KALTSIY CA
Organizmlarning barcha to’qima va suyuqliklari tarkibida Ca ioni bo’ladi. Kalsiy tabiatda ohaktosh, bo’r, silikatlar, fosforitlar, gips tarkibida uchraydi. Yer sharining 1,5 % ini tashkil etadi.Qurilish mollari sifatida ohaktosh, gips va boshqa birikmalaridan foydalaniladi.
Kalsiyni metall holida 1808 yilda G. Devi elektroliz qilib olgan. Kalsiy lotincha “kal’ks” so’zidan olingan bo’lib, “yumshoq tosh” ma’nosini bildiradi.
Suvni bejizga hayotning beshigi deb atashmaydi, qachonlardir dengiz va tabiatda stixiyali issiq, sovuq oqimlar ta’sirida dengizlarda mikroorganizmlar paydo bo`lgan. Ularning bir-birlari bilan qo`shilishidan yangi sifatlar paydo bo`lgan. Terning hayotining ma’lum bosqichida jonsiz tabiatdan jonli tabiat paydo bo`lgan oddiylikdan murakkablikka tomon borib oqsilning bir hujaysidan ko`p hujayrali organizmlar va nihoyat hayvonot olami, inson va hokazolar paydo bo`lgan. Yashagan nobud bo`lgan. Unda yumshoq, nafis organizmlar mustahkam himoyaga muhtojligi tufayli turli tuman moddalar paydo bo`lgan.
Agar o`simlik dunyosi uchun kremniy va uning birikmalari qanchalik zarur bo`lsa, kumushsimon-oq rangli yengil metall kalsiy hayvonot olami uchun shunchalik ahmiyatga ega bo`lgan.
Bu moddadan ko`p sonli dengizning molyuska, qisqichbaqa singari tirik organizmlari paydo bo`lgan. Ularning nobud bo`lishi natijasida dengiz tagida o`nlab million yillar davomida yig`ilgan va tog` jinsi-ohaktoshni hosil qilgan. Yer usti hayvonlarining qovurg`alari kalsiy birikmalaridan (fosfat tuzlari shaklida) tashkil topgan bo`lib, go`sht, muskul, yumshoq to`qimalrini og`irligi ularning miqdoridan o`nlab marta ziyod bo`lsada tik ushlab turishga xizmat qiladi. Parrandalar tuxumini olsak uning po`stlog`i kalsiy birikmalaridan tashkil topgan bo`lib ichida suyuq qismini ushlab turadi. Uning yorilishidan yana parrandalar hayoti davom etaveradi. Bu tabiatning mo`jizansidir. Kalsiy birikmalari yordamida hayvonot olami, jumladan inson organizmi kasal chaqiradigan mikroblardan himoya qilinadi.
Tirik organizmida kalsiy hayvonlar organizmlarining qovurg`alari, tuxumlar po`stlog`i bilan cheklanmaydi, balki organizm hayotiy faoliyatdagi jarayonlarda muhim ahamiyatga ega. Kalsiy ionlari yurak faoliyatini, qonning quyuqlanishi, ivishi kabi jarayonlarni boshqarib turadi. Bu esa ko’pgina jarayonlarni boshqarib turadi. Bu esa ko’pgina jarohatlardandan qon yo`qotishning oldini oladi.Turli organizmning kalsiyga bo`lgan talabi har xil, masalan, odamga 1 sutkada 0,7 kalsiy kerak bo`ladi.Kalsiy birikmalri oxaktosh, bo`r, marmar silikatlar, fosfatlar, gips shaklida tabiatda keng tarqalgan. Yer kurrasining 1,5% kalsiyga to`g`ri keladi.
Olinishi. Metall kalsiy, stronsiy va bariy birinchi marta 1808 yilda Devi tomonidan elektroliz yo’li bilan olingan.
Kalsiy CaCI2 bilan CaF2 aralashmasini suyuqlantirib elektroliz qilish orqali hosil qilinadi; bundan tashqari vakuumda alyuminotermiya usuli bilan ham olinadi:
6Ca + Al → 3CaO+ Al2O3 + 3Ca
Shu usullarning o’zi stronsiy va bariy olishda ham qo’llaniladi. Kalsiy, stronsiy va bariy erkin holda kumushsimon oq metall.
Havoda ularning sirti sariq parda bilan qoplanadi. Kalsiy deyarli qattiq, stronsiy va bariy qattiqlik jihatdan qo’rg’oshinga o’xshaydi.
Metall holidagi kalsiy, stronsiy va bariy aktiv metallmaslar bilan odatdagi sharoitda birikadi. Azot, vodorod, uglerod kremniy kabi aktiv bo’lmagan metallmaslar bilan faqat kuchli qizdirilganda birikadi. Metallarning reaksiyaga kirishish qobilyati Ca–Sr–Ba–Ra qatorida ortib boradi.
Kalsiy stronsiy va bariy kuchlanishlar qatorida vodoroddan ancha oldinda turadi. Ular suvuqda ham suv bilan reaksiyaga kirishadi. Bu reaksiyalarning intensivligi Ca–Sr–Ba–Ra qatorida chapdan o’ngga o’tgan sari ortib boradi.Hosil bo’lgan gidroksidlarining ham eruvchanligi ortib boradi.
Ishqoriy metallar erkin holda aktiv moddalar bo’lganligi uchun ular kerosin ostida yoki kavsharlab berkitilgan idishlarda saqlanadi.
Birikmalari. Kalsiy, stronsiy, bariy va radiylarning oksidlari, galogenidlari, sulfatlari va boshqa birikmalari odatdagi sharoitda ionli birikmalardir. Ularning barqarorligi Ca–Sr–Ba– Ra qatorida ortib boradi.
Bu elementlarning galogenidlari, nitratlari va boshqa tuzlari deyarli gidrolizlanmaydi.
Ishqoriy yer metallarning birikmalari suv bilan gidratlar hosil qiladi. Masalan:
CaCl2∙6H2O; SrBr2∙6H2O.
Bu elementlarning vodorodli, kislorodli birikmalari, gidroksidlari va tuzlari katta ahamiyatga ega. Kalsiy gidrid CaH2, stronsiy gidrid SrH2 va bariy gidrid BaH2 metallarning yuqori haroratda vodorod bilan bevosita birikishidan olinadi.
Bu elementlarning oksidlari (EO) laboratoriyada karbonatlarni yoki nitratlarni qizdirib parchalash, texnikada esa tabiiy karbonatlarni termik parchalash orqali olinadi.
EO lar suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi. Masalan:
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15,2 kkal
Kalsiy gidroksid qurilishda ishlatiladi; u quriyotgan vaqtida havodan CO2 ni yutib, CaCO3 ga aylanadi. Kalsiy birikmalaridan sement, ohak, gips, loy va boshqalar qurilishda qovushuvchi material sifatida ishlatiladi.
Kalsiy faolligi past bo’lgan metallarning oksidlaridan va galogenidlaridan kislorodni va galogenlarni siqib chiqarib, qaytaruvchi xossasini namoyon qiladi.
Ca + TiO2 = 2CaO + Ti ;
2Ca +TiCl4 = 2CaCl2 + Ti
Kalsiy gidrid CaH2 qattiq, kristall modda, suv ta’sirida Ca(OH)2 ni hosil qiladi:
СaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑
Bu reaksiya natijasida ko’p issiqlik ajralib chiqib, vodorod yonib ketadi.
CaH2 ko’p miqdorda vodorod ajralib chiqarish xususiyatiga ega bo’lgani uchun vodorod ajratib olish uchun ishlatiladi, hamda undan kristallogidratdan suvni tortib oladigan juda samarali quritgich sifatida foydalaniladi.
Kalsiy oksidCaO ohaktoshning qizdirilishidan hosil bo’ladi:
CaCO3 → CaO + CO2 – 178 kJ
Reaksiyani o’ng tomonga yo’naltirish uchun CO2 ning konsentratsiyasini kamaytirish yoki haroratini ko’tarish lozim. CaO nihoyatda o’tga chidamli, taxminan 2600°C da suyuqlanadigan oq modda, texnik CaO sarg’ish yoki bir oz kul rangroq bo’lib, so’ndirilmagan yoki kuydirilgan ohak deb ataladi. CaO binokorlikda, metallurgiyada, shisha ishlab chiqarishda va boshqa ko’pgina sohalarda ishlatiladi. Agar ohakka suv ta’sir ettirilsa, shiddatli reaksiya sodir bo’lib, ko’p issiqlik ajraladi, bunda suvning bir qismi bug’ga aylanadi:
CaO + H2O = Ca(OH)2 + 65 kJ
Hosil bo’lgan Ca(OH)2 so’ndirilgan ohak deyiladi. Ca(OH)2 oq kukun, suvda kam eriydi, ( 1 litr suvda 250C – 1,56 g Ca(OH)2 ) uning eritmasi esa kuchli asosdir. Ca(OH)2 ning tiniq eritmasi orqali CO2 o’tkazilsa yoki eritma ochiq qoldirilsa, loyqalanib qoladi, demak, CaCO3 hosil bo’ladi:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Ca(OH)2 ning to’yingan eritmasi ohakli suv deyiladi.
Kalsiy oksid suv bilan so’ndiriladi va binolarni oqlash uchun ishlatiladi. Bino devorlarida Ca(OH)2 havodagi CO2 bilan birikib, CaCO3 ga aylanadi. Agar Ca(OH)2 ga qum aralashtirilib suvga qorilsa, g’isht terishda ishlatiladigan qorishma olinadi, bu qorishma qotganda CaCO3 va CaSiO3 hosil bo’ladi.
Kalsiy tuzlaridan CaCl2 bilan Ca(NO3)2 suvda yaxshi eriydi, CaSO4 bilan CaSO3 oz eriydi, Ca3(PO4)2 va CaSO3 amalda erimaydi.
Tabiatda suv ohakli tog’ jinslaridan oqib o’tganda CO2 bilan birikib, kalsiy va magniy karbonatlarni tegishli eruvchan bikarbonatlarga aylantiradi:
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
MgCO3 + H2O + CO2 = Mg(HCO3)2
Bikarbonatlar suvda karbonatlarga qaraganda ancha yaxshi eriydi, ular eritmaga o’tadi va natijada suv qattiq suvga aylanadi. Bunday suvda sovun yaxshi ko’pirmaydi, sabzavotlar yaxshi rivojlanmaydi, bug’ qozonlarida quyqa hosil bo’lib, u qozonning portlashiga sabab bo’ladi. Qattiq suvni ishlatishdan oldin yumshatish lozim. Karbonatli suv muvaqqat qattiqlikka, xlorid va sulfatli suv doimiy qattiqlikka ega. Suv har ikkala tuzlarning mavjudligi bilan bog’lik bo’lgan aralash qattiqlikka ega. Qattiqlikni yo’qotishda Ca(HCO3)2 yoki Mg(HCO3)2 erimaydigan holatga o’tkaziladi:
Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + H2O + CO2
Hosil bo’lgan karbonatlar cho’kmaga tushadi, natijada suvning qattiqligi yo’qoladi. Qattiqlikni suvga ohakli suv qo’shish yo’li bilan ham oson yo’qotiladi:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3¯ + 2H2O
Doimiy qattiqlikka ega bo’lgan suvni bu usullar bilan yumshatib bo’lmaydi, uni yumshatish uchun soda qo’shiladi:
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3¯ + Na2SO4
MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3¯ + 2NaCl
Bu usulni karbonatli qattiqlikni ham, binobarin, aralash qattiqlikni ham yo’qotish uchun bemalol tadbiq etish mumkin:
Mg(HCO3)2 + Na2CO3 = 2NaHCO3 + MgCO3¯
Suvning qattiqligi graduslarda ifodalanadi. Suvning qattiqligi 1 l suvdagi kalsiy va magniy ionlarining milligramm – ekvivalentlari yig’indisi bilan o’lchanadi. 1 gradus qattiqlik 0,35663 mg-ekv kalsiy yoki magniy ionlariga teng. Qattiqlikning har bir mg ekvivalenti suvda 20,04 mg/l Ca2+ yoki 12,16 mg/l Mg2+ bo’lishiga to’g’ri keladi. Suvning qattiqligi 1,5 mekv/l dan kichik bo’lsa, juda yumshoq, 1,5-4 mekv/l bo’lsa, yumshoq, 4-8 mekv/l bo’lsa, o’rtacha qattiq, 8-12 mekv/l bo’lsa, qattiq va 12 mekv/l dan katta bo’lsa, juda qattiq bo’ladi. Qora dengiz suvining qattiqligi 65,5 mekv/l ga okean suvining qattiqligi 130,5 mekv/l ga teng.
Qadimdan kalsiyning birikmalari (marmar, ohak, gips) qurilish materiallari sifatida foydalanib kelingan. Biz respublikamiz shaharlarining binolari, Toshkent shahri metrosi, yangidan qurilgan akademik litsey, kasb-hunar kollejlari, meditsina inshoatlarida marmar qanchalik ko`rk berishining har kuni guvohi bo`lamiz,ular qalbimizga shuur bag`ishlaydi Ca to’qima va memebranalarni va mushaklarning normal ishlashi uchun zarur u qon ivishida ham ishtirok etadi.Qondagi Ca miqdorini garmonlar tartibga solib turadi. Ca birikmalari raxit, shamollash va allergik kasalliklarni davolashda dori sifatida ishlatiladi..Ca kerosin ostida saqlanadi.Organizmda Ca yetishmasa allergik va suyak kasalliklariga olib keladi.Ca biogen element organizmdagi barcha Ca ning miqdori 99 % i suyakda taxminan 1 % esa qon va limfada uchraydi.
Insonlar, hayvonlar, o’simliklar uchun zarur bo’lgan elementlardan biri kalsiydir. Kalsiy- kumushsimon oq metall.Kalsiy dengiz qisqichbaqasimonlari, molyuskalar, poliplar tarkibiga kiradi.Kalsiy inson Ca2+ organizmida suyaklar mustahkamligini, miya faoliyatini, yurak ishini boshqarishda katta ahamiyatga ega. Ca2+tuzlari qonni quyultirish (koagulyant) xossalariga ega bo’lgani uchun qon ketishini to’xtatuvchi vosita sifatida ishlatiladi.1 sutkada inson organizmi 0,7 g kalsiy talab qiladi.
Yuqorida: Taj Mahal, Hindistonning Agra shahrida, Mo’g’ul imperatori Shoh Jahon tomonidan xotini Mumtoz Mahal xotirasiga qurilgan maqbara. Asosiy qurilish materiali – marmar (kaltsiy karbonat).
Inson bosh suyagining kompyuter tomografiyasi. Kattalar odam bosh suyagida Ca 1 kilogramm massasining taxminan 100 grammini tashkil qiladi.
