Кальций в природе
Гемфри Дэви открыл этот элемент во время знаменитой «атаки» на щелочные земли. Вольтов столб в руках ученого продолжал творить чудеса. Известняк, разбитый энергией электричества, «отдал» в руки ученых удивительно агрессивный металл – кальций. Сообщение об этом открытии вызвало большой интерес в научном мире. Ведь Антуан Лоран Лавуазье в своей книге «Элементарный курс химии» (1789) относил известковую землю – оксид кальция – к числу элементов. Правда, он не однажды говорил, что точка зрения в этом вопросе изменится, если наука найдет способ разложить упрямую «землю». Что ж, предвидение великого реформатора химии оправдалось.
Название элементу дано от латинского слова «кальке», что в переводе на русский язык означает «известь, мягкий камень».
В чистом виде кальций – ковкий, довольно твердый белый металл. На воздухе он быстро окисляется, а при небольшом нагреве сгорает ярко-красным пламенем. Из горячей воды кальций бурно вытесняет водород, образуя гидроксид кальция. Он активно соединяется с галогенами, серой, азотом, в струе водорода образует гидрид, при нагревании восстанавливает металлы из оксидов.
В наружной оболочке атома кальция два валентных электрона, довольно непрочно связанных с ядром. Поэтому-то в чистом виде кальция в природе не найти. Но он – обычная составная часть силикатных пород, наиболее часто встречающихся в земной коре.
В природных кладовых есть также карбонат, сульфат, фосфат кальция. Так, например, карбонат кальция встречается в виде благородного мрамора, а также в широко распространенных известняках и меле. Причудливые сталактиты и сталагмиты, минерал арагонит являются разновидностями карбоната кальция. Залежи известняка занимают огромные площади – около 40 миллионов квадратных километров. Это вдвое больше, чем территория нашей страны! В общей сложности на долю кальция приходится 3,25 процента атомов земной коры. По выражению академика А. Е. Ферсмана, кальций является «одним из самых энергичных и подвижных атомов мироздания».
Весьма своеобразно происходит так называемый кругооборот кальция в природе. Нет в мире такого водоема, в котором не были бы растворены его соли. Ручейки и реки несут в моря и океаны соединение кальция: бикарбонат. В теплых и насыщенных солями водах морей кислый карбонат кальция превращается в среднюю соль, которая выпадает в осадок, медленно опускаясь на дно. Так вырастают мощные пласты известняков. Это так называемые осадочные породы хемогенного происхождения. Но бикарбонат кальция может превращаться в известняк и при непосредственном участии живых организмов, биогенным путем. Моллюски, крабы, многие простейшие организмы строят прочные панцири-раковины, которые после гибели своих хозяев скапливаются на дне водоемов, образуя залежи ракушечника и мела. Всевозможные горообразовательные процессы, землетрясения поднимали их над поверхностью моря, известняки уплотнялись, изменяли свою структуру. Так рождался мрамор. Ну а под действием углекислого газа и воды из карбоната кальция вновь образовывался бикарбонат и снова потоками воды уносился в моря и океаны.
Известняк, по-видимому, был первым строительным материалом, какой использовал человек. Из его плит сооружены египетские пирамиды и Великая китайская стена. Наша столица Москва прозвана белокаменной именно потому, что многие ее здания возведены из известняка.
Кальций в организме человека
Содержание кальция в организме человека
Содержание кальция в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 1 кг. Основная масса кальция находится в костной и зубной тканях в виде гидроксиапатита 3Са3(РО4)2Са(ОН)2 и фторапатита 3Са3(РО4)2•СаF2. 99 % общего количества кальция сосредоточено в костях. Остальной кальций входит в состав крови и других тканей как в виде ионов, так и в связанном состоянии. Содержание его в сыворотке крови 8,5—12 мг%, у новорожденных 7,5—13,9 мг%. Обмен кальция в организме тесно связан с обменом магния, стронция и фосфора.
Сколько кальция необходимо человеческому организму
В среднем взрослый человек должен потреблять в сутки p1 г кальция, хотя для постоянного возобновления структуры тканей требуется лишь 0,5 г. Это связано с тем, что ионы Са2+ усваиваются (всасываются в кишечнике) лишь на 50 %, т. к. образуются плохо растворимые фосфаты Са3(РО4)2, СаНРО4 и соли жирных кислот Са(RCOO)2. Для растущего организма беременных и кормящих женщин необходимо примерно 1,4–2 г в сутки.
