kalcium / Ca

Név: calx = mészkő

Rendszám: a periódusos rendszer 20. eleme

Felfedezés: H. Davy, J. Berzelius és M. Pontin fedezte fel 1808-ban.

Relatív atomtömeg: 40,08

Izotópjai:
Stabil: 6 féle, ezek közül a 40Ca (96,94%) és a 44Ca (2,08%) a leggyakoribbak.
Radioaktív izotóp: 11 féle. Felezési idejük változatos: néhány ms-tól tízezer évig.

Elektronkonfiguráció: [Ar](4s)2

Fizikai tulajdonságok:
Ezüstfehér, csillogó könnyűfém.
Lágy, mint az ólom.
Szoros illeszkedésű köbös vagy hexagonális rácsban kristályosodik.
Olvadáspont: 839 °C
Sűrűség: 1,55 g/cm³.
Elektromos vezetőképessége a rézének 10%-a.

Kémiai tulajdonságok:
A harmadik alkáliföldfém.
Száraz levegőn stabil, nedves levegőn állva elveszti fényét, oxidálódik. Hidroxid réteg borítja.
Alkáliföldfém, oxidációs száma +2
Finom eloszlásban öngyulladó
2Ca + O₂ = 2CaO
Vízzel való reakciójakor Ca(OH)₂ képződik. Hidroxidja az (oltott mész) gyengén oldódik.
Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂
Savakban oldódik
Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂
Vegyületei leginkább ionosak.

Előfordulás:
Elemi állapotban nem fordul elő.
A földkéregben az 5. leggyakoribb elem.
Nagyon sok vegyülete megtalálható, legfontosab ásványai a karbonátok (mészkő - CaCO₃); szilikátok és szulfátok, fluorit (CaF₂), gipsz (CaSO₄.2H₂O). A Ca²⁺-ionok jelentős mértékben meghatározzák a víz keménységét.

Előállítás:
Elektrolízissel célszerű előállítani, kalcium-klorid és kalcium-fluorid olvadékából.
A katódon kiváló kalcium megszilárdul és a katóddal együtt fokozatosan kiemelhető az elektrolitból.
Égetett mész (CaO) alumíniummal történő redukciójával is előállítható.
Vákuumban történődesztillációval tisztítható.

Felhasználás:
Ötvözőanyagként., pl. ólom keményítésekor
Fémek előállításához, tisztításához (urán, tórium, cirkónium, titán, króm).
Csapágyfém készítésénél az ón helyettesíthető vele.
Alkohol vízmentesítése.
Vegyületei a műtrágyák legfontosabb alapanyagai, ill. az üveg és a cement összetevői.
Oxidját (CaO, "égetett mész") erős bázisként használják.
További fontos vegyületei a kalcium-hipoklorit [Ca(OCl)₂] és a kalcium-karbid (CaC₂), amit lánghegesztésnél acetilén előállításra használtak.

Biológia:
A kalcium rendkívül lényeges elem az élővilágban, mivel mind az állatok, mind pedig a növények szerkezeti vázszöveteiben jelen van. (Csont, puhatestűek váza).
Az emberi szervezetben legnagyobb mennyiségben megtalálható ásványi anyag, hiszen a csontok, illetve a fogak tömegéből 0,75-1,2 kg tiszta kalcium, az emberi szervezetben található kalcium mintegy 99%-a. A foszfáttal együtt kalcium-foszfát só formájában található. Fennmaradó része a sejtekben és a sejtek közötti térben szabadon található.
A kalcium-foszfát kristályok adják a csontok és a fogak keménységét, amíg a szabadon maradó mintegy tíz grammnyi kalciumnak döntő fontossága van az izmok, az idegrendszer, a váralvadás ás néhány enzim működésében.
Szükség esetén megfelelő vegyület formájában pótolni kell. (A képen kalcium tabletta látható.)
Napi 2-3000 mg kalcium bevitele elősegíti a székrekedést, csökkenti a vas és a cink felszívódását és vesekőképződéshez vezethet.
Az összetétel és a felszívódás szempontjából is tekintve a legjobb kalciumforrásaink a tej és a tejtermékek. Növényi eredetű élelmiszereinkből a kalcium rosszul szívódik fel, kivéve a jelentős forrásnak számító olajos magvakat.

Felhasznált irodalom