1. Опыт «Взаимодействие кальция с водой».
Учащиеся пишут уравнение химической реакции:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 .
УЧИТЕЛЬ. В чашке Петри находится кальций, а в кристаллизаторе – вода. Добавляем в воду фенолфталеин. Берем щипцами кусочек кальция, опускаем его в воду. Начинается выделение водорода. За счет образования гидроксида кальция и изменения окраски фенолфталеина вода в кристаллизаторе стала малиновой.
2. Опыт «Взаимодействие магния с кислородом».
Учащиеся вновь пишут уравнение химической реакции:
2Mg + O 2 = 2MgO.
УЧИТЕЛЬ. В чашке Петри находится магний. Берем щипцами кусочек магния и поджигаем его. Он быстро и очень ярко сгорает. Образуется оксид магния.
Но бериллий, магний и щелочно-земельные металлы могут взаимодействовать и с другими неметаллами. Образуются соответствующие бинарные соединения – гидриды, галогениды, сульфиды, карбиды, нитриды и т.д. К какому типу принадлежат эти реакции (по числу и составу исходных и полученных веществ)?
Задание для класса.
Составить уравнения химических реакций и назвать получившиеся соединения:
1) барий + водород ®….;
2) бериллий + хлор ®….;
3) кальций + сера ®….;
4) кальций + углерод ®….;
5) магний + азот ®…..
Ученик, который раньше всех справляется с этим заданием, выходит к доске, записывает уравнения реакций и расставляет коэффициенты методом электронного баланса по изученному в 8-м классе алгоритму, одновременно комментируя свои действия.
УЧЕНИК. Подчеркиваем символы элементов, степени окисления которых изменяются; составляем электронные уравнения, определяя число отданных и принятых электронов; уравниваем число отданных и принятых электронов, подобрав наименьшее общее кратное и дополнительные множители, и, наконец, расставляем коэффициенты.
Таким образом, класс еще раз повторит и закрепит алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса, поскольку ОВР являются одним из основных элементов содержания ЕГЭ.
3. Опыт «Взаимодействие с кислотами».
УЧИТЕЛЬ. Все металлы этой подгруппы взаимодействуют с растворами сильных кислот.
Учащиеся записывают уравнения химических реакций:
Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 ,
Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2 .
УЧИТЕЛЬ. А теперь давайте вспомним, почему щелочно-земельные металлы так называются.
УЧЕНИК. Словом «земля» алхимики обозначали плохо растворимые соединения. Поскольку при смачивании водой оксидов кальция, стронция и бария образовывалась щелочная среда, то эти оксиды стали называть щелочными землями, а металлы – щелочно-земельными.
УЧИТЕЛЬ. В чем особенность бериллия?
УЧЕНИК. Бериллий является элементом, оксид и гидроксид которого проявляют амфотерный характер: они образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и со щелочами.
УЧИТЕЛЬ. Докажите это соответствующими уравнениями реакций.
УЧЕНИК (выходит к доске и записывает уравнения). Взаимодействие оксида бериллия с хлороводородной кислотой:
BeO + 2HCl = BeCl 2 + H 2 O,
взаимодействие оксида бериллия с гидроксидом натрия:
BeO + 2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2 O.
УЧИТЕЛЬ. А теперь мы проведем такой эксперимент. Перед вами находятся образцы cолей трех металлов. Все они на вид одинаковые. А как же определить, где соль кальция, где бария, а где стронция? Для этого обратимся к справочному материалу.
На данном этапе необходимо провести качественное обнаружение ионов щелочно-земельных металлов: облить тампоны, лежащие в чашечках, этиловым спиртом и поджечь. Обратить внимание на цвет пламени спирта.
Опорный конспект
| Получение металлов II группы, главной подгруппы 1. Кальций и стронций получают электролизом расплавов их хлоридов: 2. Для получения бария используют алюмотермию: 3. Бериллий получают восстановлением магнием из фторида: 4. Магний получают в промышленности из морской воды. Ионы магния, содержащиеся в морской воде, осаждают в виде гидроксида, который затем переводят в хлорид, электролизом расплава хлорида магния получают металл:
|
Закрепление изученного материала
УЧИТЕЛЬ. Ну вот и подошло к концу наше путешествие в город «Щелочноземельск». Но не расстраивайтесь, ведь впереди нас с вами ждет увлекательнейшая экскурсия по другим городам «Металлии», таким, как «Железногорск» и «Алюминевск». Но прежде чем уехать в наш городок Рассказово, необходимо ответить на вопросы от жителей «Щелочноземельска».
Для закрепления изученного материала используются карточки, в которых два вопроса: первый направлен на воспроизведение теоретического материала, а второй – это задача или упражнение по химии (применение знаний в знакомой ситуации). На этот вид работы отводится 15 мин.
Проверочная работа по теме «Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы»
1. Исходя из положения бария и кальция в периодической системе Д.И.Менделеева, предположите:
а) какой из этих двух металлов имеет более высокую температуру плавления?
б) какой из этих двух металлов более твердый?
в) Какой из этих двух металлов является более сильным восстановителем?
Объясните свои предположения.
ВаСО 3 ® ВаО ® Ва(ОН) 2 ® ВаSО 3 ® ВаSО 4 .
1. Расскажите о биологической роли элементов магния и кальция в живой природе. За счет каких продуктов питания восполняется запас кальция в организме человека?
2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Ca ® Ca(OH) 2 Ca ® CaCO 3 Ca ® CaO Ca ® Ca(OH) 2 Ca ® CaCl 2 Ca ® Ca.
Уравнение последней реакции запишите также в ионной форме.
| К а р т о ч к а 5 |
1. Какие процессы называют кальциетермией и магниетермией? Какие металлы получают такими способами? К какому типу металлургических процессов относят кальциетермию и магниетермию?
Философии - особенно с методологических позиций материалистического понимания истории и материалистической диалектики с учетом социокультурной обусловленности этого процесса. Однако в западной философии и методологии науки XX в. фактически - особенно в годы «триумфального шествия» логического позитивизма (а у него действительно были немалые успехи) - научное знание исследовалось без учета его...
Таким образом предлагается рассматривать компьютерную технологию обучения как основную составляющую информационной технологий обучения. 1.2 Дидактические принципы, свойства и особенности использования компьютерных технологий в педагогическом процессе Применение средств КТ в современном образовании основано на дидактических принципах, свойствах и особенностях их использования. Под...
Cтраница 1
Взаимодействие кальция с кальционом лучше всего происходит при рН 12 5 (NaOH) при содержании 15 % ацетона. В этих условиях синий раствор реактива в присутствии кальция становится фиолетово-розовым и розовым в зависимости от его концентрации. Количество кальция определяют фотометрически по калибровочной кривой или визуально по шкале эталонных растворов.
Взаимодействие кальция с водяными парами, находящимися в атмосфере, происходит с выделением водорода и большого количества тепла.
При взаимодействии кальция с аммиаком образуется гексаам-миакат кальция, являющийся превосходным в смысле избирательности восстановителем. Диеновые углеводороды с любой системой связей восстанавливаются им до этиленовых углеводородов.
При взаимодействии кальция хлорида с кодеина фосфатом в растворе образуется осадок трудно растворимого в воде кальция фосфата. Однако появления осадка можно избежать, заменив кодеина фосфат чистым кодеином или приготовив микстуру следующим образом: в 100 мл воды растворить 0 15 г кодеина фосфата, 16 мл 50 % раствора кальция хлорида отдельно разбавить 84 мл дистиллированной воды и оба раствора осторожно слить вместе.
Особый интерес представляет взаимодействие кальция с сернистым газом, оба составляющие элемента которого дают прочные соединения с кальцием. Опытная проверка этого взаимодействия установила, что при нагревании металлического кальция в сершпстом газе до 500 - 600 образуется сернистый кальций.
Определение основано на взаимодействии кальция в щелочной среде с глиоксаль-бис - (2-оксианилом) с образованием комплекса красного цвета. Интенсивность окраски раствора, пропорциональную количеству кальция в нем, измеряют фотометрически.
Уже указывалось, что продукты взаимодействия кальция, кремния и угольной кислоты, находящиеся в заметных количествах в мерсеризацион-ной щелочи, могут вызывать серьезные затруднения при фильтрации вискозы. Значительная часть кремния в вискозе находится в виде частичек песка. Количество этих частичек может быть очень велико. На фильтруемость и устойчивость процесса формования влияет не только число песчинок, но и их распределение по величине, которое, как показано на рис. 8.9, может быть различным для разных типов целлюлозы. На рис. 8.10 показаны частицы песка, которые могут вызвать закупорку отверстий фильеры.
Попробуйте объяснить, почему при взаимодействии кальция с холодной водой реакция, вначале протекающая быстро, затем замедляется.
В связи с тем что аналогичные явления наблюдаются при взаимодействии кальция и меди с реагентом азо-азокси БН - селективным экстрагентом на кальций , нами исследованы возможности применения реагента АААН для экстракции.
Свободные СаО в клинкере и Са (ОН) 2 в затвердевшем цементе можно определить по методу Уайта, основанному на взаимодействии кальция с фенолом, приводящим к образованию отчетливо наблюдаемых под микроскопом фенолятов кальция. Жидкость Уайта представляет собой раствор фенола в нитробензоле (1: 1); в ее состав целесообразно вводить также 2 - 3 капли дистиллированной воды.
Бериллий с водой практически не реагирует, магний взаимодействует очень медленно (лучше с горячей водой), кальций, стронций и барий вступают в реакцию бурно. Реакцию взаимодействия кальция с водой используют иногда в лабораторной практике для быстрого получения водорода.
Киппа (ни одного пузырька газа не должно проходить в промывалках. Через асбестовую муфту начать нагревание трубки в том месте, где стоит лодочка с металлическим кальцием. Взаимодействие кальция с водородом происходит при температуре, близкой к 500, при этом через промывные склянки 1 и 2 начинает идти ток водорода. При энергичном ходе реакции следует прекратить нагревание, оставляя прибор под давлением водорода.
В ряду Са, Sr и Ва химические и физические свойства элементов и их соединений являются функцией их ионных радиусов. При образовании комплексов с органическими реагентами эти ионы металлов реагируют предпочтительно с кислородсодержащими лигандами. Кальций дает более стабильные комплексы, чем стронций и барий; кроме того, он может образовывать комплексы: с лигандами, в состав которых входят азотсодержащие донорные группы, например с ЭДТА, эриохром черным Т и 2 2 - (этандиили-дендинитрило) дифенолом. Взаимодействие кальция, стронция и бария с органическими реагентами не избирательно. Для маскирования Са, Sr и Ва пригодны цитрат, тартрат и хелоны; Са может: быть маскирован также полифосфатом.
АТФ-зависимого Са2 / 2Н - насоса, обеспечивающего выведение кальция из клетки в обмен на протоны (высокое сродство к ионам кальция, но малая емкость; этот механизм отвечает за тонкую регуляцию содержания кальция в цитоплазме); возможна также мобилизация ионов кальция митохондрий и эндоплазматического ретикулума. Кальмодулин гомологичен мышечному тропонину С; в виде субъединицы входит в состав киназы фосфорилазы. Он имеет четыре кальцийсвязывающих участка, и при полном связывании изменяется конформация белка. Это позволяет комплексу кальмодулин - кальций модулировать активность ферментов. По сути взаимодействие кальция с кальмодулином напоминает взаимодействие цАМФ с протеинкиназой. Отмена эффектов, опосредованных ионами кальция, осуществляется с помощью кальцийсвязывающих белков типа каль-циневрина.
Страницы: 1
Реакция кальция с водой
Реакция лития с водой происходит спокойно - без воспламенения водорода: металл плавает по поверхности воды, выделяя газ. Остальные щелочные металлы реагируют со вспышкой или взрывом.
Небольшие кусочки натрия могут плавать на поверхности воды без воспламенения, но кусочки побольше (примерно с горошину) уже загораются желтым пламенем, а если взять кусочек натрия еще больше - происходит взрыв.
Крохотные кусочки калия еще могут плавать по поверхности воды без взрыва - давая розовое пламя, но кусочки побольше практически сразу взрываются.
Рубидий и цезий еще активнее. Не знаю, что происходит при контакте небольших количеств рубидия или цезия с водой, но кадры, на которых несколько грамм цезия бросают в воду, впечатляют: взрывом может разнести стакан или кристаллизатор.
В противоположность щелочным металлам, магний практически не реагирует с холодной водой, реакция начинается только с горячей водой и протекает не особо активно.
В случае металлов средней активности, таких как железо, чтобы реакция с водой протекала с хорошей скоростью, нужно использовать нагретый до высоких температур водяной пар.
По характеру реакции с водой к кальцию ближе всего литий. Есть, однако, и две отличительные особенности. Во-первых, кальций - легкий металл, но все равно он заметно тяжелее воды (плотность кальция 1.55 г/см 3), а литий - почти вдвое легче воды (плотность лития 0.53 г/см 3 - литий всплывает не только в воде, но и в углеводородах). Во-вторых, гидроксид кальция плохо растворим в воде, гидроксид лития - хорошо (как и гидроксиды других щелочных металлов).
Перед тем, как приступить к экспериментам, опишем технику работы с кальцием.
Кальций обычно хранят в банках под слоем защитной жидкости - керосина, минерального масла и т.п. В этом он аналогичен щелочным металлам. Однако если экспериментатор достанет полоску металлического кальция, оботрет металл от масла и попытается его разрезать, как натрий или калий, то экспериментатор скоро поймет свою ошибку. На внешнем виде аналогия и заканчивается. Кальций - умеренно-твердый металл, по твердости он примерно соответствует меди или мягкой стали. Другими словами, кальций нельзя резать ножом, как натрий или литий.
Мимо воли вспоминается предмет "методика химического эксперимента". На семинарах там cтуденты ставят демонстрационные опыты из школьной программы с комментариями, как на уроках для учеников, а преподаватель стоит рядом и наблюдает.
Так вот, реакция кальция с водой. Стоит старая банка с кусками кальция в керосине. Препод Марина Ивановна наблюдает. Одногруппница достает большой кусок кальция кладет на фильтровальную бумагу, чтобы керосин промокнуть. Препод молчит, но про себя, вероятно, зловеще ухмыляется, предчувствуя, как она будет издеваться. Одногруппница берет скальпель, намереваясь отрезать кусочек - подобно натрию, и пытается отрезать, - но не тут-то было. Препод начинает жестко насмехаться...
Правильный вариант, по мнению Марины Ивановны, - найти в банке маленький кусочек и его использовать. Понятно, что пассатижи или кусачки легко решают проблему (да и удар молотком расщепляет технический кальций на удобные пластинчатые куски), но это не каноничные варианты, соответственно, инструментов рядом нет.
Итак, если небольшие кусочки кальция в банке отсутствуют, одним ножом, как со щелочными металлами, здесь не обойтись - нужны пассатижи, молоток или т.п. инструменты. Отделенный таким способом кусочек кальция бросим в колбу или стакан с водой.
Кальций опускается на дно, при этом начинается выделение водорода - прежде всего там, где был свежий излом металла. Вскоре со всей поверхности металла активно выделяется газ, это напоминает бурное кипение, одновременно начинает обильно образовываться осадок гидроксида кальция. Кусок кальция всплывает, подхваченный пузырьками водорода.
Через несколько десятков секунд кальций растворяется, а вода становится бело-мутной - из-за образования взвеси гидроксида (поэтому снимать опыт лучше на умеренно-темном фоне).
Если реакцию проводить не в стакане, а в пробирке, легко можно заметить выделение тепла: пробирка быстро становится горячей.
Разумеется, реакция кальция с водой не заканчивается эффектным взрывом, как в случае цезия, но она по-своему красива.
Здравствуйте, Полина.
Кальций – один из самых важных для организма человека элементов. Переоценить роль кальция в жизнедеятельности организма человека трудно. Из элементов-металлов кальций является главным, не только в количественном, но и в функциональном отношении. Основным его местом накопления служит костная система.
В природе кальций встречается в составе таких минералов, как известняк СaCO 3 , ангидрит CaSO 4 и гипс CaSO 4 ·2H 2 O, флюорит CaF 2 , апатиты Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), доломит MgCO 3 ·СaCO 3 . Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях. На его долю приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.). В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO 3).
Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость. Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca 5 (PO 4) 3 OH, или, в другой записи, 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Са(OH) 2 - основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO 3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В организме человека и животного содержится 1,4-2 % Са 3 (РО 4) 2 и 13 % СаСО 3 .
Кальций самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свёртываемости крови, мышечных и нейронных реакциях, а так же обеспечивают осмотическое давление крови. Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграм, а для детей от 600 до 900 милиграмм, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета.
Большую часть кальция 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, ненасыщеными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке осаждается кальций в почках (почечные камни) и мышцах.
Кальций выполняет очень много функций в организме. Кальций составляет (вместе с фосфором) основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важнейших ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах, влияет на свертываемость крови.
Кальций является важным элементом буферной системы организма, поддерживающей рН (водородный показатель) на необходимом для каждой системы и среды организма уровне. рН крови одна из самых жестких физиологических констант организма. В норме этот показатель может меняться в пределах 7,4 (±0,02). Сдвиг этого показателя хотя бы на 0,1 может привести к тяжелой патологии. При сдвиге рН крови на 0,2 развивается коматозное состояние, на 0,3-человек погибает.
Продолжительное отсутствие в рационе кальция может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а так же запоры. Более глубокий дефицит кальция в организме приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу. Злоупотребление кофе и алкоголем могут так же быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.
Дефицит кальция в организме развивается с возрастом: к 40 годам он наблюдается у 50% людей к 60 годам -у 90 %, что проявляется утомляемостью, ранним старением, снижением концентрации внимания, судорогами икроножных мышц, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания. Постоянное "вымывание" кальция из костей ведет к развитию остеопороза. Он проявляется болями в костях, нарушением двигательной активности и может привести к инвалидности. Дефицит кальция в организме может стать причиной около 100 заболеваний.
Надо учитывать, что при некоторых состояниях кальций чрезмерно выводится из организма: напряженная физическая работа, усиленные тренировки спортсменов, длительная иммобилизация, ограничение движений.
Так что если у вас действительно серьёзные опасения дефицита кальция в организме, попробуйте попринимать кальцийсодержащие препараты, или коралловый кальций – уникальный природный продукт, который содержит около 70 жизненно важных элементов (в том числе кальций - 34,6%, магний - 2,16%, кремний - 1,37%, а также натрий, серу, железо, калий, фосфор, йод, фтор, бром, марганец, хром, бор, цинк, селен, медь и др.).
Кроме этого, измельченный коралл улучшает качество воды и её биологические свойства, насыщая её кальцием и полезными макрои микроэлементами. Микроэлементы из кораллового песка переходят в раствор в ионной форме, способствуя лучшему усвоению питательных веществ и улучшению состояния при многих заболеваниях, в том числе хронических.
Коралловая вода изменяет кислотно-щелочное равновесие в сторону ощелачивания. Водородный показатель (рН) коралловой воды увеличивается до 8,5 - 9, в зависимости от концентрации раствора. Это удивительно-полезное свойство коралловой воды имеет большое значение для организма человека. Практически все жидкости, находящиеся в системе человеческого организма, являются либо нейтральными, либо слабощелочными, за исключением желудочного сока: рН желудочного сока составляет - 1,0; здоровой крови - 7,43; здоровой лимфы - 7,5; слюны - 7,4. Сдвиг равновесия в сторону повышения кислотности системы является одной из причин многих заболеваний. При этом отмечается заболевания крови, нарушения иммунной системы, быстро размножаются вирусы и бактерии, попавшие в кровь, плохо усваиваются витамины и микроэлементы, возникают заболевания сосудов, сердца, суставов, крови и многие другие патологические состояния организма, в том числе онкологические. Когда система организма ощелачивается и возвращается нормальный кислотно-щелочной баланс, человек начинает обретать здоровье. Организм постоянно ищет резерв щелочи для нейтрализации лишних кислот. Кальций, помещенный в любую жидкость, нейтрализует избыточную кислотность. Но сам по себе кальций из продуктов питания очень трудно усваивается организмом и на определенном этапе организм начинает брать его из костей, вызывая размягчение костей - остеопороз.
Естественное рН раствора "Кораллового кальция" равняется 10-11. Поэтому он обладает сильным ощелачивающим действием, усиливает буферные системы организма, поддерживающие кислотно-щелочной баланс на оптимальном уровне.
Коралловая вода имеет еще одно очень важное свойство. Окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП) смещается в сторону отрицательных показателей. Диапазон работы кораллового кальция в воде находится в пределах -200 милливольт. Т.е. если до взаимодействия с кораллом вода имела ОВП +150 милливольт, то после обработки порошком коралла, коралловая вода имеет ОВП -50 милливольт. А это уже соответствует оптимальным показателям ОВП для межклеточных жидкостей тканей организма. В этом случае клеткам организма не придется тратить дополнительное количество энергии на выравнивание окислительно-восстановительного потенциала и энергия будет направлена на внутриклеточный обмен.
Ещё одно важное свойство кораллового кальция это то, что сам по себе измельчённый порошок коралла является достаточно мощным природным сорбентом. При смешивании с водой он активно поглощает соединения хлора. Хлор, присутствующий в воде, в виде органических соединений особо опасен для биологических структур организма. Кроме того коралловый кальций снижает поверхностное натяжение воды.
Коралловая вода имеет высокое содержание кальция в легкодоступной, биологически усвояемой форме, особенно полезно для организма , так как кальций выполняет в организме человека очень много важных функций: ощелачивает организм, обеспечивает нормальную свертываемость крови, влияет на регуляцию процессов роста и деятельности клеток всех видов тканей, обеспечивает прохождение электрических импульсов по нервным волокнам, участвует в обмене веществ, оказывает противо воспалительное и противоаллергическое действие, является строительным материалом.
Применяя препараты кальция следует также помнить, что усваиванию кальция организмом препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные женских половых гормонов - эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами почечных камней. А вот витамин Д и аскорбиновая кислота, наоборот, способствуют усвоению кальция организмом.
С уважением,
