有趣得让人睡不着的化学
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20  钙

Calcium
相对原子质量40.1


来自拉丁语中的calcis(石灰)。

钙是什么颜色的?

钙是银白色金属。当你听到钙的时候,脑中浮现的是不是白色的物质?其实你看到的白色物质,是钙的化合物。钙与水发生缓慢反应,水一边溶解钙,一边产生氢气。钙不但是地壳的重要组成部分——石灰石、石膏、方解石的主要成分,也是生物骨头、牙齿、贝壳等的主要成分之一。

石灰石是由碳酸钙组成的,也是水泥的原料。鸡蛋壳、贝壳主要成分也是碳酸钙。

我们的身体中,含量最多的金属元素就是钙。除了我们前面提到的骨头和牙齿,钙在细胞和体液中也发挥着重要作用。一个健康的人体内约含1kg的钙,其中99%在骨头和牙齿中,剩下的1%在血液和细胞中。

珍珠是碳酸钙晶体和蛋白质层交相堆积而形成的矿物。

我们之前讲过,含钙和镁较多的水就是硬水。日本的饮用水多为软水。你用硬水冲洗肥皂,硬水中的离子会和肥皂反应产生不溶性的钙化合物,不会出很多泡沫。氯化钙被用来制作干燥剂和道路防冻剂。

生石灰和消石灰

高温煅烧石灰石,会得到二氧化碳气体和生石灰(氧化钙)。向生石灰中加入水,就会一边放热,一边生成消石灰(氢氧化钙)。

消石灰水溶液就是石灰水。在化学课上的一个实验就是,向石灰水中通二氧化碳,就会得到白色沉淀。这个白色沉淀就是和石灰石一样的碳酸钙。

生石灰常用作仙贝等食物的干燥剂。

人们曾经用消石灰在地上画白色线。但由于其碱性太强,如果碰到伤口或眼睛就会造成伤害,现在人们改用碳酸钙粉末画线了。

◆ 从石灰石得到生石灰和消石灰

有一种方便食品,只要你一拉包装线,温度就会升高,饭就会自动加热。它的原理就是,本来生石灰和水储存在两个地方,一拉线两种物质就会混合,发生氧化钙+水→氢氧化钙的放热反应。

溶洞的形成过程

石灰岩质地的土地上形成的空洞就是溶洞。石灰岩(碳酸钙)不溶于水,但加入二氧化碳后,就会变成溶于水的碳酸氢钙溶液。

溶解的部分变多后,就会形成空洞。

碳酸钙+水+二氧化碳→碳酸氢钙

当二氧化碳逸出溶液后,就会发生逆反应,碳酸钙会从水中析出。这样一来,就形成了像冰溜子一样的钟乳石和像竹笋一样的石笋。这些就是由溶解的碳酸氢钙溶液中析出的碳酸钙形成的,所以形成钟乳石和石笋需要很长的岁月。