Vápník

Chemický prvek Vápník (Ca) s atomovým číslem 20 je pátý prvek a třetí nejrozšířenější kov v zemské kůře. Jedná se o trojmocný kov, tvrdší než sodík, ale měkčí než hliník. Stejně jako beryllium a hliník a na rozdíl od alkalických kovů nezpůsobuje popáleniny kůže. Je méně chemicky reaktivní než alkalické kovy a než ostatní kovy alkalické zeminy.

Vápenaté ionty rozpuštěné ve vodě vytvářejí usazeniny v potrubí a kotlích a při tvrdé vodě, tj. když obsahuje příliš mnoho vápníku nebo hořčíku. Tomu lze zabránit pomocí změkčovačů vody. V průmyslu se kovový vápník odděluje od roztaveného chloridu vápenatého elektrolýzou. Ten se získává úpravou uhličitanových minerálů kyselinou chlorovodíkovou nebo jako dílčí produkt uhličitanů Solvayovým postupem.

V kontaktu se vzduchem vytváří vápník oxidový a nitridový povlak, který jej chrání před další korozí. Na vzduchu hoří při vysoké teplotě za vzniku nitridu.

Komerčně vyráběný kov snadno reaguje s vodou a kyselinami a vzniká vodík, který obsahuje pozoruhodné množství amoniaku a uhlovodíků jako nečistot.

Použití

Kov se používá v hliníkových slitinách pro ložiska, jako pomocná látka při odstraňování vizmutu z olova a také při kontrole grafitického uhlíku v roztaveném železe. Používá se také jako deoxidant při výrobě mnoha ocelí; jako redukční činidlo při přípravě kovů jako chrom, thorium, zirkonium a uran a jako separační materiál pro plynné směsi dusíku a argonu. Vápník je legujícím činidlem používaným při výrobě slitin hliníku, berylia, mědi, olova a hořčíku. Používá se také při výrobě cementů a malty, které se používají ve stavebnictví.

Oxid vápenatý, CaO, se vyrábí tepelným rozkladem uhličitých minerálů v pecích za použití kontinuálního procesu. Oxid se používá ve vysoce intenzivních světelných obloucích (vápno) pro své neobvyklé spektrální vlastnosti a jako dehydratační průmyslové činidlo. V metalurgickém průmyslu se oxid hojně využívá při redukci slitin železa.

Oxid vápenatý, Ca(OH)2, má mnoho aplikací, v nichž je nezbytný hydroxylový ion. Při hašení hydroxidem vápenatým se objem vyfoukaného vápna vydá na dvojnásobek původního množství páleného vápna (CaO), což je skutečnost, která jej činí užitečným k rozbíjení hornin nebo dřeva.

Pálené vápno je vynikajícím absorbentem oxidu uhličitého, protože vytváří uhličitan, který je velmi nerozpustný.

Křemičitan vápenatý, CaSi, připravený v elektrické peci z vápna, oxidu křemičitého a redukčních uhličitanů, je užitečný jako prostředek k odkyselování oceli. Karbid vápenatý, CaC2, vzniká při zahřívání směsi vápna a uhlíku při teplotě 3000 ºC v elektrické peci a je to acetylát, který hydrolýzou produkuje acetylen. Acetylen je základní látkou velkého množství důležitých chemikálií pro organickou průmyslovou chemii.

Čistý uhličitan vápenatý se vyskytuje ve dvou krystalických formách: kalcit, hexagonálního tvaru, který má birrefringentní vlastnosti, a aragonit, kosočtverečný. Přírodní uhličitany jsou nejrozšířenějšími minerály vápníku. Islandský jiskrovec a kalcit jsou v podstatě čisté karbonátové formy, zatímco mramor je nečistý a mnohem kompaktnější, což je důvod, proč jej lze leštit. Je velmi žádaný jako stavební materiál. Ačkoli je uhličitan vápenatý ve vodě velmi málo rozpustný, je poměrně dobře rozpustný, pokud voda obsahuje rozpuštěný oxid uhličitý, neboť v těchto roztocích tvoří při rozpouštění hydrogenuhličitan. Tato skutečnost vysvětluje vznik jeskyní, kde byly usazeniny vápenatého kamene ve styku s kyselými vodami.

Mezi halogenidy vápníku patří fluorid fosforečný, což je sloučenina vápníku hojnější a s významným využitím ve spektroskopii. Chlorid vápenatý má v bezvodé formě velkou delimitační schopnost, což jej činí užitečným jako průmyslové odvodňovací činidlo a jako činitel omezující víření písku na silnicích. Chlornan vápenatý (bělicí prášek) vzniká v průmyslu při průchodu chlóru roztokem vápna a používá se jako bělicí činidlo a jako čistič vody.

Dehydratovaný síran vápenatý je minerální sádra, tvoří větší část portlandského betonu a používá se ke snížení alkality půd. Zahříváním sádrovce při vysokých teplotách vzniká hemihydrát síranu vápenatého, který se prodává pod obchodním názvem pařížský štuk.

Vápník v životním prostředí

Vápník je pátý prvek a třetí nejrozšířenější kov v zemské kůře. Sloučeniny vápníku tvoří 3,64 % zemské kůry. Rozšíření vápníku je velmi široké; nachází se téměř ve všech suchozemských oblastech světa. Tento prvek je nezbytný pro život rostlin a živočichů, neboť je přítomen v kostře živočichů, v zubu, ve vaječné skořápce, v korálech a v mnoha půdách. Mořská voda obsahuje 0,15 % chloridu vápenatého.

Samotný vápník se v přírodě nevyskytuje. Vápník se vyskytuje především ve formě vápence, sádrovce a fluoritu. Stalagmity a stalaktity obsahují uhličitan vápenatý.

Vápník je vždy přítomen v každé rostlině, protože je nezbytný pro její růst. Je obsažen v měkkých tkáních, v tekutinách uvnitř tkání a ve struktuře kostry každého živočicha. Kosti obratlovců obsahují vápník ve formě fluoridu vápenatého, uhličitanu vápenatého a fosforečnanu vápenatého.

Zdravotní účinky vápníku

Vápník je nejhojněji zastoupeným kovem v lidském těle: je hlavní složkou kostí a těl a má klíčové metabolické funkce.
Vápník se někdy označuje jako vápno. Nejčastěji se vyskytuje v mléce a mléčných výrobcích, ale také v zelenině, ořeších a fazolích. Je nezbytnou složkou pro zachování lidské kostry a zubů. Napomáhá také funkci nervů a svalů. Užívání více než 2,5 g vápníku denně bez lékařské nutnosti může vést ke vzniku ledvinových kamenů a skleróze ledvin a cév.
Dostatek vápníku je jednou z hlavních příčin osteoporózy. Osteoporóza je onemocnění, při kterém se kosti stávají extrémně porézními, podléhají zlomeninám a pomalu se hojí, vyskytuje se zejména u žen po menopauze a často vede k zakřivení páteře ze zborcení obratlů.

Na rozdíl od toho, co si většina lidí myslí, probíhá uvnitř našich kostí intenzivní biologická činnost. Neustále se obnovují tím, že nová tkáň nahrazuje tu starou. Během dětství a dospívání dochází k větší tvorbě nové tkáně než k destrukci té staré, ale v určitém okamžiku, někdy kolem 30. nebo 35. roku věku, se tento proces obrátí a začneme ztrácet více tkáně, než kolik jí dokážeme nahradit. U žen se tento proces urychluje po menopauze (období, které se vyznačuje přirozeným a trvalým ukončením menstruace, k němuž dochází obvykle mezi 45. a 55. rokem života); je to proto, že jejich tělo přestává produkovat hormon známý jako estrogen, jehož jednou z funkcí je zachování kostní hmoty.

Důkazy naznačují, že k zachování kostní hmoty za normálních podmínek potřebujeme denní příjem 1000 miligramů vápníku. To platí jak pro muže, tak pro ženy před menopauzou. U žen v menopauze se doporučený denní příjem zvyšuje na 1 500.

Hlavním zdrojem vápníku jsou mléčné výrobky, ale také ořechy, některá zelená zelenina jako špenát a květák, fazole, čočka…

Vápník spolupracuje s hořčíkem na tvorbě nové kostní hmoty. Vápník by se měl užívat společně s hořčíkem v poměru 2:1, to znamená, že pokud přijmete 1000 mg vápníku, měli byste přijmout také 500 mg hořčíku. Mezi zdroje hořčíku ve stravě patří mořské plody, celozrnné obiloviny, ořechy, fazole, pšeničný oves, semena a zelená zelenina.

Další důležitá opatření k prevenci osteoporózy jsou:

• Pravidelné cvičení (alespoň třikrát týdně)
• Příjem dostatečného množství manganu, kyseliny listové, vitaminu B6, vitaminu B12, omega 3 (napomáhá vstřebávání vápníku a stimuluje tvorbu nové kostní hmoty) a vitaminu D (napomáhá vstřebávání vápníku v tenkém střevě).
• nezneužívání cukru, nasycených tuků a živočišných bílkovin
• nezneužívání alkoholu, kofeinu ani plynných nápojů
• nekouření

Dalšími spouštěči osteoporózy jsou dědičný faktor a stres.

Vliv vápníku na životní prostředí

Fosfid vápenatý je velmi toxický pro vodní organismy.

Nyní se podívejte na naši stránku o vápníku ve vodě

Zpět na periodickou tabulku prvků

Doporučený denní příjem vápníku

.