Кальций и его характеристики. Кальций

Как действует кальций в организме человека? Сколько нужно взрослым, детям и беременным женщинам, чтобы не появились симптомы недостаточности? В каких продуктах содержится? Как взаимодействует с витамином D и В6? Причины и признаки избытка.

Действие кальция в организме человека

Доказано, что без этого элемента человек не смог бы существовать. Его даже можно сравнить с корнем большого дерева или прочным фундаментом для строения.

Кальций составляет примерно 2 % массы тела и находится в костях, волосах, зубах, ногтях. Скелет служит мощной защитой внутренних органов. Это опора, благодаря которой мы можем стоять и ходить.

Итак, вот основные функции кальция:

1. Кости и зубы – костная ткань без него становится настолько хрупкой, что может разрушаться даже при малых нагрузках, что чревато даже повреждением позвонков (читайте, ). Зубы же на 95 % состоят из Ca. Поэтому его недостаток быстро сказывается именно на зубах: они быстро крошатся, появляются трещины, кариес и др. симптомы.
2. Сокращение мышц – влияет на сердцебиение и сердечную мышцу.
3. Нервная система – требуется для передачи нервных импульсов.
4. Сердечнососудистая система – регулирует кровяное давление при взаимодействии с натрием, магнием и калием.
5. Кровь – поддерживает нормальную свертываемость крови.
6. Мембраны клетки – участвует в транспортировке питательных веществ через клеточные мембраны.
7. Другие функции – укрепляет иммунную систему, участвует в синтезе большинства гормонов и ферментов, участвующих в формировании слюны, переваривании пищи, метаболизме жиров и энергии.

Взаимодействие кальция с другими веществами

Помогает всасываться: витамин D ().

Замедляет выведение: витамин В6 ().

«Противники»: марганец и цинк. Высокоактивный кальций блокирует всасывание этих элементов в кишечнике и «выводит» их из тканей.

• Кисломолочные продукты: творог, простокваша, сыры, кефир, сметана.
• Бобовые, в том числе фасоль, соя, бобы, чечевица, зелёный горошек.
• Вишня, земляника, ежевика, крыжовник, яблоки, абрикосы, персики, ананасы, смородина, виноград, шиповник, апельсины.
• Картофель, отруби, кожица овощей и фруктов, сельдерей, листья молодого одуванчика, морковь, шпинат, редис, репа, свёкла, капуста, спаржа.
• Хлеб ржаной, крупа овсяная, мак, яйца, рыба, кунжут.

Суточная доза кальция

Чем быстрее происходят в организме человека биохимические процессы и выше двигательная активность, тем в большем количестве кальция он нуждается. В среднем для мужчин и женщин суточная доза составляет 450-800 мг.

Для людей, ведущих активный образ жизни, она увеличивается до 1000-1200 мг.

Больше требуется и детям (в связи с быстрым ростом костей) – 1000-1200 мг.

Самая высокая потребность у беременных женщин, особенно во второй половине беременности – 1500-1800 мг.

Дефицит кальция

Причины:

• недостаточно усваивается в кишечнике (непереносимость молока);
• в организме не хватает витамина D (при питании только растительной пищей);
• у женщин – снижение количества кальция до и во время менструации, что является причиной болезненных сокращений матки.

• желание есть мел
• ломкость ногтей, волос
• замедление роста
• учащённое сердцебиение
• повышенное артериальное давление
• чувство покалывания и онемение в конечностях, судороги, нервные тики
• боли в суставах, болезненность дёсен
• обильные менструации

Избыток кальция

Причины:

Причиной избытка может стать одновременный приём высоких доз Ca одновременно с кальциферолом (витамином D). Аналогичные признаки наблюдаются при одностороннем питании молоком по 4-6 л в день в течение нескольких лет. При такой гиперкальциемии происходит отложение Ca во внутренних органах, мышцах и сосудах.

Признаки:

• тошнота, рвота
• потеря аппетита, снижение массы тела
• слабость, судороги
• жажда, усиленное мочеотделение

Видео про кальций - его предназначение в организме человека:

В таблице Менделеева описаны различные элементы. Каждый элемент имеет множество свойств, которые применяются в производстве, медицине и повседневной жизни. Среди прочих элементов находится и кальций, который играет огромную роль в нашей жизни. Однако не каждый человек понимает, что такое кальций.

Рассмотрим подробнее все эти вопросы.

Химический элемент кальций

В таблице Менделеева кальций обозначается значком «Са» и находится в главной подгруппе второй группы четвертого периода таблицы. Кальций является мягким металлом серебристо-белого цвета, который химически активен.

Название кальция происходит из латинского языка. Название на латинском языке означает «известь, мягкий камень». Кальций стал известен в 1808 году, когда английский химик Хэмфри Дэви выделил это вещество.

Где встречается кальций

Кальций не встречается в свободном виде в природе из-за своей химической активности. В природе можно найти только соединения содержащие кальций:

• В виде изотопов, которых в природе всего шесть штук. Шестой изотоп кальция менее стабильный и очень редкий.
• В минералах и горных породах. Чаще всего кальций встречается в составе минерала кальцита (известь, мел) или кристаллического кальцита, который называют мрамором.
• В воде. Кальций и магний в воде определяют жесткость воды.
• В земной коре. Из-за своей химической активности кальций мигрирует и накапливается в различных местах. Кальций образует 385 минералов, занимая четвертое место среди элементов по количеству образующихся минералов.
• В биосфере. Достаточно большое количество кальция всегда присутствует в организмах живых существ и выполняет значительную роль в регуляции жизнедеятельности. Кальций присутствует в костях, панцирях, яичной скорлупе, раковинах и др.

Как видно, кальций является важным элементов в нашей жизни. Рассмотрим подробнее его свойства.

Свойства кальция

В промышленности часто используют именно химические свойства кальция:

• Кальций легко соединяется и взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влажным воздухом. Именно поэтому кальций в лаборатории хранят в закрытом боксе под слоем керосина или парафина, чтобы избежать взаимодействия с окружающей средой и порчей материала.
• Кальций активно взаимодействует с водой, с активными неметаллами.
• С менее активными элементами неметаллического происхождения кальций взаимодействует только при нагревании. При этом, если такое соединение поместить в воду, то оно распадается. Поэтому нередко под земной корой образуются гигантские пустые полости.
• Если в воде присутствует гидрокарбонат кальция, то при кипячении воды он распадается и появляется осадок, который мы называем накипью.

Где используют кальций

Исходя из этих свойств кальций применяют:

1. В промышленности для получения чистых металлов благодаря реакции восстановления. Кальций также применяется для получения трудно восстанавливаемых металлов вроде хрома, урана и тория.
2. В электронике, где сплав кальция со свинцом применяют в аккумуляторах.
3. Кальций отлично подходит для получения новых элементов таблицы Менделеева благодаря своему тяжелому изотопу, который очень устойчив.
4. Кальций находится в скелете и зубах, поэтому без него эти биологические конструкции становятся ломкими и разрушаются. Поэтому кальций применяется в медицине и пищевой промышленности при создании специальных таблеток, содержащих небольшие дозы кальция, который способен усвоиться организмом. Помимо этого кальций регулирует множество других функций организма и играет огромную роль в жизнедеятельности.

Но все это было бы невозможно, если бы кальций не смогли получить в чистом виде.

КАЛЬЦИЙ, Ca (от лат. Calx, род. падеж calcis — известь *. а. calcium; н. Kalzium; ф. calcium; и. calcio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева , атомный номер 20, атомная масса 40,08. Состоит из шести стабильных изотопов: 40 Ca (96,97%), 42 Ca (0,64%), 43 Ca (0,145%), 44 Ca (2,06%), 46 Ca (0,0033%) и 48 Ca (0,185%). Открыт английским химиком Г. Дэви в 1808.

Получение и применение

Получают металлический кальций двумя методами: электролизом расплава CaCl 2 с использованием медно-кальциевого анода получают сплав Ca — Cu (~65% Ca), из которого в вакууме при 950-1000°С отгоняют Ca; при прокаливании смеси CaO и порошкообразного Al при 1200°С в вакууме выделяющиеся по реакции 6CaO+2Al=3CaOAl 2 О 3 +3Ca пары кальция конденсируют на холодной поверхности.

Металлический кальций находит применение при получении антифрикционных сплавов Pb — Na — Ca; сплав Pb — Ca используется для изготовления оболочки электрических кабелей. Кальций применяется также в качестве восстановителя U, Th, Cr, V, Zr и редкоземельных элементов из их оксидов или галогенидов, для удаления серы из нефтепродуктов, обезвоживания органических растворителей, в качестве поглотителя в электровакуумных приборах и др.

Кальций - элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium ). Простое вещество кальций - мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета.

В природе его очень много: из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он есть в морской и речной воде, входит в состав растительных и животных организмов. На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа).

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40 Ca, 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca, 46 Ca и 48 Ca, среди которых наиболее распространённый - 40 Ca - составляет 96,97 %.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48 Ca, самый тяжелый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), как было недавно обнаружено, испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 5,3×10 19 лет.

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате - анортите Ca.

В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO 3). Кристаллическая форма кальцита - мрамор - встречается в природе гораздо реже.

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO 3 , ангидрит CaSO 4 , алебастр CaSO 4 ·0.5H 2 O и гипс CaSO 4 ·2H 2 O, флюорит CaF 2 , апатиты Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), доломит MgCO 3 ·CaCO 3 . Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

СаСО 3 + H 2 O + CO 2 ↔ Са (НСО 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2HCO 3 -

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях (см. тж. ниже). 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 живых тканях человека и животных 1,4-2 % Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция - около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Кальций впервые получен Дэви в 1808 г. с помощью электролиза. Но, как и другие щелочные и щелочноземельные металлы, элемент №20 нельзя получить электролизом из водных растворов. Кальций получают при электролизе его расплавленных солей.

Это сложный и энергоемкий процесс. В электролизере расплавляют хлорид кальция с добавками других солей (они нужны для того, чтобы снизить температуру плавления СаСl 2).

Стальной катод только касается поверхности электролита; выделяющийся кальций прилипает и застывает на нем. По мере выделения кальция катод постепенно поднимают и в конечном счете получают кальциевую «штангу» длиной 50...60 см. Тогда ее вынимают, отбивают от стального катода и начинают процесс сначала. «Методом касания» получают кальций сильно загрязненный хлористым кальцием, железом, алюминием, натрием. Очищают его переплавкой в атмосфере аргона.

Если стальной катод заменить катодом из металла, способного сплавляться с кальцием, то при электролизе будет получаться соответствующий сплав. В зависимости от назначения его можно использовать как сплав, либо отгонкой в вакууме получить чистый кальций. Так получают сплавы кальция с цинком, свинцом и медью.

Другой метод получения кальция – металлотермический – был теоретически обоснован еще в 1865 г. известным русским химиком Н.Н. Бекетовым. Кальций восстанавливают алюминием при давлении всего в 0,01 мм ртутного столба. Температура процесса 1100...1200°C. Кальций получается при этом в виде пара, который затем конденсируют.

В последние годы разработан еще один способ получения элемента. Он основан на термической диссоциации карбида кальция: раскаленный в вакууме до 1750°C карбид разлагается с образованием паров кальция и твердого графита.

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH 0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций.

Несмотря на повсеместную распространенность элемента, даже химики и то не все видели элементарный кальций. А ведь этот металл и внешне и по поведению совсем непохож на щелочные металлы, общение с которыми чревато опасностью пожаров и ожогов. Его можно спокойно хранить на воздухе, он не воспламеняется от воды. Механические свойства элементарного кальция не делают его «белой вороной» в семье металлов: по прочности и твердости кальций превосходит многие из них; его можно обтачивать на токарном станке, вытягивать в проволоку, ковать, прессовать.

И все-таки в качестве конструкционного материала элементарный кальций почти не применяется. Для этого он слишком активен. Кальций легко реагирует с кислородом, серой, галогенами. Даже с азотом и водородом при определенных условиях он вступает в реакции. Среда окислов углерода, инертная для большинства металлов, для кальция – агрессивная. Он сгорает в атмосфере CO и CO 2 .

Естественно, что, обладая такими химическими свойствами, кальций не может находиться в природе в свободном состоянии. Зато соединения кальция – и природные и искусственные – приобрели первостепенное значение.

Кальций - типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.

В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода. Стандартный электродный потенциал пары Ca 2+ /Ca 0 −2,84 В, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

Ca + 2Н 2 О = Ca(ОН) 2 + Н 2 + Q.

С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:

2Са + О 2 = 2СаО, Са + Br 2 = CaBr 2 .

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

Са + Н 2 = СаН 2 , Ca + 6B = CaB 6 ,

3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 , Са + 2С = СаС 2 ,

3Са + 2Р = Са 3 Р 2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР 5 ;

2Ca + Si = Ca 2 Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca 3 Si 4 и CaSi 2 .

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (то есть эти реакции - экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

СаН 2 + 2Н 2 О = Са(ОН) 2 + 2Н 2 ,

Ca 3 N 2 + 3Н 2 О = 3Са(ОН) 2 + 2NH 3 .

Ион Ca 2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Такие соли кальция, как хлорид CaCl 2 , бромид CaBr 2 , иодид CaI 2 и нитрат Ca(NO 3) 2 , хорошо растворимы в воде. Нерастворимы в воде фторид CaF 2 , карбонат CaCO 3 , сульфат CaSO 4 , ортофосфат Ca 3 (PO 4) 2 , оксалат СаС 2 О 4 и некоторые другие.

Важное значение имеет то обстоятельство, что, в отличие от карбоната кальция СаСО 3 , кислый карбонат кальция (гидрокарбонат) Са(НСО 3) 2 в воде растворим. В природе это приводит к следующим процессам. Когда холодная дождевая или речная вода, насыщенная углекислым газом, проникает под землю и попадает на известняки, то наблюдается их растворение:

СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2 .

В тех же местах, где вода, насыщенная гидрокарбонатом кальция, выходит на поверхность земли и нагревается солнечными лучами, протекает обратная реакция:

Са(НСО 3) 2 = СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О.

Так в природе происходит перенос больших масс веществ. В результате под землей могут образоваться огромные провалы, а в пещерах образуются красивые каменные «сосульки» - сталактиты и сталагмиты.

Наличие в воде растворенного гидрокарбоната кальция во многом определяет временную жёсткость воды. Временной её называют потому, что при кипячении воды гидрокарбонат разлагается, и в осадок выпадает СаСО 3 . Это явление приводит, например, к тому, что в чайнике со временем образуется накипь.

До последнего времени металлический кальций почти не находил применения. США, например, до второй мировой войны потребляли в год всего 10...25 т кальция, Германия – 5...10 т. Но для развития новых областей техники нужны многие редкие и тугоплавкие металлы. Выяснилось, что кальции – очень удобный и активный восстановитель многих из них, и элемент стали применять при получении тория, ванадия, циркония, бериллия, ниобия, урана, тантала и других тугоплавких металлов. Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редких металлов.

Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом. Также металлический кальций идет на производство качественных кальциевых баббитов БКА.

Главное применение металлического кальция - это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудновосстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.

Природный мел в виде порошка входит в составы для полировки металлов. Но чистить зубы порошком из природного мела нельзя, так как он содержит остатки раковин и панцирей мельчайших животных, которые обладают повышенной твердостью и разрушают зубную эмаль.

Использование кальция в ядерном синтезе

Изотоп 48 Ca - наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48 Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов). Радиоактивный кальций широко используют в биологии и медицине в качестве изотопного индикатора при изучении процессов минерального обмена в живом организме. С его помощью установлено, что в организме происходит непрерывный обмен ионами кальция между плазмой, мягкими тканями и даже костной тканью. Большую роль сыграл 45 Са также при изучении обменных процессов, происходящих в почвах, и при исследовании процессов усвоения кальция растениями. С помощью этого же изотопа удалось обнаружить источники загрязнения стали и сверхчистого железа соединениями кальция в процессе выплавки.

Способность кальция связывать кислород и азот позволила применить его для очистки инертных газов и как геттер (Геттер – вещество, служащее для поглощения газов и создания глубокого вакуума в электронных приборах.) в вакуумной радиоаппаратуре.

Некоторые соединения кальция, получаемые искусственным путем, стали даже более известными и привычными, чем известняки или гипс. Так, гашеную Са(OH) 2 и негашеную СаО известь применяли еще строители древности.

Цемент – это тоже соединение кальция, полученное искусственным путем. Сначала обжигают смесь глины или песка с известняком и получают клинкер, который затем размалывают в тонкий серый порошок. О цементе (вернее, о цементах) можно рассказывать очень много, это тема самостоятельной статьи.

То же самое относится и к стеклу, в состав которого тоже обычно входит элемент.

Гидрид кальция

Нагреванием кальция в атмосфере водорода получают CaH 2 (гидрид кальция), используемый в металлургии (металлотермии) и при получении водорода в полевых условиях.

Оптические и лазерные материалы

Фторид кальция (флюорит) применяется в виде монокристаллов в оптике (астрономические объективы, линзы, призмы) и как лазерный материал. Вольфрамат кальция (шеелит) в виде монокристаллов применяется в лазерной технике, а также как сцинтиллятор.

Карбид кальция

Карбид кальция – вещество, открытое случайно при испытании новой конструкции печи. Еще недавно карбид кальция CaCl 2 использовали главным образом для автогенной сварки и резки металлов. При взаимодействии карбида с водой образуется ацетилен, а горение ацетилена в струе кислорода позволяет получать температуру почти 3000°C. В последнее время ацетилен, а вместе с ним и карбид все меньше расходуются для сварки и все больше – в химической промышленности.

Кальций как химический источник тока

Кальций, а также его сплавы с алюминием и магнием используются в резервных тепловых электрических батареях в качестве анода(например кальций-хроматный элемент). Хромат кальция используется в таких батареях в качестве катода. Особенность таких батарей - чрезвычайно долгий срок хранения (десятилетия) в пригодном состоянии, возможность эксплуатации в любых условиях (космос, высокие давления), большая удельная энергия по весу и объёму. Недостаток в недолгом сроке действия. Такие батареи используются там, где необходимо на короткий срок создать колоссальную электрическую мощность (баллистические ракеты, некоторые космические аппараты и.др.).

Огнеупорные материалы из кальция

Оксид кальция, как в свободном виде, так и в составе керамических смесей, применяется в производстве огнеупорных материалов.

Лекарственные средства

Соединения кальция широко применяются в качестве антигистаминного средства.

• Хлорид кальция
• Глюконат кальция
• Глицерофосфат кальция

Кроме того, соединения кальция вводят в состав препаратов для профилактики остеопороза, в витаминные комплексы для беременных и пожилых.

Кальций - распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Из различных форм карбоната кальция (извести) состоят скелеты большинства групп беспозвоночных (губки, коралловые полипы, моллюски и др.). Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграммов (мг), а для детей от 600 до 900 мг, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета. Большая часть кальция, поступающего в организм человека с пищей, содержится в молочных продуктах, оставшийся кальций приходится на мясо, рыбу, и некоторые растительные продукты (особенно много содержат бобовые).

Усваиванию кальция препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой, кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами камней в почках.

Избыточные дозы кальция и витамина Д могут вызвать гиперкальцемию, после которой следует интенсивная кальцификация костей и тканей (в основном затрагивает мочевыделительную систему). Максимальная дневная безопасная доза составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм.

Кальций в жёсткой воде

Комплекс свойств, определяемых одним словом «жесткость», воде придают растворенные в ней соли кальция и магния. Жесткая вода непригодна во многих случаях жизни. Она образует слой накипи в паровых котлах и котельных установках, затрудняет окраску и стирку тканей, но годится для варки мыла и приготовления эмульсий в парфюмерном производстве. Поэтому раньше, когда способы умягчения воды были несовершенны, текстильные и парфюмерные предприятия обычно размещались поблизости от источников «мягкой» воды.

Различают жесткость временную и постоянную. Временную (или карбонатную) жесткость придают воде растворимые гидрокарбонаты Са(НCO 3) 2 и Mg(HCO 3) 2 . Устранить ее можно простым кипячением, при котором гидрокарбонаты превращаются в нерастворимые в воде карбонаты кальция и магния.

Постоянная жесткость создается сульфатами и хлоридами тех же металлов. И ее можно устранить, но сделать это намного сложнее.

Сумма обоих жесткостей составляет общую жесткость воды. Оценивают ее в разных странах по-разному. Принято выражать жесткость воды числом миллиграмм-эквивалентов кальция и магния в одном литре воды. Если в литре воды меньше 4 мг-экв, то вода считается мягкой; по мере увеличения их концентрации – все более жесткой и, если содержание превышает 12 единиц, – очень жесткой.

Жесткость воды обычно определяют с помощью раствора мыла. Такой раствор (определенной концентрации) прибавляют по каплям к отмеренному количеству воды. Пока в воде есть ионы Са 2+ или Mg 2+ , они будут мешать образованию пены. По затратам мыльного раствора до появления пены вычисляют содержание ионов Са 2+ и Mg 2+ .

Интересно, что аналогичным путем определяли жесткость воды еще в Древнем Риме. Только реактивом служило красное вино – его красящие вещества тоже образуют осадок с ионами кальция и магния.

Хранение кальция

Металлический кальций длительно хранить можно в кусках весом от 0,5 до 60 кг. Такие куски хранят в бумажных мешках, вложенных в железные оцинкованные барабаны с пропаянными и покрашенными швами. Плотно закрытые барабаны укладывают в деревянные ящики. Куски весом меньше 0,5 кг подолгу хранить нельзя – они быстро превращаются в окись, гидроокись и карбонат кальция.

Количество кальция в нашем организме очень легко подсчитать. Оно составит около 2% от общей массы тела, то есть примерно 1000 – 1500 г. Около 99% его входит в состав костей, дентина и эмали на зубах, а остальное количество – в состав нервных клеток и мягких тканей.

Количество кальция, необходимое в сутки

В сутки человеку необходимо 800-1000 мг кальция. Если вам за 60 или вы спортсмен, то увеличьте это количество до 1200 мг.

При каких условиях возрастает потребность в кальции?

Известно всем, что детям с раннего возраста нужно давать в пищу много творога и других молокопродуктов, а все потому, что в раннем возрасте потребность в кальции очень высокая. Если ребенок получит достаточное количество этого элемента в детстве, то он будет здоровым и проблем с костями испытывать не будет.

Беременные женщины и женщины, кормящие ребенка грудью, тоже должны употреблять много продуктов, насыщенных кальцием. От этого зависит здоровье будущего или уже имеющегося ребенка!

Спортсменам и людям с обильным потоотделением врачи также рекомендуют повысить ежедневную дозу кальция.

Полезное влияние кальция на организм

Кальций – это материал для строения зубов и костей. Кровь не может существовать без кальция, ведь он входит в ее состав. Тканевая и клеточная жидкость тоже имеют кальций в своем составе. Кальций предотвращает попадание в организм вирусов и чужеродных тел, играет важную роль в свертывании крови.

Кальций принимает участие в управлении функциями гормонов, отвечает за выделение инсулина, проявляет в организме антиаллергенные и противовоспалительные свойства, берет участие в синтезе нуклеиновых кислот и белков в мышцах, повышает защитные силы организма, принимает участие в восстановлении соляно-водного баланса организма.

Ощелачивающий эффект в кислотно-щелочном балансе происходит тоже при участии кальция. Кальций должен обязательно присутствовать в организме в нужном количестве для передачи нервных импульсов, поддержания работы сердца, мышечных сокращений, регулировки стабильности работы нервной системы. Запасается кальций в длинных трубчатых костях.

Интересно то, что при плохом снабжении организма кальцием он сам использует запасенный кальций для «нужд» крови. При помощи гормона паращитовидной железы фосфор и кальций переносятся в кровь из костной ткани. Вот так кости приносятся в жертву ради благополучия крови!

Усвояемость кальция организмом

Кальций является трудноусвояемым элементом, поэтому обеспечить организм нужным количеством кальция не очень просто. К примеру, злаковые, щавель и шпинат содержат специфические вещества, которые препятствуют усвоению кальция. Чтобы кальций мог усвоиться, он сначала обрабатывается соляной кислотой желудка, а затем поддается воздействию желчи, чтобы соли кальция могли превратиться в усвояемые вещества.

Чтобы не уменьшать усвояемость кальция, не стоит одновременно употреблять сладости и насыщенные углеводы, так как они вызывают выделение щелочных соков желудка, а те мешают соляной кислоте обрабатывать кальций.

С другой стороны, излишнее содержание в организме магния (Mg) и фосфора (P) препятствует переработке кальция. Дело в том, что фосфор (P) входит в химическую реакцию с кальцием и образует соль, которую невозможно растворить даже в кислоте.

Кальций хорошо усваивается из молочных продуктов, так как в них содержится лактоза – молочный сахар. Он под воздействием микрофлоры кишечника превращается в молочную кислоту и растворяет кальций. Любые аминокислоты или даже лимонная кислота образовывает вместе с кальцием вещества, которые легко растворяются.

Жиры также способствуют хорошему усвоению кальция. Но их должно быть определенное количество. При недостатке жиров для переработки кальция не будет хватать жирных кислот, а при переизбытке – желчных. Соотношение кальция и жиров должно быть 1:100. Таким образом, вам подойдут сливки, к примеру, 10% жирности.

Интересно, что беременные женщины усваивают кальций куда лучше, чем те. Кто не ждет ребенка.

При нехватке кальция у людей происходит замедление роста, повышение нервной возбудимости. Такие люди страдают от бессонницы, онемения и покалывания в конечностях, болей в суставах и от хрупкости ногтей. Они имеют повышенное артериальное давление, завышение болевого порога, учащенное сердцебиение. Одним из признаков дефицита кальция является тяга к поеданию мела.

У женщин при недостатке кальция бывают частые обильные менструации.

У детей при недостатке кальция может развиться рахит, а у взрослых – хрупкость костей и остеопороз. При малом количестве кальция в крови, сокращаемость мышц может быть нарушена: возникают судороги и конвульсии.

У людей с недостаточным уровнем кальция может резко ухудшаться настроение. Такой человек становится нервным, его может тошнить, аппетит может ухудшиться.

Признаки переизбытка кальция

Избыток кальция может возникнуть при приеме слишком больших доз кальция одновременно с витамином D. Также это может произойти, если человек длительное время питается исключительно молокопродуктами. Лишний кальций может оседать в органах, в мышцах и на стенках сосудов. При избыточном введении кальция и витамина D в кровь может возникнуть сильное расслабление мышечных тканей. Человек может впасть в кому или летаргический сон.

Что влияет на содержание кальция в продуктах?

Значительное количество кальция может теряться при приготовлении творога, поэтому его зачастую специально насыщают кальцием.

Причины возникновения недостатка кальция

Если в желудке недостаточное количество лактозы – фермента, перерабатывающего молоко, то усвояемость кальция может быть нарушена. За 10 дней до наступления менструаций у женщин резко снижается уровень кальция. Во время менструации это приводит к сокращениям матки, что и вызывает болезненные ощущения. При питании исключительно растительной пищей, витамин D практически не поступает в организм, от чего усвояемость кальция уменьшается.

Продукты, содержащие кальций

Все молокопродукты содержат кальций. Одни больше, другие меньше. Сыры могут содержать в себе до 1000 мг кальция. Так, плавленые сыры содержат 860-1006 мг кальция, творог – 164 мг, брынза – 630 мг. Сметана очень полезна для организма, ведь она содержит 90-120 мг кальция, а наши любимые взбитые сливки – 86 мг. Разнообразные орешки могут содержать от 100 до 250 мг кальция, поэтому любители «орешков к пиву» не будут страдать от хрупкости костей.

Обыкновенная овсянка содержит до 170 мг кальция, а если есть ее каждое утро, то в сумме с другими продуктами она полностью обеспечит кальцием ваш организм.

Взаимодействие кальция с другими элементами

При приеме препаратов, таких как кальций карбонат, с едой, нарушается всасывание сульфата железа. Если же принимать кальций карбонат даже в большом количестве на голодный желудок, то железо (Fe) будет отлично всасываться. Хорошему усвоению кальция помогает прием витамина D.