Wapń metaliczny. Wapń w przyrodzie (3,4% w skorupie ziemskiej)

Historia wapnia

Wapń odkrył w 1808 roku Humphry Davy, który w wyniku elektrolizy wapna gaszonego i tlenku rtęci otrzymał amalgamat wapnia, w wyniku procesu destylacji rtęci, z której pozostał metal, zwany wapń. Po łacinie Limonka brzmi jak popiół, to właśnie tę nazwę wybrał angielski chemik dla odkrytej substancji.

Wapń jest pierwiastkiem głównej podgrupy II grupy IV układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejew ma liczbę atomową 20 i masę atomową 40,08. Przyjęte oznaczenie to Ca (od łac. Wapń).

Fizyczne i chemiczne właściwości

Wapń jest reaktywnym miękkim metalem alkalicznym, srebrem biały. Ze względu na interakcję z tlenem i dwutlenek węgla powierzchnia metalu staje się matowa, dlatego wapń wymaga specjalnego sposobu przechowywania - szczelnie zamkniętego pojemnika, w którym metal wlewa się warstwą ciekłej parafiny lub nafty.

Wapń jest najbardziej znanym z mikroelementów niezbędnych człowiekowi; dzienne zapotrzebowanie na niego u zdrowej osoby dorosłej wynosi od 700 do 1500 mg, jednak w okresie ciąży i laktacji jego ilość wzrasta; należy to wziąć pod uwagę i zadbać o jego pozyskiwanie postać preparatów.

Będąc w naturze

Wapń charakteryzuje się bardzo dużą aktywnością chemiczną, dlatego nie występuje w przyrodzie w postaci wolnej (czystej). Jest jednak piątym najczęściej występującym minerałem w skorupie ziemskiej; występuje w postaci związków w osadach (wapień, kreda) i skałach (granit); anoryt skaleniowy zawiera dużo wapnia.

Jest dość rozpowszechniony w organizmach żywych; stwierdzono jego obecność u roślin, zwierząt i ludzi, gdzie występuje głównie w zębach i tkance kostnej.

Wchłanianie wapnia

Przeszkodą w prawidłowym wchłanianiu wapnia z pożywienia jest spożywanie węglowodanów w postaci słodyczy i zasad, które neutralizują kwas chlorowodorowyżołądek, niezbędny do rozpuszczenia wapnia. Proces wchłaniania wapnia jest dość złożony, dlatego czasami nie wystarczy pozyskać go wyłącznie z pożywienia, jest ono konieczne dodatkowa recepcja mikroelement.

Interakcja z innymi

Aby poprawić wchłanianie wapnia w jelicie, konieczne jest, co zwykle ułatwia proces wchłaniania wapnia. Przyjmowanie wapnia (w postaci suplementów) w trakcie jedzenia powoduje zablokowanie wchłaniania wapnia, jednak przyjmowanie suplementów wapnia oddzielnie od pożywienia nie wpływa w żaden sposób na ten proces.

Prawie cały wapń w organizmie (od 1 do 1,5 kg) znajduje się w kościach i zębach. Wapń bierze udział w procesach pobudliwości Tkanka nerwowa, kurczliwość mięśni, procesy krzepnięcia krwi, wchodzi w skład jądra i błon komórkowych, płynów komórkowych i tkankowych, działa przeciwalergicznie i przeciwzapalnie, zapobiega kwasicy, aktywuje szereg enzymów i hormonów. Wapń bierze także udział w regulacji przepuszczalności błon komórkowych i działa odwrotnie.

Oznaki niedoboru wapnia

Oznakami niedoboru wapnia w organizmie są na pierwszy rzut oka następujące, niezwiązane ze sobą objawy:

• nerwowość, pogorszenie nastroju;
• kardiopalmus;
• drgawki, drętwienie kończyn;
• spowolnienie wzrostu i dzieci;
• wysokie ciśnienie krwi;
• rozdwajanie i łamliwość paznokci;
• ból stawów, obniżający „próg bólu”;
• obfita miesiączka.

Przyczyny niedoboru wapnia

Przyczyny niedoboru wapnia mogą obejmować niezbilansowana dieta(zwłaszcza na czczo), niska zawartość wapnia w pożywieniu, palenie tytoniu oraz uzależnienie od kawy i napojów zawierających kofeinę, dysbakterioza, choroby nerek, tarczycy, ciąża, laktacja i menopauza.

Nadmiar wapnia, który może wystąpić przy nadmiernym spożyciu produktów mlecznych lub niekontrolowanym stosowaniu leków, charakteryzuje się skrajnym pragnieniem, nudnościami, wymiotami, utratą apetytu, osłabieniem i zwiększonym oddawaniem moczu.

Zastosowanie wapnia w życiu

Wapń znalazł zastosowanie w metalotermicznej produkcji uranu, w postaci naturalnych związków wykorzystywany jest jako surowiec do produkcji gipsu i cementu, jako środek dezynfekcyjny (znany wybielacz).

Naturalne związki wapnia (kreda, marmur, wapień, gips) i produkty ich najprostszej obróbki (wapno) znane są człowiekowi od czasów starożytnych. W 1808 roku angielski chemik Humphry Davy poddał elektrolizie mokre wapno gaszone (wodorotlenek wapnia) katodą rtęciową i otrzymał amalgamat wapniowy (stop wapnia i rtęci). Z tego stopu po oddestylowaniu rtęci Davy otrzymał czysty wapń.
Zaproponował także nazwę nowego pierwiastka chemicznego, od łacińskiego „calx” oznaczającego nazwę wapienia, kredy i innych miękkich kamieni.

Znalezienie w przyrodzie i uzyskanie:

Wapń jest piątym najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej (ponad 3%), tworzy wiele skał, z których wiele opiera się na węglanie wapnia. Część z tych skał ma pochodzenie organiczne (skały muszlowe), co świadczy o ważnej roli wapnia w przyrodzie ożywionej. Naturalny wapń jest mieszaniną 6 izotopów o liczbach masowych od 40 do 48, z czego 40 Ca stanowi 97% Łączna. Reakcje jądrowe Otrzymywano także inne izotopy wapnia, np. radioaktywny 45 Ca.
Aby otrzymać prostą substancję wapniową, stosuje się elektrolizę stopionych soli wapnia lub aluminotermię:
4CaO + 2Al = Ca(AlO 2) 2 + 3Ca

Właściwości fizyczne:

Srebrnoszary metal z sześcienną siatką skupioną na ścianie, znacznie twardszy niż metale alkaliczne. Temperatura topnienia 842°C, temperatura wrzenia 1484°C, gęstość 1,55 g/cm3. Na wysokie ciśnienia a temperatury około 20 K przechodzi w stan nadprzewodnika.

Właściwości chemiczne:

Wapń nie jest tak aktywny jak metale alkaliczne, należy go jednak przechowywać pod warstwą olej mineralny lub w szczelnie zamkniętych metalowych bębnach. Już w normalnych temperaturach reaguje z tlenem i azotem z powietrza, a także z parą wodną. Po podgrzaniu pali się na powietrzu czerwono-pomarańczowym płomieniem, tworząc tlenek z domieszką azotków. Podobnie jak magnez, wapń nadal spala się w atmosferze dwutlenku węgla. Po podgrzaniu reaguje z innymi niemetalami, tworząc związki, których skład nie zawsze jest oczywisty, na przykład:
Ca + 6B = CaB 6 lub Ca + P => Ca 3 P 2 (także CaP lub CaP 5)
We wszystkich swoich związkach wapń ma stopień utlenienia +2.

Najważniejsze połączenia:

Tlenek wapnia CaO- („wapno palone”) biała substancja, tlenek zasadowy, który energicznie reaguje z wodą („hartowany”) zamieniając się w wodorotlenek. Otrzymywany w wyniku termicznego rozkładu węglanu wapnia.

Wodorotlenek wapnia Ca(OH) 2- („wapno gaszone”) biały proszek, słabo rozpuszczalny w wodzie (0,16g/100g), silna zasada. Do wykrywania dwutlenku węgla stosuje się roztwór („woda wapienna”).

Węglan wapnia CaCO3- baza większości naturalnych minerałów wapniowych (kreda, marmur, wapień, skała muszlowa, kalcyt, drzewce islandzkie). W czysta forma biała lub bezbarwna substancja. kryształy. Po podgrzaniu (900-1000 C) rozkłada się tworząc tlenek wapnia. Nie p-rim, reaguje z kwasami, jest w stanie rozpuścić się w wodzie nasyconej dwutlenkiem węgla, zamieniając się w wodorowęglan: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2. Proces odwrotny prowadzi do pojawienia się osadów węglanu wapnia, w szczególności formacji takich jak stalaktyty i stalagmity
Występuje również w naturze jako część dolomitu CaCO 3 * MgCO 3

Siarczan wapnia CaSO4- biała substancja, w naturze CaSO 4 * 2H 2 O („gips”, „selenin”). Ten ostatni po dokładnym podgrzaniu (180 C) zamienia się w CaSO 4 * 0,5H 2 O („gips spalony”, „alabaster”) - biały proszek, który po zmieszaniu z wodą ponownie tworzy CaSO 4 * 2H 2 O w postaci solidnego, dość trwałego materiału. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie, ale może rozpuścić się w nadmiarze kwasu siarkowego, tworząc wodorosiarczan.

Fosforan wapnia Ca 3 (PO 4) 2- („fosforyn”), nierozpuszczalny, pod wpływem mocnych kwasów zamienia się w bardziej rozpuszczalne wodoro- i diwodorofosforany wapnia. Surowiec do produkcji fosforu, kwasu fosforowego, nawozów fosforowych. Fosforany wapnia wchodzą także w skład apatytu, naturalnych związków o przybliżonym wzorze Ca 5 3 Y, gdzie Y = odpowiednio F, Cl lub OH, fluor, chlor lub hydroksyapatyt. Wraz z fosforytami apatyty wchodzą w skład szkieletu kostnego wielu organizmów żywych, m.in. i człowiek.

Fluorek wapnia CaF 2 - (naturalny:„fluoryt”, „fluorspar”), nierozpuszczalna substancja o białym kolorze. Naturalne minerały mają różnorodne kolory ze względu na zanieczyszczenia. Świeci w ciemności po podgrzaniu i pod wpływem promieniowania UV. Zwiększa płynność („topliwość”) żużli podczas produkcji metali, co wyjaśnia jego zastosowanie jako topnika.

Chlorek wapnia CaCl 2- bezbarwny Chrystus. Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Tworzy krystaliczny hydrat CaCl 2 * 6H 2 O. Bezwodny („stopiony”) chlorek wapnia jest dobrym środkiem osuszającym.

Azotan wapnia Ca(NO 3) 2- („azotan wapnia”) bezbarwny. Chrystus. Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Część kompozycje pirotechniczne, które nadają płomieniowi czerwono-pomarańczowy kolor.

Węglik wapnia CaС 2- reaguje z wodą, tworząc acetylen, na przykład: CaС 2 + H 2 O = С 2 H 2 + Ca(OH) 2

Aplikacja:

Wapń metaliczny stosowany jest jako silny środek redukujący przy produkcji niektórych metali trudnych do redukcji („kalcytermia”): chromu, pierwiastków ziem rzadkich, toru, uranu itp. W metalurgii miedzi, niklu, stali specjalnych i brązów , wapń i jego stopy służą do usuwania szkodliwych zanieczyszczeń siarki, fosforu, nadmiaru węgla.
Wapń służy również do wiązania niewielkich ilości tlenu i azotu podczas uzyskiwania wysokiej próżni i oczyszczania gazów obojętnych.
Jony neutronowe 48 Ca z nadmiarem wykorzystywane są do syntezy nowych pierwiastków chemicznych, np. pierwiastka nr 114, . W badaniach jako radioaktywny znacznik wykorzystuje się inny izotop wapnia, 45Ca rola biologiczna wapń i jego migracja w środowisku.

Głównym obszarem zastosowania wielu związków wapnia jest produkcja materiałów budowlanych (cement, mieszanki budowlane, płyty gipsowo-kartonowe itp.).

Wapń jest jednym z makroelementów występujących w organizmach żywych, tworzącym związki niezbędne do budowy zarówno wewnętrznego szkieletu kręgowców, jak i zewnętrznego szkieletu wielu bezkręgowców, czyli skorupy jaj. Jony wapnia biorą także udział w regulacji procesów wewnątrzkomórkowych i warunkują krzepnięcie krwi. Brak wapnia w dzieciństwo prowadzi do krzywicy, a u osób starszych - do osteoporozy. Źródłem wapnia są produkty mleczne, kasza gryczana, orzechy, a jego wchłanianie ułatwia witamina D. W przypadku niedoboru wapnia stosuje się różne leki: calcex, roztwór chlorku wapnia, glukonian wapnia itp.
Udział masowy wapnia w organizmie człowieka wynosi 1,4-1,7%, dzienne zapotrzebowanie wynosi 1-1,3 g (w zależności od wieku). Nadmierne spożycie wapnia może prowadzić do hiperkalcemii – odkładania się jego związków w organizmie narządy wewnętrzne, tworzenie się skrzepów krwi w naczyniach krwionośnych. Źródła:
Wapń (pierwiastek) // Wikipedia. Adres URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Calcium (data dostępu: 3.01.2014).
Popularna biblioteka pierwiastków chemicznych: Wapń. // Adres URL: http://n-t.ru/ri/ps/pb020.htm (3.01.2014).

Wapń

WAPŃ-I; M.[z łac. calx (wapń) - wapno] Pierwiastek chemiczny (Ca), srebrzystobiały metal wchodzący w skład wapienia, marmuru itp.

◁ Wapń, och, och. Sole K.

(łac. wapń), pierwiastek chemiczny II grupy układu okresowego, należy do metali ziem alkalicznych. Imię z łac. calx, dopełniacz calcis - wapno. Metal srebrzystobiały o gęstości 1,54 g/cm 3, T pl 842°C. W zwykłych temperaturach łatwo utlenia się na powietrzu. Pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej zajmuje 5. miejsce (minerały kalcyt, gips, fluoryt itp.). Jako aktywny środek redukujący służy do otrzymywania U, Th, V, Cr, Zn, Be i innych metali z ich związków, do odtleniania stali, brązów itp. Wchodzi w skład materiałów przeciwciernych. Związki wapnia stosuje się w budownictwie (wapno, cement), preparaty wapnia stosuje się w medycynie.

WAPŃ (łac. Wapń), Ca (czytaj „wapń”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 20, znajdujący się w czwartym okresie grupy IIA okresowego układu pierwiastków Mendelejewa; masa atomowa 40.08. Należy do pierwiastków ziem alkalicznych (cm. METALE ZIEM ALKALICZNYCH).
Naturalny wapń składa się z mieszaniny nuklidów (cm. NUKLIDE) o liczbach masowych 40 (w mieszaninie o masie 96,94%), 44 (2,09%), 42 (0,667%), 48 (0,187%), 43 (0,135%) i 46 (0,003%). Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej 4 S 2 . W prawie wszystkich związkach stopień utlenienia wapnia wynosi +2 (wartościowość II).
Promień obojętnego atomu wapnia wynosi 0,1974 nm, promień jonu Ca 2+ wynosi od 0,114 nm (dla numeru koordynacyjnego 6) do 0,148 nm (dla numeru koordynacyjnego 12). Energie sekwencyjnej jonizacji obojętnego atomu wapnia wynoszą odpowiednio 6,133, 11,872, 50,91, 67,27 i 84,5 eV. Według skali Paulinga elektroujemność wapnia wynosi około 1,0. W wolnej postaci wapń jest srebrzystobiałym metalem.
Historia odkryć
Związki wapnia występują wszędzie w przyrodzie, dlatego ludzkość zna je od czasów starożytnych. Wapno od dawna jest stosowane w budownictwie (cm. LIMONKA)(szybkie i gaszone), które przez długi czas wierzył prosta substancja, "ziemia". Jednak w 1808 roku angielski naukowiec G. Davy (cm. DAVY Humphrey) udało się uzyskać nowy metal z wapna. W tym celu Davy poddał elektrolizie mieszaninę lekko zwilżonego wapna gaszonego z tlenkiem rtęci i z amalgamatu powstałego na katodzie rtęciowej wyizolował nowy metal, który nazwał wapniem (od łacińskiego wapna, rodzaju calcis – wapno). W Rosji przez pewien czas metal ten nazywano „wapnowaniem”.
Będąc w naturze
Wapń jest jednym z najpowszechniej występujących pierwiastków na Ziemi. Stanowi 3,38% masy skorupy ziemskiej (5. miejsce pod względem liczebności po tlenie, krzemie, aluminium i żelazie). Ze względu na dużą aktywność chemiczną wapń nie występuje w przyrodzie w postaci wolnej. Większość wapnia występuje w krzemianach (cm. KRZEMIANY) i glinokrzemiany (cm. KRZEMIANY GLINU) różne skały (granity (cm. GRANIT), gnejsy (cm. GNEJS) i tak dalej.). W postaci skał osadowych związki wapnia reprezentowane są przez kredę i wapienie, składające się głównie z minerału kalcytu (cm. KALCYT)(CaCO3). Krystaliczna forma kalcytu – marmur – występuje znacznie rzadziej w przyrodzie.
Minerały wapniowe, takie jak wapień, są dość powszechne (cm. WAPIEŃ) CaCO3, anhydryt (cm. ANHYDRYT) CaSO4 i gips (cm. GIPS) CaSO4 · 2H 2 O, fluoryt (cm. FLUORYT) CaF2, apatyty (cm. APATITY) Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH), dolomit (cm. DOLOMIT) MgCO 3 · CaCO 3 . Obecność soli wapnia i magnezu w naturalna woda określa się jego sztywność (cm. TWARDOŚĆ WODY). Znaczna ilość wapnia występuje w organizmach żywych. Zatem hydroksyapatyt Ca 5 (PO 4) 3 (OH), lub w innym wpisie 3Ca 3 (PO 4) 2 ·Ca(OH) 2, jest podstawą tkanki kostnej kręgowców, w tym człowieka; Muszle i skorupy wielu bezkręgowców, skorupki jaj itp. Są wykonane z węglanu wapnia CaCO 3.
Paragon
Wapń metaliczny otrzymuje się poprzez elektrolizę stopu składającego się z CaCl 2 (75-80%) i KCl lub z CaCl 2 i CaF 2, a także redukcję aluminotermiczną CaO w temperaturze 1170-1200 °C:
4CaO + 2Al = CaAl 2 O 4 + 3Ca.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Wapń metaliczny występuje w dwóch modyfikacjach alotropowych (patrz Allotropia (cm. ALOTROPIA)). Do 443 °C a-Ca z sześcienną siatką skupioną na powierzchni (parametr a = 0,558 nm) jest stabilna; b-Ca z sześcienną siatką skupioną na ciele typu a-Fe (parametr a = 0,448 nm) jest stabilna bardziej stabilny. Temperatura topnienia wapnia wynosi 839°C, temperatura wrzenia 1484°C, gęstość 1,55 g/cm3.
Aktywność chemiczna wapnia jest wysoka, ale niższa niż wszystkich innych metali ziem alkalicznych. Łatwo reaguje z tlenem, dwutlenkiem węgla i wilgocią zawartą w powietrzu, dlatego powierzchnia wapnia metalicznego jest zwykle matowoszara, dlatego w laboratorium wapń zazwyczaj, podobnie jak inne metale ziem alkalicznych, jest przechowywany w szczelnie zamkniętym słoju pod warstwą nafty.
W szeregu standardowych potencjałów wapń znajduje się na lewo od wodoru. Standardowy potencjał elektrody pary Ca 2+ /Ca 0 wynosi –2,84 V, dzięki czemu wapń aktywnie reaguje z wodą:
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2.
Wapń reaguje z aktywnymi niemetalami (tlenem, chlorem, bromem) w normalnych warunkach:
2Ca + O2 = 2CaO; Ca + Br2 = CaBr2.
Po podgrzaniu w powietrzu lub tlenie wapń zapala się. Wapń reaguje po podgrzaniu z mniej aktywnymi niemetalami (wodorem, borem, węglem, krzemem, azotem, fosforem i innymi), na przykład:
Ca + H 2 = CaH 2 (wodorek wapnia),
Ca + 6B = CaB 6 (borek wapnia),
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 (azotek wapnia)
Ca + 2C = CaC 2 (węglik wapnia)
Znane są również 3Ca + 2P = Ca 3 P 2 (fosforek wapnia), fosforki wapnia o kompozycjach CaP i CaP 5;
Znane są również 2Ca + Si = Ca 2 Si (krzemian wapnia); krzemki wapnia o kompozycjach CaSi, Ca 3 Si 4 i CaSi 2.
Wystąpieniu powyższych reakcji zwykle towarzyszy uwolnienie duża ilość ciepło (tj. reakcje te są egzotermiczne). We wszystkich związkach z niemetalami stopień utlenienia wapnia wynosi +2. Większość związków wapnia z niemetalami łatwo ulega rozkładowi w wodzie, na przykład:
CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2,
Ca 3 N 2 + 3H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2NH 3.
Tlenek wapnia jest zazwyczaj zasadowy. W laboratorium i technologii otrzymywany jest poprzez termiczny rozkład węglanów:
CaCO3 = CaO + CO2.
Techniczny tlenek wapnia CaO nazywany jest wapnem palonym.
Reaguje z wodą tworząc Ca(OH) 2 i wydzielając dużą ilość ciepła:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Otrzymany w ten sposób Ca(OH)2 nazywany jest zwykle wapnem gaszonym lub mlekiem wapiennym (cm. MLEKO LIMENOWE) wynika to z faktu, że rozpuszczalność wodorotlenku wapnia w wodzie jest niska (0,02 mol/l w temperaturze 20°C), a po dodaniu do wody tworzy się biała zawiesina.
Podczas interakcji z tlenkami kwasowymi CaO tworzy sole, na przykład:
CaO + CO2 = CaCO3; CaO + SO3 = CaSO4.
Jon Ca 2+ jest bezbarwny. Po dodaniu soli wapnia do płomienia płomień staje się ceglasty.
Sole wapnia, takie jak chlorek CaCl2, bromek CaBr2, jodek CaI2 i azotan Ca(NO3)2 są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Nierozpuszczalne w wodzie są fluorek CaF 2, węglan CaCO 3, siarczan CaSO 4, średni ortofosforan Ca 3 (PO 4) 2, szczawian CaC 2 O 4 i kilka innych.
Ważne jest, aby w odróżnieniu od przeciętnego węglanu wapnia CaCO 3, kwaśny węglan wapnia (wodorowęglan) Ca(HCO 3) 2 był rozpuszczalny w wodzie. W naturze prowadzi to do następujących procesów. Kiedy zimny deszcz lub woda rzeczna nasycona dwutlenkiem węgla przenika pod ziemię i opada na wapień, obserwuje się ich rozpuszczenie:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.
W tych samych miejscach, gdzie woda nasycona wodorowęglanem wapnia wypływa na powierzchnię ziemi i nagrzewa się promienie słoneczne, zachodzi reakcja odwrotna:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
W ten sposób w przyrodzie przenoszone są duże masy substancji. W rezultacie pod ziemią mogą tworzyć się ogromne dziury (patrz Kras (cm. KARST (zjawisko naturalne))), a w jaskiniach tworzą się piękne kamienne „sople” – stalaktyty (cm. STALAKTYTY (formacje mineralne)) i stalagmity (cm. STALAGMITY).
Obecność rozpuszczonego wodorowęglanu wapnia w wodzie w dużej mierze decyduje o chwilowej twardości wody. (cm. TWARDOŚĆ WODY). Nazywa się to tymczasowym, ponieważ gdy woda wrze, wodorowęglan rozkłada się i wytrąca się CaCO 3. Zjawisko to prowadzi na przykład do tego, że z biegiem czasu w czajniku tworzy się kamień.
Zastosowanie wapnia i jego związków
Wapń metaliczny służy do metalotermicznej produkcji uranu (cm. URAN (pierwiastek chemiczny)), tor (cm. TOR), tytan (cm. TYTAN (pierwiastek chemiczny)), cyrkon (cm. CYRKON), cez (cm. CEZ) i rubid (cm. RUBID).
W produkcji szeroko stosowane są naturalne związki wapnia materiały wiążące(cement (cm. CEMENT), gips (cm. GIPS), wapno itp.). Działanie wiążące wapna gaszonego polega na tym, że z biegiem czasu wodorotlenek wapnia reaguje z dwutlenkiem węgla znajdującym się w powietrzu. W wyniku zachodzącej reakcji powstają igłowe kryształy kalcytu CaCO3, które wrastają w pobliskie kamienie, cegły i inne materiały budowlane i niejako spajają je w jedną całość. Krystaliczny węglan wapnia – marmur – jest doskonałym materiałem wykończeniowym. Do wybielania używa się kredy. Duże ilości wapień jest zużywany do produkcji żeliwa, ponieważ umożliwia przekształcenie ogniotrwałych zanieczyszczeń rudy żelaza (na przykład kwarcu SiO 2) w żużel o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia.
Jak środek dezynfekujący Wybielacz jest bardzo skuteczny (cm. PROSZEK WYBIELAJĄCY)- „wybielacz” Ca(OCl)Cl – mieszany chlorek i podchloryn wapnia (cm. PODCHLORYN WAPNIA), o wysokiej zdolności utleniającej.
Szerokie zastosowanie ma także siarczan wapnia, występujący zarówno w postaci bezwodnego związku, jak i w postaci krystalicznych hydratów – tzw. „półwodnego” siarczanu – alabastru (cm. ALEVIZ FRYAZIN (Mediolan)) CaSO 4 ·0,5H 2 O i dwuwodny siarczan - gips CaSO 4 ·2H 2 O. Gips jest szeroko stosowany w budownictwie, rzeźbie, do wyrobu sztukaterii i różnych produkty artystyczne. Gips jest również stosowany w medycynie do mocowania kości podczas złamań.
Do zwalczania oblodzenia stosuje się chlorek wapnia CaCl 2 wraz z solą kuchenną nawierzchnie drogowe. Fluorek wapnia CaF 2 jest doskonałym materiałem optycznym.
Wapń w organizmie
Wapń jest pierwiastkiem biogennym (cm. ELEMENTY BIOGENICZNE), stale obecny w tkankach roślin i zwierząt. Wapń, ważny składnik metabolizmu mineralnego zwierząt i ludzi oraz odżywiania roślin, pełni w organizmie różne funkcje. Składa się z apatytu (cm. APATYT) podobnie jak siarczany i węglany, wapń stanowi mineralny składnik tkanki kostnej. Ciało człowieka ważącego 70 kg zawiera około 1 kg wapnia. Wapń uczestniczy w funkcjonowaniu kanałów jonowych (cm. KANAŁY JONOWE) transport substancji przez błony biologiczne w przekazywaniu impulsów nerwowych (cm. IMPULS NERWOWY), w procesach krzepnięcia krwi (cm. KRZEPNIĘCIE KRWI) i nawożenie. Kalcyferole regulują metabolizm wapnia w organizmie (cm. KALCYFEROLE)(witamina D). Brak lub nadmiar wapnia prowadzi do różne choroby- krzywica (cm. KRZYWICA), kalcynoza (cm. WALCYNOZA) itp. Dlatego powinna być żywność dla ludzi wymagane ilości zawierają związki wapnia (800-1500 mg wapnia dziennie). Wysoka zawartość wapnia występuje w produktach mlecznych (takich jak twarożek, ser, mleko), niektórych warzywach i innych produktach spożywczych. Preparaty wapniowe mają szerokie zastosowanie w medycynie.

słownik encyklopedyczny. 2009 .

Wapń jest pierwiastkiem chemicznym z grupy II o liczbie atomowej 20. układ okresowy, oznaczony symbolem Ca (łac. Wapń). Wapń to miękki metal ziem alkalicznych o srebrzysto-szarym kolorze.

Pierwiastek 20 układu okresowego Nazwa pierwiastka pochodzi od łac. calx (w dopełniacz calcis) - „wapno”, „miękki kamień”. Został on zaproponowany przez angielskiego chemika Humphry'ego Davy'ego, który wyizolował wapń metaliczny w 1808 roku.
Związki wapnia – wapień, marmur, gips (a także wapno – produkt kalcynacji wapienia) były stosowane w budownictwie już od kilku tysięcy lat.
Wapń jest jednym z najpowszechniej występujących pierwiastków na Ziemi. Związki wapnia występują w prawie wszystkich tkankach zwierzęcych i roślinnych. Stanowi 3,38% masy skorupy ziemskiej (5. miejsce pod względem liczebności po tlenie, krzemie, aluminium i żelazie).

Znalezienie wapnia w przyrodzie

Ze względu na dużą aktywność chemiczną wapń nie występuje w przyrodzie w postaci wolnej.
Wapń stanowi 3,38% masy skorupy ziemskiej (5. miejsce pod względem liczebności po tlenie, krzemie, aluminium i żelazie). Zawartość pierwiastka w wodzie morskiej wynosi 400 mg/l.

Izotopy

Wapń występuje w przyrodzie jako mieszanina sześciu izotopów: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca i 48Ca, z czego najczęściej spotykany 40Ca stanowi 96,97%. Jądra wapnia zawierają magiczny numer protony: Z = 20. Izotopy
40
20
Ca20 i
48
20
Ca28 to dwa z pięciu jąder występujących w przyrodzie, których liczba magiczna jest dwukrotnie większa.
Z sześciu naturalnych izotopów wapnia pięć jest stabilnych. Szósty izotop 48Ca, najcięższy z sześciu i bardzo rzadki (jego liczebność izotopowa wynosi tylko 0,187%), ulega podwójnemu rozpadowi beta z okresem półtrwania wynoszącym 1,6 · 1017 lat.

W skałach i minerałach

Większość wapnia zawarta jest w krzemianach i glinokrzemianach różnych skał (granity, gnejsy itp.), zwłaszcza w skaleniu - anortycie Ca.
W postaci skał osadowych związki wapnia reprezentowane są przez kredę i wapienie, składające się głównie z minerału kalcytu (CaCO3). Krystaliczna forma kalcytu – marmur – występuje znacznie rzadziej w przyrodzie.
Minerały wapniowe takie jak kalcyt CaCO3, anhydryt CaSO4, alabaster CaSO4 0,5H2O i gips CaSO4 2H2O, fluoryt CaF2, apatyt Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3 są dość powszechne. Obecność soli wapnia i magnezu w wodzie naturalnej decyduje o jej twardości.
Wapń, energicznie migrujący w skorupie ziemskiej i gromadzący się w różnych układach geochemicznych, tworzy 385 minerałów (czwarta co do wielkości liczba minerałów).

Biologiczna rola wapnia

Wapń jest powszechnym makroskładnikiem odżywczym w organizmie roślin, zwierząt i ludzi. U ludzi i innych kręgowców większość znajduje się w szkielecie i zębach. Wapń występuje w kościach w postaci hydroksyapatytu. Z różne formy Węglan wapnia (wapno) stanowi „szkielet” większości grup bezkręgowców (gąbki, polipy koralowców, mięczaki itp.). Jony wapnia biorą udział w procesach krzepnięcia krwi, a także służą jako jeden z uniwersalnych wtórnych przekaźników wewnątrz komórek i regulują różnorodne procesy wewnątrzkomórkowe – skurcz mięśni, egzocytozę, w tym wydzielanie hormonów i neuroprzekaźników. Stężenie wapnia w cytoplazmie komórek ludzkich wynosi około 10−4 mmol/l, w płynach międzykomórkowych około 2,5 mmol/l.

Zapotrzebowanie na wapń zależy od wieku. Dla dorosłych w wieku 19-50 lat i dzieci w wieku 4-8 lat włącznie dzienne zapotrzebowanie (RDA) wynosi 1000 mg (zawarte w około 790 ml mleka o zawartości tłuszczu 1%), a dla dzieci w wieku 9-18 lat włącznie – 1300 mg dziennie (zawarte w około 1030 ml mleka o zawartości tłuszczu 1%). W okresie dojrzewania spożywanie wystarczającej ilości wapnia jest bardzo ważne ze względu na szybki wzrost szkieletu. Jednak według badań przeprowadzonych w Stanach Zjednoczonych jedynie 11% dziewcząt i 31% chłopców w wieku 12-19 lat realizuje swoje potrzeby. W zbilansowanej diecie większość wapnia (około 80%) dostaje się do organizmu dziecka wraz z produktami mlecznymi. Pozostały wapń pochodzi ze zbóż (w tym chleba pełnoziarnistego i kaszy gryczanej), roślin strączkowych, pomarańczy, warzyw i orzechów. W produktach „mlecznych” na bazie tłuszczu mlecznego ( masło, śmietana, kwaśna śmietana, lody na bazie śmietanki) praktycznie nie zawierają wapnia. Im więcej w nabiał tłuszczu mlecznego, tym mniej zawiera wapnia. Wchłanianie wapnia w jelicie odbywa się na dwa sposoby: przezkomórkowy (przezkomórkowy) i międzykomórkowy (parakomórkowy). W pierwszym mechanizmie pośredniczy działanie aktywna forma witamina D (kalcytriol) i jej receptory jelitowe. Odgrywa dużą rolę w niskim lub umiarkowanym spożyciu wapnia. Przy większej zawartości wapnia w diecie istotną rolę zaczyna odgrywać wchłanianie międzykomórkowe, co wiąże się z dużym gradientem stężenia wapnia. Ze względu na mechanizm transkomórkowy wapń wchłania się w większym stopniu w dwunastnicy (ze względu na największe stężenie tam receptorów kalcytriolu). Ze względu na pasywny transfer międzykomórkowy, wchłanianie wapnia jest najbardziej aktywne we wszystkich trzech odcinkach jelita cienkiego. Parakomórkowe wchłanianie wapnia jest wspomagane przez laktozę (cukier mleczny).

Wchłanianie wapnia hamują niektóre tłuszcze zwierzęce (w tym tłuszcz z mleka krowiego i tłuszcz wołowy, ale nie smalec) oraz olej palmowy. Zawarte w takich tłuszczach kwasy tłuszczowe palmitynowy i stearynowy ulegają oddzieleniu podczas trawienia w jelitach i w wolnej postaci mocno wiążą wapń, tworząc palmitynian i stearynian wapnia (nierozpuszczalne mydła). W postaci tego mydła zarówno wapń, jak i tłuszcz są tracone w kale. Mechanizm ten jest odpowiedzialny za zmniejszone wchłanianie wapnia, zmniejszoną mineralizację kości i zmniejszone pośrednie pomiary wytrzymałości kości u niemowląt stosujących preparaty dla niemowląt na bazie oleju palmowego (oleiny palmowej). U takich dzieci powstawanie mydeł wapniowych w jelitach wiąże się ze stwardnieniem stolca, zmniejszeniem jego częstotliwości, a także częstszą niedomykalnością i kolką.

Stężenie wapnia we krwi ze względu na jego znaczenie dla duża liczba niezbędny ważne procesy precyzyjnie regulowany i odpowiednie odżywianie i nie występuje odpowiednie spożycie niskotłuszczowych produktów mlecznych oraz niedobory witaminy D. Długotrwały niedobór wapnia i/lub witaminy D w diecie zwiększa ryzyko osteoporozy i powoduje krzywicę w okresie niemowlęcym.

Nadmierne dawki wapnia i witaminy D mogą powodować hiperkalcemię. Maksymalna bezpieczna dawka dla osób dorosłych w wieku od 19 do 50 lat włącznie wynosi 2500 mg na dzień (około 340 g sera edamskiego).

Związki wapnia- wapień, marmur, gips (a także wapno - produkt wapienia) były wykorzystywane w budownictwie już w starożytności. Do końca XVIII wieku chemicy uważali wapno za proste ciało stałe. W 1789 r. A. Lavoisier zasugerował, że wapno, tlenek magnezu, baryt, tlenek glinu i krzemionka są substancjami złożonymi. W 1808 roku Davy poddając elektrolizie mieszaninę mokrego wapna gaszonego i tlenku rtęci na katodzie rtęciowej, przygotował amalgamat wapniowy, z którego destylując rtęć otrzymał metal zwany „wapniem” (z łac. Popiół, rodzaj. sprawa wapń - wapno).

Umieszczanie elektronów na orbitali.

+20Sa… |3s 3p 3d | 4s

Wapń nazywany jest metalem ziem alkalicznych i zaliczany jest do pierwiastka S. Na zewnętrznym poziomie elektronowym wapń ma dwa elektrony, więc daje związki: CaO, Ca(OH)2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 itp. Wapń jest typowym metalem - ma duże powinowactwo do tlenu, redukuje prawie wszystkie metale z ich tlenków i tworzy dość mocną zasadę Ca(OH)2.

Mogą to być sieci krystaliczne metali różne rodzaje jednakże wapń charakteryzuje się sześcienną siecią skupioną na ścianie.

Wymiary, kształt i wzajemne porozumienie Kryształy w metalach są emitowane metodami metalograficznymi. Najbardziej kompletną ocenę struktury metalu pod tym względem zapewnia analiza mikroskopowa jego cienkiego przekroju. Z badanego metalu wycina się próbkę, a jej powierzchnię szlifuje, poleruje i trawi specjalnym roztworem (trawiakiem). W wyniku trawienia uwypukla się strukturę próbki, którą bada się lub fotografuje za pomocą mikroskopu metalograficznego.

Kaltsy - lekki metal(d = 1,55), srebrzystobiały. Jest twardszy i topi się w wyższej temperaturze wysoka temperatura(851°C) w porównaniu do sodu, który znajduje się obok niego w układzie okresowym. Wyjaśnia to fakt, że w metalu przypadają dwa elektrony na jon wapnia. Dlatego wiązanie chemiczne Ma silniejsze wiązanie między jonami i gazem elektronowym niż sód. Podczas reakcji chemicznych elektrony walencyjne wapnia przenoszone są na atomy innych pierwiastków. W tym przypadku powstają podwójnie naładowane jony.

Wapń wykazuje dużą aktywność chemiczną w stosunku do metali, zwłaszcza tlenu. W powietrzu utlenia się wolniej niż metale alkaliczne, ponieważ znajdująca się na nim warstwa tlenku jest mniej przepuszczalna dla tlenu. Po podgrzaniu wapń spala się, wydzielając ogromne ilości ciepła:

Wapń reaguje z wodą, wypierając z niej wodór i tworząc zasadę:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Ze względu na wysoką reaktywność chemiczną z tlenem wapń znajduje zastosowanie w otrzymywaniu metali rzadkich z ich tlenków. Tlenki metali podgrzewa się razem z wiórami wapniowymi; W wyniku reakcji powstaje tlenek wapnia i metal. Na tej samej właściwości opiera się zastosowanie wapnia i niektórych jego stopów do tzw. odtleniania metali. Do roztopionego metalu dodaje się wapń, który usuwa ślady rozpuszczonego tlenu; powstały tlenek wapnia unosi się na powierzchnię metalu. Wapń jest zawarty w niektórych stopach.

Wapń otrzymuje się poprzez elektrolizę stopionego chlorku wapnia lub metodą aluminotermiczną. Tlenek wapnia lub wapno gaszone, jest białym proszkiem, topi się w temperaturze 2570 °C. Otrzymuje się go przez kalcynację wapienia:

CaCO3 = CaO + CO2^

Tlenek wapnia jest tlenkiem zasadowym, dlatego reaguje z kwasami i bezwodnikami kwasowymi. Z wodą daje zasadę - wodorotlenek wapnia:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Dodanie wody do tlenku wapnia, zwane gaszeniem wapna, następuje z wydzieleniem dużej ilości ciepła. Część wody zamienia się w parę. Wodorotlenek wapnia, czyli wapno gaszone, to biała substancja, słabo rozpuszczalna w wodzie. Wodny roztwór wodorotlenku wapnia nazywany jest wodą wapienną. Roztwór ten ma dość silne właściwości alkaliczne, ponieważ wodorotlenek wapnia dobrze dysocjuje:

Ca(OH)2 = Ca + 2OH

W porównaniu do hydratów tlenków metali alkalicznych, wodorotlenek wapnia jest słabszą zasadą. Wyjaśnia to fakt, że jon wapnia jest podwójnie naładowany i silniej przyciąga grupy hydroksylowe.

Wapno gaszone i jego roztwór, zwane wodą wapienną, reagują z kwasami i bezwodnikami kwasowymi, w tym z dwutlenkiem węgla. Wodę wapienną wykorzystuje się w laboratoriach do wykrywania dwutlenku węgla, ponieważ powstający nierozpuszczalny węglan wapnia powoduje zmętnienie wody:

Ca + 2OH + CO2 = CaCO3v + H2O

Jeśli jednak dwutlenek węgla będzie przepuszczany przez dłuższy czas, roztwór znów stanie się klarowny. Wyjaśnia to fakt, że węglan wapnia przekształca się w rozpuszczalną sól - wodorowęglan wapnia:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

W przemyśle wapń pozyskuje się na dwa sposoby:

Przez ogrzewanie brykietowanej mieszaniny proszku CaO i Al w temperaturze 1200 °C w próżni 0,01 - 0,02 mm. rt. Sztuka.; wyróżnia się reakcją:

6CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Opary wapnia skraplają się na zimnej powierzchni.

W wyniku elektrolizy stopu CaCl2 i KCl za pomocą ciekłej katody miedziowo-wapniowej otrzymuje się stop Cu - Ca (65% Ca), z którego oddestylowuje się wapń w temperaturze 950 - 1000 ° C w próżni 0,1 - 0,001 mmHg.

Opracowano także metodę wytwarzania wapnia poprzez termiczną dysocjację węglika wapnia CaC2.

Wapń jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków w przyrodzie. Skorupa ziemska zawiera około 3% (wag.). W przyrodzie powstają sole wapnia duże skupiska w postaci węglanów (kreda, marmur), siarczanów (gips), fosforanów (fosforyny). Pod wpływem wody i dwutlenku węgla węglany rozpuszczają się w postaci wodorowęglanów i są transportowane przez wody gruntowe i rzeczne na duże odległości. Kiedy sole wapnia zostaną wypłukane, mogą powstać jaskinie. W wyniku odparowania wody lub wzrostu temperatury w nowym miejscu mogą tworzyć się osady węglanu wapnia. Na przykład w jaskiniach tworzą się stalaktyty i stalagmity.

Rozpuszczalne sole wapnia i magnezu powodują ogólną twardość wody. Jeśli występują w wodzie w małych ilościach, wówczas wodę nazywa się miękką. Przy dużej zawartości tych soli (100 - 200 mg soli wapnia w 1 litrze w przeliczeniu na jony) wodę uważa się za twardą. W takiej wodzie mydło słabo się pieni, ponieważ sole wapnia i magnezu tworzą z nim nierozpuszczalne związki. Źle się gotują w twardej wodzie. produkty żywieniowe, a po ugotowaniu tworzy kamień na ściankach kotłów parowych. Kamień źle przewodzi ciepło, powoduje zwiększone zużycie paliwa i przyspiesza zużycie ścianek kotła. Tworzenie się kamienia jest złożonym procesem. Po podgrzaniu kwaśne sole kwas węglowy wapń i magnez rozkładają się i przekształcają w nierozpuszczalne węglany:

Ca + 2HCO3 = H2O + CO2 + CaCO3v

Rozpuszczalność siarczanu wapnia CaSO4 również zmniejsza się po podgrzaniu, więc jest to część skali.

Twardość spowodowana obecnością w wodzie wodorowęglanów wapnia i magnezu nazywana jest twardością węglanową lub tymczasową, ponieważ eliminuje się ją przez gotowanie. Oprócz twardości węglanowej istnieje również twardość niewęglanowa, która zależy od zawartości w wodzie siarczanów i chlorków wapnia i magnezu. Sole te nie są usuwane przez gotowanie, dlatego twardość niewęglanowa nazywana jest również twardością trwałą. Twardość węglanowa i niewęglanowa sumuje się do twardości całkowitej.

Aby całkowicie wyeliminować twardość, czasami destyluje się wodę. Aby wyeliminować twardość węglanową, gotuje się wodę. Ogólną twardość można wyeliminować lub dodać substancje chemiczne lub przy użyciu tzw. wymieniaczy kationowych. Stosując metodę chemiczną, rozpuszczalne sole wapnia i magnezu przekształca się w nierozpuszczalne węglany, na przykład dodaje się mleko wapienne i sodowe:

Ca + 2HCO3 + Ca + 2OH = 2H2O + 2CaCO3v

Ca + SO4 + 2Na + CO3 = 2Na + SO4 + CaCO3v

Usuwanie twardości za pomocą żywic kationowymiennych jest procesem bardziej zaawansowanym. Kationity są substancjami złożonymi (naturalnymi związkami krzemu i glinu, wielkocząsteczkowymi). związki organiczne), którego skład można wyrazić wzorem Na2R, gdzie R oznacza złożoną resztę kwasową. Podczas filtrowania wody przez warstwę żywicy kationowymiennej jony Na (kationy) ulegają wymianie na jony Ca i Mg:

Ca + Na2R = 2Na + CaR

W rezultacie jony Ca przechodzą z roztworu do wymieniacza kationowego, a jony Na z wymieniacza kationowego do roztworu. Aby przywrócić zużyty wymieniacz kationowy, przemywa się go roztworem sól kuchenna. W tym przypadku zachodzi proces odwrotny: jony Ca w wymieniaczu kationowym zastępowane są jonami Na:

2Na + 2Cl + CaR = Na2R + Ca + 2Cl

Zregenerowany wymieniacz kationowy można ponownie wykorzystać do oczyszczania wody.

W postaci czystego metalu Ca stosuje się jako środek redukujący U, Th, Cr, V, Zr, Cs, Rb i niektóre metale ziem rzadkich i ich połączenia. Stosowany jest także do odtleniania stali, brązów i innych stopów, do usuwania siarki z produktów naftowych, do odwadniania cieczy organicznych, do oczyszczania argonu z zanieczyszczeń azotowych oraz jako pochłaniacz gazów w elektrycznych urządzeniach próżniowych. Materiały antyfikcyjne układu Pb – Na – Ca, a także stopy Pb – Ca stosowane do produkcji łusek, znalazły szerokie zastosowanie w technologii kable elektryczne. Stop Ca – Si – Ca (krzemowowapniowy) stosowany jest jako odtleniacz i odgazowujący przy produkcji stali wysokiej jakości.

Wapń jest jednym z pierwiastków biogennych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania procesów życiowych. Jest obecny we wszystkich tkankach i płynach zwierząt i roślin. W środowisku pozbawionym Ca. W niektórych organizmach zawartość Ca sięga 38%, u ludzi - 1,4 - 2%. Komórki organizmów roślinnych i zwierzęcych wymagają ściśle określonych proporcji jonów Ca, Na i K w środowiskach zewnątrzkomórkowych. Rośliny pozyskują Ca z gleby. Ze względu na związek z Ca rośliny dzielą się na kalcefile i kalcefoby. Zwierzęta pozyskują Ca z pożywienia i wody. Ca jest niezbędny do tworzenia szeregu struktur komórkowych, utrzymania prawidłowej przepuszczalności zewnętrznych błon komórkowych, zapłodnienia jaj ryb i innych zwierząt oraz aktywacji szeregu enzymów. Jony Ca przekazują wzbudzenie do włókna mięśniowego, powodując jego skurcz, zwiększają siłę skurczów serca, zwiększają funkcję fagocytarną leukocytów, aktywują system ochronnych białek krwi i biorą udział w jej krzepnięciu. W komórkach prawie cały Ca występuje w postaci związków z białkami, kwasy nukleinowe, fosfolipidy, w kompleksach z nieorganicznymi fosforanami i kwasami organicznymi. W osoczu krwi ludzi i zwierząt wyższych tylko 20–40% Ca może zostać związane z białkami. U zwierząt posiadających szkielet aż 97-99% całego Ca jest wykorzystywane jako budulec: u bezkręgowców głównie w postaci CaCO3 (muszle mięczaków, koralowce), u kręgowców - w postaci fosforanów. Wiele bezkręgowców magazynuje Ca przed linieniem, aby zbudować nowy szkielet lub zapewnić funkcje życiowe niekorzystne warunki. Zawartość Ca we krwi ludzi i zwierząt wyższych jest regulowana przez hormony przytarczyc i tarczycy. Witamina D odgrywa kluczową rolę w tych procesach. Wchłanianie Ca zachodzi w przednim odcinku jelita cienkiego. Wchłanianie Ca pogarsza się wraz ze spadkiem kwasowości w jelitach i zależy od stosunku Ca, fosforu i tłuszczu w pożywieniu. Optymalne proporcje Sa/P w krowie mleko około 1,3 (w ziemniakach 0,15, w fasoli 0,13, w mięsie 0,016). Jeśli występuje nadmiar P i kwas szczawiowy Pogarsza się wchłanianie Ca. Kwasy żółciowe przyspieszają jego wchłanianie. Optymalny stosunek Ca/tłuszcz w pożywieniu człowieka wynosi 0,04 – 0,08 g Ca na 1 g. tłuszcz Wydalanie Ca odbywa się głównie przez jelita. Ssaki tracą dużo Ca w mleku podczas laktacji. W przypadku zaburzeń metabolizmu fosforu i wapnia u młodych zwierząt i dzieci rozwija się krzywica, a u dorosłych zwierząt rozwijają się zmiany w składzie i strukturze szkieletu (osteomalacja).

W medycynie leki Ca eliminują zaburzenia związane z niedoborem jonów Ca w organizmie (tężyczka, spazmofilia, krzywica). Preparaty Ca zmniejszają nadwrażliwość na alergeny i stosowane są w leczeniu chorób alergicznych (choroba posurowicza, senność itp.). Preparaty Ca zmniejszają zwiększoną przepuszczalność naczyń i działają przeciwzapalnie. Stosuje się je w przypadku krwotocznego zapalenia naczyń, choroby popromiennej, procesów zapalnych (zapalenie płuc, zapalenie opłucnej itp.) I niektórych chorób skóry. Przepisywany jako środek hemostatyczny, poprawiający czynność mięśnia sercowego i wzmacniający działanie preparatów naparstnicy, jako antidotum na zatrucia solami magnezu. Razem z innymi lekami preparaty Ca stosowane są w celu stymulacji porodu. Chlorek Ca podaje się doustnie i dożylnie. Do terapii tkankowej zaproponowano ossokalcynol (15% sterylna zawiesina specjalnie przygotowanego proszku kostnego w oleju brzoskwiniowym).

Do preparatów wapniowych zalicza się także gips (CaSO4) stosowany w chirurgii do opatrunków gipsowych oraz kredę (CaCO3) przepisaną doustnie zwiększona kwasowość soku żołądkowego i do przygotowania proszku do zębów.