Кальцій (Ca, Calcium)

Кальцій був відкритий в 1808 році Хемфрі Деві, який шляхом електролізу гашеного вапна і оксиду ртуті отримав амальгаму кальцію, в результаті процесу вигонки ртуті з якої і залишився метал, що отримав назву кальцій. Латиною вапно звучить як calx, саме ця назва була обрана англійським хіміком для відкритої речовини.

Загальна характеристика кальцію

Кальцій є елементом головної підгрупи ІІ групи IV періоду періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва має атомний номер 20 і атомну масу 40,08. Прийняте позначення – Ca (від латинського – Calcium).

Фізичні та хімічні властивості

Кальцій є хімічно активним м'яким лужним металом сріблясто-білого кольору. Через взаємодію з киснем і вуглекислим газом поверхня металу тьмяніє, тому кальцій потребує особливого режиму зберігання – обов'язково щільно закрита ємність, в якій метал заливають шаром рідкого парафіну або гасу.

Добова потреба у кальції

Кальцій – найбільш відомий з необхідних людині мікроелементів, добова потреба у ньому становить від 700 до 1500 мг для здорової дорослої людини, але вона збільшується під час вагітності та лактації, це потрібно враховувати та отримувати кальцій у вигляді препаратів.

Знаходження у природі

Кальцій має дуже високу хімічну активність, тому у вільному (чистому) вигляді не зустрічається у природі. Тим не менш, є п'ятим за поширеністю в земній корі, у вигляді сполук є в осадових (вапняк, крейда) та гірських породах (граніт), багато кальцію містить польовий шпат анорит.

У живих організмах поширений досить широко, його наявність виявлено в рослинах, організмах тварин і людини, де він присутній, в основному, у складі зубів та кісткової тканини.

Продукти харчування багаті на кальцій

Джерела кальцію: молочні та кисломолочні продукти (основне джерело кальцію), броколі, капуста, шпинат, листя ріпи, капуста цвітна, спаржа. Кальцій містять також яєчні жовтки, боби, сочевиця, горіхи, інжир (calorizator). Ще хороше джерело харчового кальцію – м'які кістки лосося та сардин, будь-які морепродукти. Чемпіоном за вмістом кальцію є кунжут, але лише у свіжому вигляді.

В організм кальцій повинен надходити у певному співвідношенні з фосфором. Оптимальним співвідношенням цих елементів прийнято вважати 1: 1,5 (Са: Р). Тому правильно вживати продукти харчування, багаті цими мінералами одночасно, наприклад, яловичу печінку та печінку жирних сортів риб, зелений горошок, яблука та редис.

Засвоюваність кальцію

Перешкодою для нормального засвоєння кальцію з харчових продуктів є вживання в їжу вуглеводів у вигляді солодощів та лугів, що нейтралізують соляну кислоту шлунка, необхідну для розчинення кальцію. Процес засвоєння кальцію досить складний, тому іноді недостатньо отримувати його тільки з їжею, потрібний додатковий прийом мікроелемента.

Взаємодія з іншими

Для покращення всмоктування кальцію в кишечнику необхідний вітамін D, який має властивість полегшувати процес засвоєння кальцію. При прийомі кальцію (у вигляді добавок) у процесі їжі відбувається блокування всмоктування заліза, але прийом препаратів кальцію окремо від їжі не впливає на цей процес.

Корисні властивості кальцію та його вплив на організм

Майже весь кальцій організму (від 1 до 1,5 кг) знаходиться у кістках та зубах. Кальцій бере участь у процесах збудливості нервової тканини, скоротливості м'язів, процесах згортання крові, входить до складу ядра і мембран клітин, клітинних і тканинних рідин, має антиалергічну та протизапальну дію, запобігає ацидозу, активує ряд ферментів і гормонів. Кальцій також бере участь у регуляції проникності клітинних мембран, має дію, протилежну натрію.

Ознаки нестачі кальцію

Ознаками нестачі кальцію в організмі є такі, на перший погляд, не пов'язані між собою симптоми:

• знервованість, погіршення настрою;
• прискорене серцебиття;
• судоми, оніміння кінцівок;
• уповільнення зростання та дітей;
• підвищений артеріальний тиск;
• розшарування та ламкість нігтів;
• біль у суглобах, зниження «больового порога»;
• рясні менструації.

Причини нестачі кальцію

Причинами нестачі кальцію можуть бути незбалансовані дієти (особливо голодування), низький вміст кальцію в їжі, куріння та захоплення кавою та кофеїнсодержащими напоями, дисбактеріоз, хвороби нирок, щитовидної залози, вагітність, періоди лактації та менопаузи.

Ознаки надлишку кальцію

Надлишок кальцію, який може виникнути при надмірному вживанні молочних продуктів або неконтрольованому прийомі препаратів, характеризується сильною спрагою, нудотою, блюванням, втратою апетиту, слабкістю та посиленим сечовиділенням.

Застосування кальцію у житті

Кальцій знайшов застосування в металотермічному одержанні урану, у вигляді природних сполук використовується як сировина для виробництва гіпсу та цемент, як засіб дезінфекції (усім відома) хлорка).

Автор: Вікторія Н. (Спеціально для Calorizator.ru)
Копіювання цієї статті повністю або частково заборонено.

Кальцій Ca №20

Кальцій — одне із найпоширеніших елементів Землі. У природі його дуже багато: із солей кальцію утворені гірські масиви та глинисті породи, він є в морській та річковій воді, входить до складу рослинних та тваринних організмів.

Кальцій постійно оточує людину: майже всі основні будматеріали - бетон, скло, цегла, цемент, вапно - містять цей елемент у значних кількостях.

Скільки кальцію у людині?

Навіть пролітаючи в літаку на багатокілометровій висоті, ми не позбавляємося постійного сусідства з елементом № 20. Якщо, припустимо, у літаку 100 осіб, то, значить, цей літак несе на борту приблизно 150 кг кальцію — в організмі кожної дорослої людини не менше кілограма елемента № 20. Не виключено, що під час польоту кількість кальцію поблизу нас набагато більша: відомо, що сплави кальцію з магнієм застосовуються в літакобудуванні, тому не виключено, що в літаку є не тільки «органічний», а й «власний», «конструкційний» кальцій.

Незважаючи на повсюдну поширеність елемента № 20, навіть хіміки і то не всі бачили елементний кальцій. Адже цей метал і зовні і за поведінкою зовсім несхожий на лужні метали, спілкування з якими загрожує небезпекою пожеж і опіків. Його можна спокійно зберігати на повітрі, він не спалахує від води. Механічні властивості елементного кальцію не роблять його «білою Бороною» в сім'ї металів: за міцністю та твердістю кальцій перевершує багато хто з них; його можна обточувати на токарному верстаті, витягувати у дріт, кувати, пресувати.

І все-таки як конструкційний матеріал елементний кальцій не застосовується. Для цього він надто активний.Кальцій легко реагує з киснем, сіркою, галогенами. Навіть з азотом і воднем при певних умовах він вступає в реакції.₂.

Природно, що, володіючи такими хімічними властивостями, кальцій не може перебувати в природі у вільному стані.₃ - одне з найпоширеніших на Землі з'єднань.₃ покривають близько 40 млн. км 2 земної поверхні.₃ з незначними домішками, а кальцит – чистий CaCO₃.

Найважливіший з цих порід - вапняк (Правильніше говорити не про вапняку, а про вапняки: вапняки різних родовищ відрізняються за щільністю, складом і кількістю домішок.) Вапняки є практично скрізь. Черепашники - вапняки органічного походження - особливо поширені на північному узбережжі Чорного. моря. Знамениті Одеські катакомби - це колишні каменоломні, в яких видобували черепашник.

У чистому вигляді вапняки – білого або світло-жовтого кольору, але домішки надають їм темнішого забарвлення.₃ утворює прозорі кристали вапняного чи ісландського шпату, що широко застосовується в оптиці. А звичайні вапняки використовуються дуже широко – майже у всіх галузях промисловості.

Найбільше вапняку йде потреби хімічної промисловості.Він незамінний у виробництві цементу, карбіду кальцію, соди, всіх видів вапна (гашеного, негашеного, хлорного), білільних розчинів, ціанаміду кальцію, вапняної води та багатьох інших корисних речовин.

Значну кількість вапняку витрачає і металургія - як флюси. Без вапняку не обходиться жодне будівництво. По-перше, з нього самого будують, по-друге, з вапняку роблять багато будівельних матеріалів. Вапняками (щебенем) зміцнюють дороги, вапняками (у вигляді порошку) зменшують кислотність ґрунтів. У цукровій промисловості вапняк використовують для очищення бурякового соку.

Інший різновид вуглекислого кальцію - крейда. Крейда — це не лише зубний порошок та шкільна крейда. Його використовують у паперовій та гумовій промисловості — як наповнювач, будівництво та ремонт будівель — для побілки.

Третій різновид карбонату кальцію - мармур - зустрічається рідше. Вважається, що мармур утворився з вапняку у давні геологічні епохи. При усуненнях земної кори окремі поклади вапняку виявлялися похованими під шарами інших порід. Під дією високого тиску і температури там відбувався процес перекристалізації, і вапняк перетворювався на щільнішу кристалічну породу — мармур.

Природний колір мармуру - білий, але найчастіше різні домішки фарбують його у різноманітні кольори. Чистий білий мармур зустрічається не часто і йде переважно в майстерні скульпторів. З менш цінних сортів білого мармуру роблять розподільні щити та панелі в електротехніці. У будівництві мармур (всіх кольорів та відтінків) використовують не стільки як конструкційний, скільки як облицювальний матеріал.

І, щоб покінчити з вуглекислим кальцієм, кілька слів про доломіт — важливий вогнетривкий матеріал і сировину для виробництва цементу. Це подвійна магніє-кальцієва сіль вугільної кислоти, її склад CaCO₃ • MgCO₃.

Сульфат кальцію CaSO₄ теж поширений у природі. Відомий мінерал гіпс - це кристалогідрат CaSO₄-2H₂O. Як в'яжуче гіпс використовують уже багато століть, чи не з часів єгипетських пірамід. Але природному гіпсу (гіпсовому каменю) не властива здатність твердіти на повітрі і при цьому скріплювати каміння. Цю властивість гіпс набуває при випаленні.

Якщо природний гіпс прожарити при температурі не вище 180 ° С, він втрачає три чверті води, що пов'язана з ним. Виходить кристалогідрат складу CaSO₄*0,5H2O. Це алебастр, або палений гіпс, який і використовується у будівництві. Крім в'яжучих властивостей у паленого гіпсу є ще одна корисна властивість. Твердніючи, він трохи збільшується в обсязі. Це дозволяє отримувати гарні зліпки із гіпсу. У процесі твердіння смаженого гіпсу, змішаного з водою (гіпсового тіста), півтори молекули води, втрачені при випаленні, приєднуються, і знову виходить гіпсовий камінь CaSO_4*2H₂O.

Якщо випалення гіпсового каменю вести при температурі вище 500 ° С, виходить безводний сірчанокислий кальцій - "мертвий гіпс". Він не може бути використаний як в'яжучий. "Оживити" мертвий гіпс можна. Для цього потрібно розжарити його за ще більш високих температур — 900-1200°С. Утворюється так званий гідравлічний гіпс, який, будучи замішаним з водою, знову дає масу, що твердне, дуже міцну і стійку до зовнішніх впливів.

Кальцієва сіль ортофосфорної кислоти – основний компонент фосфоритів та апатитів.Ці мінерали (теж досить поширені) — сировина для виробництва фосфорних добрив та деяких інших хімічних продуктів Оскільки корисна частина фосфоритів та апатитів — не кальцій, а фосфор, ми не будемо докладно розповідати про них, відіславши читача до статті про елемент № 15. Згадаємо тільки, що кальцієві солі фосфорних кислот, перш за все трикальційфосфат Ca₃(PO₄)₂завжди є в організмах людей і тварин.₃(PO₄)2- головний «конструкційний матеріал» наших кісток.

Ця сіль кальцію зустрічається в природі набагато рідше, ніж карбонат, сульфат або фосфат кальцію.₂-6H₂O, який при нагріванні втрачає спочатку чотири молекули води, а потім інші.

Безводний хлористий кальцій сильно гігроскопічний, його застосовують для сушіння рідин і газів. Хлористий кальцій добре розчиняється у воді. хлористого кальцію дуже мала; такий розчин поглинає вологу з повітря і тому довго не Інше застосування цієї солі пов'язано з низькими температурами замерзання розчинів хлористого кальцію. Ці суміші використовують у холодильних системах.₂-6H₂O та 41,2% снігу мінус 55°С.

Застосування кальцію в медицині

Хлористий кальцій широко застосовують і в медицині. Зокрема, внутрішньовенні ін'єкції розчинів CaCl.₂ знімають спазми серцево-судинної системи, покращують згортання крові, допомагають боротися з набряками, запаленнями, алергією. Розчини хлористого кальцію лікарі прописують не тільки внутрішньовенно, а й просто як внутрішні ліки. Хлорид кальцію став також одним із компонентів вітаміну B15.

На відміну від CaCl₂ та інших галогенідів кальцію ця сіль практично нерозчинна у воді. Фтористий кальцій входить до складу апатиту, там це марна домішка. Зате чистий кристалічний дифторид кальцію - дуже корисна речовина. Це один із головних металургійних флюсів — речовин, які допомагають відокремлювати метали від порожньої породи. У цій якості фтористий кальцій використовують дуже давно, і не випадково одна з назв цього мінералу – плавиковий шпат. Іноді в природі зустрічаються великі, вагою до 20 кг, абсолютно прозорі кристали цієї солі. Вони мають іншу мінералогічну назву — флюорит. Такі кристали є надзвичайною цінністю для оптики, тому що вони пропускають ультрафіолетові та інфрачервоні промені набагато краще, ніж скло, кварц або вода. Попит на кристали флюориту набагато перевищує запаси розвіданих родовищ, і невипадково флюорит стали одержувати у промислових масштабах штучним шляхом.

Цікаве про кальцій

• ІЗОТОПИ КАЛЬЦІЯ. Природний кальцій складається із шести ізотопів з масовими числами 40, 42, 43, 44, 46 і 48. Основний ізотоп - 40 Ca; його вміст у металі близько 97%. Отримані штучним шляхом ізотопи з масовими числами 37, 38, 39, 41, 45, 47, 49 та 50 радіоактивні. Один з них 45 Ca може бути отриманий опроміненням металевого кальцію або його сполук нейтронами в урановому реакторі.Наша промисловість випускає такі препарати з ізотопом 45Ca: кальцій металевий, CaCO₃, CaO, CaCl₂, Ca(NO₃)₂, CaSO₄, CaC₂O₄.

Радіоактивний кальцій широко використовують у біології та медицині як ізотопний індикатор при вивченні процесів мінерального обміну в живому організмі. З його допомогою встановлено, що в організмі відбувається безперервний обмін іонами кальцію між плазмою, м'якими тканинами і кістковою тканиною. Велику роль зіграв 45 Ca також при вивченні обмінних процесів, що відбуваються в ґрунтах, та при дослідженні процесів засвоєння кальцію рослинами. За допомогою цього ж ізотопу вдалося виявити джерела забруднення сталі та надчистого заліза сполуками кальцію в процесі виплавки.

• ЗУБИ ТА МЕТАЛИ ОЧИЩУЄ РІЗНИЙ МЕЛ. Природна крейда у вигляді порошку входить до складу для полірування металів. Але чистити зуби порошком з природної крейди не можна, оскільки він містить залишки раковин і панцирів дрібних тварин, які мають підвищену твердість і руйнують зубну емаль. Тому зубний порошок готують лише з хімічно обложеної крейди.
• Жорстка вода. Комплекс властивостей, що визначаються одним словом "жорсткість", воді надають розчинені в ній солі кальцію та магнію. Жорстка вода непридатна у багатьох випадках життя. Вона утворює слон накипу в парових котлах та котельних установках, ускладнює забарвлення та прання тканин, не годиться для варіння мила та приготування емульсій у парфумерному виробництві. Тому раніше, коли способи пом'якшення води були недосконалі, текстильні та парфумерні підприємства зазвичай розміщувалися поблизу джерел «м'якої» води.

Розрізняють жорсткість тимчасову та постійну. Тимчасову (або карбонатну) жорсткість надають воді розчинних гідрокарбонатів Ca(HCO)₃)₂ та Mg(HCO₃)₂. Усунути її можна простим кип'ятінням, при якому гідрокарбонати перетворюються на нерозчинні у воді карбонати кальцію та магнію. Постійна жорсткість створюється сульфатами та хлоридами тих же металів. І її можна усунути, але зробити це набагато складніше.

Сума обох жорсткостей складає загальну жорсткість води. Оцінюють її у різних країнах по-різному. У Росії її прийнято виражати жорсткість води числом міліграм-еквівалентів кальцію і магнію одному літрі води. Якщо в літрі води менше 4 мг-екв, вода вважається м'якою; зі збільшенням їх концентрації — дедалі жорсткішою і, якщо зміст перевищує 12 одиниць, — дуже жорсткої.

Жорсткість води зазвичай визначають за допомогою розчину мила. Такий розчин (певної концентрації) додають краплями до відміреної кількості води. Поки у воді є іони Ca 2+ або Mg 2+, вони заважатимуть утворенню піни. За витратами мильного розчину до появи піни обчислюють вміст іонів Ca 2+ та Mg 2+ . Цікаво, що аналогічним шляхом визначали жорсткість води ще Стародавньому Римі. Тільки реактивом служило червоне вино — його барвники також утворюють осад з іонами кальцію та магнію.

• «КИПІЛКА» І «ПУШЕНКА». Ще I в. н.е. Діоскорид - лікар при римській армії - у творі "Про лікарські засоби" ввів для окису кальцію назву "негашене вапно", яке збереглося і в наш час. Будівельники її називають "кипілкою" - за те, що при гасінні виділяється багато тепла, і вода закипає. Пар, що утворюється при цьому, розпушує вапно, воно розпадається з утворенням пухнастого порошку. Звідси будівельна назва гашеного вапна — «пушонка».Залежно від кількості води, що додається до вапна, гасіння йде до отримання пушонки, вапняного тіста, вапняного молока або вапняної води. Всі вони необхідні для приготування в'яжучих розчинів.

• БЕТОНУ - ДВІ ТИСЯЧІ РОКІВ. Бетон – найважливіший будівельний матеріал наших днів. Але цю речовину (точніше, один з його різновидів - суміш подрібненого каменю, піску і вапна) застосовують з давніх-давен. Пліній Старший (I ст. н.е.) так описує будівництво цистерн з бетону: «Для будівництва цистерн беруть п'ять частин чистого гравійного піску, дві частини найкращого гашеного вапна та уламки силексу (тверда лава — Ред.) вагою не більше фунта кожен Після змішування ущільнюють як слід нижню і бічні поверхні ударами залізної. трамбування»
• ЧОМУ КАЛЬЦІЙ - КАЛЬЦІЙ. В латинській мові слово «calx» позначає вапно і порівняно м'яке каміння, що легко обробляється, в першу чергу крейда і мармур. Від цього слова і походить назва елемента № 20.
• ЩО ТАКЕ «АРБОЛІТ»? Так названо матеріал, до складу якого входять відходи деревини, цемент, хлористий кальцій та вода. Після змішування компонентів та ущільнення вібраційним способом виходить будівельний матеріал із винятково цінними властивостями: він не горить, не гниє, легко пилиться пилкою, обробляється на верстаті. Вартість такого матеріалу невелика. Плити з арболіту використовують у будівництві малоповерхових будівель.
• ЯК ЗБЕРІГАЮТЬ КАЛЬЦІЙ. Металевий кальцій довго зберігати можна у шматках вагою від 0,5 до 60 кг. Такі шматки хропуть у паперових мішках, вкладених у залізні оцинковані барабани з пропаяними та пофарбованими швами. Щільно закриті барабани укладають у дерев'яні ящики.Шматки вагою менше 0,5 кг довго зберігати не можна - вони швидко перетворюються на окис, гідроксид і карбонат кальцію.
• ЯК ОТРИМАЮТЬ КАЛЬЦІЙ. Кальцій вперше отримано Деві у 1808 р. за допомогою електролізу. Але, як і інші лужні та лужноземельні метали, елемент № 20 не можна отримати електролізом із водних розчинів. Кальцій отримують при електроліз його розплавлених солей. Це складний та енергоємний процес. В електролізері розплавляють хлорид кальцію з добавками інших солей (вони потрібні для того, щоб знизити температуру плавлення CaCl₂). Сталевий катод стосується тільки поверхні електроліту; кальцій, що виділяється, прилипає і застигає на ньому. У міру виділення кальцію катод поступово піднімають і зрештою отримують кальцієву «штангу» довжиною 50-60 см. Тоді її виймають, відбивають від сталевого катода і починають процес спочатку. «Методом торкання» одержують кальцій сильно забруднений хлористим кальцієм, залізом, алюмінієм, натрієм. Очищають його переплавленням в атмосфері аргону. Якщо сталевий катод замінити катодом із металу, здатного сплавлятися з кальцієм, то при електролізі буде виходити відповідний сплав. Залежно від призначення його можна використовувати як сплав, або відгоном у вакуумі отримати чистий кальцій. Так отримують сплави кальцію з цинком, свинцем та міддю.

• HE ТІЛЬКИ ЕЛЕКТРОЛІЗОМ. Інший метод отримання кальцію – металотермічний – був теоретично обґрунтований ще 1865 р. відомим російським хіміком Н. І. Бекетовим. Кальцій відновлюють алюмінієм при тиску всього 0,01 мм ртутного стовпа. Температура процесу 1100–1200°С. Кальцій виходить при цьому у вигляді пари, яку потім конденсують. В останні роки розроблено ще один спосіб одержання елемента № 20.Він заснований на термічній дисоціації карбіду кальцію: розпечений у вакуумі до 1750°С карбід розкладається з утворенням парів кальцію та твердого графіту.
• ЗАСТОСУВАННЯ КАЛЬЦІЮ. До останнього часу металевий кальцій майже не знаходив застосування. США, наприклад, до Другої світової війни споживали на рік всього 10-25 т кальцію, Німеччина - 5-10 т. Але для розвитку нових областей техніки потрібні багато рідкісних і тугоплавких металів. З'ясувалося, що кальцій — дуже зручний та активний відновник багатьох із них, і елемент № 20 стали застосовувати при отриманні торію, ванадію, цирконію, берилію, ніобію, урану, танталу та інших тугоплавких металів.

Здатність кальцію зв'язувати кисень і азот дозволила застосувати його для очищення інертних газів і як гетер у вакуумній радіоапаратурі.

Кальцій використовують і в металургії міді, нікелю, спеціальних сталей та бронз; їм пов'язують шкідливі домішки сірки, фосфору, надлишкового вуглецю. З тією ж метою застосовують сплави кальцію з кремнієм, літієм, натрієм, бором, алюмінієм.

Кальцій: факти та фактики

Кальцій, 20-й елемент Таблиці Менделєєва, гарний метал, вперше отриманий в 1808 Гемфрі Деві електролізом вапна; з його частку припадає 3,38% маси земної кори; займає 5-е місце за поширеністю після кисню, кремнію, алюмінію та заліза; утворює 385 мінералів у природі, найвідоміші з них - кальцит, гіпс, апатит, доломіт, мармур; входить до складу черепашок, панцирів та скелетів тварин; сталактити і сталагміти в карстових печерах - це карбонат кальцію, найпоширеніша сполука кальцію на Землі; в людині масою 70 кг близько 1,7 кг кальцію, переважно він формує кістки. Ці факти науці відомі давно, і здавалося, що знаємо про кальцію все.Але останні двадцять років…

Звідки взялися скелети? Дивлячись на інші планети - Марс, Венеру, геохіміки припускають, що раніше і атмосфера Землі була вуглекислотною, складалася на 95% з вуглекислого газу. Викопне паливо. Це перетворення, швидше за все, пройшло за допомогою живих. організмів, які роблять з карбонату кальцію свої скелети та панцирі — від губок та голкошкірих мешканців морських глибин до сухопутних равликів. Правда, так було не завжди. надходять і цілком процвітаючі зараз діатомові водорості. Кембрійського вибуху, коли відразу виникло багато нових видів, а він трапився 515 мільйонів років тому, з'являються скелети - оболонки і раковини - з карбонату кальцію. свого тіла: кріпити м'язові волокна до твердого скелета і створювати досконало Інші життєві форми. Причину того, що карбонатні скелети з'явилися саме на початку кембрію, встановили американські геологи на чолі з Тімом Ловенстейном з Канзаського університету, про що розповіли в журналі Geology в червні 2004 року.Вони проаналізували склад крапельок води, що опинилися замкненими всередині осадових порід на кордоні кембрію, і виявили, що за геологічну мить — лише 30 мільйонів років — вміст кальцію в морській воді зріс тричі! Не дивно, що карбонат кальцію - а він виходить при реакції розчиненого у воді кальцію з вуглекислим газом - став доступнішим для живих організмів. Звідки взявся цей новий кальцій? Подробиці невідомі, і геохіміки вдаються до перевіреного пояснення: це підводні вулкани винесли в океан глибинні води, насичені кальцієм. Чому це трапилося один раз за історію планети, вони не уточнюють. Але ця подія була настільки ж значущою, як і збагачення атмосфери киснем - з появою карбонатних панцирів виник біогеохімічний цикл карбонату кальцію і з останків тварин стали утворюватися поклади карбонатних порід, які практично назавжди вилучили з атмосфери величезну кількість вуглекислого газу. У ході еволюції, втім, матеріал твердого каркасу змінився - ним став інший кальцієвий мінерал, гідроксиапатит, побудований на основі кальцію фосфату. З нього зроблено і наші кістки.

Як кальцій заважав зародженню життя? У воді, де зародилося життя, повинні були бути присутніми в розчиненому вигляді необхідні для неї елементи. Один із найважливіших — фосфор: він входить до складу нуклеотидів, амінокислот, фосфоліпіди утворюють мембрани клітин, поліфосфати зберігають енергію та беруть участь у регулюванні всієї клітинної машинерії. Загалом без фосфору життя немає, і потрібно його багато. І справді, досліди створення умов, у яких може піти небіологічний синтез біологічних макромолекул, показують, що концентрація фосфору повинна становити одиниці молей в літрі.Однак у реально наявній на Землі воді його в мільйон разів менше мікромолі; у такій, сучасній воді життя зародитися не може, що ми й спостерігаємо. , Довго він у воді не протримається - частина його поглинуть мікроорганізми, а решта, зв'язавшись з кальцієм, випаде в осад як мінералу апатиту.

Здавалося б, кальцій, який є скрізь, став непереборною перешкодою на шляху відомого нам життя. газ, який чудово і у величезних кількостях розчиняється у воді. дотримати належні пропорції хімічних речовин, щоб карбонат випадав в осад, забираючи з собою зайвий кальцій: тоді апатит не встигне утворитися, і фосфор у розчині збережеться. - Приблизно стільки, скільки було в атмосфері древньої Землі. привели Джонатана Тонера і Девіда Катлінга з Університету штату Вашингтон до думки про чергову колиску життя, про що вони розповіли в січні 2020 року на сторінках журналу «Proceedings of the National Academy of Sciences». воно настільки лужне, що жодного вуглекислий газ неспроможна його закислити.Кальцій у такому озері випадає в осад, з'єднавшись з вуглекислим газом, а концентрація фосфору, що залишився, зросте в міру випаровування води і врешті-решт має стати придатною для синтезу цеглинок життя. Нині таких озер на Землі немає — найвища концентрація фосфору спостерігається в пересохаючих содових озерах Британської Колумбії — Гуденаф і Ласт Чанс (у перекладі: Цілком Хороше озеро та озеро Останній Шанс): влітку та восени вона досягає 50 мілімолей на літр — у 25 тисяч вище, ніж у морській воді. Для зародження життя цього все одно мало, але як свідчення того, що в минулому такий механізм міг і спрацювати, цілком личить.

Чи допомагають харчові добавки з кальцієм зберегти міцність кісток? Простої відповіді на це складне та надзвичайно важливе питання немає. Виходячи із загальних міркувань, недолік кальцію повинен бути шкідливий, а надлишок корисний, якщо кістки побудовані з кальцієвого мінералу і 99% кальцію організму міститься саме в них. Тому, здавалося б, щоб кістки не ставали тендітними і не розвивався остеопороз, слід збільшувати його споживання — може щось перейде в кістки. І дійсно, в 2001 році американське агентство медичних досліджень - National Institutes of Health (NIH) - опублікувало заяву, в якій було сказано приблизно таку.Незважаючи на те, що остеопороз проявляється найбільш сильно у літніх білих жінок, ця недуга розвивається у чоловіків і жінок різного віку та національностей. При цьому ризики втрати кісткової маси та переломів пов'язані, але не ідентичні. Ясних клінічних критеріїв, кому потрібно стежити за втратами кісткової маси для запобігання переломам, немає. Адекватне споживання кальцію та вітаміну D, що бере участь у метаболізмі кальцію, необхідне для накопичення значної кісткової маси та її збереження протягом життя. Додаткове споживання цих двох компонентів може бути корисним тим, хто отримує їх з їжею в недостатній кількості.

Отримавши вказівку від такого авторитетного джерела, на ринку розгорнулися фармацевтичні компанії, що пропонують великий набір різноманітних препаратів і харчових добавок з «правильним» вітаміном D і кальцієм, що легко засвоюється, покликаних покрити дефіцит елемента. Люди, особливо літні, під впливом супутньої реклами включилися у процес споживання кальцієвих добавок.

Проте медики не дрімали і почали аналізувати — а який же результат масової появи на ринку кальцієвих препаратів та їхнього споживання людьми? І виявилося, що цей результат у середньому дорівнює нулю: прийом кальцію не зменшує ризик зламати шийку стегна або якусь іншу кістку, не уповільнює деградацію кісткової тканини, а якщо й робить це, то статистично незначне.

На цю тему написано безліч наукових статей, їх особливу цінність розуміння ситуації представляють метаогляди, тобто огляди різних баз даних за результатами випробувань, наукових статей та інших джерел інформації.Ось висновки з відносно свіжого метаогляду, проведеного Чжао Цзяго та його колегами з лікарні Тяньцзіня та шпиталю провінції Хебей, опублікованого в грудні 2017 року в Journal of the American Medical Association. У провідних базах даних біомедичної інформації дослідники знайшли результати 33 клінічних досліджень, проведених з 1986 по 2016 рік у різних країнах з усією ретельністю — з використанням подвійного сліпого контролю. У них брало участь понад 51 тисяча пацієнтів віком від 50 років, тривалість спостереження становила від 6 місяців до 4 років. Висновок доктора Чжао та його колег: ризик перелому шийки стегна (його розглядали окремо як найнебезпечніший наслідок крихкості кісток) та інших переломів кісток що при прийомі препаратів з кальцієм та вітаміном D окремо, що при прийомі їх разом, що при прийомі плацебо, що взагалі без будь-якого лікування статистично не відрізняється. І хоча в цих же базах можна зустріти статті, де позитивний вплив прийому препаратів все ж таки відзначається, аналізи великих масивів результатів таких досліджень виносять кальцієво-вітамінній профілактиці остеопорозу негативний вердикт.

Мабуть, рекомендації NIH треба читати буквально: корисно тим, хто з їжею отримує занадто мало кальцію і має сильну недостатність вітаміну D. А норма споживання кальцію зараз така: 1000 мг на день для чоловіків віком 18—70 років і жінок 18– 50 років, а старших — 1200 мг щодня.

Чи може кальцій шкодити здоров'ю? Масове поширення кальцієвих добавок викликало і побоювання: а чи не впливають вони на ризик отримати серцево-судинні захворювання? Адже той же фосфат кальцію, що формує кістки, часом виникає у стінці кровоносної судини.Вперше це явище описав німецький патологоанатом Йохан Георг Менкеберг в 1903 - він виявив кристали гідроксиапатиту всередині стінок артерій; на честь нього хворобу так і називають: артеріосклероз Менкеберга. Згодом з'ясувалося, що гідроксіапатит може формуватися і на поверхні кровоносних судин, що стикається з кровотоком. Медики ведуть дискусію — це одне явище чи різні? Але головне в тому, що в результаті знижується еластичність судин, а це загрожує їх ушкодженням: у цьому місці сформується атеросклеротична бляшка. Ось, наприклад, Меттью Будофф з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі зі своїми колегами в 2007 році (Journal of the American College of Cardiology) провів наймасштабніше дослідження, на яке тепер посилаються всі: проаналізував статистику більш ніж 25 тисячам пацієнтів, які за 6–12 років до того пройшли томографію щодо виявлення кальцинозу судин. За минулий час 510 із них померли від серцево-судинних хвороб та інших причин. Аналіз показав, що смертність від усіх причин серед тих, у кого судини на початку дослідження не були вражені кальцієм — а це майже половина учасників, середній вік 51 рік, — склала 0,6%. У міру зростання ступеня кальцинування ризик смерті поступово зростав і досяг 23% за найвищого значення; кількість таких пацієнтів була близько 10% від усіх учасників; це були білі люди у похилому віці — у середньому 68 років на дату першої томографії.

Маючи такі дані, медики зацікавилися питанням: чи не виходить, що боротьба з остеопорозом стимулює кальциноз і, відповідно, підвищує ризик для здоров'я? І розгорнулася спекотна дискусія, яка поки що не закінчилася.Ось, наприклад, у свіжому метаогляді його автори Чан Мей та її колеги з Університету Тафтса в Бостоні та RAND Corporation проаналізували публікації з 1966 по 2016 рік і не знайшли жодного зв'язку смертності — що від загальних причин, що від серцево-судинних захворювань — із прийомом препаратів кальцію та вітаміну D при дозі кальцію до 1000 мг на день («Annals of Internal Medicine», 2016). А Марджорі МакКаллоу з колегами з Американського ракового товариства ("American Journal of Clinical Nutrition", 2016), вивчивши історії 20-річних спостережень за 132 тисячами пацієнтів, зауважила, що у чоловіків, які приймають у вигляді добавок понад 1000 мг кальцію на день, ризик смерті від проблем із серцем на 20% вище, ніж без прийому таких добавок, а загальний ризик смерті – на 17% більше. У жінок картина зворотна: прийом додаткового кальцію знижує смертність від усіх причин у межах 10%, при цьому найкраще помірне споживання - від 500 до 1000 мг на день. Цікаво, що кальцій кальцію відрізняється. Так, з їжею можна без жодних наслідків отримувати 2000-2500 мг кальцію на день. Загалом автори численних аналізів рекомендують не старатися з прийомом кальцієвих добавок, дотримуючись норм надходження кальцію в організм.

Як впливає кальцій на кальцинування судин? Спроби пов'язати підвищену дозу спожитого кальцію з кальцинуванням судин дають несподіваний результат: що більше кальцію в їжі, то менше ризик, що у судинах виділиться фосфат кальцію. Докладне дослідження провели, наприклад, Джон Андерсон з Університету Північної Кароліни з численними колегами, серед яких був і вже згаданий Меттью Будофф (Journal of the American Heart Association, 2016).Вони скористалися даними американського багатоетнічного дослідження атеросклерозу, в рамках якого багато років медики стежать за харчуванням учасників та прийомом препаратів. Андерсон та його колеги виділили 5448 учасників без проблем із серцем і зробили їм томографію для визначення ступеня кальцинозу судин. За десять років половині провели повторну томографію. Ці дані лягли в основу висновку: чим більше кальцію в їжі в межах до 1600 мг на день, тим менше кальцинування судин. Щоправда, хитрим статистичним прийомом вони змогли відокремити роль того кальцію, що надходив з харчовими добавками, і вирахували: він не такий корисний для судин — на 20% збільшує ризик раптового розвитку кальцинозу у тих, у кого його не було. А на тих, у кого кальциноз вже був на початок дослідження, негативного впливу не має.

Як відбувається кальцинування судин? У суспільній свідомості існує думка, що це просто осадження солі кальцію з крові на стінці судини. Сучасна медицина показує: процес набагато складніший. Головна дійова особа - гладкі м'язові клітини, що становлять стінку судини. Проганяючи кальцій крізь свої кальцієві канали, вони регулюють тонус судин, і навіть синтезують білок, який гальмує їх кальцинування. Але сам по собі білок працювати не стане - його потрібно активувати, для чого потрібен посередник - вітамін К. Якщо ж цього вітаміну мало через прийом якихось препаратів або порушено співвідношення кальцій/фосфор у крові, організм схильний до різних видів стресу, погано засвоює глюкозу, хворіють нирки — загалом, з різних причин білок може виявитися неактивним.І тоді простір між м'язовими клітинами починає кальцинуватися – наповнюватись твердими частинками солей кальцію. Клітина, оточена такою шкаралупою, вважає, що вона опинилася всередині кістки та. перетворюється на подобу остеобласта - клітини, що формує кісткову тканину: поводиться відповідно до зміни орієнтації, починає вирощувати в стінці судини кістку.

Як борються із кальцинозом судин? На жаль, успіхи фармацевтів дуже скромні: на тваринах виходить непогано, а людей знайдені препарати лікують неважливо. Здавалося б, треба використовувати блокатори кальцієвих каналів, благо ними і так лікують серцеві хвороби, проте спостереження не виявили позитивного ефекту. Абсолютно не ясна ситуація зі статинами.

Пітер де Леув із колегами з Маастрихтського університету склали черговий метаогляд даних («Nutrients», 2019), у якому зазначають: третина досліджень показує, що статини знижують кальциноз, третина — що не впливають, а третина — що збільшують. А ось нові дані масових томографічних досліджень розвитку бляшок у судинах свідчать, що при прийомі статинів ростуть тільки ті бляшки, що пов'язані з кальцинуванням.

Не дають ефекту і різноманітні біологічно активні добавки до їжі. Є дані, що деякі модифікації вітаміну К гальмують кальциноз, але цей вітамін бере участь у регулюванні зсідання крові, і найчастіше його активність спеціально знижують, якщо є небезпека утворення тромбів. Єдиний елемент, у якого виявлено більш менш помітний ефект, - це магній. Однак відповідні дослідження знаходяться на початковій стадії, їх проводять на невеликих групах добровольців, тому ефективність та безпека його застосування поки що неясні.Незрозумілий і механізм — чи то магній прямо заважає формуванню кристалів гідроксиапатиту, чи то він заважає перетворенню клітин судин на клітини кісткової тканини.

Ще є дані, що з-поміж численних природних антиоксидантів корисна дія — суттєве зниження маркерів кальцинування — вдалося помітити в одного з препаратів для лікування гіпертонії, так званого «витриманого екстракту часнику»; для його приготування дрібно нарізані зубчики півтора року витримують у спирті, після чого в них залишаються лише водорозчинні речовини, що не мають запаху. Проте ці обнадійливі дані отримав у трьох дослідженнях (2016—2018) той самий Меттью Будофф із колегами з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, а в інших лабораторіях темою поки що не зацікавилися. Як видно, тут перед медиками велике поле діяльності. А поки що із скам'янілими судинами борються механічно. Наприклад, в посудину вводять балон, надувають його, а потім змушують вібрувати. При вібраціях кам'яна кірка руйнується.

Як кальцій побореться з вірусами? Порозумітися з вірусом важко, і основний засіб - сподіватися на імунну систему, навчивши її розпізнавати нового ворога за допомогою вакцини. Тут є великий підводний камінь: вірус може швидко змінюватися, і тоді вакцина, заточена на старий різновид, перестає працювати. А на виготовлення нової витрачається чимало часу, що дає можливість вірусу широко поширитися, аж до глобальної пандемії з десятками мільйонів жертв, як це сталося з вірусом іспанки.А чи немає надійнішого способу? Так, є препарати, які блокують якийсь елемент клітинної машини та перешкоджають синтезу важливої ​​для розмноження вірусу речовини, проте до ідеалу цим препаратам далеко. Не виключено, що кальцій може відіграти велику роль у створенні універсального та ефективного препарату проти вірусу.

Справа в тому, що цей елемент відіграє найважливішу роль у регулюванні життєдіяльності клітини і тому її мембрана буквально втикається каналами для перетікання кальцію всередину та зовні. Віруси пристосувалися їх використовувати собі на благо: впливаючи на кальцієві канали, вони збільшують приплив кальцію всередину клітини, і вона починає посилено синтезувати необхідні вірусу молекули, благо кальцій входить до складу багатьох ферментів, що беруть участь у біосинтезі. А ще, прилаштовуючись до каналу, вірус організовує своє транспортування в клітину, спрямовує на свої потреби енергію мітохондрій. Якщо ці канали заблокувати, то вірус або не зможе проникнути в клітину, або опиниться на голодному пайку і не розмножуватиметься. Спеціалізовані ліки проти вірусів на цьому принципі ще не створені, проте медики зауважили, що для боротьби з ними можна застосовувати цілком відомі препарати, які блокують кальцієві канали. Наприклад, препарат від хвороби Альцгеймера виявився дієвим засобом проти вірусу лихоманки Зіка, а препарати від гіпертонії здатні боротися з вірусами грипу та геморагічної лихоманки.

Найголовніше полягає в тому, що кальцієві канали сформувалися дуже давно, на зорі еволюції, і практично не змінюються з часом.Тому жодна швидкоплинна мутація вірусу не дозволить йому знайти обхідний шлях для приєднання до заблокованого каналу та таким чином пристосуватися до лікарського препарату. Є думка, що робота з кальцієвими каналами є золотим дном для фармацевтів, які шукають ефективні противірусні препарати.

Що таке японський феномен? У зв'язку з проблемою кальцинозу судин і серцево-судинних захворювань доречно згадати японський феномен. Суть його полягає в тому, що, за даними японської статистики, піддані мікадо набагато рідше вмирають від хвороб серця, ніж громадяни тих же США. З'ясувалося це невдовзі після війни, проте за кілька десятиліть так і не вдалося зрозуміти, чому так виходить.

Спочатку була думка, що це пов'язано з дієтою. У японців, які харчувалися досить мізерно, вміст холестерину в крові був низьким, товстих серед них було мало, ось, мовляв, і схильність до утворення бляшок у судинах у них виявилася меншою, ніж у білої людини. Так, в 1960 році в децилітрі крові японця було 165 мг холестерину, а в крові американця - 240. Однак час минав, дієта японців змінювалася, і зараз японці з'їдають навіть більше холестерину, ніж американці, - 446 проти 348 мг на день. Це дало результати — 2000 року японці з холестерину в крові наблизилися до американців: 188 проти 204, а за даними дослідження 2019 року, вже й перегнали: 211 проти 194 мг. Та й курять японці вдвічі більше, і статинів для регулювання холестерину п'ють у два рази менше.

А ось частота інфарктів у них не зростає, а навіть трохи падає починаючи з 1969 року, і сьогодні вона в десять (!) разів менша, ніж в американців.Щоправда, якщо глянути всередину японської популяції, там усе відповідає загальновідомим даним медичної науки: що більше холестерину, то вища смертність. Проте в абсолютних числах — парадокс очевидний: холестерин високий, а очікуваних на досвід США інфарктів немає.

Спробували списати все на генетику, але не склалося: якщо японці переїжджають до США, то в другому поколінні смертність від серцево-судинних захворювань у них порівнювалася з аборигенами. Та й у всіх монголоїдів із впровадженням західного способу життя та зростанням холестерину смертність зростає, як і на Заході. Так, у Пекіні смертність від інфаркту з 1984 по 1999 рік зросла на 50%, і 70% цього зростання медики пов'язали із зростанням холестерину. А японських японців холестерин не бере.

Тоді вирішили застосувати нові методи виявлення схильності до атеросклерозу. Зокрема, це оцінка ступеня кальцинозу судин, що можна зробити за даними томографії — електронно-променевою та багатодетекторною. Ці методи з'явилися 1987-го і 1999 року, й у розпорядженні медиків вже є великі статистичні дані, зокрема результати тривалих спостережень. Їхній аналіз показує, що до 2019 року у японських японців ризик раптового виникнення кальцієвих відкладень у судинах був у 1,75 разу меншим, ніж у білих американців, — а у них із усіх жителів США найвищий ризик.

Отже, справа все-таки у здоров'ї судин, розмірковує, наприклад, Секікава Акіра з Піттсбурзького університету (Journal of Epidemiology, 2012). Якщо генетика ні до чого, доводиться знову повертатися до життя в Японії і, оскільки це найпростіше, до дієті. Тільки цього разу не дивитимемося на холестерин. Вагому відмінність у хімічному складі японської крові знайти нескладно.Адже вони їдять дуже багато морської риби та різних морських гадів: 100 грамів на день, а середній американець — лише 7. Відповідно, у японців у крові багато поліненасичених кислот, насамперед омега-3 та омега-6, які якраз і пов'язані з ризиком атеросклерозу: що їх більше, то ризик менше. Виходить, що риб'ячий жир виявляється дієвим засобом, що зводить нанівець несприятливу дію холестерину.

Є, втім, і ще один фактор випивка: у тих японців, хто випиває до 22 г спирту на день (пляшка саке або трохи менше пляшки горілки на тиждень), ризик кальцинозу судин мінімальний. Він стає великим лише у тих, хто випиває на день більше 69 грамів спирту, тобто дві з половиною пляшки горілки на тиждень (як японці, з їхньою непереносимістю спирту, справляються з такою порцією, неясно). Мабуть, переїжджаючи до США, японці перестають їсти рибу в належній кількості, пити саке та втрачають свій імунітет до атеросклерозу. Втім, це лише робоча гіпотеза. Так, виявляється, у американських китайців ризик кальцинозу анітрохи не більший, ніж у японських японців, а от атеросклероз косить їх, як і білих людей. Загалом, розгадка японського феномена ще чекає на своїх дослідників.

Як кальцій допоможе боротися із глобальним потеплінням? Один із способів зниження температури планети – очищення атмосфери від парникових газів. Для цього потрібно газ не лише вилучити, а й кудись закопати чи хоча б пустити у замкнене виробництво. Поховати газ виходить за допомогою мінералів, що містять багато силікатів кальцію та магнію, наприклад, волластоніту та олівіну.У дослідах із утилізації вуглекислого газу, що йдуть з кінця XX століття, вивчали пряме перетворення таких мінералів на карбонат кальцію під дією вуглекислого газу, який подавали при великому тиску. Процес йшов, але повільно, причому силікат ставав діоксидом кремнію і карбонатом. Тим не менш, якщо сподіватися на природну мінералізацію закаченого в надра вуглекислого газу, треба розраховувати саме на такий процес. А мінералізація потрібна — адже коли збираєш багато газу в підземному сховищі, завжди є небезпека, що воно прохудиться, і тоді хмара вуглекислого газу, що вирвалася, за хвилини знищить в околиці всі дихаючі організми. Для повернення вуглекислого газу у виробництво зручно використовувати оксид кальцію, який охоче і навіть бурхливо вступає в реакцію з вуглекислим газом, у чому міг переконатися кожен, хто гасив вапно. Він становить до 50% шлаків чорної металургії, обсяг яких величезний, цілком можна порівняти з геологічними масштабами; є у відходах цементного виробництва та у золі — 25–50% вмісту. Для проведення реакції буде потрібно реактор, де газ нагрівають, надають йому тиск в десяток-другий атмосфер і з'єднують з тим же шлаком. Якщо потім карбонат виділити і очистити, його можна знову пустити у виробництво. Наприклад, додати в шихту при виплавці чавуну. Так, багато разів використовуючи карбонат кальцію, вдасться частково замкнути оборот вуглекислого газу доменного виробництва — скільки його виділилося з карбонату при отриманні чавуну, стільки ж буде зібрано під час переробки шлаку. Виробництво товарного карбонату кальцію дозволяє дещо знизити вартість утилізації вуглекислого газу та покращити її економіку.Втім, це справа віддаленого майбутнього, поки такі ідеї відпрацьовують на лабораторних установках.

Як використовують кальцій у металургії? Там він вирішує кілька завдань. Наприклад, у домну для зниження температури плавлення шихти (суміші залізної руди з коксом) додають кальцієвий флюс — вапняк. Кальцій не лише полегшить плавлення, а й забере із заліза шкідливу сірку з фосфором, відвівши їх у шлак. Повторно кальцій додають при плавленні сталі - там він також забирає сірку та фосфор. Як правило, до сталь додають вапно, тобто оксид кальцію. Усього на потреби чорної металургії йде третина видобутку вапняку та виробництва вапна. У кольоровій металургії металевий кальцій виявився незамінним для відновлення металів, головний з яких — це уран, його треба відновлювати з гексафториду. Кальцій для цього має бути добре очищений від домішок, інакше вони перейдуть до урану.

Звідки взявся російський надчистий кальцій? Заводи з його виробництва почали будувати, щойно виникла потреба в урані. У СРСР такий завод запустили у Глазові, зараз він входить до концерну «ТВЕЛ» корпорації «Росатом», який виготовляє паливо для електростанцій. Ось як розповідає про це виробництво інженер заводу Евеліна Цегельник у журналі "Атомна стратегія" 2005 №19.Власне виробництво кальцію почали створювати у 1948 році у Глазові, на тому ж заводі, де тоді отримували металевий уран. 1956 року кальцієвий цех вийшов на повну потужність — 2000 тонн металу на рік. За розробленою у Всесоюзному алюмінієво-магнієвому інституті технології спочатку вапно перетворюють на хлорид кальцію, потім з нього електролізом отримують кальцій. Паралельно утворюється хлор, який повертають на хлорування вапна. Катодом при електролізі служить мідь, тому в результаті отримують рідкий сплав кальцію з міддю, кальцій виділяють випаром, конденсують, очищають, перетворюють на стружку - її і відправляють в урановий цех. Ця технологія діє і сьогодні, хоча має серйозні недоліки: велика витрата електрики і небезпечний хлор. Є інший спосіб відновлення кальцію алюмінієм або кремнієм із його оксиду; його застосовують у США та у Франції. Цей спосіб має менше рідких і газоподібних відходів, але й вихід металу набагато нижчий — 50–60% проти 70–80%.

В результаті радянський кальцій у 70-ті роки став найчистішим і найдешевшим у світі; його почали постачати на експорт, що успішно роблять і досі. До 80-х років було створено метали інших металів — алюмінію, магнію, свинцю з кальцієм. Частина йшла як сировина для металургії, а частину використовували у готових виробах. Наприклад, пластини зі свинцю з добавкою 0,025-0,09% кальцію забезпечують свинцевому акумулятору в кілька разів більший час життя, ніж зі свинцю з сурмою.

В середині 80-х одночасно в Японії та СРСР було створено унікальний, так званий порошковий дріт із кальцію з алюмінієм. Необхідність у ній така. Як було зазначено, кальцій служить очищення стали. Але якщо його додати у вигляді оксиду, то він очищає лише від фосфору та сірки. Якщо додати металевий кальцій, він ще й кисень відбере — це називається розкисленням сталі. Металевий кальцій пробували вводити і у вигляді злитків, і вдихати порошок, і навіть у вигляді капсул з алюмінієвою оболонкою - все виходило погано. І тоді порошок кальцію з алюмінієм стали укладати в безперервну оболонку із тонкої сталевої стрічки. Виходив дріт діаметром 11-16 мм, який можна змотувати в бунти, а потім, на іншому заводі, розмотувати і вводити в розплавлену сталь. При цьому оболонка швидко плавиться і вміст розподіляється рівномірно по всьому об'єму. Цю операцію проводять у ковші, коли вилита з конвертера сталь прямує до місця розливання. Зараз у гранули, що становлять серцевину дроту, додають не тільки кальцій, а й елементи для мікролегування, наприклад рідкісноземельні, які під час виплавки можуть повністю вигоріти; таке позапечне легування та розкислення дозволяють знизити витрату кальцію та легуючих елементів чи не вдвічі. А на заводі у Глазові тим часом освоїли унікальну технологію так званого інжекційного дроту — його серцевину становить не порошок, а монолітний кальцій. Витрата такого дроту набагато менше, ніж порошкової. Обробка сталі металевим кальцієм дуже важлива: вона входить до обов'язкових вимог стандартів великих імпортерів вітчизняної сталі — США, Великобританії та ЄС.

Чи буде кальцій металом для батарейки майбутнього? Не виключено; електрохіміки не скидають його з рахунків та уважно до нього придивляються, як і до інших металів із багатозарядними іонами — магнію, нікелю, цинку, алюмінію. Найбільше їх приваблюють дві ідеї. По-перше, багатозарядні іони забезпечують зберігання більшої енергії в перерахунку на кількість задіяних іонів, а по-друге, ці метали набагато дешевші за літій. Так, кальцій обходиться у п'ять тисяч разів дешевше. Крім того, ці метали дозволяють використовувати металеві аноди, чого ніяк не можна зробити з літієм чи натрієм — у металевому стані вони є вибухонебезпечними. І для катода багатозарядні іони хороші — їхній діаметр менший, ніж у літію; отже, при входженні в катод вони менше його руйнують. На жаль, деякий прогрес досягнуто хіба що з магнієм, хоч і з ним до створення батареї ще дуже далеко. У випадку з кальцієм поки немає жодного працездатного матеріалу ні для виготовлення катода, ні електроліту. Відповідно, немає можливості перевірити, як цей метал поводиться як анод. Однак пошук таких матеріалів йде, оскільки науково-технічний прогрес не зупиняється, а потенціал зростання для літієвих батарейок загалом вичерпаний: ніхто не очікує від них якісного зростання характеристик.