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強健骨骼的鈣元素

[ 來源:科普時報 | 作者:宋丹 | 發布時間:2021-06-16 | 瀏覽:235次 ]

鈣,元素周期表第20號元素。

我們的骨骼中含有大量鈣元素,它是強健骨骼的中堅力量,是人體必需的常量元素。

人體中的鈣元素主要以羥基磷酸鈣晶體的形式存在于骨骼和牙齒中。很多人缺鈣后,會出現骨質疏松、牙齒脫落等癥狀。別小瞧了這部分鈣元素,它能增加軟組織的韌性,對人體的很多器官都有影響。例如皮膚、鼓膜、血管內膜、腦血管、腸道內膜的彈性都與鈣元素有關。缺鈣時,這些軟組織會變硬,失去彈性,慢慢地讓你憔悴、衰老、疾病纏身,可見鈣元素對人體健康的重要性。但是鈣也不能補得過多,過多的鈣容易增加結石的風險。所以醫生會建議通過食物來補鈣,還要多曬太陽,這樣可以增加維生素D,幫助人體對鈣元素的吸收。

鈣元素在地殼中的含量很豐富,但因為其化學性質非?;顫?,在自然界里多以離子狀態或化合物的形式存在,很難將其從化合物中還原成單質狀態。因此,化學家們一直認為,含碳酸鈣的石灰石焙燒后得到的氧化鈣是不可再分的物質。直到1808年5月,英國化學家戴維從瑞典貝采利烏斯和蓬丁醫生共同電解生石灰和水銀的混合物中取得鈣的實驗受到啟發,將濕潤的生石灰和氧化汞按3∶1混合電解,得到大量的鈣汞合金,將合金中的汞蒸餾后,最終獲得了銀白色的金屬鈣。

“千錘百煉出深山,烈火焚燒若等閑,粉身碎骨全不怕,愿留清白在人間”。于謙在《石灰吟》中描述的就是鈣的兩種化合物——碳酸鈣和氧化鈣之間的化學反應,可見人們對鈣的化合物使用由來已久。這些含鈣化合物多用于建筑領域,如石灰石、大理石、漢白玉都含有碳酸鈣;水泥、玻璃的原料里都需要石灰石;氫氧化鈣可以與沙子混合來砌磚;硫酸鈣可以用作水泥、油漆、膩子及其他建筑材料?,F在市場上已經出現更多的碳酸鈣:納米碳酸鈣,又稱超微細碳酸鈣,在塑料、橡膠中可作為填料降低生成成本,增強產品品質;在油墨、造紙、涂料工業中可增稠防沉提高性能;在飼料行業中可給畜禽補鈣;在化妝品中能增白,替代鈦白粉。

英美等大國對納米碳酸鈣的研究一直走在前列,美國著重于納米碳酸鈣在造紙和涂料上的應用,英國則主要從事填料專用納米碳酸鈣的研制。我國也開始布局碳酸鈣產業,2015年正式在廣西南寧成立了碳酸鈣行業協會,以促進碳酸鈣產業的進一步優化。

金屬鈣的使用和研究,相比其化合物要晚很多。金屬鈣主要用于冶煉金屬。我國對金屬鈣產業規?;a從2005年開始起步,在很多方面都有了重大突破,金屬鈣上、中、下游產品在內貿加工和出口外銷中均有增長,相信未來會有更多金屬鈣和含鈣的產品問世。

(作者系武漢市第二十中學化學教師、武漢市科學家科普團成員)