Карбонат кальция, белый мел (Е170). Все о кальцие Показания к применению

Карбонаты кальция (Calcium carbonate, chalk, карбонат кальция, гидрокарбонат кальция, мел, E170) — соль угольной кислоты, краситель белого цвета.

Разновидности карбоната кальция:

(i) Карбонат кальция;
(ii) Гидрокарбонат кальция.

В природе встречается в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Используется практически во всех областях промышленности, а также в медицине.

Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии - средств для чистки сантехники, кремов для обуви, а также широко используется при производстве продукции личной гигиены (например зубной пасты).

Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Карбонаты кальция (пищевая добавка Е170) хорошо известны как обычный белый мел. Краситель Е170 представляет собой химическое соединение - соль угольной кислоты, нерастворимую вводе и этаноле. В природе карбонаты кальция распространены достаточно широко, встречаются в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Большинство групп беспозвоночных (моллюски, губки) состоят из различных форм карбоната кальция. Для пищевой промышленности добавку Е170 производят путем переработки и очистки меловых отложений. Пищевая добавка Е170 обычно поставляется на производство в виде мелкого белого порошка. Химическая формула карбоната кальция (красителя Е170): CaCO 3 .

Добывается карбонат кальция из полезных ископаемых. Кроме того, для пищевой промышленности самый чистый краситель Е170 может производится из мрамора.

Добавка Е170 играет важную роль в организме человека, участвуя в процессах свертывания крови, обеспечения постоянного осмотического давления крови, регулируя различные внутриклеточные процессы. Карбонат кальция применяется в медицине в качестве лекарств, компенсирующих недостаток кальция, а также в виде биологически-активных добавок (БАД).

В то же время при чрезмерном поступлении карбоната кальция в организм и его переизбытке у человека может возникнуть "молочно-щелочной синдром", который имеет высокое токсическое действие и в тяжелых случаях может приводить к смерти. При небольшой передозировке карбоната кальция у человека может возникнуть гиперкальциемия - осложнения, которые включают рвоту, боли в животе и изменения психического состояния. Рекомендуемая ежедневная профилактическая доза приема карбоната кальция составляет от 1,2 до 1,5 г в день. В продуктах питания содержание добавки Е170 в разы меньше, что говорит о том, что краситель Е170 можно отнести к безопасным пищевым добавкам.

В пищевой промышленности добавка Е170 используется как краситель, регулятор кислотности, разрыхлитель, препятствующий слёживанию и комкованию.

Кроме того карбонат кальция широко используется в различных областях промышленности:

• в производстве продукции бытовой химии (средства для уборки, ухода за обувью, чистки сантехники и др.);
• в производстве продукции личной гигиены (например, зубная паста);
• в бумажной промышленности, для отбеливания бумаги, картона, в качестве наполнителя и раскислителя;
• в стекольной промышленности, как один из основных элементов, необходимых для производства стекла (посуды, бутылок, стекловолокна);
• в производстве пластмассовых изделий (трубы, сантехника, плитка, линолеум, ковровые покрытия и пр.);
• в лакокрасочной промышленности, как один из составляющих красящего пигмента;
• в строительстве, для производства шпаклевки, герметика;
• в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды;
• в сельском хозяйстве, для восстановления кислотно-щелочного баланса почвы.

Пищевая добавка Е170 считается безвредной и разрешена для использования в пищевой промышленности на территории РФ, Украины и большинстве других стран.

Области применения красителя E170 Карбонаты кальция можно смело назвать универсальными, ведь по сути это обычный мел. Несомненно, пищевая промышленность не является основной, где применяют многообразные свойства красителя E170 Карбонаты кальция. Так, основная роль мела в данном случае заключена не только в придании продуктам питания белоснежного цвета - выступает он также в качестве регулятора кислотности и разрыхлителя для предотвращения слеживания.

Кроме того, нередко краситель E170 Карбонаты кальция можно увидеть в составе консервированного питания для детей, концентрированного молока и сливок, некоторых видов твердых сыров, какао-порошке, а также шоколаде, где он играет роль стабилизатора. Широко используются свойства красителя E170 Карбонаты при производстве виноградного сока.

Для здоровья человека Карбонаты кальция играют не последнюю роль - они принимают участие в процессах свертывания крови. Помимо этого, данное вещество способно стабилизировать кровяное давление и существенно регулировать многие внутренние процессы. Именно поэтому его используют при изготовлении таких фармацевтических средств, как кальций лактат. Разрешен E170 для окрашивания препаратов фармацевтики и косметических средств.

Химический состав красителя E170 Карбонаты кальция позволяет использовать его и в промышленном производстве - например, при изготовлении бумаги, стекольных товаров (бутылок) и многого другого. Также известно применение мела в качестве удобрения для почвы - он уменьшает ее кислотность.

Состав красителя E170 Карбонаты кальция

В основе состава красителя E170 Карбонаты кальция лежит соль угольной кислоты, которую добывают из самых разнообразных ископаемых. Нередко основным сырьем для получения мела является мрамор. За счет своего белого цвета, этот пищевой краситель используется при изготовлении средств личной гигиены, в частности пасты для зубов.

Вред красителя E170 Карбонаты кальция

Как говорилось выше, при минимальном поступлении в организм речи о вреде красителя E170 Карбонаты кальция быть не может - наоборот, только положительные свойства, которые при передозировке данного вещества оборачиваются неприятными последствиями. Кстати, при употреблении сильно завышенных доз E170 вполне возможен летальный исход.

К основным симптомам и проявлениям переизбытка данного вещества в организме человека относят сильнейшую интоксикацию, которая вызывает гиперкальциемию, проявляющуюся в приступах тошноты и рвоты. Кроме того, боли в животе, раздражение, изменение психики, нарушение координации движений также свидетельствуют о чрезмерном поступлении Карбонатов кальция в организм.

К слову, в нормальных дозировках вреда красителя E170 Карбонаты кальция не наблюдается, как и возможных побочных эффектов. В связи с этим данное вещество разрешено к использованию в качестве пищевого красителя на территории Российской Федерации и Украины.

Пищевая добавка карбонат кальция или “белый мел” – вещество, которое на этикетках пищевых продуктов маркируется чаще всего как краситель Е170. Основное его свойство – придание продукции белого цвета. Вещество имеет натуральное происхождение и для человека является не только безвредным, но даже полезным. В связи с этим карбонат кальция нашёл своё применение в пищевой промышленности, в сфере изготовления лекарственных препаратов, противовоспалительных и антацидных средств, витаминов и биологически активных добавок. Единственное условие – не допускать передозировки вещества, ведь в таком случае оно может вызывать неприятные симптомы.

Происхождение и химические свойства красителя “белый мел”

Само название вещества говорит за себя: оно состоит из обычного белого мела, который содержит неорганический красящий пигмент. В живой природе краситель встречается в виде некоторых минералов: кальцита, ватерита или арагонита, в горных породах, например, в мраморе, известняке, травертине. Некоторые беспозвоночные (моллюски, губки) состоят из разнообразных форм карбоната кальция.

По своей химической структуре добавка Е170 – это соль каменноугольной кислоты, она отличается высокой устойчивостью к агрессивным средам, не растворяется в и . Высокие температуры этой пищевой добавке тоже не страшны – температура плавления кальцита достигает 825 градусов Цельсия, арагонита – 1339 градусов. При нагревании до 900-1400 градусов Цельсия вещество расщепляется на углекислый газ и негашёную известь. Если все же необходимо получить раствор добавки с водой, в смесь добавляют углекислый газ. В результате такого взаимодействия образуется кислая соль.

Карбонат кальция добывают в процессе переработки природных отложений мела, а в промышленность и на производство он попадает уже в виде белого рассыпчатого порошка с мелкими гранулами, не имеющего вкуса и запаха. Самый высококачественный и безопасный краситель получают при обработке мрамора: полученное вещество отличается высокой устойчивостью ко многим видам обработки, оно является полностью гипоаллергенным и безвредным, поэтому его используют для окрашивания продуктов питания.

Для технических целей могут применять краситель, полученный путём кальцинации оксида кальция. Оксид соединяют с водой, после чего смесь подвергается обработке углекислым газом, в результате чего происходит осаждение вещества.

В производственных целях белый мел используется как:

• стабилизатор, так как он способствует формированию и сохранению текстуры и консистенции товара;
• разрыхлитель и вещество, препятствующее слёживанию и комкованию: карбонат кальция вводят в продукт в процессе приготовления, чтобы придать ему соответствующие физические свойства, сыпучесть и отсутствие комков;
• регулятор кислотности, так как добавка способствует установлению и сохранению определённого уровня кислотной среды;
• краситель, который придаёт привлекательный оттенок товарам.

Применение добавки Е170 как ингредиента пищевой продукции

Пищевая сфера промышленности практически не может обойтись без белого мела, ведь он полностью безвреден для человека и разрешён для употребления детям. Как разрыхлитель, краситель, стабилизатор, он применяется для приготовления:

• детского питания;
• концентрированных и ;
• твёрдых сыров.

Косметическая отрасль – в каких товарах встречается вещество

Белый мел является одним из компонентов кремов, пудры и тональных кремов для лица, матирующих лосьонов, кремов и скрабов для тела, румян, консилеров, красок для волос, детской косметики. Вещество обладает свойством поглощать излишки кожного жира, тем самым убирая жирных блеск и выравнивая тон кожи. Как загуститель и стабилизатор, карбонат кальция улучшает консистенцию косметических средств, способствует абсорбированию лишней воды и предотвращает появление комков. Как слабый абразивный компонент, он очищает и придаёт блеск, из-за чего используется в производстве зубных паст. Естественно, что и красящий эффект белого мела используется производителями косметических средств – с его помощью продукции придают белый цвет.

Использование в медицинских целях

Полезные свойства этой пищевой добавки обусловили её популярность как компонента лекарственных препаратов. Например, для тех, кто страдает язвенной болезнью желудка и кишечника, гастритом с повышенной кислотностью и забросом жёлчи, привычные антацидные препараты вроде Алмагеля стали настоящим спасением, а одним из действующих веществ в них как раз является карбонат кальция. Он способен уменьшать кислотность желудочного сока, нормализовать электролитный баланс и нейтрализовать изжогу.

Так как кальций – вещество, которое участвует в процессе свёртывания крови, в функционировании сердечно-сосудистой и нервной систем, в формировании костной ткани организма, его показано принимать при остеопорозе, кариесе, рахите, гипокальциемии, беременности и кормлении грудью, как часть нормализующей терапии при лечении аллергии, во время интенсивного роста у детей. Белый мел способен нормализовать “расшалившееся” кровяное давление, поэтому его рекомендуют людям с повышенным или пониженным давлением.

При дефиците магния и сопутствующих симптомах (мышечные спазмы, повышенная утомляемость, нарушения сна), белый мел эффективен как составляющая общей нормализующей терапии.

Строительная и химическая промышленности и карбонат кальция

Вещество используется как компонент шпатлёвок и разнообразных герметиков, в процессе производства стекла, бумаги, бытовой химии, красок (технических и художественных), пластмассы. Для изготовления последней добывается около 45-50% всего белого мела в мире. Как наполнитель и краситель, он применяется для получения поливинилхлорида, полиолефинов, полиэфирных волокон.

Для сельского хозяйства карбонат кальция – средство для очищения почвы и восстановления её кислотно-щелочного баланса.

Воздействие на человеческий организм

Вещество является не просто безвредным, но и полезным для человека, так как имеет выраженные лечебные и противовоспалительные свойства. Его применение рекомендовано детям, беременным и кормящим женщинам, пожилым людям, тем, кто страдает рахитом, остеопорозом и другими нарушениями развития костной ткани.

Так как добавка при приёме внутрь способствует снижению кислотности в желудке, и оказывает обволакивающее действие, её можно употреблять людям с воспалительными и язвенными заболеваниями пищеварительного тракта.

В случае дефицита в организме кальция, белый мел вводят в рацион в виде биологически активных добавок и минеральных комплексов.

Кроме полезных свойств, карбонат кальция в некоторых случаях может оказывать и негативное влияние на здоровье. Его нельзя употреблять при наличии гиперкальцемии, так как в результате могут появляться тошнота, рвота, нарушение координации и боли в животе. При сильной передозировке может развиваться молочно-щелочная болезнь, которая сопровождается токсическим отравлением, а в особенно тяжелых случаях может повлечь летальный исход. Атеросклероз, тромбоз, почечная дисфункция и повышенная чувствительность к белому мелу являются противопоказаниями к его употреблению.

Дневная норма потребления вещества – 1,2-1,5 г в сутки для взрослого человека. В таком количестве оно не может нанести никакого вреда здоровью.

Следует помнить о том, что длительный приём добавки приводит к её накапливанию в тканях и клетках организма, а в результате уровень кислотности в организме может повышаться.

Применение карбоната кальция в качестве лечебного средства может проводиться только после консультации с врачом.

Как пищевой и технический краситель, стабилизатор, разрыхлитель и загуститель, добавка Е170 разрешена к применению в Украине, России, Канаде, США и практически всех странах Европейского союза, в Австралии и Великобритании. Полезные свойства карбоната кальция проложили ему путь в пищевую и фармацевтическую отрасль производства, а также в изготовление пластмасс, красок, стекла, бытовой химии. Натуральный белый мел добывается из природных пород, и очень ценится производителями за своё естественное происхождение, а также устойчивость к термообработке, кислотам и этанолу.

Многие природные вещества активно используются человеком в промышленности, фармацевтике и косметологии. При правильном применении они способны принести нам громадную пользу, но даже систематически встречая такие элементы в лекарствах, продуктах питания и косметике, мы чаще всего не подозреваем о всех многообразии их качеств. Как раз к таким веществам можно отнести и карбонат кальция, применение и свойства которого мы сейчас как раз и обсудим чуть более подробно.

Применение карбоната кальция

Карбонат кальция большей частью добывается человеком из разного рода полезных ископаемых, после чего активно применяется в промышленности. Так после очистки от посторонних примесей это вещество активно используют при создании бумаги, продуктов питания, пластмассы, красок и резины. Ему нашлось место и при выработке бытовой химии, а также в строительстве.

Карбонат кальция достаточно активно применяется при производстве продукции личной гигиены (к примеру, его добавляют в зубную пасту), а также в медицинской промышленности. При изготовлении пищи он обычно играет роль антислеживащего агента, а также разделителя в различных молочных продуктах.

Свойства карбоната кальция

Кальция карбонат – это порошок либо кристаллы белой окраски. Он не имеют ни запаха, ни вкуса. Такое вещество практически не растворимо в воде, однако вполне растворимо в разведенной соляной либо азотной кислоте, при этом процесс растворения сопровождается активным выделением углекислого газа. Вещество «карбонат кальция» является источником сорока процентов кальция.

Лекарственные свойства

Карбонат кальция способен нейтрализовать соляную кислоту, способствуя значительному снижению кислотности пищеварительного сока. Лекарство оказывает достаточно быстрое воздействие, однако после прекращения буферного влияния наблюдается некоторое увеличение выработки желудочного сока.

Потребление карбоната кальция способствует снижению активности остеокластов и замедлению резорбции костных тканей. Такое вещество неплохо оптимизирует электролитный баланс.

Кроме всего прочего, карбонат кальция поставляет в организм человека непосредственно кальций, принимающий активное участие в процессах свертывания крови, а также в формировании костных тканей. Кальций нужен также для отличной деятельности сердца и для полноценной передачи нервных импульсов.

Применение в медицине

Активное вещество Карбонат кальция может использоваться для терапии пациентов с чрезмерной кислотностью желудочного сока, а также при болезнях системы пищеварения, протекающих на фоне такого нарушения. К подобным недугам можно отнести обострение хронической формы гастрита, острый тип гастрита либо дуоденита, симптоматические язвенные поражения разной этиологии. Также в этом списке находится язва на этапе обострения, рефлюкс-эзофагит, эрозивные поражения слизистых, изжога (после чрезмерного приема никотина, кофе, медикаментов и нарушений диеты).

Также применение карбоната кальция может быть целесообразно при коррекции остеопороза, кариеса и рахита у деток, при лечении тетании и остеомаляции. Его советуют принимать при возросшей потребности человека в кальции, что наблюдается при грудном вскармливании, на этапе активного роста, при беременности и прочих аналогичных состояниях.

Иногда карбонат кальция используется в качестве вспомогательной терапии при аллергических реакциях и при гипокальциемии.

Дополнительная информация

Дозировка карбоната кальция. Применение

Кальция карбонат применяется перорально, без привязки ко времени трапезы дважды-трижды на день в количестве 250-1000мг.

Стоит учитывать, что при потреблении высоких доз данного средства в течение продолжительного времени крайне важно систематически контролировать уровень кальция в крови пациента, а также отслеживать показатели деятельности почек. Если таблетки кальция карбоната выпускаются в форме таблеток, предназначенных для предупреждения и коррекции кариеса, остеопороза, а также рахита, их не стоит применять в качестве антацидного состава.

Противопоказания карбоната кальция

Применение кальция карбоната категорически не рекомендовано при наличии у пациента гиперчувствительности к данному элементу, а также при гиперкальциемии (передозировке витамином D, гиперпаратиреодизме и костных метастазах). Такой медикамент противопоказан при нефроуролитиазе, множественной миеломе, хронической почечной недостаточности, фенилкетонурии и саркоидозе.

Побочные эффекты карбоната кальция

В некоторых случаях применение кальция карбоната может провоцировать аллергические реакции, иногда такое лечение становится причиной появления диспепсических явлений, представленных метеоризмом, болями в эпигастрии, тошнотой, диареей либо запором. При потреблении более двух грамм кальция на день есть вероятность развития у пациента гиперкальциемии. Кроме того некоторые больные при таком лечении сталкиваются с проблемой вторичного усиления желудочной секреции.

Учтите, что превышение рекомендуемой дозировки может привести к передозировке карбонатом кальция. Такое состояние требует проведения промывания желудка и приема активированного угля. Кроме того может осуществляться симптоматическая коррекция, и, по необходимости, принимаются меры по поддержанию жизненно-важных функций.

Таким образом, действующее вещество карбонат кальция, свойства которого мы только рассмотрели, имеет достаточно широкий спектр применения и может принести огромную пользу человеку.

Екатерина, www.сайт

P.S. В тексте употреблены некоторые формы свойственные устной речи.

Ка́льций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Простое вещество кальций (CAS-номер: 7440-70-2) — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

История и происхождение названия

Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.

Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.

Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л

Изотопы

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96,97 %.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжелый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), как было недавно обнаружено, испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 5,3×1019 лет.

В горных породах и минералах

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca.

В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже.

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Миграция в земной коре

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

СаСО3 + H2O + CO2 ↔ Са (НСО3)2 ↔ Ca2+ + 2HCO3−

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

В биосфере

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях. Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2·Са(OH)2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В живых тканях человека и животных 1,4-2 % Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция — около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Получение

Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170—1200 °C:

4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca.

Алюминотермия (алюмотермия; от лат. алюминий и греч. therme — тепло, жар) — способ получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием.

Физические свойства

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях (аллотро́пия (от др.-греч. αλλος — «другой», τροπος — «поворот, свойство») — существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм.). До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (т.е. параллели в периодической системе сохраняются).

Химические свойства

Кальций — типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca2+/Ca0 −2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

Ca + 2Н2О = Ca(ОН)2 + Н2 + Q.

С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:

2Са + О2 = 2СаО

Са + Br2 = CaBr2.

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

Са + Н2 = СаН2, Ca + 6B = CaB6,

3Ca + N2 = Ca3N2, Са + 2С = СаС2,

3Са + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР5;

2Ca + Si = Ca2Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (то есть эти реакции — экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2,

Ca3N2 + 3Н2О = 3Са(ОН)2 + 2NH3.

Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Такие соли кальция, как хлорид CaCl2, бромид CaBr2, иодид CaI2 и нитрат Ca(NO3)2, хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF2, карбонат CaCO3, сульфат CaSO4, ортофосфат Ca3(PO4)2, оксалат СаС2О4 и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от карбоната кальция СаСО3, кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Са(НСО3)2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам. Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2.

В тех же местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция:

Са(НСО3)2 = СаСО3 + СО2 + Н2О.

Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землей могут образоваться огромные провалы, а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» — сталактиты и сталагмиты.

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет временную жёсткость воды. Временной её называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает СаСО3. Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.

Карбонат кальция

Карбонат кальция (мел, углекислый кальций, известняк) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

Используется как белый пищевой краситель Е170. В виде карбоната кальция мел используется для написания на досках. Для самых различных целей используется в быту: для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и даже в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.

Производители пластмассы — одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полеолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Подавляющее большинство карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из чистого источника (как правило, мрамор).

В качестве альтернативы карбонат кальция может быть подготовлен кальцинацией оксида кальция. Вода добавляется к этому оксиду, давая гидроксид кальция, и затем проводится углекислый газ, который проходит через этот раствор для осаждения желаемого карбоната кальция.

Применение металлического кальция

Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Легирование сплавов

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Ядерный синтез

Изотоп 48Ca — наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов).

Применение соединений кальция

Гидрид кальция

Гидри́д ка́льция — сложное неорганическое вещество с химической формулой CaH2.

Белого цвета. При плавлении разлагается. Чувствителен к кислороду воздуха. Сильный восстановитель, реагирует с водой, кислотами. Применяется как твердый источник водорода (1 кг. CaH2 дает 1 000 л. H2), осушитель газов и жидкостей, аналитический реагент для количественного определения воды в кристаллогидратах.

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Ацетат кальция

Ацетат кальция — кальциевая соль уксусной кислоты. Бесцветное кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде.Формула (CH3COO)2Ca

В лаборатории получают действием уксусной кислоты на карбонат кальция до прекращения выделения газа.

2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2Используется в лаборатории для получения диметилкетона (ацетона). Эту реакцию осуществляют нагревая ацетат кальция.

(CH3COO)2Ca→CH3C(O)CH3+CaCO3

Ацетат кальция зарегистрирован в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E263

Сульфид кальция

Сульфид кальция — неорганическое бинарное химическое соединение с формулой CaS.

Известен минерал Ольдгамит (англ. Oldhamite) состоящий из сульфида кальция с примесями магния, натрия, железа, меди. Кристаллы бледно-коричневого цвета, переходящего в темно-коричневый.

Физические свойства

Белые кристаллы, кубическая гранецентрированная решётка типа NaCl (a=0.6008 нм). При плавлении разлагается. В кристалле каждый ион S2− ион окружен октаэдром, состоящим из шести ионов Са2+, в то время как каждый ион Са2+ окружен шестью S2− ионами.

Малорастворим в холодной воде, кристаллогидратов не образует. Как и многие другие сульфиды, сульфид кальция в присутствии воды подвергается гидролизу и имеет запах сероводорода.

Применяют для приготовления люминофоров, а также в кожевенной промышленности для удаления волос со шкур, также применяется в медицинской промышленности в качестве гомеопатического средства.

Карбид кальция

Карбид кальция CaC2 широко применяется для получения ацетилена и для восстановления металлов, а также при получении цианамида кальция (нагреванием карбида кальция в азоте при 1200 °C, реакция идет экзотермически, проводится в цианамидных печах).

Химические источники тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей — чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Лекарственные средства

Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.

• Хлорид кальция

Хлорид кальция (CaCl2) — лекарственное средство, восполняющие дефицит Ca2+. Растворы хлорида кальция использовались в качестве противоаллергического средства (внутреннее).

Препарат Ca2+, восполняет дефицит Ca2+, необходимого для осуществления процесса передачи нервных импульсов, сокращения скелетных и гладких мышц, деятельности миокарда, формирования костной ткани, свёртывания крови. Снижает проницаемость клеток и сосудистой стенки, предотвращает развитие воспалительных реакций, повышает устойчивость организма к инфекция м и может значительно усиливать фагоцитоз (фагоцитоз, снижающийся после приёма NaCl, возрастает после приема Ca2+). При внутривенном введении стимулирует симпатический отдел вегетативной нервной системы, усиливает выделение надпочечниками адреналина, оказывает умеренное диуретическое действие.

Приблизительно 1/5-1/3 часть перорально введенного препарата всасывается в тонком кишечнике; этот процесс зависит от присутствия витамина D, pH, особенностей диеты и наличия факторов, способных связывать Ca2+. Абсорбция Ca2+ возрастает при его дефиците и использовании диеты со сниженным содержанием Ca2+. В плазме около 45% находится в комплексе с белками. Около 20% выводится почками, остальное количество (80%) удаляется с содержимым кишечника.

Повышенная потребность в Ca2+ (беременность, период лактации, период усиленного роста организма); кровотечения различной этиологии и локализации (легочные, желудочно-кишечные, носовые, маточные и др.); аллергические заболевания (сывороточная болезнь, крапивница, лихорадочный синдром, зуд, ангионевротический отёк); бронхиальная астма, дистрофические алиментарные отёки, спазмофилия, тетания, туберкулез легких, рахит, остеомаляция, свинцовые колики; гипопаратиреоз, гипокальциемия, повышенная проницаемость сосудов (геморрагический васкулит, лучевая болезнь), гепатит паренхиматозный, гепатит токсический, нефрит, эклампсия, слабость родовой деятельности, отравление солями Mg2+, щавелевой и фтористой кислотами; пароксизмальная миоплегия (гиперкалиемическая форма); воспалительные и экссудативные процессы (пневмония, плеврит, аднексит, эндометрит и др.); экзема, псориаз.

При приеме внутрь - гастралгия, изжога. При внутривенном введении - ощущение жара, гиперемия кожи лица, брадикардия, при быстром введении - фибрилляция желудочков сердца. Местные реакции (при внутривенном введении): боль и гиперемия по ходу вены.

Нельзя вводить подкожно или внутримышечно - возможен некроз тканей (высокие концентрации CaCl2, начиная с 5%, вызывают сильное раздражение). При внутривенном введении CaCl2 появляется ощущение жара сначала в полости рта, а затем по всему телу (ранее использовали для определения скорости кровотока - время между моментом его введения в вену и появлением ощущения жара).

Замедляет абсорбцию тетрациклинов, дигоксина, пероральных препаратов Fe (интервал между их приемами должен быть не менее 2 ч). При сочетании с тиазидовыми диуретиками может усиливать гиперкальциемию, снижать эффект кальцитонина при гиперкальциемии, снижает биодоступность фенитоина.

• Глюконат кальция

Порошок белого цвета зернистый или кристаллический. Растворим в воде, практически нерастворим в спирте и эфире. Содержит до 9% кальция.

Препарат Ca2+, восполняет дефицит Ca2+, необходимого для осуществления процесса передачи нервных импульсов, сокращения скелетных и гладких мышц, деятельности миокарда, формирования костной ткани, свертывания крови.

Показания

• Заболевания, сопровождающиеся гипокальциемией, повышением проницаемости клеточных мембран (в том числе сосудов), нарушением проведения нервных импульсов в мышечной ткани.

• Гипопаратиреоз (латентная тетания, остеопороз), нарушения обмена витамина D: рахит (спазмофилия, остеомаляция), гиперфосфатемия у больных ХПН.

• Повышенная потребность в Ca2+ (беременность, период лактации, период усиленного роста организма), недостаточное содержание Ca2+ в пище, нарушение его обмена (в постменопаузном периоде).

• Усиленное выведение Ca2+ (длительный постельный режим, хроническая диарея, вторичная гипокальциемия на фоне длительного приема диуретиков и противоэпилептических ЛС, ГКС).

• Кровотечения различной этиологии; аллергические заболевания (сывороточная болезнь), крапивница, лихорадочный синдром, зуд, зудящие дерматозы, реакции на введение ЛС и прием пищевых продуктов, ангионевротический отек); бронхиальная астма, дистрофические алиментарные отеки, легочный туберкулёз, свинцовые колики; эклампсия.

• Отравление солями Mg2+, щавелевой и фтористой кислотами и их растворимыми солями (при взаимодействии с кальция глюконатом образуются нерастворимые и нетоксичные кальция оксалат и кальция фторид).

• Паренхиматозный гепатит, токсические поражения печени, нефриты, гиперкалиемическая форма пароксизмальной миоплегии.

Больным с незначительной гиперкальциурией, снижением клубочковой фильтрации или с нефроуролитиазом в анамнезе назначение должно проводиться под контролем концентрации Ca2+ в моче. Для снижения риска развития нефроуролитиаза рекомендуется обильное питьё.

• Глицерофосфат кальция

Глицерофосфа́т ка́льция (лат. calcium glycerophosphate) — кальциевая соль 1,2,3-пропантриол моногидрогенфосфата или дигидрогенфосфата.

Брутто-формула: C3H7CaO6P

Характеристика: белый кристаллический порошок без запаха, горьковатый на вкус. Растворим в разведенной соляной кислоте.

Фармакологическое действие: восполняет дефицит кальция, общеукрепляющее. Восстанавливает уровень кальция в организме, стимулирует анаболические процессы.

Показания: гипокальциемия, снижение общей сопротивляемости и тонуса при гипотрофии, переутомлении, истощении нервной системы, рахите.

Противопоказания: гиперкальциемия.

Способ применения и дозы: внутрь, взрослым — по 0,2-0,5 г, детям — по 0,05-0,2 г 2-3 раза в сутки.

Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожи

Биологическая роль кальция

Кальций — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят скелеты большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также в обеспечении постоянного осмотического давления крови. Ионы кальция также служат одним из универсальных вторичных посредников и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, экзоцитоз, в том числе секрецию гормонов и нейромедиаторов и др. Концентрация кальция в цитоплазме клеток человека составляет около 10−7 моль, в межклеточных жидкостях около 10−3 моль.

Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграммов (мг), а для детей от 600 до 900 мг, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета. Большая часть кальция, поступающего в организм человека с пищей, содержится в молочных продуктах, оставшийся кальций приходится на мясо, рыбу, и некоторые растительные продукты (особенно много содержат бобовые). Всасывание происходит как в толстом, так и тонком кишечнике и облегчается кислой средой, витамином Д и витамином С, лактозой, ненасыщенными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке кальций «вымывается» из костей и осаждается в почках (почечные камни) и мышцах.

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой, кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Содержания кальция в крови из-за большого количества связанных с ним процессов точно регулируется, и при правильном питании дефицита не возникает. Продолжительное отсутствие в рационе может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а также запоры. Более глубокий дефицит приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу. Злоупотребление кофе и алкоголем могут быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.

Избыточные дозы кальция и витамина Д могут вызвать гиперкальцемию, после которой следует интенсивная кальцификация костей и тканей (в основном затрагивает мочевыделительную систему). Продолжительный переизбыток нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Максимальная дневная безопасная доза составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм.

Рекомендуемые Всемирной Организацией Здравоохранения суточные нормы потребления кальция.

Дети до 3 лет — 600 мг.

Дети от 4 до 10 лет — 800 мг.

Дети от 10 до 13 лет — 1000 мг.

Подростки от 13 до 16 лет — 1200 мг.

Молодежь от 16 и старше — 1000 мг.

Взрослые от 25 до 50 лет — от 800 до 1200 мг.

Беременные и кормящие грудью женщины — от 1500 до 2000 мг.

По результатам американских исследований, наиболее легко усваивается лимоннокислый кальций (цитрат). Так, в исследовании, проведённом с участием женщин в постменопаузальном периоде, было установлено, что усвояемость цитрата кальция в 2,5 раза выше, чем карбоната.

Пониженная или нулевая кислотность желудка встречается до вольно часто. В основном она характерна для

лиц старшего возраста, когда особенно высока потребность в кальции для предупреждения остеопороза. Установлено, что после 50 лет пониженная кислотность отмечается примерно у 40 % людей. В этих условиях усвоение карбоната кальция, для растворения которого в желудке необходима соляная кислота, падает до 2%. А усвоение цитрата кальция, для растворения которого в желудке соляная кислота не требуется, составляет 44 %. В результате в условиях пониженной кислотности цитрат кальция поставляет в организм в 11 раз больше кальция, чем карбонат.

Основные источники кальция

Много кальция содержится в молочных продуктах, мясе, рыбе и морепродуктах, орехах, зелени репы, одуванчике, сыре тофу, капусте, бобовых.

• мак 1460
• кунжут 783
• крапива 713
• подорожник 412
• сардины в масле 330
• шиповник 257
• миндаль 25
• лесной орех 226
• соя бобы сухие 201
• молоко коровье 120
• рыба 30-90
• творог 80
• хлеб с отрубями 60
• мясо, субпродукты, крупы, свекла - менее 50

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогена. Соединяясь с щавелевой кислотой кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Карбонат кальция представляет собой химическое соединение неорганической природы, в состав которого входит природный кальций и Данное соединение широко встречается в природе в составе известняков, мела, твердых пород мрамора, а также в виде природных минералов кальцита, арагонита и других.

Карбонат кальция используется в самых различных областях промышленности - он незаменим при производстве стекла, широко применяется в пищевой промышленности (там он более известен под маркой Е170) в качестве пищевого красителя белого цвета, является одним из компонентов при изготовлении красок, пластмасс, Основные потребители карбоната кальция - это производители всевозможных пластмасс и пластиков, ведь даже привычные всем сегодня пластиковые панели, линолеум, и черепица - это производные карбоната кальция. Но самым привычным видом, в котором нам знакомо это вещество, являются, конечно же, известные всем с детства таблетки.

Карбонат кальция: применение в медицине.

Использование данного в медицине обусловлено, прежде всего, содержанием в нем кальция в чистом виде. Поэтому данный препарат применяют для восполнения кальция в организме, а также в составе комплексной терапии при лечении заболеваний суставов. Карбонат кальция отлично помогает укрепить кости и зубы, а также рекомендован для улучшения качества ногтей и волос. Помимо этого препарат обладает уникальным свойством нейтрализовать действие соляной кислоты и приводить в норму повышенную кислотность желудка.

Основными показаниями к применению данного препарата являются:

Гиперацидность желудочного сока, а также возникающие на ее фоне всевозможные заболевания желудочно-кишечного тракта. Это гастриты, в том числе и в фазе обострения, дуодениты, язвенные обострения, а также изжога.

Дефицит кальция или повышенная потребность в нем в отдельные периоды жизни: рахит и ранний остеопороз, в том числе возникший после менопаузы, а также период беременности, лактации, гипокальциемия, возникающая в результате плохого всасывания кальция или же вследствие его повышенного выведения из организма.

Карбонат кальция: инструкция по применению.

При дозировании препарата учитывают возраст пациента, а также специфику заболевания. Для детей в возрасте до 10 при лечении рахита или кариеса доза колеблется, в зависимости от веса, от 300 до 600 мг в сутки.

При заболевания ЖКТ препарат назначают для приема внутрь, доза составляет от 0,5 до 1 гр. в сутки.

Для восполнения дефицита кальция, профилактики остеопороза, а также в составе комплексного лечения состояния волос и ногтей, доза препарата подбирается индивидуально, с учетом лекарственного взаимодействия, веса, роста, и состояния ЖКТ. Она может колебаться в диапазоне от 250 мл до 1,5 гр. в сутки.

Противопоказания.

Несмотря на широкий спектр действия, природное происхождение и универсальность, данный препарат также имеет некоторые ограничения в применении.

Наличие камней в почках, особенно кальциевого происхождения.

Склонность кровеносной системы к образованию тромбов.

Атеросклероз в тяжелой форме.

Индивидуальная непереносимость препарата.

Гиперкальциемия.

Также при приеме карбоната кальция следует учитывать и некоторые особенности его взаимодействия с другими препаратами. Так, он обладает способностью при одновременном приеме с антибиотиками, относящимися к группе тетрациклина, снижать их эффективность и уменьшать концентрацию тетрациклина в крови. Также препарат способен снижать абсорбцию индометацина, левотироксина и некоторых других лекарственных средств.