Calcium

Det kemiske grundstof Calcium (Ca), atomnummer 20, er det femte grundstof og det tredje hyppigste metal i jordskorpen. Metallet er trimorphisk, hårdere end natrium, men blødere end aluminium. Et godt som beryllium og aluminium, og i modsætning til de alkaliske metaller, giver det ikke hudforbrændinger. Det er mindre kemisk reaktivt end alkalimetaller og end de andre alkalisk-jordiske metaller.

Calciumioner, der er opløst i vand, danner aflejringer i rør og kedler, og når vandet er hårdt, dvs. når det indeholder for meget calcium eller magnesium. Dette kan undgås med vandafkølingsanlæg. I industrien adskilles metallisk calcium fra det smeltede calciumchlorid ved elektrolyse. Dette opnås ved behandling af kulsyreholdige mineraler med klorhydratsyre eller som et delprodukt af karbonater Solvay-processen.

I kontakt med luft udvikler calcium et oxid- og nitridlag, som beskytter det mod yderligere korrosion. Det brænder i luft ved høj temperatur for at producere nitrid.

Det kommercielt fremstillede metal reagerer let med vand og syrer, og det producerer brint, der indeholder bemærkelsesværdige mængder af ammoniak og hydrocarbider som urenheder.

Anvendelser

Metallet anvendes i aluminiumslegeringer til lejer, som hjælpemiddel ved fjernelse af bismuth fra bly, samt til at kontrollere grafitkulstof i smeltet jern. Det anvendes også som deoxidationsmiddel ved fremstilling af mange ståltyper, som reduktionsmiddel ved fremstilling af metaller som chrom, thorium, zirconium og uran samt som separationsmateriale for gasblandinger af nitrogen og argon. Calcium er et legeringsstof, der anvendes til fremstilling af alluminium-, beryllium-, kobber-, bly- og magnesiumlegeringer. Det anvendes også til fremstilling af cement og mørtel, der anvendes i bygninger.

Kalciumoxid, CaO, fremstilles ved termisk nedbrydning af kulstofholdige mineraler i ovne ved hjælp af en kontinuerlig bedproces. Oxidet anvendes i lysbuer med høj intensitet (kalklys) på grund af dets usædvanlige spektrale egenskaber og som dehydrerende industrielt middel. I metalindustrien anvendes oxiden i vid udstrækning ved reduktion af jernlegeringer.

Kalciumoxid, Ca(OH)2, har mange anvendelser, hvor hydroxyl-ionen er nødvendig. I processen med kalciumhydroxidslukning udmønter mængden af udblæst kalk sig til det dobbelte af den oprindelige mængde brunkalk (CaO), hvilket gør den nyttig til nedbrydning af sten eller træ.

Brunkalken er et fremragende absorberende middel for kuldioxid, fordi den danner karbonat, som er meget uopløselig.

Kalciumsilikat, CaSi, der fremstilles i en elektrisk ovn af kalk, siliciumdioxid og reducerende kulsyreholdige stoffer, er nyttigt som ståldeoxidationsmiddel. Calciumcarbid, CaC2, fremstilles ved opvarmning af en blanding af kalk og kulstof ved 3000ºC i en elektrisk ovn, og det er et acetylat, der ved hydrolyse producerer acetylen. Acetylen er grundstof for en lang række vigtige kemikalier til den organiske industrikemi.

Den rene calciumcarbonat forekommer i to krystallinske former: calcit, hexagonalt formet, som besidder birrefringente egenskaber, og aragonit, rhomboedrisk. De naturlige karbonater er de hyppigst forekommende calciummineraler. Islandsspalten og calcitten er i det væsentlige rene karbonatformer, mens marmor er urent og meget mere kompakt, hvilket er grunden til, at det kan poleres. Det er meget efterspurgt som byggemateriale. Selv om calciumcarbonat er meget lidt opløseligt i vand, er det ganske opløseligt, hvis vandet indeholder opløst kuldioxid, for i disse opløsninger danner det bikarbonat, når det opløses. Denne kendsgerning forklarer grottedannelsen, hvor kalkstensaflejringerne har været i kontakt med surt vand.

Kalciumhalogenurerne omfatter fosforescerende fluorid, som er den calciumforbindelse, der forekommer mest hyppigt, og som har vigtige anvendelser inden for spektroskopi. Calciumchloridet besidder i den vandfri form stor deliquescenskapacitet, hvilket gør det anvendeligt som industrielt dehydreringsmiddel og som sandvirvelkontrolfaktor i veje. Calciumhypochlorit (hvidtningspulver) fremstilles i industrien ved at lade klor passere gennem en kalkopløsning og er blevet anvendt som hvidtningsmiddel og som vandrensningsmiddel.

Den dehydrerede calciumsulfat er mineralsk gips, udgør den største del af Portlandbeton og er blevet anvendt til at reducere jordbundens alkalinitet. Opvarmning af gips ved høje temperaturer giver et calciumsulfathæmihydrat, som sælges under handelsnavnet Parisian stucco.

Calcium i miljøet

Calcium er det femte grundstof og det tredje hyppigst forekommende metal i jordskorpen. Calciumforbindelserne udgør 3,64 % af jordskorpen. Calciums udbredelse er meget bred; det findes i næsten alle terrestriske områder i verden. Dette grundstof er afgørende for planternes og dyrenes liv, for det er til stede i dyrenes skelet, i tænder, i æggeskallen, i koraller og i mange jordarter. Havvand indeholder 0,15 % calciumchlorid.

Calcium kan ikke findes alene i naturen. Calcium findes mest som kalksten, gips og fluorit. Stalagmitter og stalaktitter indeholder calciumcarbonat.

Kalcium er altid til stede i alle planter, da det er afgørende for deres vækst. Det er indeholdt i det bløde væv, i vævets væsker og i strukturen af alle dyrs skelet. Hvirveldyrs knogler indeholder calcium i form af calciumfluorid, calciumcarbonat og calciumphosphat.

Sundhedsmæssige virkninger af calcium

Calcium er det mest rigelige metal i menneskekroppen: er den vigtigste bestanddel af knogler og væv, og det har centrale metaboliske funktioner.
Calcium omtales undertiden som kalk. Det findes mest almindeligt i mælk og mælkeprodukter, men også i grøntsager, nødder og bønner. Det er en vigtig bestanddel for bevarelsen af det menneskelige skelet og tænderne. Det bidrager også til nervernes og musklernes funktion. Brugen af mere end 2,5 gram calcium om dagen uden medicinsk nødvendighed kan føre til udvikling af nyresten og sklerose i nyrer og blodkar.
Mangel på calcium er en af de vigtigste årsager til osteoporose. Osteoporose er en sygdom, hvor knoglerne bliver ekstremt porøse, er udsat for brud og heler langsomt, hvilket især forekommer hos kvinder efter overgangsalderen og ofte fører til krumning af rygsøjlen på grund af sammenfald af ryghvirvlerne.

I modsætning til hvad de fleste mennesker tror, er der en intens biologisk aktivitet inde i vores knogler. De bliver konstant fornyet ved, at nyt væv erstatter det gamle. I barndommen og ungdomsårene er der mere produktion af nyt væv end destruktion af det gamle, men på et tidspunkt, et sted omkring 30- eller 35-årsalderen, er processen omvendt, og vi begynder at miste mere væv, end vi kan erstatte. Hos kvinder fremskyndes processen efter overgangsalderen (den periode, der er kendetegnet ved det naturlige og permanente ophør af menstruationerne, og som normalt indtræffer mellem 45 og 55 år); det skyldes, at deres krop holder op med at producere det hormon, der kaldes østrogen, hvis funktion bl.a. er at bevare knoglemassen.

Det er bevist, at vi har brug for et dagligt indtag på 1.000 milligram calcium for at bevare knoglemassen under normale forhold. Dette gælder både for mænd og præmenopausiske kvinder. Det anbefalede daglige indtag stiger til 1.500 for kvinder i overgangsalderen.

De vigtigste calciumkilder er mejeriprodukter, men også nødder, nogle grønne grøntsager som spinat og blomkål, bønner, linser…

Calcium arbejder sammen med magnesium for at skabe ny knoglemasse. Calcium bør indtages sammen med magnesium i forholdet 2:1, dvs. at hvis man indtager 1000 mg calcium, bør man også indtage 500 mg magnesium. Nogle magnesiumkilder i kosten er fisk og skaldyr, fuldkorn, nødder, bønner, hvedehavre, frø og grønne grøntsager.

Andre vigtige foranstaltninger til forebyggelse af osteoporose er:

• Få regelmæssig motion (mindst tre gange om ugen)
• Indtage tilstrækkelige mængder af mangan, folinsyre, B6-vitamin, B12-vitamin, omega 3 (det hjælper calciumoptagelsen og stimulerer ny knoglemasseproduktion) og D-vitamin (det hjælper calciumoptagelsen i tyndtarmen).
• Ingen misbrug af sukker, mættet fedt og animalske proteiner
• Ingen misbrug af alkohol, koffein eller gasformige drikkevarer
• Ingen rygning

Andre udløsende faktorer for osteoporose er den arvelige faktor og stress.

Miljømæssige virkninger af calcium

Calciumphosphid er meget giftigt for vandlevende organismer.

Se nu vores side om calcium i vand

Tilbage til det periodiske system af grundstoffer

Anbefalet dagligt indtag af calcium