Calcio

L’elemento chimico Calcio (Ca), numero atomico 20, è il quinto elemento e il terzo metallo più abbondante nella crosta terrestre. Il metallo è trimorfo, più duro del sodio, ma più morbido dell’alluminio. Così come il berillio e l’alluminio, e a differenza dei metalli alcalini, non provoca ustioni cutanee. È meno reattivo chimicamente dei metalli alcalini e degli altri metalli alcalino-terrosi.

Gli ioni di calcio risolti nell’acqua formano depositi nelle tubature e nelle caldaie e quando l’acqua è dura, cioè quando contiene troppo calcio o magnesio. Questo può essere evitato con gli addolcitori d’acqua. Nell’industria, il calcio metallico viene separato dal cloruro di calcio fuso per elettrolisi. Questo è ottenuto dal trattamento di minerali carbonati con acido cloridrico, o come un sottoprodotto del processo Solvay dei carbonati.

A contatto con l’aria, il calcio sviluppa un rivestimento di ossido e nitruro, che lo protegge da ulteriori corrosioni. Il metallo prodotto commercialmente reagisce facilmente con acqua e acidi e produce idrogeno che contiene notevoli quantità di ammoniaca e idrocarburi come impurità.

Applicazioni

Il metallo è usato in leghe di alluminio per cuscinetti, come aiutante nella rimozione del bismuto dal piombo, così come nel controllo del carbonio grafitico nel ferro fuso. È anche usato come disossidante nella fabbricazione di molti acciai; come agente riducente nella preparazione di metalli come cromo, torio, zirconio e uranio, e come materiale di separazione per miscele gassose di azoto e argon. Il calcio è un legante usato nella produzione di leghe di alluminio, berillio, rame, piombo e magnesio. È anche usato nella produzione di cementi e malte che sono usati nelle costruzioni.

L’ossido di calcio, CaO, è prodotto dalla decomposizione termica di minerali carbonati in forni, applicando un processo a letto continuo. L’ossido è usato negli archi di luce ad alta intensità (luce di calce) per le sue insolite caratteristiche spettrali e come agente industriale disidratante. L’industria metallurgica utilizza ampiamente l’ossido durante la riduzione delle leghe ferrose.

L’ossido di calcio, Ca(OH)2, ha molte applicazioni in cui lo ione idrossile è necessario. Nel processo di spegnimento dell’idrossido di calcio, il volume di calce soffiata consuma il doppio della quantità iniziale di calce viva (CaO), fatto che la rende utile per abbattere le rocce o il legno.

La calce viva è un eccellente assorbente per il biossido di carbonio, perché produce carbonato, che è molto insolubile.

Il silicato di calcio, CaSi, preparato in un forno elettrico da calce, silice e riducenti carbonati, è utile come agente disossidante dell’acciaio. Il carburo di calcio, CaC2, si produce quando si riscalda una miscela di calce e carbonio a 3000ºC in un forno elettrico ed è un acetilato che produce acetilene per idrolisi. L’acetilene è il materiale di base di un gran numero di prodotti chimici importanti per la chimica industriale organica.

Il carbonato di calcio puro si presenta in due forme cristalline: la calcite, di forma esagonale, che possiede proprietà birrifughe, e l’aragonite, romboidale. I carbonati naturali sono i minerali di calcio più abbondanti. L’aragonite e la calcite sono essenzialmente forme pure di carbonato, mentre il marmo è impuro e molto più compatto, motivo per cui può essere lucidato. È molto richiesto come materiale da costruzione. Anche se il carbonato di calcio è poco solubile in acqua, è abbastanza solubile se l’acqua contiene anidride carbonica dissolta, perché in queste soluzioni forma bicarbonato quando si dissolve. Questo fatto spiega la formazione di grotte, dove i depositi di pietra calcarea sono stati in contatto con acque acide.

Le alogenuri di calcio includono il fluoruro fosforescente, che è il composto di calcio più abbondante e con importanti applicazioni in spettroscopia. Il cloruro di calcio possiede, nella forma anidra, una grande capacità di deliquescenza, che lo rende utile come agente disidratante industriale e come fattore di controllo dei vortici di sabbia nelle strade. L’ipoclorito di calcio (polvere sbiancante) è prodotto nell’industria quando si fa passare il cloro attraverso una soluzione di calce, ed è stato usato come agente sbiancante e come purificatore dell’acqua.

Il solfato di calcio disidratato è il gesso minerale, costituisce la parte maggiore del calcestruzzo Portland, ed è stato usato per ridurre l’alcalinità dei terreni. Il riscaldamento del gesso ad alte temperature produce un solfato di calcio emiidrato, che viene venduto con il nome commerciale di stucco parigino.

Il calcio nell’ambiente

Il calcio è il quinto elemento e il terzo metallo più abbondante nella crosta terrestre. I composti di calcio rappresentano il 3,64% della crosta terrestre. La distribuzione del calcio è molto ampia; si trova in quasi tutte le zone terrestri del mondo. Questo elemento è essenziale per la vita delle piante e degli animali, perché è presente nello scheletro degli animali, nei denti, nel guscio dell’uovo, nel corallo e in molti terreni. L’acqua di mare contiene lo 0,15% di cloruro di calcio.

Il calcio non si trova da solo in natura. Il calcio si trova soprattutto come calcare, gesso e fluorite. Le stalagmiti e le stalattiti contengono carbonato di calcio.

Il calcio è sempre presente in ogni pianta, poiché è essenziale per la sua crescita. È contenuto nei tessuti molli, nei fluidi all’interno dei tessuti e nella struttura dello scheletro di ogni animale. Le ossa dei vertebrati contengono calcio sotto forma di fluoruro di calcio, carbonato di calcio e fosfato di calcio.

Effetti del calcio sulla salute

Il calcio è il metallo più abbondante nel corpo umano: è il principale costituente delle ossa e delle reti e ha funzioni metaboliche fondamentali.
Il calcio è talvolta chiamato calce. Si trova più comunemente nel latte e nei suoi derivati, ma anche nelle verdure, nelle noci e nei fagioli. È un componente essenziale per la conservazione dello scheletro umano e dei denti. Assiste anche le funzioni dei nervi e dei muscoli. L’uso di più di 2,5 grammi di calcio al giorno senza una necessità medica può portare allo sviluppo di calcoli renali e alla sclerosi dei reni e dei vasi sanguigni.
La mancanza di calcio è una delle cause principali dell’osteoporosi. L’osteoporosi è una malattia in cui le ossa diventano estremamente porose, sono soggette a fratture e guariscono lentamente, si verifica soprattutto nelle donne dopo la menopausa e spesso porta alla curvatura della colonna vertebrale dal collasso vertebrale.

A differenza di quanto pensa la maggior parte delle persone, c’è un’intensa attività biologica all’interno delle nostre ossa. Sono costantemente rinnovate da nuovi tessuti che sostituiscono quelli vecchi. Durante l’infanzia e l’adolescenza, c’è più produzione di nuovo tessuto che distruzione di quello vecchio, ma ad un certo punto, da qualche parte intorno ai 30 o 35 anni, il processo si inverte e cominciamo a perdere più tessuto di quello che possiamo sostituire. Nelle donne il processo è accelerato dopo la menopausa (periodo segnato dalla cessazione naturale e permanente delle mestruazioni, che si verifica di solito tra i 45 e i 55 anni); questo perché il loro corpo smette di produrre l’ormone noto come estrogeno, una delle cui funzioni è quella di conservare la massa ossea.

L’evidenza suggerisce che abbiamo bisogno di un apporto giornaliero di 1.000 milligrammi di calcio per preservare la massa ossea in condizioni normali. Questo vale sia per l’uomo che per le donne in pre-menopausa. L’apporto giornaliero raccomandato sale a 1.500 per la donna in menopausa.

Le principali fonti di calcio sono i latticini, ma anche le noci, alcune verdure verdi come spinaci e cavolfiori, fagioli, lenticchie…

Il calcio lavora insieme al magnesio per creare nuova massa ossea. Il calcio dovrebbe essere assunto insieme al magnesio in un rapporto 2:1, vale a dire, se si ingeriscono 1000 mg di calcio, si dovrebbero ingerire anche 500 mg di magnesio. Alcune fonti di magnesio nella dieta sono frutti di mare, cereali integrali, noci, fagioli, avena, semi e verdure verdi.

Altre misure importanti per prevenire l’osteoporosi sono:

• fare esercizio fisico regolare (almeno tre volte alla settimana)
• assumere quantità adeguate di manganese, acido folico, vitamina B6, vitamina B12, omega 3 (aiuta l’assorbimento del calcio e stimola la produzione di nuova massa ossea) e vitamina D (aiuta l’assorbimento del calcio nell’intestino tenue).
• Non abusare di zucchero, grassi saturi e proteine animali
• Non abusare di alcol, caffeina, né bevande gassose
• Non fumare

Altri fattori scatenanti l’osteoporosi sono il fattore ereditario e lo stress.

Effetti ambientali del calcio

Il fosfuro di calcio è molto tossico per gli organismi acquatici.

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Presa giornaliera consigliata di calcio