Книга Путешествие в Страну элементов - Л. Бобров

CaC2 + 5H2O = CaCO3 + CO2 + 5H2.

Таким методом можно получать водород для технических целей.

Карбид кальция, соединяясь с азотом воздуха, образует цианамид:

CaC2 + N2 = CaCN2 + C.

Это соединение также имеет широкое применение. Прежде всего образование цианамида было одним из первых способов связывания азота воздуха: при действии водяного пара на цианамид его азот освобождается уже в форме аммиака. Медленно этот процесс идет и при внесении цианамида в почву: CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3. Это позволяет использовать цианамид непосредственно в качестве удобрения. Из цианамида можно получить и еще более ценное вещество — мочевину, которая используется в промышленности пластмасс, а также в качестве удобрения и белкового корма в животноводстве. Цианамид имеет и еще одно любопытное применение в сельском хозяйстве. Если обработать этим веществом поля хлопчатника, растения сбрасывают листья. Это позволяет убирать хлопок машинами.

Широко используется в промышленности известь. Она нужна при получении соды, хлорной извести, бертолетовой соли, ядохимикатов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Многие соли кальция присоединяют воду с образованием кристаллогидратов. Ярко выражено это свойство у хлорида кальция, который может присоединить шесть молекул воды. Поэтому хлорид кальция очень гигроскопичен, жадно поглощает влагу, содержащуюся в воздухе или органических растворителях, что позволяет использовать его в качестве осушителя. Важной областью применения этой соли является приготовление холодильных смесей. Раствор, содержащий 32,5 процента хлористого кальция, замерзает только при минус 51 градусе. Деревянные предметы, пропитанные этой солью, становятся несгораемыми. Хлористый кальций — важный медикамент.

Кальций входит в состав почти всех сортов стекла. Однако обычное стекло пропускает лишь более или менее ограниченный спектр лучей. Ультрафиолетовых лучей оно почти не пропускает. Кварцевое стекло лишено этого недостатка, но оно задерживает лучи инфракрасной части спектра. Замечательным материалом для оптических приборов являются прозрачные образцы минерала флюорита — фтористого кальция. Он пропускает как ультрафиолетовые, так и инфракрасные лучи.

Мы не случайно до сих пор ничего не сказали о металлическом кальции. Хотя прошло полтора века с того момента, как ученые впервые получили этот мягкий блестящий металл в чистом виде, но и сегодня он используется в основном в виде соединений. Получают металлический кальций электролизом безводного хлористого кальция. Он находит некоторое применение в металлургии. Благодаря своей высокой активности кальций при добавлении в расплавы металлов энергично соединяется с примесями, в том числе с газами, и тем самым улучшает качество металла.

Трудовой вклад собратьев

Соединения стронция, бария и кальция применяются в пиротехнике: стронций придает пламени красный, барий — зеленый, кальций — красно-оранжевый цвет. Это же свойство можно использовать и для открытия этих элементов при химическом анализе.

Если добавить к раствору, содержащему серную кислоту или ее соли, хлористый барий, немедленно выпадает белый осадок нерастворимого сульфата бария, взвешиванием которого можно определить количество сульфат-ионов в исходном растворе.

Сульфат бария используется как белая краска, а также в рентгенотехнике и медицине в качестве контрастного вещества. При исследовании желудка, например, пациент принимает кашицу из сульфата бария. А поскольку барий частично поглощает рентгеновское излучение, стенки желудка становятся видимыми. Важно отметить, что эта соль безвредна для организма, в то время как растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты (так, хлористый барий, например, применяют для борьбы с вредителями растений).

Полезным свойством бария является его способность образовывать, кроме нормального окисла BaO, еще и перекись BaO2. В технике это соединение получают при нагревании окиси бария до 600 градусов в токе воздуха:

2BaO + O2 = 2BaO2.

При действии воды на перекись бария выделяется перекись водорода:

BaO2 + 2H2O = Ва(OH)2 + H2O2.

При нагревании же выше 600 градусов перекись бария разлагается, отдавая кислород:

2BaO2 = 2BaO + O2.

Сульфиды щелочноземельных элементов входят в состав фосфоресцирующих веществ. Соединения с серой, в которых на один атом металла приходится не один, а несколько атомов серы (полисульфиды), находят применение в кожевенной промышленности для удаления волос со шкур.

Кальций в космосе

Мы с вами видели, что кальций является одним из самых важных элементов Земли. Изучение упавших на Землю метеоритов позволяет убедиться в том, что наша планета не исключение, что кальций есть и на других небесных телах. Анализ каменных метеоритов показал, что в них содержатся значительные количества кальция (в среднем 1,8 процента).

Кальций обнаруживает свое присутствие во вселенной и при спектральном изучении звездных миров. Атомы кальция есть в протуберанцах Солнца и на многих звездах. Они вместе с атомами других легких элементов заполняют межзвездное пространство. Это обстоятельство дало в руки астрономам средство для оценки расстояний до далеких звезд.

Всякое раскаленное тело дает спектр излучения, в котором выделяются яркие линии составляющих его элементов. Однако, если между источником излучения — звездой — и спектроскопом находится один из тех же элементов в «холодном» состоянии, он начинает поглощать свет как раз той длины волны, которую излучает в нагретом состоянии. На месте яркой полосы спектра излучения появляется темная полоса поглощения. Чем больше число «холодных» атомов элемента встречает световой поток, тем темнее полоса поглощения. Если предположить, что атомы кальция распределены в межзвездном пространстве в среднем равномерно, тогда линия поглощения будет тем темнее, чем больше расстояние от звезды до наблюдателя.

Так кальций сослужил еще раз хорошую службу науке.

Нет сомнения, что чем дальше, тем больше люди будут узнавать о кальции, являющемся, по словам А. Е. Ферсмана, «одним из самых энергичных и подвижных атомов мироздания». Наверняка, кальций еще не раз послужит и астрономии. Но, наверно — и астрономы в этом согласятся с нами, — самую большую и полезную службу он, как и раньше, будет служить нам в нашем доме. Недаром же кальций — элемент, благодаря которому человек прочно стоит на земле.

Основы основ

Когда-нибудь ученые напишут «Всеобщую историю углерода» — элемента, без которого немыслима жизнь на Земле, а быть может, и на других планетах. Но один факт его «биографии» вряд ли удастся установить с достоверностью. Никто не ответит, сколько тысячелетий назад первобытный человек впервые познакомился с углеродом. Вероятно, когда вырвал у природы тайну получения огня. Химический элемент предстал перед ним в виде пламенеющих угольков первого костра.

В глубокой древности теряются и следы кремния — ближайшего «собрата» углерода. В свободном состоянии он был получен немногим меньше полутораста лет назад. Но с его соединениями люди познакомились в ту бесконечно далекую от нас эпоху, когда взяли в руки кремневые топоры.

Если углерод «создал» на Земле органическую жизнь, то