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大理石中的金屬鈣

金屬鈣銀白色稍軟的金屬,有光澤;蒸汽壓 1.33kPa(983℃);熔 點 842℃;沸點1484℃;溶解性:不溶于苯,微溶于醇,溶于酸、液氨;密度:相對密度(水=1)1.54;穩定性:不穩定;危險標記 9(自燃物品);主要用途:用于與鋁、銅、鉛制合金,也用作制鈹的還原劑、合金的脫氧劑、油脂脫氫等。
    在首都天安門廣場,巍立著用漢白玉雕成的人民英雄紀念碑。華表和白玉橋,也都是用漢白玉雕成的。漢白玉是大理石中的一種。在這些潔白如玉的石頭里,住著一種金屬鈣。
不光是大理石里住著這種金屬。瞧瞧你的周圍:那砌墻的石灰、刷墻的白堊、腳下的水泥地、雪白的石膏象……,里頭都住著鈣。當然,這鈣是成化合物的狀態存在著。
金屬鈣是英國化學家戴維和瑞典化學家柏齊利烏斯在1809年制得的。鈣是銀白色的金屬,比鋰、鈉、鉀都要硬、重;在815℃熔化。
金屬鈣的化學性質很活潑。在空氣中,鈣會很快被氧化,蒙上一層氧化膜。加熱時,鈣會燃燒,射出磚紅色的美麗的光芒。鈣和冷水的作用較慢,在熱水中會發生激烈的化學反應,放出氫氣(鋰、鈉、鉀即使是在冷水中,也會發生激烈的化學反應)。鈣也很容易與鹵素、硫、氮等化合。
在工業上,金屬鈣的用途很有限,如作為還原劑,用來制備其他金屬;用作脫水劑,制造無水酒精;在石油工業上,用作脫硫劑,在冶金工業上,用它去氧或去硫。然而,鈣的化合物,卻有著極為廣泛的用途,特別是在建筑工業上。
還是從大理石說起吧。大理石是很名貴的建筑材料;因盛產于我國云南省大理縣而得名,別的地方也出產,但也叫“大理石”。大理石是石灰石中的一種。石灰石的化學成分是碳酸鈣。石灰石大都是青灰色,堅硬、很脆。在大自然中,常常一大片地區的地層都是由石灰巖組成的。石灰石被用來修水庫、鋪路、筑橋。如河南林縣著名的“紅旗渠”,就是用當地盛產的石灰石徹成的。
石灰石在石灰窯中,和焦炭混合在一起燃燒后,制成生石灰。生石灰的化學成分是氧化鈣。生石灰是白色的石頭,它很有趣,一遇水會發生激烈的化學反應,變成白色的粉末——熟石灰,同時放出大量的熱。在建筑工地上,你常可看見人們往生石灰中加水。這時,如果往里放個雞蛋,足以把它煮熟。熟石灰的化學成分是氫氧化鈣,能溶于水。石灰水,就是氫氧化鈣溶液、石灰水刷在墻上,起初,并不怎么白、過了一會兒,卻會越來越白。這是一場有趣的循環:熟石灰和空氣中的二氧化碳作用,又重新變成了碳酸鈣;然而,人們在石灰窯中,卻是用石灰石(碳酸鈣)來燒成生石灰。燃燒時,石灰石放出了塞氧化碳,變成氧化鈣。
硫酸鈣也是鈣的重要化合物,俗名石膏。在工業上,人們用石膏做成各種模型,來澆鑄金、銀、鋁、鎂、銅以及這些非鐵金屬的合金。石膏還大量用來制造各種石膏象。不過,天然的石膏礦并不是雪白色的致密固體,外貌倒是象石蠟,它是含水結晶體。生石膏燃燒后,才變成熟石膏。
天然水,如河水、湖水、江水中,常含有一些可溶性的鈣化合物,如碳酸氫鈣。這種水,被稱為硬水。硬水給人們帶來不少麻煩,用它燒開水,原先溶解在水中的碳酸氫鈣受熱會轉化成不溶性的碳酸鈣,沉淀出來,變成鍋垢。工廠里的鍋爐如果鍋垢太厚了,不僅浪費燃料,甚至會因受熱不均勻而引起爆炸;用它洗衣服,碳酸氫鈣會和肥皂起化學作用,成硬脂酸鈣沉淀出來,浪費了肥皂。為了克服硬水的這些缺點,人們常要把硬水軟化,如加入蘇打(碳酸鈉),便可以使碳酸氫鈣變成碳酸鈣沉淀出來,濾掉。也有的用煮沸的方法使硬水軟化。
    鈣是人體和動物必不可缺的元素。人和動物的骨骼的主要成分,便是磷酸鈣。血液中也含有一定量鈣離子,沒有它,皮膚劃破了,血液將不易凝結。據測定,人一晝夜需攝取O.7克鈣。在食物中,以豆腐、牛奶、蟹、肉類含鈣較多。嬰兒比成年入更需要鈣,因為嬰兒在不斷發育中,骨骼不斷在長大。這樣,大夫常給嬰兒、孕婦吃些鈣糖片。植物也很需要鈣,尤其是煙草、蕎麥、三葉草等,更是需要鈣。
在大自然中,鈣是存在最普遍的元紫之一,占地殼原子總數的1.5%。在所有的化學元素中,鈣在地殼中的含量僅次于氧、鋁、硅、鐵,居第五位。

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