Какие свойства имеет кальций

[Deposit Photos]

Кальций располагается в четвертом большом периоде, второй группе, главной подгруппе, порядковый номер элемента — 20. Согласно периодической таблице Менделеева, атомный вес кальция — 40,08. Формула высшего оксида — СаО. Кальций имеет латинское название calcium, поэтому символ атома элемента — Са.

Характеристика кальция как простого вещества

При обычных условиях кальций — это металл серебристо-белого цвета. Имея высокую химическую активность, элемент способен образовывать множество соединений разных классов. Элемент представляет ценность для технических и промышленных химических синтезов. Металл широко распространен в земной коре: его доля составляет около 1,5 %. Кальций относится к группе щелочноземельных металлов: при растворении в воде он дает щелочи, но в природе встречается в виде множественных минералов и солей. Морская вода содержит кальций в больших концентрациях (400 мг/л).

Чистый натрий

[Wikimedia]

Характеристики кальция зависят от строения его кристаллической решетки. У этого элемента она бывает двух типов: кубическая гранецентрическая и объемноцентрическая. Тип связи в молекуле кальция — металлический.

Природные источники кальция:

апатиты;
алебастр;
гипс;
кальцит;
флюорит;
доломит.

Физические свойства кальция и способы получения металла

В обычных условиях кальций находится в твердом агрегатном состоянии. Металл плавится при 842 °С. Кальций является хорошим электро- и теплопроводником. При нагревании он переходит сначала в жидкое, а затем в парообразное состояние и теряет металлические свойства. Металл является очень мягким и режется ножом. Кипит при 1484 °С.

Под давлением кальций теряет металлические свойства и способность к электропроводимости. Но затем металлические свойства восстанавливаются и проявляются свойства сверхпроводника, в несколько раз превышающего по своим показателям остальные элементы.

Кальций долго не удавалось получить без примесей: из-за высокой химической активности этот элемент не встречается в природе в чистом виде. Элемент был открыт в начале XIX века. Кальций как металл впервые синтезировал британский химик Гемфри Дэви. Ученый обнаружил особенности взаимодействия расплавов твердых минералов и солей с электрическим током. В наши дни электролиз солей кальция (смеси хлоридов кальция и калия, смеси фторида и хлорида кальция) остается самым актуальным способом получения металла. Кальций также извлекают из его оксида с помощью алюминотермии — распространенного в металлургии метода.

Химические свойства кальция

Кальций — активный металл, вступающий во многие взаимодействия. При нормальных условиях он легко реагирует, образуя соответствующие бинарные соединения: с кислородом, галогенами. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о соединениях кальция. При нагревании кальций реагирует с азотом, водородом, углеродом, кремнием, бором, фосфором, серой и другими веществами. На открытом воздухе мгновенно взаимодействует с кислородом и углекислым газом, поэтому покрывается серым налетом.

Бурно реагирует с кислотами, при этом иногда воспламеняется. В солях кальций проявляет интересные свойства. Например, пещерные сталактиты и сталагмиты — это карбонат кальция, постепенно образовавшийся из воды, углекислого газа и гидрокарбоната в итоге процессов внутри подземных вод.

Из-за высокой активности в обычном состоянии кальций хранится в лабораториях в темной герметичной стеклянной посуде под слоем парафина или керосина. Качественная реакция на ион кальция — окрашивание пламени в насыщенный кирпично-красный цвет.

Кальций окрашивает пламя в красный цвет

[Wikimedia]

Идентифицировать металл в составе соединений можно по нерастворимым осадкам некоторых солей элемента (фторид, карбонат, сульфат, силикат, фосфат, сульфит).

Реакция воды с кальцием

Кальций хранят в банках под слоем защитной жидкости. Чтобы провести опыт, демонстрирующий, как происходит реакция воды и кальция, нельзя просто достать металл и отрезать от него нужный кусочек. Металлический кальций в лабораторных условиях проще использовать в виде стружки.

Если металлической стружки нет, а в банке есть только большие куски кальция, потребуются пассатижи или молоток. Готовый кусочек кальция нужного размера помещают в колбу или стакан с водой. Кальциевую стружку кладут в посуду в марлевом мешочке.

Кальций опускается на дно, и начинается выделение водорода (сначала в месте, где находится свежий излом металла). Постепенно с поверхности кальция выделяется газ. Процесс напоминает бурное кипение, одновременно образовывается осадок гидроксида кальция (гашёная известь).

Гашение извести

[Flickr]

Кусок кальция всплывает, подхваченный пузырьками водорода. Примерно через 30 секунд кальций растворяется, а вода из-за образования взвеси гидроксида становится мутно-белой. Если реакцию проводить не в стакане, а в пробирке, можно наблюдать выделение тепла: пробирка быстро становится горячей. Реакция кальция с водой не заканчивается эффектным взрывом, но взаимодействие двух веществ протекает бурно и выглядит зрелищно. Опыт безопасен.

Если мешочек с оставшимся кальцием вынуть из воды и подержать на воздухе, то через некоторое время в результате продолжающейся реакции наступит сильное разогревание и оставшаяся в марле вода закипит. Если часть помутневшего раствора отфильтровать через воронку в стакан, то при пропускании через раствор оксида углерода CO₂ получится осадок. Для этого не нужен углекислый газ — можно продувать выдыхаемый воздух в раствор через стеклянную трубочку.

Источник

Общая характеристика 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.

[12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

Признаки недостатка кальция в организме

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.

[20], [21], [22], [23], [24], [25]

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.

Источник

Кальций – жизненно необходимый макроэлемент, в присутствии которого происходит более 300 биохимических реакций в человеческом организме.

Минерал играет первостепенную роль в построении и укреплении костной ткани, участвует в процессах свёртывания крови, нормализации сократимости миокарда, скелетных мышц, восстановлении равновесия между реакциями возбуждения, торможения в головном мозге, регуляции активности некоторых ферментов.

Соединение получило название от слова «Сalx», что в переводе с латинского означает «Известь».

Биологическая роль

Общая концентрация кальция в организме человека составляет 2 % от массы тела (1000 – 1500 грамм), причём основное количество (99 %) содержится в костной ткани, ногтях, эмали и дентине зубов.

Значение макроэлемента: регулирует давление крови, тканевой и межклеточной жидкостей (совместно с натрием, магнием и калием); участвует в формировании костной ткани, в том числе зубов и хрящей; поддерживает нормальную свёртываемость крови, за счёт потенцирования перехода протромбина в тромбин; усиливает проницаемость мембран для проникновения гормонов, нутриентов; потенцирует выработку клеточного и гуморального иммунитета, вследствие чего улучшается сопротивляемость организма к инфекциям; поддерживает тонус скелетных мышц; нейтрализует негативное влияние молочной и мочевой кислоты, накапливающихся в мышцах вследствие распада жиров и белков (при физических нагрузках); участвует в механизмах передачи нервных импульсов в головной мозг; нормализует синтез белков и нуклеиновых кислот в гладкой мускулатуре; уплотняет стенки сосудов, что ведёт к снижению высвобождения гистаминных соединений; стабилизирует кислотно – щелочной баланс в организме; активизирует действие ферментов, участвующих в образовании нейромедиаторов.

Нормальная концентрация кальция в крови составляет 2,2 миллимоль на литр. Отклонения от данного показателя свидетельствуют о дефиците или избытке соединения в организме. Рассмотрим симптомы, указывающие на развитие гипо или гиперкальциемии.

Нехватка и передозировка

Кальций запасается в пористой структуре длинных трубчатых костей. В случае недостаточного поступления минерала с едой, организм «идёт» на мобилизацию соединения из костной ткани, вследствие чего происходит деминерализация костей таза, позвоночника и нижних конечностей.
Признаки кальциевой недостаточности:

боли в суставах, костях, зубах;
слабость в мышцах;
ломкость ногтей;
повышение уровня кальция в крови;
высыпания на коже;
учащенный пульс;
мышечные спазмы;
судороги;
онемение конечностей;
появление микротрещин на эмали зубов;
нервозность;
утомляемость;
гипертензия;
бледность лица;
бессонница;
снижение умственных способностей;
нарушение координации;
отставание в росте, рахит (у детей);
деформация позвоночника, частые переломы костей;
разрушение зубов;
аллергические реакции;
снижение свёртываемости крови;
обильные менструальные выделения.

В 80 % случаев гипокальциемия протекает бессимптомно, что приводит к развитию серьёзных патологий: остеопорозу, камнеобразованию в почках, гипертонии, остеохондрозу. Для профилактики данных проблем, важно заранее выявить и устранить факторы, провоцирующие дефицит макроэлемента в организме.

Причины развития кальциевой нехватки:

отсутствие в пищевом рационе продуктов, содержащих полезное соединение;
нарушение усвоения элемента в кишечнике, вследствие дисбактериоза или отсутствия фермента лактазы, расщепляющего молочный белок;
избыток в организме свинца, цинка, магния, железа, калия, фосфора, натрия;
хронические заболевания пищеварительного тракта (панкреатит, сахарный диабет, почечная недостаточность, язва желудка или двенадцатиперстной кишки);
болезни щитовидной железы, при которых нарушен синтез гормона кальцитонина, контролирующего кальциевый метаболизм;
повышенный расход «костеобразующего» нутриента, вследствие стрессовых ситуаций, курения, физических нагрузок, беременности, кормления грудью;
чрезмерное потребление напитков, ингибирующих всасывание минерала в кишечнике (кофе, алкоголя, газированной воды, энерготоников);
дефицит в пищевом рационе витамина D, особенно при соблюдении вегетарианства, сыроедения;
продолжительный приём слабительных и мочегонных средств, которые «вымывают» строительный минерал из организма.

Помимо этого, кальциевый метаболизм нарушается вследствие чрезмерного выведения соединения с мочой (идиопатической гиперкальциурии), низкой абсорбции вещества в кишечнике (кишечной мальабсорбции), образования камней в почках (кальциевом нефролитиазе), гиперфункции паращитовидных желёз, гипертензии.

Для устранения симптомов гипокальциемии нужно обогатить ежедневный рацион кальцийсодержащими продуктами или комплексными биодобавки, главным действующим компонентом которых выступает недостающий макроэлемент. При использовании медицинских препаратов предварительно проконсультируйтесь с лечащим врачом.

В процессе составления схемы питания учитывайте, что ежедневное потребление более 2500 миллиграмм минерала на фоне нарушений кальциевого обмена ведёт к интенсивной кальцификации костей, сосудов и внутренних органов, вследствие чего развивается стойкая гиперкальцемия.

Симптомы избытка соединения в организме:

жажда;
тошнота;
рвота;
потеря аппетита;
слабость;
учащённое мочеиспускание;
снижение тонуса гладкой мускулатуры;
аритмия;
дискомфорт в эпигастральной области;
увеличение концентрации кальция в моче и крови;
стенокардия и брадикардия;
снижение когнитивных функций;
образование камней в почках и мочевом пузыре;
подагра.

В ряде случаев гиперкальциемия возникает в результате наследственных патологий щитовидной железы, в частности, множественной эндокринной неоплазии, а иногда вследствие злокачественных новообразований.

Дневная норма

Суточная потребность в кальции напрямую зависит от возраста и пола человека. Причём наибольшее количество макроэлемента требуется растущему организму, беременным и кормящим женщинам.

Дневная норма кальция составляет:

для новорожденных до 6 месяцев – 400 миллиграмм;
для малышей дошкольного возраста (1 – 5 лет) – 600 миллиграмм;
для школьников до 10 лет – 800 миллиграмм;
для детей от 10 до 13 лет – 1000 миллиграмм;
для подростков и молодых людей до 24 лет – 1300 – 1500 миллиграмм;
для женщин (от 25 до 55 лет) и мужчин (от 25 до 65 лет) – 1000 миллиграмм;
для женщин в период менопаузы (от 55 – 85 лет) и пожилых мужчин (от 65 -85 лет) – 1300 – 1500 миллиграмм;
для беременных и кормящих женщин – 1500 – 2000 миллиграмм.

Потребность в кальции возрастает при:

интенсивных занятиях спортом;
обильном потоотделении;
приёме анаболических стероидов;
гормональной терапии.

Помните, важно ежедневно следить за количеством потребляемого кальция, поскольку нехватка минерала чревата остеопорозом костей, а избыток – камнеобразованием в почках и мочевом пузыре.

Природные источники

Учитывая, что кальций участвует в формировании костной, соединительной и нервной тканей, важно обеспечить регулярное поступление макроэлемента с пищей.

Таблица № 1 «Источники кальция»

Наименование продукта	Содержание кальция на 100 грамм продукта, миллиграмм
Маковое семя	1450
Сыр пармезан	1300
Твёрдые сорта сыров	800 – 1200
Кунжут (нежареный)	700 – 900
Крапива (зелень)	700
Брынза	530 – 600
Просвирник лесной	500
Базилик (зелень)	370
Семена подсолнечника	350
Миндаль (нежареный)	260
Морская рыба	210 – 250
Петрушка (зелень)	240
Белокочанная капуста	210
Фасоль	160 – 190
Чеснок, кресс – салт	180
Укроп (зелень)	120
Молоко, кефир, творог, сыворотка, сметана, йогурт	90 – 120
Капуста брокколи	105
Горох	100
Грецкие орехи	90
Креветки, анчоусы, устрицы, крабы	80 – 100
Арахис	60
Яйцо куриное (1 штука)	55

В малых количествах кальций содержится в злаках, фруктах, овощах, ягодах, мясе и мёде. Содержание элемента в данных продуктах варьирует в пределах от 5 до 50 миллиграмм на 100 грамм.

Что влияет на усвоение кальция

Кальций относится к трудноусвояемым макроэлементам, поскольку для его абсорбции требуется наличие следующих веществ в организме: магния, фосфора, калия, цинка, марганца, кремния, хрома, витаминов D, К и С. Причём избыточное количество первых двух соединений препятствует его полноценному усвоению.

Оптимальное соотношение кальция, магния и фосфора в еде или биодобавках – 2 : 1 : 1. Учитывая, что минерал «переходит» в биодоступную форму только под действием желудочного сока, приём его и щелочных веществ, нейтрализующих соляную кислоту, в том числе углеводов, ведёт к снижению усвоения элемента в кишечнике. При этом, совместное употребление соединения с ревенем, шпинатом, петрушкой, капустой, щавелем, редькой и смородиной потенцирует образование оксалатных камней в почках.

Помните, хорошо всасывается кальций из молочных продуктов за счет оптимального соотношения нутриентов и присутствия молочнокислых бактерий в таких изделиях. Причём для повышения биодоступности минерала допустимо использовать полезные жиры. Однако важно учитывать, что избыток или нехватка липидов в пищевом рационе препятствует полноценной абсорбции «костного» вещества, поскольку в первом случае для его расщепления недостаёт жёлчных кислот, а во втором – жирных кислот.

Оптимальное соотношение кальция и жира на одну порцию еды – 1 : 100.

Вывод

Таким образом, кальций – незаменимый макроэлемент для человеческого организма, который входит в состав костей, зубов, крови, клеточных и тканевых жидкостей. Его лучшие «партнёры» – магний, фосфор и витамин D. В данном тандеме «костеобразующий» элемент поддерживает здоровье костной, сердечно – сосудистой, эндокринной и нервной систем.

Покрывать суточную потребность организма в кальции лучше за счет природных продуктов питания: кисломолочных изделий, мака, кунжута, сыров, рыбы, орехов, зелени. Однако при потреблении такой пищи важно не переусердствовать, поскольку избыток минерала в организме ведет к его оседанию на стенках сосудов и внутренних органах, провоцируя камнеобразование и расстройства ЖКТ, сердечно- сосудистой системы.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Автор статьи:

Тедеева Мадина Елкановна

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог.

Общий стаж: 20 лет.

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп.

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия.

Повышение квалификации:

1. В 2016 году в Российской медицинской академией последипломного образования прошла повышение квалификации по дополнительной профессиональной программе «Терапия» и была допущена к осуществлению медицинской или фармацевтической деятельности по специальности терапия.

2. В 2017 году решением экзаменационной комиссии при частном учреждении дополнительного профессионального образования «Институт повышения квалификации медицинских кадров» допущена к осуществлению медицинской или фармацевтической деятельности по специальности рентгенология.

Опыт работы: терапевт – 18 лет, врач-рентгенолог – 2 года.

Источник