Calciu

Elementul chimic Calciu (Ca), cu numărul atomic 20, este al cincilea element și al treilea cel mai abundent metal din scoarța terestră. Metalul este trimorf, mai dur decât sodiul, dar mai moale decât aluminiul. La fel ca și beriliul și aluminiul și, spre deosebire de metalele alcaline, nu provoacă arsuri ale pielii. Este mai puțin reactiv din punct de vedere chimic decât metalele alcaline și decât celelalte metale alcalino-pământoase.

Ionii de calciu dizolvați în apă formează depozite în țevi și cazane și atunci când apa este dură, adică atunci când conține prea mult calciu sau magneziu. Acest lucru poate fi evitat cu ajutorul dedurizatoarelor de apă. În industrie, calciul metalic se separă din clorura de calciu topită prin electroliză. Acesta se obține prin tratarea mineralelor carbonatate cu acid clorhidric, sau ca un subprodus al procedeului Solvay al carbonaților.

În contact cu aerul, calciul dezvoltă un strat de oxid și nitrură, care îl protejează împotriva coroziunii ulterioare. Arde în aer la o temperatură ridicată pentru a produce nitrură.

Metal produs în comerț reacționează ușor cu apa și acizii și produce hidrogen care conține cantități remarcabile de amoniac și hidrocarburi ca impurități.

Aplicații

Metal este folosit în aliajele de aluminiu pentru rulmenți, ca ajutor în îndepărtarea bismutului din plumb, precum și în controlul carbonului grafitic din fierul topit. Este, de asemenea, utilizat ca dezoxidant la fabricarea multor oțeluri; ca agent de reducere la prepararea unor metale precum cromul, toriul, zirconiul și uraniul, precum și ca material de separare pentru amestecuri gazoase de azot și argon. Calciul este un aliaj utilizat în producția de aliaje de aluminiu, beriliu, cupru, plumb și magneziu. Este folosit, de asemenea, la fabricarea cimentului și a mortarului care se utilizează în construcții.

Oxidul de calciu, CaO, este produs prin descompunerea termică a mineralelor carbonatate în cuptoare, aplicând un proces cu pat continuu. Oxidul este utilizat în arcuri luminoase de mare intensitate (lumină de var) pentru caracteristicile sale spectrale neobișnuite și ca agent industrial de deshidratare. Industria metalurgică utilizează pe scară largă oxidul în timpul reducerii aliajelor feroase.

Oxidul de calciu, Ca(OH)2, are multe aplicații în care este necesar ionul hidroxil. În procesul de stingere a hidroxidului de calciu, volumul de var suflat consumă până la dublul cantității inițiale de var rapid (CaO), fapt care îl face util la descompunerea rocilor sau a lemnului.

Varul rapid este un excelent absorbant pentru dioxidul de carbon, deoarece produce carbonat, care este foarte insolubil.

Silicatul de calciu, CaSi, preparat într-un cuptor electric din var, silice și agenți carbonați reducători, este util ca agent de dezoxidare a oțelului. Carbura de calciu, CaC2, se produce prin încălzirea unui amestec de var și carbon la 3000ºC într-un cuptor electric și este un acetilat care produce acetilenă prin hidroliză. Acetilena este materia de bază a unui mare număr de substanțe chimice importante pentru chimia industrială organică.

Carbonatul de calciu pur se prezintă sub două forme cristaline: calcita, de formă hexagonală, care posedă proprietăți birrefringente, și aragonitul, de formă romboedrică. Carbonații naturali sunt cele mai abundente minerale de calciu. Scânteia de Islanda și calcita sunt în esență forme de carbonat pur, în timp ce marmura este impură și mult mai compactă, motiv pentru care poate fi lustruită. Este foarte solicitată ca material de construcție. Deși carbonatul de calciu este foarte puțin solubil în apă, el este destul de solubil dacă apa conține dioxid de carbon dizolvat, deoarece în aceste soluții formează bicarbonat la dizolvare. Acest fapt explică formarea peșterilor, unde depozitele de piatră de var au fost în contact cu ape acide.

Între halogenurile de calciu se numără fluorura fosforescentă, care este compusul de calciu cel mai abundent și cu aplicații importante în spectroscopie. Clorura de calciu posedă, în forma anhidră, o mare capacitate de delichefiere, ceea ce o face utilă ca agent de deshidratare industrială și ca factor de control al vârtejului de nisip în drumuri. Hipocloritul de calciu (pulberea de albire) se produce în industrie la trecerea clorului printr-o soluție de var și a fost folosit ca agent de albire și ca purificator de apă.

Sulfatul de calciu deshidratat este gipsul mineral, constituie cea mai mare parte a betonului Portland și a fost folosit pentru reducerea alcalinității solurilor. Încălzirea ghipsului la temperaturi ridicate produce un hemihidrat de sulfat de calciu, care se vinde cu denumirea comercială de stuc parizian.

Calciu în mediul înconjurător

Calciu este al cincilea element și al treilea cel mai abundent metal din scoarța terestră. Compușii de calciu reprezintă 3,64% din scoarța terestră. Distribuția calciului este foarte largă; acesta se găsește în aproape toate zonele terestre din lume. Acest element este esențial pentru viața plantelor și a animalelor, deoarece este prezent în scheletul animalelor, în dinți, în coaja ouălor, în corali și în multe soluri. Apa de mare conține 0,15% de clorură de calciu.

Calciul nu poate fi găsit singur în natură. Calciul se găsește mai ales sub formă de calcar, gips și fluorit. Stalagmitele și stalactitele conțin carbonat de calciu.

Calciul este întotdeauna prezent în fiecare plantă, deoarece este esențial pentru creșterea ei. El este conținut în țesuturile moi, în fluidele din interiorul țesuturilor și în structura scheletului fiecărui animal. Oasele vertebratelor conțin calciu sub formă de fluorură de calciu, carbonat de calciu și fosfat de calciu.

Efectele calciului asupra sănătății

Calciul este cel mai abundent metal din corpul uman: este principalul constituent al oaselor și al teilor și are funcții metabolice esențiale.
Calciul este denumit uneori var. Se găsește cel mai frecvent în lapte și în produsele lactate, dar și în legume, nuci și fasole. Este o componentă esențială pentru conservarea scheletului uman și a dinților. De asemenea, ajută la funcționarea nervilor și a mușchilor. Utilizarea a mai mult de 2,5 grame de calciu pe zi, fără o necesitate medicală, poate duce la apariția pietrelor la rinichi și la scleroza rinichilor și a vaselor de sânge.
Lipsă de calciu este una dintre principalele cauze ale osteoporozei. Osteoporoza este o boală în care oasele devin extrem de poroase, sunt supuse la fracturi și se vindecă greu, apărând mai ales la femei după menopauză și ducând adesea la curbarea coloanei vertebrale din cauza colapsului vertebral.

În ciuda a ceea ce cred majoritatea oamenilor, există o activitate biologică intensă în interiorul oaselor noastre. Acestea sunt reînnoite în mod constant prin țesut nou care îl înlocuiește pe cel vechi. În timpul copilăriei și adolescenței, există mai multă producție de țesut nou decât distrugerea celui vechi, dar la un moment dat, undeva în jurul vârstei de 30 sau 35 de ani, procesul se inversează și începem să pierdem mai mult țesut decât cel pe care îl putem înlocui. La femei, procesul este accelerat după menopauză (perioada marcată de încetarea naturală și permanentă a menstruației, care are loc de obicei între 45 și 55 de ani); acest lucru se datorează faptului că organismul lor încetează să mai producă hormonul cunoscut sub numele de estrogen, una dintre funcțiile acestuia fiind aceea de a conserva masa osoasă.

Evidențele sugerează că avem nevoie de un aport zilnic de 1.000 de miligrame de calciu pentru a păstra masa osoasă în condiții normale. Acest lucru este valabil atât pentru bărbat, cât și pentru femeile aflate în premenopauză. Aportul zilnic recomandat crește la 1.500 pentru femeia menopauză.

Principalele surse de calciu sunt produsele lactate, dar și nucile, unele legume verzi, cum ar fi spanacul și conopida, fasolea, lintea…

Calciul lucrează împreună cu magneziul pentru a crea o nouă masă osoasă. Calciul trebuie administrat împreună cu magneziul în proporție de 2:1, adică, dacă ingerați 1000 mg de calciu, trebuie să ingerați și 500 mg de magneziu. Unele surse de magneziu din alimentație sunt fructele de mare, cerealele integrale, nucile, fasolea, ovăzul de grâu, semințele și legumele verzi.

Alte măsuri importante pentru a preveni osteoporoza sunt:

• Facerea de exerciții fizice regulate (cel puțin de trei ori pe săptămână)
• Insumarea unor cantități adecvate de mangan, acid folic, vitamina B6, vitamina B12, omega 3 (ajută la absorbția calciului și stimulează producția de masă osoasă nouă) și vitamina D (ajută la absorbția calciului în intestinul subțire).
• Nu abuzați de zahăr, grăsimi saturate și proteine animale
• Nu abuzați de alcool, cofeină și nici de băuturi gazoase
• Nu fumați

Alți factori declanșatori ai osteoporozei sunt factorul ereditar și stresul.

Efectele calciului asupra mediului

Fosfura de calciu este foarte toxică pentru organismele acvatice.

Vezi acum pagina noastră despre calciul din apă

Înapoi la tabelul periodic al elementelor

Aportul zilnic recomandat de calciu

.