Wapń

Z Wikipedii

Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Aby uczynić go weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach.

K - Ca - Sc   Mg Ca Sr       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Wapń, Ca, 20
Własności metaliczne	metal ziem alkalicznych
Grupa, okres, blok	2 (IIA), 4, s
Gęstość, twardość	1550 kg/m3, 1,75
Wygląd
Kolor	srebrzystobiały
Własności atomowe
Masa atomowa	40,078 u
Promień atomowy (obl.)	180 (194) pm
Promień kowalencyjny	174 pm
Promień van der Waalsa	bd
Konfiguracja elektronowa	[Ar]4s²
e- na poziom energetyczny	2, 8, 8, 2
Stopień utlenienia	2
Własności kwasowe tlenków	silnie zasadowe
Struktura krystaliczna	regularna ściennie centrowana
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	1115 K (842 °C)
Temperatura wrzenia	1757 K (1484°C)
Objętość molowa	26,20×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	153,6 kJ/mol
Ciepło topnienia	8,54 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	254 Pa (1112 K)
Prędkość dźwięku	3810 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,00 (Pauling) 1,04 (Allred)
Ciepło właściwe	632 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	29,8×106 S/m
Przewodność cieplna	201 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	589,8 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1145,4 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	4912,4 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	6491 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 40Ca 96,941% stabilny izotop z 20 neutronami 41Ca {syn.} 1,03×105 lat w.e 0,421 41K 42Ca 0,647% stabilny izotop z 22 neutronami 43Ca 0,135% stabilny izotop z 23 neutronami 44Ca 2,086% stabilny izotop z 24 neutronami 46Ca 0,004% stabilny izotop z 26 neutronami 48Ca 0,187% >6×1018 lat β- 4,272 48Sc
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu

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 1 Charakterystyka 2 Występowanie 3 Odkrycie 4 Nomenklatura polska 5 Otrzymywanie 6 Zastosowanie 7 Znaczenie biologiczne 8 Bibliografia 8.1 Źródła drukowane

[edytuj] 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.

[edytuj] Występowanie

Wapń występuje na górnych warstwach Ziemi w ilości 3,54%. Główne minerały 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.

[edytuj] 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.

[edytuj] 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".

[edytuj] Otrzymywanie

Obecnie metaliczny wapń jest otrzymywany przeważnie ulepszoną metodą Faradaya, czyli przez elektrolizę stopionego chlorku wapnia lub poprzez prażenie tlenku wapnia z glinem bez dostępu powietrza:

3CaO + 2Al → Al₂O₃ + 3Ca

[edytuj] 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:

• siarczan(VI) (gips - dwuwodny, anhydryt - bezwodny) - budownictwo, sztuka, usztywnianie kończyn przy urazach, nasycony roztwór wodny (woda gipsowa) służy do odróżniania wapnia od strontu i baru w toku analizy jakościowej
• azotan(V) - nawozy sztuczne
• węglik (karbid) - produkcja acetylenu
• cyjanamid - herbicyd, nawóz sztuczny
• chlorek - mieszaniny oziębiające, odladzanie dróg, bezwodny - osuszanie substancji
• tlenek (wapno palone) - budownictwo (tynki, zaprawy murarskie)
• wodorotlenek (wapno gaszone) - nasycony roztwór wodny (woda wapienna) służy do wykrywania dwutlenku węgla i węglanów

[edytuj] 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
• second messenger - 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 w Polsce dzienne spożycie wapnia wynosi:

• dla dzieci i młodzieży do 24 roku życia - 1200 mg
• dla ludzi powyżej 24. roku życia - 900 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

[edytuj] Bibliografia

[edytuj] Źródła drukowane

• Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko Chemia analityczna - 1 podstawy teoretyczne i analiza jakościowa (Wydawnictwo Naukowe PWN) Warszawa 2001 ISBN 83-01-13499-2

Gej z orędzia chce się spotkać z Lechem Kaczyńskim

Brendan Fay, gej wykorzystany przez prezydenta w marcowym orędziu o ratyfikacji Traktatu Lizbońskiego, ubiega się o wizytę u Lecha Kaczyńskiego - pisze "Newsweek" na stronie internetowej.

''Fakty'' TVN bardziej popularne od ''Wiadomości'' TVP

Udział "Faktów" w grupie 4+ wyniósł w listopadzie br. 30,41 procent, jako jedyne w rankingu zanotowały wzrost udziału w rynku w stosunku do listopada 2007 roku. W tym samym miesiącu "Wiadomości" włączyło 30,17 proc. telewidzów.

Kownacki: Złożono zażalenie ws. nazwania prezydenta chamem

Szef Kancelarii Prezydenta Piotr Kownacki powiedział, że zostało już złożone zażalenie na umorzenie przez prokuraturę śledztwa dotyczącego wypowiedzi posła PO Janusza Palikota, który powiedział, że uważa prezydenta Lecha Kaczyńskiego "za chama".

Bierze stypendium z 14 (!) kierunków studiów

Olsztyńska uczelnia ma w swoich szeregach żaka, który studiuje na... czternastu kierunkach. Luka w prawie sprawia, że na każdym z nich może pobierać stypendium dla osób niepełnosprawnych. Dzięki temu od początku 2008 roku zdążył dostać już ponad 10 tys. zł.

Kraków: Obława na włamywaczy, którzy potrącili policjanta

W Krakowie trwa obława na włamywaczy, którzy uciekając potrącili samochodem policjanta, który doznał niegroźnych obrażeń.

Roman Polański ma szansę na oczyszczenie z zarzutów o gwałt?

Prawnicy Romana Polańskiego zwrócili się do do sądu w Los Angeles o oddalenie zarzutu stosunku seksualnego z 13- letnią dziewczynką. Profesor Piotr Kruszyński uważa, że naruszenie procedur przez amerykańskiego sędziego może być podstawą oczyszczenia Polańskiego z zarzutów sprzed 30 lat. Prawnik podkreśla jednak, że dowiedzenie tego może być trudne.

Artyści i biznesmeni przemycają narkotyki. Kryzys na rynku

Policja jest w ostatnim czasie zbyt skuteczna w rozbijaniu gangów narkotykowych. Doszło do tego, że na rynku brakuje towaru. Powstały więc spółdzielnie osób często jeżdżących zagranicę. Każdy z wojażu przywozi dla siebie i znajomych narkotyki. Policja ma już namierzone takie spółdzielnie szczególnie popularne wśród biznesmenów i artystów estradowych - donosi ”Polityka”.

Burzliwa debata w Sejmie ws. odwołania marszałka Komorowskiego

Brak szacunku do głowy państwa, prorosyjskość, brak poczucia solidarności narodowej, związki z WSI, mentorsko-rezonerska tendencja - to tylko niektóre z cech, jakie Jarosław Kaczyński przypisał Bronisławowi Komorowskiemu przedstawiając w imieniu PiS-u wniosek o jego odwołanie. Komorowski odpowiada, że tego typu "insynuacje to potwarz i podłość". - Czy można mówić tak superpodle? - pytał Komorowski.

Premier: Wetujący prezydent podejmuje się misji samobójczej

Premier Donald Tusk powiedział, że prezydent, który korzysta z prawa weta "zbyt często" podejmuje się "misji samobójczej w jakimś sensie". Bo - jak podkreślił szef rządu - Polacy nie akceptują polityki polegającej na przeszkadzaniu czy blokowaniu.

Chlebowski: Emerytury przejściowe dla nauczycieli do 2020 roku

PO i PSL porozumiały się w sprawie przejściowych emerytur dla nauczycieli - powiedział po środowym spotkaniu z ludowcami szef klubu PO Zbigniew Chlebowski. Koalicjanci chcą, aby emerytury przejściowe obowiązywały do 2020 roku, koszt dla budżetu szacują na 4 miliardy złotych.