Кальцій - елемент з металевими властивостями. Він сильно реагує, тому в природі не відбувається в стихійній формі. Вапняк - природний мінерал з високим вмістом карбонату кальцію або CaCO3. Можна витягти чистий кальцій з карбонату кальцію за допомогою багатоетапного процесу, що вимагає спеціального обладнання. Чистий кальцій дуже швидко реагує з киснем у повітрі, тому потрібно зберігати його в нереактивній атмосфері, наприклад у вакуумному контейнері.
Зменшіть вапняну руду до тонкого порошку і додайте розведену соляну кислоту. Це призведе до того, що вапняк виділить вуглекислий газ і підвищить чистоту карбонату кальцію. Фільтруйте цю суміш, щоб видалити залишився кремнезем та інший нерозчинний матеріал.
Додайте щавлеву кислоту або H2C204 до рафінованої вапнякової руди на етапі 1. Ця реакція дасть твердий оксалат кальцію, або CaC2O4, і водну вуглекислоту, або H2C03, відповідно до такої реакції: CaC03 + H2C2O4 -> CaC2O4 + H2CO3.
Промийте осад оксалату кальцію деіонізованою водою і вилийте його в склянку. Додайте до осаду соляну кислоту, яка дасть хлорид кальцію, або CaCl2, відповідно до такої реакції: CaC2O4 + 2HCl -> CaCl2 + 2CO2 + H2.
Додайте карбонат натрію, Na2CO3, до хлориду кальцію, який ви отримали на етапі 3. Це призведе до отримання карбонату кальцію або CaCO3 відповідно до такої реакції: Na2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 + 2NaCl. Цей розчин фільтрують, щоб отримати осад карбонату кальцію. Нагрійте карбонат кальцію при 248 градусах за Фаренгейтом, щоб висушити його.
Нагрійте карбонат кальцію від етапу 4 до 1832 градусів за Фаренгейтом для отримання вапна або СаО. Наступне рівняння показує цю реакцію: CaCO3 -> CaO + CO2.
Помістіть вапно, яке ви отримали на етапі 5, у вакуумну ємність і додайте алюміній. Нагрійте цю суміш до 2552 градусів за Фаренгейтом, щоб отримати чистий кальцій відповідно до цього рівняння: 5CaO + 2Al -> Al2O3 + 2CaO + 3Ca.