Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА (селективность) возможность метода или методики определять или обнаруживать искомый компонент (молекулы, ионы, функц. группы и т. д.) в присутствии др. сопутствующих компонентов. Реагенты и хим. реакции, обеспечивающие высокую И. а., наз. высокоизбирательными. И. а. характеризуют числом сопутствующих компонентов, которые не мешают определению искомого компонента, и макс. отношениями содержаний каждого из сопутствующих и искомого компонентов, при которых еще возможно надежное определение или обнаружение последнего (т. наз. факторами селективности). Мерой избирательности количеств. анализа служат обратные величины численных значений парциальной чувствительности γАК = (дγA)/(дCК), где γA — аналит. сигнал искомого компонента А при заданных содержаниях искомого и сопутствующих компонентов, CК — содержание сопутствующего компонента К. Избирательность многокомпонентной системы характеризуют матрицей парциальных чувствительностей (наз. также градуировочной матрицей данного способа анализа). И. а. зависит от избирательности отдельных стадий анализа и м. б. повышена маскированием мешающих компонентов или предварит. их отделением (концентрированием) с достаточно высоким коэф. разделения. В таких методах анализа, как полярография, эмиссионный спектральный анализ и др., И. а. в конечной стадии определяется разрешающей способностью прибора, т. е. той миним. разностью между абсциссами сигналов искомого и сопутствующего компонентов на регистриреумой кривой (регистрограмме), при которой еще можно надежно обнаружить или измерить сигнал искомого компонента. Разрешающая способность прибора зависит от ширины сигнала. Наиб. высокой И. а. характеризуются методы многокомпонентного анализа — масс-спектрометрия, нейтронно-активац. анализ, газожидкостная хроматография и др.
Лит.: Данцер К., Тан Э., Мольх Д., Аналитика, пер. с нем., М., 1981; Чарыков А. К., "Ж. аналит. химии", 1984, т. 39, № 9, с. 1708–14.
 

ИЗВЕСТНЯК наиб. распространенная осадочная карбонатная горная порода, состоящая гл. обр. из кальцита CaCO₃. Составляет 12% от всей массы осадочных пород. Хим. состав чистого И. близок к кальциту (CaO 56%, CO₂ 44,0%). В состав карбонатной части И. входят также доломит CaMg(CO₃)₂, FeCO₃ и MnCO₃ (менее 1%), некарбонатные примеси — глинистые алюмосиликаты и минералы кремнезема (опал, халцедон, кварц), в небольших количествах оксиды, гидроксиды и сульфиды Fe, Ca₃(PO₄)₂, CaSO₄, орг. вещество. Пром. классификация И. построена на соотношениях содержаний кальцита и главных примесей, доломита и глинистого вещества, количества которых могут варьировать непрерывно вплоть до полного преобладания. К И. принято относить породы с содержанием кальцита не менее 50%. По структуре агрегатов кальцита различают И. кристаллические (хемогенные), биогенные (сложенные скелетами известковых организмов, напр., мел, состоящий из мелких обломков и целых известковых скелетов микроорганизмов) и обломочные (смешанные структуры, напр., мергель, состоящий из кальцита, доломита и глинистого материала). Цвет И. преим. белый, светло-серый, желтоватый; примеси могут окрашивать его в бурый, красный, зеленый или черный цвета; карбонатная составляющая раств. в слабых кислотах; плотн. 2700–2900 кг/м³; предел прочности при сжатии от 0,4 до 300 МПа; т. разл. 825–920 °C. И. образуется в осн. в бассейнах нормальной солености на небольшой глубине, слагает мощные толщи в отложениях разного возраста. На территории СССР широко распространен на Восточно-Европейской (Русской) платформе и во всех горных сооружениях. И. — важнейший строит. материал, главный компонент в производстве извести и цемента; в металлургии служит флюсом, используется в производстве соды, Ca и CaC₂, стекла, сахара, целлюлозы. Его применяют при очистке нефтепродуктов, при изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минер. ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известковании почвы.
Лит.: Требования промышленности к качеству минерального сырья, в. 10. Известняк, 2 изд., М., 1961; Карбонатные породы, пер. с англ., т. 2, М., 1971.

КАДМИЙ (от греч. kadmeia - цинковая руда; лат. Cadmium) Cd, хим. элемент II гр. периодич. системы, ат. н. 48, ат. м. 112,41. Прир. кадмий состоит из восьми стабильных изотопов: 106Cd (1,22%), 108Cd (0,88%), 110Cd (12,39%), 111Cd (12,75%), 112Cd (24,07%), 113Cd (12,26%), 114Cd (28,85%) и 116Cd (7,58%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси 29.10-26 м2, для 113Cd 25.10-25 м². Конфигурация внеш. электронной оболочки 4d105s2; степень окисления +2, редко +1; энергии ионизации при последоват. переходе от Cd⁰ к Cd³⁺ соотв. 8,9939, 16,9085 и 37,48 эВ; сродство к электрону — 0,27 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,7; атомный радиус 0,146 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) Cd²⁺ 0,092 нм (4), 0,101 нм (5), 0,109 нм (6), 0,117 нм (7), 0,145 нм (12). Содержание кадмия в земной коре 1,35.10-5% по массе, в воде морей и океанов 0,00011 мг/л. Известно неск. очень редких минералов, напр., гринокит CdS, oтавит CdCO₃, монтепонит CdO. Кадмий накапливается в сульфидных рудах, в первую очередь в сфалерите (0,01-5,0%), особенно в маложелезистом, а также в галените (до 0,02%), халькопирите (до 0,12%), пирите (до 0,02%), блеклых рудах и станнине (до 0,2%). Извлекается попутно при переработке свинцово-цинковых и медных руд. Общие мировые ресурсы кадмия оцениваются в 20 млн. т, промышленные - в 600 тыс. т. Свойства. Кадмий - серебристо-белый металл с гексагoн. плотноупакованной кристаллич. решеткой, а = 0,2979 нм, с = 0,5618 нм, z = 2, пространств. группа С6/mmm; т. пл. 321,1°С, т. кип. 766,5 °С; плотн. 8,65 г/см³; С0p 26,0 Дж/(моль.К); DH0пл 6,2 кДж/моль, DH0исп 99,6 кДж/моль; S0298 51,8 Дж/(моль.К); ур-ния температурной зависимости давления пара (в гПа): для твердого lgp = 10,173 — 5924Т + 0,172T2 + 0,642.10-2lgT (298-595 К), для жидкого lgp = 11,47 - 5406T + 0,975Т2 (594-1040 К); температурный коэф. линейного расширения 29,0.10-6 К-1 (273 K; теплопроводность 92,85 Вт/(м.К) при 293 К; r 7.10-6 Ом.м, температурный коэф. r 4,0.10-3 К-1 (0-100°С). Ниже 0,519 К - сверхпроводник. Диамагнитен; магн. восприимчивость -0,176.10-9 (20°С). Стандартный электродный потенциал -0,403 В. Мягкий ковкий тягучий металл, хорошо вальцуется в листы, легко поддается полированию. Палочки кадмия при сгибании издают треск подобно олову. Твердость по Моосу 2, по Бринеллю (для отожженного образца) 200-275 МПа; модуль Юнга 63 ГПа; предел текучести 9,8 МПа; sраст 69 МПа; относительное удлинение 50% (20 °С). В сухом воздухе кадмий устойчив, во влажном на его пов-сти медленно образуется тонкая пленка оксида, предохраняющая металл от дальнейшего окисления. На воздухе выше т-ры плавления кадмий сгорает с образованием бурого CdO. 
Применение. Кадмий в основном (ок. 40%) используют для нанесения антикоррозионных покрытий на металлы. Высокая пластичность таких покрытий обеспечивает герметичность резьбовых соединений. Кадмиевые электроды применяют в аккумуляторах (~ 20% кадмия), нормальных элементах Вестона. Используют кадмий для получения пигментов (~ 20%) и спец. припоев, полупроводниковых материалов, стабилизаторов (~ 10%) пластмасс (напр., поливинилхлорида), как компонент антифрикционных, легкоплавких и ювелирных сплавов, для изготовления регулирующих и аварийных стержней ядерных реакторов. 
Исп. литература для статьи «КАДМИЙ»: Дзлиев И. И., Металлургия кадмия, М., 1962; Чижиков Д. М., Кадмий, 2 изд., М., 1967; Щербов Д. П., Матвеец М. А., Аналитическая химия кадмия, М., 1973; Арсенид и фосфид кадмия, Киш., 1976; Федоров П. И., Химия и технология малых металлов. Висмут и кадмий, М., 1986, П. И. Федоров.

КАДМИЯ АНТИМОНИД CdSb серые кристаллы с металлич. блеском, решетка ромбическая (а = 0,6471 нм, b = 0,8253 нм, с = 0,8526 нм, z = 8, пространственная группа Pbса); т. пл. 456 °C; плотн. 6,78 г/см3; С⁰_p 45,75 Дж/(моль∙К); ΔH0пл 32,1 кДж/моль, ΔH0обр −25,5 кДж/моль; S0298 94,7 Дж/(моль∙К). К. а. полупроводник р-типа; при 300 К ширина запрещенной зоны 0,56 эВ, подвижность носителей тока 1980 см²/(B.c); термоэдс +600 мкВ/К. На воздухе устойчив, в воде и органических растворителях не раств., разлагается минеральными кислотами. Получают К. а. сплавлением элементов в инертной атмосфере. Монокристаллы выращивают по методу Чохральского. К.а. — полупроводниковый материал для термоэлектрич. приборов и фотоэлементов. Токсичен. Известны метастабильные К. a. Cd₄Sb₃ и Cd₃Sb₂, также имеющие полупроводниковые свойства.

КАДМИЯ ГАЛОГЕНИДЫ бесцветные кристаллы, расплав бромида желтый, иодида — коричневый. Фторид CdF₂ кристаллизуется в кубич. решетке типа флюорита (а = 0,541 нм, z = 4, пространственная группа Fm3m); уравнения температурной зависимости давления пара (в гПа): lgp = 10,397 — 14089/T(1092 — 1255 К); lgp = 27,62 — 16170/T + 5,03lg T(1345 — 2020 К). Раств. в воде (4,06% по массе при 20 °C, 1,80% при 100 °C). Не раств. в этаноле. Образует дигидрат CdF₂^.2H₂O — кристаллы с ромбич. решеткой (а = 0,931 нм, b = 0,7078 нм, с = 0,8767 нм); устойчив на воздухе, разлагается выше 40 °C. Получают CdF₂ действием HF на CdCO₃. Оптич. материал, компонент стекол, люминофоров, лазерных материалов, твердых электролитов в хим. источниках тока. Бромид CdBr₂ — чешуйчатые кристаллы с перламутровым блеском; существует в двух модификациях: ромбоэдрической (для гексагон. установки а = 0,3985 нм, с = 1,878 нм, z = 3, пространственная группа ) и гексагональной (а = 0,400 нм, с = 0,628 нм). Известно множество политипов. Очень гигроскопичен, хорошо раств. в воде (52,9% по массе при 25 °C, 61,4% при 100 °C). Ниже 36 °C из водных растворов кристаллизуется тетрагидрат (ΔH⁰обр −1494 кДж/моль), выше — безводный бромид. Хорошо раств. в метаноле (13,9% по массе при 20 °C) и этаноле (23,3% при 20 °C), плохо — в эфире, ацетоне. Получают CdBr₂ бромированием Cd, действием HBr на CdCO₃. Катализатор в орг. синтезе, стабилизатор фотоэмульсий, компонент вирирующих составов в фотографии. Иодид CdI₂ блестящие кристаллы в виде листочков с гексагон. слоистой решеткой (а = 0,4240 нм, с = 0,6855 нм, z = 1, пространственная группа ). Известно также до 200 политипов, отличающихся последовательностью расположения слоев с гексагон. и кубич. плотнейшей упаковкой. Негигроскопичен. Хорошо раств. в воде (46,4% по массе при 25 °C, 56,1% при 100 °C). В интервале от −2,9 до −5,3 °C из водных растворов кристаллизуется тетрагидрат, который хорошо раств. в метаноле (67,4% по массе при 20 °C), этаноле (52,5% при 20 °C), ацетоне (29% при 20 °C), плохо в эфире и бензоле. Получают CdI₂ иодированием Cd при нагр. или в присутствии воды, действием HI на CdCO₃ или CdO. Катализатор в орг. синтезе, компонент пиротехн. составов, смазочных материалов. К. г. токсичны.

КАЗЕИН (от лат. caseus — сыр) осн. белковая фракция коровьего молока; относится к запасным белкам. Представляет собой смесь неск. фосфопротеидов (осн. компоненты — αs, β- и (-К.) сходной структуры. В коровьем молоке содержание К. составляет 2,8–3,5% по массе (от всех белков молока — ок. 80%), в женском — в два раза меньше. Содержание αs-, β- и (-К. от всего К. составляет соотв. 54,2, 30,1 и 13,3%. В фракцию К. входит также γ-К. (2,5% от всего К.) — продукт частичного протеолиза β-К., катализируемого протеиназой молока. Осн. компоненты К. имеют генетич. варианты, отличающиеся неск. аминокислотными остатками. Изучена первичная структура всех К. и их физ.-хим. свойства. Эти белки имеют мол. массу ок. 20 тыс., изоэлектрич. точку (рI) ок. 4,7. Содержат повыш. количества пролина (полипептидная цепь имеет β-структуру), устойчивы к действию денатурантов. Остатки фосфорной кислоты (обычно в виде Са-соли) образуют сложноэфирную связь гл. обр. с гидроксигруппой остатков серина. Высушенный К. — белый порошок без вкуса и запаха, практически не раств. в воде и органических растворителях, раств. в водных растворах солей и разб. щелочей, из которых выпадает в осадок при подкислении. К. обладает способностью к створаживанию. Этот процесс имеет ферментативную природу. У новорожденных в желудочном соке содержится особая протеиназа-реннин, или химозин, который отщепляет от (-К. гликопептид с образованием т. наз. пара-(-К., обладающего способностью к полимеризации. Этот процесс — первая стадия створаживания всего К. У взрослых животных и человека образование пара-(-К. происходит в результате действия пепсина. По способности к створаживанию К. сходен с фибриногеном плазмы крови, который при действии тромбина превращ. в легко полимеризующийся фибрин. Считается, что фибриноген является эволюц. предшественником К. Способность к створаживанию имеет большое значение для эффективной ассимиляции новорожденными молока, т. к. обеспечивает его задержку в желудке. К. легко доступен для пищеварит. протеиназ уже в нативном состоянии, в то время как все глобулярные белки приобретают это свойство при денатурации. При частичном протеолизе К., происходящем при ассимиляции молока новорожденными, образуются физиологически активные пептиды, регулирующие такие важные функции, как пищеварительную, кровоснабжение мозга, активность центр. нервной системы и др. Для выделения К. снятое молоко подкисляют до pH 4,7, что вызывает выпадение К. в осадок. К. содержит все необходимые организму аминокислоты (в т. ч. незаменимые), является главной составной частью творога и сыра; служит пленкообразователем в производстве клеев (см. клеи природные) и клеевых красок, а также сырьем для пластмасс и волокон.
Лит.: Черников М. П., Протеолиз и биологическая ценность белков (Казеины как собственно пищевые белки), М., 1975; Jenness R., в кн.: Lactation, v. 3, N.Y L., 1974, p. 1–107; Renner E., Milch und Milch producktc in der Ernahrung des Menschen, 4 Aufl., Munch., 1982.

КАЛИЙ (от араб. аль-кали — поташ; лат. Kalium) K хим. элемент I гр. периодической системы; относится к щелочным металлам, ат. н. 19, ат. м. 39,0983. Состоит из двух стабильных изотопов 39К (93,259%) и 41К (6,729%), а также радиоактивного изотопа ⁴⁰К (Т1/2 1,32∙109 лет). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 1,97∙10−28 м². Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s1; степень окисления +1; энергия ионизации К0 : К⁺ : К²⁺ соотв. 4,34070 эВ и 31,8196 эВ; сродство к электрону 0,47 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,8; атомный радиус 0,2313 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) К+ 0,151 нм (4), 0,152 нм (6), 0,160 нм (7), 0,165 нм (8), 0,178 нм (12). Содержание в земной коре 2,41% по массе. Осн. минералы: сильвин KCl, карналлит KCl.MgCl₂^.6H₂O, калиевый полевой шпат (ортоклаз) K[AlSi₃O₈], мусковит калиевая слюда) KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH, F)₂, каинит KCl^.MgSO₄^.3H₂O, полигалит K₂SO₄^.MgSO₄^.2CaSO₄^.2H₂O, алунит KAl₃(SO₄)₂(OH)₆. Свойства. К. — мягкий серебристо-белый металл с кубич. решеткой, а = 0,5344 нм, z = 2, пространственная группа Im3m. Т. пл. 63,51 °C, т. кип. 761 °C; плотн. 0,8629 г/см3; С⁰p 29,60 Дж/(моль∙К); ΔH⁰пл 2,33 кДж/моль, ΔH⁰возг 89,0 кДж/моль; S0298 64,68 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара (в мм рт. ст.): lgp = 7,34 — 4507/T(373–474 К); ρ 6,23.10−8 Ом∙м (0 °C), 8,71∙10−8 Ом∙м (25 °C) и 13,38.10−8 Ом∙м (77 °C); γ 0,114 Н/м (334 К), η 5,096∙10−4 Н.с/м² (350 К); теплопроводность 99,3 Вт/(м∙К) при 273 К и 44,9 Вт/(м∙К) при 473 К; при 273–323 К температурные коэф. линейного и объемного расширения составляют соотв. 8,33∙10−5 К−1 и 2,498∙10−4 К−1. К. может обрабатываться прессованием и прокаткой. К. химически очень активен. Легко взаимод. с O₂ воздуха, образуя калия оксид K₂O, пероксид K₂O₂ и надпероксид KO₂; при нагр. на воздухе загорается. С водой и разб. кислотами взаимод. со взрывом и воспламенением, причем H₂SO₄ восстанавливается до S²⁻, S⁰ и SO₂, а HNO₃ — до NO, N₂O и N₂. При нагр. до 200–350 °C реагирует с H₂ с образованием гидрида КН. Воспламеняется в атмосфере F₂, слабо взаимод. с жидким Cl₂, но взрывается при соприкосновении с Br₂ и растирании с I₂; при контакте с межгалогенными соед. воспламеняется или взрывается. С S, Se и Те при слабом нагревании образует соотв. K₂S, K₂Se и K₂Те, при нагр. с Р в атмосфере азота — K₃Р и K₂Р₅, с графитом при 250–500 °C — слоистые соед. состава C₈К-C₆₀К. С CO₂ не реагирует заметно при 10–30 °C; стекло и платину разрушает выше 350–400 °C. К. раств. в жидком NH3 (35,9 г в 100 мл при — 70 °C), анилине, этилендиамине, ТГФ и диглиме с образованием растворов с металлич. проводимостью. Раствор в NH₃ имеет темно-синий цвет, в присутствии Pt и следов воды разлагается, давая KNH₂ и H₂. С азотом К. не взаимод. даже под давлением при высоких температурах. При взаимодействии с NH₄N₃ в жидком NH₃ образуется азид KN₃. К. не раств. в жидких Li, Mg, Cd, Zn, Al и Ga и не реагирует с ними. С натрием образует интерметаллид KNa₂ (плавится инконгруэнтно при 7 °C), с рубидием и цезием — твердые растворы, для которых миним. температуры плавления составляют соотв. 32,8 °C (81,4% по массе Rb) и — 37,5 °C (77,3% Cs). С ртутью дает амальгаму, содержащую два меркурида -KHg₂ и KHg (т. пл. соотв. 270 °C и 180 °C). С таллием образует KTl (т. пл. 335 °C), с оловом — K₂Sn, KSn, KSn₂ и KSn₄, со свинцом — KPb (т. пл. 568 °C) и фазы состава K₂Pb₃, KPb₂ и KPb₄, с сурьмой — K₃Sb и KSb (т. пл. соотв. 812 и 605 °C), с висмутом — K₃Bi, K₃Bi₂ и KBi₂ (т. пл. соотв. 671, 420 и 553 °C). К. энергично взаимод. с оксидами азота, а при высоких температурах — с CO и CO₂. Восстанавливает В₂O₃ и SiO₂ соотв. до В и Si, оксиды Al, Hg, Ag, Ni и др. — до своб. металлов, сульфаты, сульфиты, нитраты, нитриты, карбонаты и фосфаты металлов — до оксидов или своб. металлов. Со спиртами К. образует алкоголяты, с галогеналкилами и галогенарилами — соотв. калийалкилы и калийарилы. Получение. К. производят взаимод. Na с KOH при 380–450 °C или KCl при 760–890 °C. Реакции проводят в атмосфере N₂. Взаимод. KOH с жидким Na осуществляют противотоком в тарельчатой колонне из Ni. При реакции с KCl пары Na пропускают через расплав KCl. Продукт реакций — сплав К — Na. Его подвергают ректификации и получают К. с содержанием примесей (в % по массе): 1∙10−3 Na и 1∙10−4 С1. Кроме того, К. получают: вакуум-термич. восстановлением KCl карбидом CaC2, сплавами Si-Fe или Si-Al при 850–950 °C и остаточном давлении 1,33 13,3 Па; нагреванием K₂Cr₂O₇ с Zr при 400 °C; электролизом KOH с железным катодом; электролизом KCl (или его смеси K2CO3) с жидким свинцовым катодом при 680–720 °C с послед. разделением К и Pb вакуумной дистилляцией; электролизом 50%-ного раствора KNH₂ в жидком NH₃ при 25 °C и давлении 0,75 МПа с амальгамой К. в качестве анода и катодом из нержавеющей стали, при этом образуется 30%-ный раствор К. в жидком NH₃, который выводится из аппарата для отделения К. Определение. Качественно К. обнаруживают по розово-фиолетовому окрашиванию пламени и по характерным лииниям спектра: 404,41, 404,72, 766,49, 769,90 нм. Наиболее распространенные количеств. методы, особенно в присутствии др. щелочных металлов, — эмиссионная пламенная фотометрия (чувствительность 1∙10−4 мкг/мл) и атомно-абсорбц. спектрометрия (чувствительность 0,01 мкг/мл). В меньшей степени используются химико-спектральный и спектрофотометрич. методы с применением дипикриламина (чувствительность 0,2–1,0 мкг/мл). При большом содержании К. в пробе применяют гравиметрич. метод с осаждением К. в виде тетрафенилбората, K₂[PtCl₆] или KClO₄ в среде бутанола. Применение. К. — материал электродов в хим. источниках тока; компонент катодов-эмиттеров фотоэлементов и термоэмиссионных преобразователей, а также фотоэлектронных умножителей; геттер в вакуумных радиолампах; активатор катодов газоразрядных устройств. Сплав К. с Na — теплоноситель в ядерных реакторах. Радиоактивный изотоп 40К служит для определения возраста горных пород (калийаргоновый метод). Искусств. изотоп 42К (T1/2 12,52 года) — радиоактивный индикатор в медицине и биологии. К. — важнейший элемент (в виде соед.) для питания растений (см. калийные удобрения). К. вызывает сильные ожоги кожи, при попадании мельчайших его крошек в глаза тяжело их поражает, возможна потеря зрения. Загоревшийся К. заливают минер. маслом или засыпают смесью талька и NaCl. Хранят К. в герметически закрытых железных коробках под слоем обезвоженного керосина или минер. масла. Отходы К. утилизируют обработкой их сухим этанолом или пропанолом с послед. разложением образовавшихся алкоголятов водой. К. открыл Г. Дэви в 1807.
Лит.: Натрий и калий, Л., 1959; Коренман И. М., Аналитическая химия калия, М., 1964; Теплофизическиe свойства щелочных металлов, М., 1970, (Тр. МЭИ, в. 75); Вольнов И. И., Перекисные соединения щелочных металлов, М., 1980.

КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ содержат в качестве осн. питательного элемента калий. Важнейшие виды: техн. хлорид калия KCl (58–62% K₂O), техн. сульфат калия K₂SO₄ (45–50% K₂O), калимагнезия K₂SO₄^.MgSO₄ (26–28% K₂O), т. наз. калийная смешанная соль (30–50% K₂O), получаемая мех. смешением тонкоизмельченной сильвинитовой руды KCl.NaCl с техн. KCl. Хлорид калия и калийная смешанная соль гигроскопичны и слеживаются при перевозках и хранении, сульфат калия и калимагнезия малогигроскопичны и не слеживаются. Калийные соли, которые содержатся в удобрениях, хорошо растворяются в воде. Наиб. распространенное удобрение — KCl. Сырьем для его производства служат сильвинитовые руды (12–30% K₂O), которые состоят преим. (95–98%) из сильвина KCl и галита NaCl с небольшими примесями солей Mg и Ca и не растворяющихся в воде глинистых шламов. Иногда перерабатывают карналлитовые руды (12–13% K₂O), где калий находится в виде карналлита KCl^.MgCl₂^.6H₂O (70–75%). Сырье для получения K₂SO₄ и калимагнезии — полиминер. руды (10–12% K₂O), в состав которых входят гл. обр. каинит KCl^.MgSO₄^.3H₂O и лангбейнит K₂SO₄^.2MgSO₄. Важнейшие запасы калийных руд и производства на их основе К. у. сосредоточены в СССР (Пермская область, Казахстан, Украина, Белоруссия), Канаде (Саскачеван), США (Нью-Мексико, Калифорния), ГДР (Штасфурт), ФРГ (Ганновер, Гарц, Гессен, Баден), Франция (Эльзас), Италия (о. Сицилия). Переработка калийных руд осуществляется неск. методами. Флотационный метод основан на разл. смачиваемости в насыщ. водных растворах частиц минералов и накоплении их на поверхности раздела фаз (см. флотация). При получении К. у. широко применяют т. наз. пенную флотацию, когда мелкие частицы (0,3–0,8 мм) руды благодаря добавлению флотореагентов избирательно прилипают к пропускаемым через раствор мелким пузырькам воздуха и выносятся на поверхность, образуя сгущаемую в дальнейшем пену. Переработка флотац. методом полиминер. руд приводит к получению концентрата, который содержит 18–19% K₂O и 8–10% MgO. Галургич. метод основан на разл. характере изменения растворимости минералов, напр. сильвина и галита, при повышении температуры: растворимость KCl возрастает, NaCl — снижается. Измельченную (куски размером менее 5 мм) сильвинитовую руду обрабатывают при высокой температуре (110–114 °C) насыщенным при 25–30 °C раствором солей. При этом из руды в раствор переходит только KCl, a NaCl остается в твердой фазе, которую отделяют от раствора фильтрованием, обезвоживают и удаляют в отвал. Горячий раствор охлаждают до 25–30 °C на вакуум-кристаллизац. установке с послед. обезвоживанием и сушкой кристаллов KCl. Маточный раствор нагревают и возвращают на обработку исходной руды. В зависимости от состава полиминер. руд описанным методом можно получать калимагнезию, или сульфат калия. Последний производят также т. наз. конверсионным методом — взаимодействием KCl с сульфатами Na и Mg. Вследствие сравнительно малой растворимости в воде K₂SO₄ выпадает в осадок, который отфильтровывают и высушивают, а соответствующий хлорид остается в растворе. Электростатич. сепарация заключается в образовании на поверхности измельченных до 2 мм частиц руды при их нагревании (100–120 °C) и обработке спец. реагентами (напр., салициловой кислотой) разноименных электрич. зарядов с послед. их разделением в барабанном, трубчатом или др. электростатич. сепараторе. Данным методом вырабатывают в настоящее время только KCl. При флотац. методе получают кристаллы KCl размером 0,30 мм (ок. 70%), при галургическом — 0,15 мм (ок. 50%). В последнем случае благодаря регулируемой вакуум-кристаллизации удается получать непылящий продукт с размерами кристаллов 0,6–1,0 мм, а при гранулировании мелкозернистого KCl на валковых прессах — гранулы с размерами от 1 до 4 мм. Для устранения слеживаемости при хранении KCl и калийной смешанной соли их обрабатывают спец. реагентами, напр., алифатич. аминами C16-C20 (200 г/т). Присутствие калия в растениях оказывает значит. влияние на обмен в них веществ и рост. При внесении К. у. в почву повышаются засухоустойчивость и морозостойкость, а также устойчивость с.-х. культур к болезням. К. у. применяют обычно на фоне фосфорных или фосфорных и азотных удобрений, гл. обр. на дерново-подзолистых почвах, чаще на песчаных и супесчаных, а также на осушенных торфяниках, кремнеземах, серых лесных, выщелоченных почвах. Особенно эффективны К. у. при внесении под картофель, овощные и плодово-ягодные культуры, сахарную свеклу, лен, подсолнечник, бобовые многолетние травы, кормовые корнеплоды и др. Бесхлорные К. у. вносят в осн. под культуры, отрицательно реагирующие на введение в почву хлора (эфирномасличные, цитрусовые, чай, табак и т. п.). Дозы внесения К. у. в СССР 45–120 кг/га. Мировое производство К. у. (в пересчете на K2O) более 28 млн. т/год, в т. ч. в СССР 10,4 млн. т/год (1986).
Лит.: Соколовский А. А., Унанянц Т. П., Краткий справочник по минеральным удобрениям, М., 1977; Кашкаров О. Д., Соколов И. Д., Технология калийных удобрений. Л., 1978; Технология калийных удобрений, под ред. В. В. Печковского, 2 изд., Минск, 1978; Справочная книга по химизации сельского хозяйства, под ред. В. М. Борисова, 2 изд., М., 1980; Галургия. Теория и практика, под ред. И. Д. Соколова, Л., 1983.

КАЛЬЦИЙ (от лат. calx, род. падеж calcis — известь; лат. Calcium) Ca хим. элемент II гр. периодической системы, относится к щелочноземельным элементам, ат. н. 20, ат. м. 40,08. Прир. К. состоит из шести стабильных изотопов — ⁴⁰Са (96,94%), ⁴⁴Са (2,09%), ⁴²Са (0,667%), ⁴⁸Са (0,187%), ⁴³Са (0,135%) и ⁴⁶Са (0,003%). Поперечные сечения (10−28 м²) захвата тепловых нейтронов изотопов с мас. ч. 40, 42, 44, 46 и 48 равны соотв. 0,22, 40, 0,63, 0,25 и 1,1. Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s²; степень окисления +2, очень редко +1; энергии ионизации Ca0 : Ca⁺ : Ca²⁺ соотв. равны 6,11308 и 11,8714 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,0; атомный радиус 0,197 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) Ca²⁺ 0,114 нм (6), 0,126 нм (8), 0,137 нм (10), 0,148 нм (12). По распространенности в земной коре К. занимает пятое место (после О, Si, Al, Fe), его содержание в земной коре составляет 3,38% по массе. Встречается только в виде соед., в основном солей кислородсодержащих кислот; известно ок. 400 минералов, содержащих К. Очень распространены разл. силикаты и алюмосиликаты, напр., анортит Са[Al₂Si₂O₈], диопсид CaMg[Si₂O₆], волластонит Ca₃[Si₃O₉]. Кроме них пром. значение имеют кальцит CaCO₃ (прир. формы — известняк, мел, мрамор), доломит CaMg(CO₃)₂, фосфорит Ca₅(PO₄)₃(ОН, CO₃) (с разл. примесями), апатиты Ca₅(PO₄)₃(F, Cl), гипс CaSO₄^.2H₂O, флюорит CaF₂ и др. Большое количество К. находится в прир. водах вследствие существования глобального карбонатного равновесия между практически нерастворимым CaCO₃, хорошо растворимым Са(НCO₃)₂ и находящимся в воде и воздухе CO₂. Значительное количество К. содержится в организмах мн. животных, напр., гидроксилапатит — в костной ткани позвоночных, CaCO₃ — в раковинах моллюсков, яичной скорлупе. Свойства. К. — серебристо-белый металл.  На воздухе, содержащем пары воды, К. быстро покрывается слоем смеси оксида CaO и гидроксида Ca(OH)₂. Он интенсивно окисляется кислородом до CaO; при нагр. в кислороде и на воздухе воспламеняется. С водой К. реагирует с выделением H₂ и образованием Ca(OH)₂, причем в холодной воде скорость реакции постепенно уменьшается вследствие образования на поверхности металла слоя малорастворимого Ca(OH)₂. Интенсивно реагирует с галогенами, давая СаХ₂. При нагр. К. с расплавами его галогенидов образуются моногалогениды СаХ, которые стабильны только выше температур плавления дигалогенидов (они диспропорционируют при охлаждении с образованием Ca и СаХ₂). С H₂ при нагр. К. дает гидрид CaH₂, в котором водород является анионом. При нагр. в атмосфере азота загорается и образует нитрид Ca₃N₂, известный в двух кристаллич. формах — высокотемпературной α (плотн. 2,63 г/см3) и низкотемпературной β (коричневого цвета); т. пл. 1195 °C. Нитрид Ca₃N₄ получен при нагр. в вакууме амида Ca(NH₂)₂. С углеродом К. образует кальция карбид CaC₂, с бором — борид СаВ₆ (т. пл. 2235 °C), с кремнием — силициды Ca₂Si (т. пл. ~ 900 °C, с разл.), CaSi (т. пл. 1245 °C), Ca₃Si₄ (т. пл. 1020 °C, с разл.) и CaSi₂ (т. пл. 1000 °C), с фосфором — фосфиды Ca₃P₂, СаР и СаР₃, с халькогенами — халькогениды CaS (т. пл. 2525 °C), CaSe (т. пл. 1470 °C), СаТе (т. пл. 1510 °C). Известны также полихалькогениды CaS₄, CaS₅, Ca₂Те₃. К. образует соединения с мн. металлами, в частности с Ag, Au, Al, Cu, Mg, Rb. Металлич. К. вытесняет из расплавов солей большинство др. металлов. К. хорошо раств. в жидком NH₃ с образованием синего раствора, при испарении которого выделяется аммиакат [Са(NH₃)₆] — твердое соед. золотистого цвета с металлич. проводимостью; разлагается на Ca и NH₃ при 12 °C; воспламеняется на воздухе. К. медленно реагирует с жидким NH₃ (быстро — в присутствии Pt) с выделением H₂ и образованием амида Ca(NH₂)₂. Соли К. обычно получают взаимод. кислотных оксидов с CaO, действием кислот на Ca(OH)₂ или CaCO₃, обменными реакциями в водных растворах электролитов. Мн. соли хорошо раств. в воде, они почти всегда образуют кристаллогидраты. В структуре богатых водой кристаллогидратов ион Ca²⁺ обычно окружен 6, иногда 7–9 молекулами H₂O, расстояние Ca — H₂O равно 0,233–0,241 нм. Соли К. бесцветны (если бесцветен анион). Пероксид CaO₂ получают по реакции Ca(OH)₂ + H₂O₂ → CaO₂ + 2H₂O. Из раствора выделяется октагидрат, удалением воды из него получают безводный CaO₂. Комплексы, содержащие ион Ca²⁺, образуются в водных растворах, преим. с кислородсодержащими хелатообразующими лигандами, в частности комплексонами, напр. [Са(ЭДТА)]₂− (ЭДТА — анион этилендиаминотетрауксусной кислоты). На образовании хелатных комплексов ионов Ca²⁺ с анионами полифосфорных кислот основано действие полифосфатов Na как умягчителей воды. В неводных растворителях ион Ca²⁺ образует комплексы с молекулами растворителя; из таких растворов часто кристаллизуются сольваты солей К. В водной среде сольватокомплексы обычно разрушаются и превращаются в аквакомплексы. Получение. В промышленности К. получают электролизом расплава CaCl₂ (75–85%) + KCl, а также алюмотермич. восстановлением CaO. Необходимый для электролиза чистый безводный CaCl₂ производят хлорированием CaO при нагр. в присутствии угля или обезвоживанием CaCl₂^.6H₂O, полученного действием соляной кислоты на известняк. По мере выделения К. в электролит добавляют CaCl₂. Электролиз ведут с графитовым анодом, катодом служит жидкий сплав Ca (62 65%) + Cu. Содержание К. в сплаве постоянно возрастает. Часть обогащенного сплава периодически извлекают и добавляют сплав, обедненный К. (30–35% Са). Температура процесса 680–720 °C; при более низкой температуре обогащенный К. сплав всплывает на поверхность электролита, а при более высокой происходит растворение К. в электролите с образованием CaCl.  Алюмотермич. метод основан на реакции: 6CaO + 2Al → 3CaO^.Al₂O₃ + 3Са. Из смеси CaO с порошкообразным Al прессуют брикеты; их помещают в реторту из хромоникелевой стали и отгоняют образовавшийся К. при 1170–1200 °C и остаточном давлении 0,7–2,6 Па. Аналогично К. может быть также получен восстановлением CaO ферросилицием или силикоалюминием. К. выпускают в виде слитков или листов с чистотой 98–99%. Определение. Качественно К. обнаруживают микрокристаллич. методом путем осаждения его в виде оксалата, сульфата, (NH₄)₂Ca[Fe(CN)₆], тартрата, иодата, комплексов К. с пикролоновой кислотой, 8-гидроксихинолином и др. труднорастворимых соед. (ион К. образует правильные кристаллы с мн. реагентами). Количественно К. определяют комплексонометрич. титрованием в щелочной среде трилоном Б (натриевая соль этилендиаминотетрауксусной кислоты) в присутствии индикаторов (эриохром черный Т, мурексид, флуорексон и др.). Применяют также гравиметрич. методы определения К. в виде сульфата, молибдата, оксалата. Для определения малых концентраций и следовых количеств используют эмиссионный спектральный анализ, атомно-абсорбц. спектроскопию, пламенную фотометрию и рентгеновскую флуоресценцию. Чувствительность этих методов 10−2–10−6% по массе К. От др. элементов К. отделяют осаждением в виде сульфата, молибдата или оксалата, экстракцией трибутилфосфатом, экстрагентом азо-окси-БН в полярных растворителях, ионным обменом либо хроматографически. Применение. К. применяют при металлотермич. получении U, Th, Ti, Zr, Cs, Rb и некоторых лантаноидов из их соед., для удаления примесей кислорода, азота, серы, фосфора из сталей, бронз и др. сплавов, обезвоживания орг. жидкостей, очистки Ar от примеси N2, как геттер в вакуумных устройствах, легирующий элемент для алюминиевых сплавов, как модифицирующую добавку для магниевых сплавов. Сплавы Ca + Pb антифрикц. материалы в производстве подшипников. Несравненно большее применение находят соед. К. • см., напр. вяжущие материалы, кальция алюминаты, кальция гипохлорит, кальция карбид, кальция оксид, кальция силикаты, кальция фосфаты, кальция фторид Мировое производство соед. К. и материалов, содержащих К. (в т. ч. сплавов), ок. 1 млрд. т/год. Металлич. К. впервые получил в 1808 Г. Дэви.
Лит.: Родякин В. В., Кальций, его соединения и сплавы, М., 1967; Фрумина Н С., Кручкова Е. С., Муштакова С. П., Аналитическая химия кальция, М., 1974.

КАЛЬЦИЯ КАРБИД CaC₂ бесцветные кристаллы, цвет техн. продукта изменяется от светло-бурого до черного; существует в трех модификациях: α с кубич. решеткой типа FeS2 (а = 0,5888 нм, пространственная группа Pa3), устойчива ниже 25 °C; β с тетрагон. решеткой (а = 0,380 нм, с = 0,638 нм, пространственная группа I4/mmm), устойчива при 25–447 °C; γ с триклинной решеткой (а = 0,842 нм, b = 0,394 нм, с = 1,184 нм, α = 93,4°, β = 92,5°, γ = 89,9°), существует выше 447 °C; т. пл. 2160 °C, т. кип. 2300 °C; плотн. 2,22 г/см3; С°p 62,76 Дж/(моль∙К); ΔH⁰пл 32,19 кДж/моль, ΔH⁰обр −59,9 кДж/моль, ΔG⁰обр −64,9 кДж/моль; S0298 70,01 Дж/(моль∙К). Бурно реагирует с водой с выделением ацетилена, с разб. минеральными кислотами и водными растворами щелочей. С H₂ выше 2200 °C образует ацетилен и CaH₂, с N₂ и NH₃ при нагр. — цианамид CaCN₂. Окисляется на воздухе выше 700 °C, взаимод. с Cl₂ и HCl выше 250 °C. К. к. — сильный восстановитель; восстанавливает при нагр. почти все оксиды металлов до карбидов или своб. металлов. Получают К. к. преим. восстановлением CaO углеродом в дуговых печах. Применяют для пром. производства цианамида Ca и ацетилена.