Путешествие в Страну элементов

CaC₂ + 2H₂O = Ca(ОН)₂ + C₂H₂.

Раньше ацетиленом пользовались лишь в качестве горючего для освещения. Когда для сжигания ацетилена применили не воздух, а чистый кислород, отчего температуру пламени удалось довести до 3 тысяч градусов, ацетиленовые горелки стали использовать для резки и сварки металлов. В результате работ знаменитого русского химика А. Е. Фаворского ацетилену была открыта широкая дорога в химическую промышленность.

Интересно, что действие на карбид кальция водяного пара при высокой температуре приводит к образованию не ацетилена, а водорода:

CaC₂ + 5H₂O = CaCO₃ + CO₂ + 5H₂.

Таким методом можно получать водород для технических целей.

Карбид кальция, соединяясь с азотом воздуха, образует цианамид:

CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C.

Это соединение также имеет широкое применение. Прежде всего образование цианамида было одним из первых способов связывания азота воздуха: при действии водяного пара на цианамид его азот освобождается уже в форме аммиака. Медленно этот процесс идет и при внесении цианамида в почву: CaCN₂ + 3H₂O = CaCO₃ + 2NH₃. Это позволяет использовать цианамид непосредственно в качестве удобрения. Из цианамида можно получить и еще более ценное вещество — мочевину, которая используется в промышленности пластмасс, а также в качестве удобрения и белкового корма в животноводстве. Цианамид имеет и еще одно любопытное применение в сельском хозяйстве. Если обработать этим веществом поля хлопчатника, растения сбрасывают листья. Это позволяет убирать хлопок машинами.

Широко используется в промышленности известь. Она нужна при получении соды, хлорной извести, бертолетовой соли, ядохимикатов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Многие соли кальция присоединяют воду с образованием кристаллогидратов. Ярко выражено это свойство у хлорида кальция, который может присоединить шесть молекул воды. Поэтому хлорид кальция очень гигроскопичен, жадно поглощает влагу, содержащуюся в воздухе или органических растворителях, что позволяет использовать его в качестве осушителя. Важной областью применения этой соли является приготовление холодильных смесей. Раствор, содержащий 32,5 процента хлористого кальция, замерзает только при минус 51 градусе. Деревянные предметы, пропитанные этой солью, становятся несгораемыми. Хлористый кальций — важный медикамент.

Кальций входит в состав почти всех сортов стекла. Однако обычное стекло пропускает лишь более или менее ограниченный спектр лучей. Ультрафиолетовых лучей оно почти не пропускает. Кварцевое стекло лишено этого недостатка, но оно задерживает лучи инфракрасной части спектра. Замечательным материалом для оптических приборов являются прозрачные образцы минерала флюорита — фтористого кальция. Он пропускает как ультрафиолетовые, так и инфракрасные лучи.

Мы не случайно до сих пор ничего не сказали о металлическом кальции. Хотя прошло полтора века с того момента, как ученые впервые получили этот мягкий блестящий металл в чистом виде, но и сегодня он используется в основном в виде соединений. Получают металлический кальций электролизом безводного хлористого кальция. Он находит некоторое применение в металлургии. Благодаря своей высокой активности кальций при добавлении в расплавы металлов энергично соединяется с примесями, в том числе с газами, и тем самым улучшает качество металла.

Трудовой вклад собратьев

Соединения стронция, бария и кальция применяются в пиротехнике: стронций придает пламени красный, барий — зеленый, кальций — красно-оранжевый цвет. Это же свойство можно использовать и для открытия этих элементов при химическом анализе.

Если добавить к раствору, содержащему серную кислоту или ее соли, хлористый барий, немедленно выпадает белый осадок нерастворимого сульфата бария, взвешиванием которого можно определить количество сульфат-ионов в исходном растворе.

Сульфат бария используется как белая краска, а также в рентгенотехнике и медицине в качестве контрастного вещества. При исследовании желудка, например, пациент принимает кашицу из сульфата бария. А поскольку барий частично поглощает рентгеновское излучение, стенки желудка становятся видимыми. Важно отметить, что эта соль безвредна для организма, в то время как растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты (так, хлористый барий, например, применяют для борьбы с вредителями растений).

Полезным свойством бария является его способность образовывать, кроме нормального окисла BaO, еще и перекись BaO₂. В технике это соединение получают при нагревании окиси бария до 600 градусов в токе воздуха:

2BaO + O₂ = 2BaO₂.

При действии воды на перекись бария выделяется перекись водорода:

BaO₂ + 2H₂O = Ва(OH)₂ + H₂O₂.

При нагревании же выше 600 градусов перекись бария разлагается, отдавая кислород:

2BaO₂ = 2BaO + O₂.