Ca мало и, вероятно, ещё меньше в земном ядре (в железных метеоритах 0,02%). Ca преобладает в нижней части земной коры, накапливаясь в основных породах; большая часть Ca заключена в полевом шпате — анортите Ca [Al₂ Si₂ O₈ ]; содержание в основных породах 6,72%, в кислых (граниты и др.) 1,58%. В биосфере происходит исключительно резкая дифференциация Ca, связанная главным образом с «карбонатным равновесием»: при взаимодействии углекислого газа с карбонатом CaCO₃ образуется растворимый бикарбонат Са (НСО₃ )₂ :

СаСО₃ + H₂ O + CO₂ Û Са (НСО₃ )₂ Û Ca²⁺ + 2HCO₃ -.

Эта реакция обратима и является основой перераспределения Ca. При высоком содержании CO₂ в водах Ca находится в растворе, а при низком содержании CO₂ в осадок выпадает минерал кальцит СаСОз, образуя мощные залежи известняка, мела, мрамора.

  Огромную роль в истории Ca играет и биогенная миграция. В живом веществе из элементов — металлов Ca — главный. Известны организмы, которые содержат более 10% Ca (больше углерода), строящие свой скелет из соединений Ca, главным образом из СаСО₃ (известковые водоросли, многие моллюски, иглокожие, кораллы, корненожки и т.д.). С захоронением скелетов морских животных и растений связано накопление колоссальных масс водорослевых, коралловых и прочих известняков, которые, погружаясь в земные глубины и минерализуясь, превращаются в различные виды мрамора.

  Огромные территории с влажным климатом (лесные зоны, тундра) характеризуются дефицитом Ca — здесь он легко выщелачивается из почв. С этим связано низкое плодородие почв, низкая продуктивность домашних животных, их малые размеры, нередко болезни скелета. Поэтому большое значение имеет известкование почв, подкормка домашних животных и птиц и т.д. Напротив, в сухом климате СаСО₃ трудно растворим, поэтому ландшафты степей и пустынь богаты Ca. В солончаках и солёных озёрах часто накапливается гипс CaSO₄ ·2H₂ O.

  Реки приносят в океан много Ca, но он не задерживается в океанической воде (ср. содержание 0,04%), а концентрируется в скелетах организмов и после их гибели осаждается на дно преимущественно в форме СаСО₃ . Известковые илы широко распространены на дне всех океанов на глубинах не более 4000 м (на больших глубинах происходит растворение СаСО₃ , организмы там нередко испытывают дефицит Ca).

  Важную роль в миграции Ca играют подземные воды. В известняковых массивах они местами энергично выщелачивают СаСО₃ , с чем связано развитие карста , образование пещер, сталактитов и сталагмитов. Помимо кальцита, в морях прошлых геологических эпох было широко распространено отложение фосфатов Ca (например, месторождения фосфоритов Каратау в Казахстане), доломита СаСО₃ ·MgCO₃ , а в лагунах при испарении —гипса.

  В ходе геологической истории росло биогенное карбонатообразование, а химическое осаждение кальцита уменьшалось. В докембрийских морях (свыше 600 млн. лет назад) не было животных с известковым скелетом; они приобрели широкое распространение начиная с кембрия (кораллы, губки и т.д.). Это связывают с высоким содержанием CO₂ в атмосфере докембрия.

  Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка a-формы Ca (устойчивой при обычной температуре) гранецентрированная кубическая а = 5,56

. Атомный радиус 1,97 , ионный радиус Ca²⁺ , 1,04 . Плотность 1,54 г/см³ (20 °С). Выше 464 °C устойчива гексагональная b-форма. t_пл 851°C, t_kип 1482 °C; температурный коэффициент линейного расширения 22×10^-6 (0—300 °C); теплопроводность при 20 °C 125,6 Вт/(м ×К) или 0,3 кал/ (см ×сек °С); удельная теплоёмкость (0—100 °С) 623,9 дж/(кг ×К ) или 0,149 кал/ (г ×°C); удельное электросопротивление при 20°C 4,6×10^-8ом ×м или 4,6×10^-6ом ×см ; температурный коэффициент электросопротивления 4,57×10^-3 (20 °C). Модуль упругости 26 Гн/м² (2600 кгс/мм² ); предел прочности при растяжении 60 Мн/м² (6 кгс/мм² ); предел упругости 4 Мн/м² (0,4 кгс/мм² ), предел текучести 38 Мн/м² (3,8 кгс/мм² ); относительное удлинение 50%; твердость по Бринеллю 200—300 Мн/м² (20—30 кгс/мм² ). К. достаточно высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддается обработке резанием.