Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie

Wapń

Wapń

Wapń
Wapń

Wapń
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a. Wapń, Ca, 20
Grupa, okres, blok 2 , 4, s
Właściwości metaliczne metal ziem alkalicznych
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Wapń (Ca, łac. calcium) - nazwa ta pochodzi od łacińskiego rzeczownika calx - wapno, co oznacza więc "metal z wapna", pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym .

Spis treści

Charakterystyka

Wapń to srebrzystobiały, kowalny metal . Na powietrzu szybko pokrywa się warstwą tlenku CaO, musi więc być przechowywany w nafcie, podobnie jak sód i potas . Metaliczny wapń ma twardość zbliżoną do ołowiu, można kroić go nożem, jednak dodany do innych miękkich metali znacznie zwiększa ich twardość.

Potencjał standardowy układu Ca2+/Ca wynosi -2.86 V. Wapń reaguje z wodą i z rozcieńczonymi kwasami nieorganicznymi ( solnym , azotowym(V) , trudniej w siarkowym(VI) - słabo rozpuszczalny CaSO4) oraz organicznymi (np. octowym ), przy czym reakcje z kwasami są bardziej burzliwe.

Najważniejsze związki wapnia to tlenek wapnia , nadtlenek wapnia , wodorotlenek wapnia oraz wiele soli, na przykład węglan wapnia , azotan wapnia czy węglik wapnia .

Kationy Ca2+ należą do IV grupy kationów i barwią płomień na kolor ceglastoczerwony.

Występowanie

Wapń występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%. Główne minerały i skały to kalcyt , aragonit , marmury , kreda , wapienie , gips , anhydryt , dolomit , fluoryt , apatyt oraz wiele krzemianów .

Izotopy stabilne wapnia to 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca.

Odkrycie

Wapń i jego związki znane były od starożytności. Antoine Lavoisier już w 1789 domyślał się, że w wapnie znajduje się jakiś pierwiastek metaliczny, ale za jego czasów nie znano metody na jego wydzielenie. Dopiero Humphry Davy w 1808 r. wyizolował go w stanie czystym i udowodnił analitycznie, że jest pierwiastkiem. Davy zwilżył wapno, dodał do niego nieco tlenku rtęciowego i uformował w miseczkę, którą umieścił na blaszce platynowej stanowiącej anodę . Miseczkę napełnił rtęcią , do której zanurzył drucik platynowy - katodę , na której wydzielił się metal. Po odparowaniu rtęci pozostał srebrzysty metal (wapń). Nową, prostszą metodę zastosował Michael Faraday . Poddawał mianowicie elektrolizie suchy stopiony chlorek wapnia CaCl2. Na katodzie wydzielał się wprawdzie metaliczny wapń, ale ponieważ jest on lżejszy od stopionego chlorku wapniowego, wypływał na powierzchnię cieczy i spalał się. Dopiero po usunięciu tej trudności, Robert Bunsen i Mathiessen w 1854-1855 otrzymali tą metodą pewne ilości czystego wapnia. Stosunkowo bardzo czysty wapń otrzymał Henri Moissan w 1898 przez elektrolizę stopionego jodku wapniowego.

Nomenklatura polska

Jędrzej Śniadecki w III wydaniu Początków chemii omawiany pierwiastek nazywał "wapnianem", tak samo Ignacy Fonberg . Inni chemicy proponowali inne nazwy. Krzyżanowski pisał "wapien" i "wapień", Radwański "wapniak", Filip Walter zaś "kalcyum" i dodatkowo (1844) "kalc". Zdzitowiecki "calcium". W Projekcie warszawskim pojawia się nazwa "wapen". Ostatecznie Emilian Czyrniański nadał pierwiastkowi krótszą nazwę "wapń".

Otrzymywanie

Obecnie metaliczny wapń jest otrzymywany przeważnie ulepszoną metodą Faradaya, czyli przez elektrolizę stopionego chlorku wapnia (także fluorku ) lub poprzez prażenie tlenku wapnia z glinem bez dostępu powietrza[1]:

3CaO + 2Al → Al2O3 + 3Ca

Zastosowanie

Metaliczny wapń ma ograniczone zastosowanie jako środek zabezpieczający przed utlenieniem, np. przy produkcji miedzi , stali i niklu , z których usuwa jednocześnie siarkę . Służy też do oczyszczania i osuszania ropy , benzyny , alkoholi , gazów szlachetnych i in. Używany jest także do redukcji tlenków uranu , toru , metali ziem rzadkich i in. do postaci metalicznej.

Zastosowanie związków wapnia:

Znaczenie biologiczne

Wapń wchodzi w skład kości oraz niektórych rodzajów ścian komórkowych .

Całkowita zawartość wapnia w organizmie człowieka wynosi 1,4-1,66% masy ciała, z czego 99% występuje w postaci związanej w kościach ( hydroksyapatyty ), natomiast pozostała część występuje w postaci zjonizowanej w płynie śródkomórkowym oraz pozakomórkowym i pełni szereg ważnych funkcji:

  • aktywator enzymatyczny
  • przekaźnik wtórny - kinazy białkowe
  • przewodzenie impulsów bioelektrycznych
  • udział w krzepnięciu krwi
  • udział w skurczu mięśni szkieletowych, gładkich i mięśnia sercowego
  • udział w reakcjach zapalenia, regeneracji i proliferacji
  • udział w wydzielaniu hormonów i neurotransmiterów oraz gruczołów zewnątrzwydzielniczych
  • obniża stopień uwodnienia koloidów komórkowych

Poziom wapnia w surowicy krwi zależy od:

  • ilości wapnia w pożywieniu
  • stopnia wchłaniania wapnia w przewodzie pokarmowym
  • stopnia wydalania wapnia z moczem

Główne hormony wpływające na homeostazę wapnia to: parathormon , kalcytonina i 1α,25(OH)2-witamina D .

Zalecane dzienne spożycie wapnia wynosi[2]:

  • dla dzieci i młodzieży – 1200 mg
  • dla dorosłych – 800 mg
  • dla osób starszych – 600 mg
  • dla kobiet ciężarnych – 1400 mg
  • dla kobiet karmiących – 2000 mg

Zmniejszenie stężenia wapnia w surowicy krwi nazywa się hipokalcemią . Skutkiem hipokalcemii jest nadmierna pobudliwość mięśni do skurczu (tężyczka - jawna lub utajona), zaburzenia krzepnięcia krwi , zaburzenia rytmu serca oraz niedociśnienie tętnicze .

Mechanizmy homeostatyczne starają się przywrócić prawidłowy poziom wapnia w surowicy krwi przesuwając go z puli rezerwowej, a jeśli to nie wystarcza lub magazyny ulegają wyczerpaniu - z kośćca.

Jedną z przyczyn osteoporozy może być niedobór wapnia.

Wapń jest także niezbędnym składnikiem komórek roślin. Jego niedobór powodować może suchą wierzchołkową zgniliznę owoców pomidora . Inne objawy niedoboru u roślin:

  • rozkład błon plazmatycznych
  • nieprawidłowy wzrost
  • martwica organów roślinnych

Bibliografia

Źródła drukowane

  • Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko Chemia analityczna - 1 podstawy teoretyczne i analiza jakościowa (Wydawnictwo Naukowe PWN) Warszawa 2001

Przypisy

  1. Włodzimierz Trzebiatowski Chemia nieorganiczna, wyd. VIII, s. 399, PWN , Warszawa 1978
  2. Ewa Superczyńska, Melania Żylińska-Kaczmarek: Zasady żywienia. REA. . 

Przeczytaj !


Inne hasła zawierające informacje o "Wapń":

Fosforan wapnia ...

Wody gruntowe ...

Amfibolit ...

Ziemia ...

Wartość odżywcza ...

Lantan ...

Cez ...

Ruten ...

Technet ...

Niob ...


Inne lekcje zawierające informacje o "Wapń":

Układ okresowy pierwiastków (plansza 20) głównych BERYLOWCE Do metali drugiej grupy układu okresowego berylowców należą: beryl (Be), magnez (Mg), Wapń (Ca), stront (Sr), bar (Ba) i promieniotwórczy rad (Ra). Metale grupy IIA ...

Budowa i rola części biernej układu ruchu (plansza 3) kości tworzy ciałka krwi), magazynującą (w kościach gromadzi się wiele soli mineralnych, szczególnie Wapń). Podstawowym materiałem budulcowym szkieletu człowieka jest tkanka kostna oraz w mniejszym stopniu ...

Krew i choroby układu krwionośnego (plansza 4) ...





Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie