Kalcium

A 20-as atomi számú kalcium (Ca) az ötödik elem és a harmadik leggyakoribb fém a földkéregben. A fém trimorf, keményebb, mint a nátrium, de lágyabb, mint az alumínium. A berilliumhoz és az alumíniumhoz hasonlóan, és a lúgos fémekkel ellentétben nem okoz bőrégést. Kémiailag kevésbé reakcióképes, mint a lúgos fémek és mint a többi alkáliföldfém.

A vízben oldott kalciumionok lerakódásokat képeznek a csövekben és a kazánokban, valamint akkor, ha a víz kemény, vagyis ha túl sok kalciumot vagy magnéziumot tartalmaz. Ez a vízlágyítókkal elkerülhető. Az iparban az olvasztott kalcium-kloridból elektrolízissel választják ki a fémes kalciumot. Ezt a karbonátos ásványok klórsavval történő kezelésével nyerik, vagy mint a karbonátok Solvay-eljárás melléktermékét.

A levegővel érintkezve a kalcium oxid- és nitridbevonatot fejleszt, amely megvédi a további korróziótól. A levegőn magas hőmérsékleten elégetve nitrid keletkezik.

A kereskedelmi forgalomban előállított fém könnyen reagál vízzel és savakkal, és hidrogént termel, amely szennyeződésként figyelemre méltó mennyiségű ammóniát és szénhidrogéneket tartalmaz.

Alkalmazások

A fémet csapágyakhoz használt alumíniumötvözetekben, segédanyagként használják az ólomból való bizmut eltávolításánál, valamint az olvasztott vasban lévő grafitos szén szabályozására. Használják továbbá dezoxidálószerként számos acél gyártásánál; redukálószerként olyan fémek előállításánál, mint a króm, tórium, cirkónium és urán, valamint nitrogén és argon gázkeverékek elválasztó anyagaként. A kalciumot ötvözetként használják az alumínium-, berillium-, réz-, ólom- és magnéziumötvözetek előállításához. Az építkezéseknél használt cementek és habarcsok előállításához is használják.

A kalcium-oxidot, CaO-t, karbonátos ásványok termikus bomlásával állítják elő kemencékben, folyamatos ágyas eljárást alkalmazva. Az oxidot szokatlan spektrális tulajdonságai miatt nagy intenzitású fényívekben (mészfény) és dehidratáló ipari anyagként használják. A kohászat széles körben használja az oxidot a vasötvözetek redukciója során.

A kalcium-oxid, Ca(OH)2, számos olyan alkalmazásban használatos, ahol a hidroxil-ionra szükség van. A kalcium-hidroxid oltása során a kifújt mész térfogata a kezdeti mész (CaO) mennyiségének kétszeresére fogy, ez a tény teszi hasznossá a kőzetek vagy a fa bontására.

A mész kiváló elnyelője a szén-dioxidnak, mert karbonátot termel, amely nagyon oldhatatlan.

A kalcium-szilikát, CaSi, amelyet elektromos kemencében mészből, szilícium-dioxidból és redukáló szénsavból állítanak elő, acél-oxidáló szerként hasznos. A kalcium-karbid, CaC2, mész és szén keverékének elektromos kemencében 3000ºC-on történő hevítésekor keletkezik, és ez egy acetilát, amely hidrolízis útján acetilént termel. Az acetilén a szerves ipari kémia számos fontos vegyi anyagának alapanyaga.

A tiszta kalcium-karbonát két kristályos formában fordul elő: a hatszög alakú kalcit, amely birrefraktív tulajdonságokkal rendelkezik, és az aragonit, romboéderes. A természetes karbonátok a legnagyobb mennyiségben előforduló kalciumásványok. Az izlandi tüske és a kalcit lényegében tiszta karbonátformák, míg a márvány tisztátalan és sokkal tömörebb, ezért csiszolható. Építőanyagként nagyon keresett. Bár a kalcium-karbonát vízben csak nagyon kevéssé oldódik, igen jól oldódik, ha a víz oldott szén-dioxidot tartalmaz, mert ezekben az oldatokban oldódáskor bikarbonátot képez. Ez a tény magyarázza a barlangképződést, ahol a mészkőlerakódások savas vizekkel érintkeztek.

A kalcium-halogénvegyületek közé tartozik a foszforeszkáló fluorid, amely a kalciumvegyületek közül a leggyakoribb és a spektroszkópiában fontos alkalmazásokkal bír. A kalcium-klorid vízmentes formában nagy dehidratálóképességgel rendelkezik, ami ipari dehidratálószerként és utaknál homokörvényt szabályozó tényezőként teszi hasznossá. A kalcium-hipoklorit (fehérítőpor) az iparban keletkezik, ha klórt vezetünk át mészoldaton, és fehérítőszerként és víztisztítóként használják.

A dehidratált kalcium-szulfát az ásványi gipsz, a portlandbeton nagyobb részét alkotja, és a talajok lúgosságának csökkentésére használják. A gipsz magas hőmérsékleten történő hevítésével kalcium-szulfát félhidrát keletkezik, amelyet párizsi stukkó kereskedelmi néven forgalmaznak.

Kalcium a környezetben

A kalcium az ötödik elem és a harmadik leggyakoribb fém a földkéregben. A kalciumvegyületek a földkéreg 3,64%-át teszik ki. A kalcium elterjedése igen széleskörű, a világ szinte minden szárazföldi területén megtalálható. Ez az elem nélkülözhetetlen a növények és állatok életéhez, hiszen jelen van az állatok csontvázában, fogában, a tojás héjában, a korallokban és számos talajban. A tengervíz 0,15% kalcium-kloridot tartalmaz.

A kalcium önmagában nem található meg a természetben. A kalcium leginkább mészkő, gipsz és fluorit formájában fordul elő. A cseppkövek és cseppkövek kalcium-karbonátot tartalmaznak.

A kalcium mindig jelen van minden növényben, mivel elengedhetetlen a növekedéshez. A lágy szövetekben, a szöveteken belüli folyadékokban és minden állat csontvázának szerkezetében megtalálható. A gerincesek csontjai kalciumot tartalmaznak kalcium-fluorid, kalcium-karbonát és kalcium-foszfát formájában.

A kalcium egészségügyi hatásai

A kalcium a legnagyobb mennyiségben előforduló fém az emberi szervezetben: a csontok és a csontok fő alkotórésze, és kulcsfontosságú anyagcsere-funkciókkal rendelkezik.
A kalciumot néha mésznek is nevezik. Leggyakrabban a tejben és tejtermékekben, de a zöldségekben, diófélékben és babban is megtalálható. Az emberi csontváz és a fogak megőrzéséhez nélkülözhetetlen összetevő. Az idegek és az izmok működését is segíti. A napi 2,5 grammnál több kalcium orvosi szükséglet nélküli fogyasztása vesekövek kialakulásához, valamint a vesék és az erek szklerózisához vezethet.
A kalciumhiány a csontritkulás egyik fő oka. A csontritkulás olyan betegség, amelynek során a csontok rendkívül porózussá válnak, törésre hajlamosak és lassan gyógyulnak, különösen a nőknél fordul elő a menopauza után, és gyakran vezet a gerinc görbületéhez a csigolyák összeomlása miatt.

A legtöbb ember gondolatával ellentétben csontjainkban intenzív biológiai tevékenység zajlik. Folyamatosan megújulnak azáltal, hogy új szövetek váltják fel a régieket. Gyermek- és serdülőkorban több új szövet termelődik, mint amennyi a régit elpusztítja, de egy bizonyos ponton, valahol 30-35 éves kor körül a folyamat megfordul, és több szövetet kezdünk elveszíteni, mint amennyit pótolni tudunk. A nőknél ez a folyamat a menopauza (a menstruáció természetes és végleges megszűnésével járó időszak, amely általában 45 és 55 éves kor között következik be) után felgyorsul; ez azért van, mert a szervezetükben megszűnik az ösztrogén nevű hormon termelése, amelynek egyik feladata a csonttömeg megőrzése.

A bizonyítékok szerint napi 1000 milligramm kalcium bevitelére van szükségünk ahhoz, hogy normális körülmények között megőrizzük a csonttömeget. Ez mind a férfira, mind a menopauza előtti nőkre vonatkozik. A menopauzában lévő nők számára az ajánlott napi bevitel 1500-ra emelkedik.

A fő kalciumforrások a tejtermékek, de a diófélék, néhány zöld zöldség, mint a spenót és a karfiol, a bab, a lencse…

A kalcium a magnéziummal együtt új csonttömeget hoz létre. A kalciumot 2:1 arányban kell magnéziummal együtt bevinni, vagyis ha 1000 mg kalciumot veszünk be, akkor 500 mg magnéziumot is be kell vennünk. Néhány magnéziumforrás az étrendben a tenger gyümölcsei, a teljes kiőrlésű gabonafélék, a diófélék, a bab, a búza zab, a magvak és a zöld zöld zöldségek.

A csontritkulás megelőzésének további fontos intézkedései:

• Rendszeres testmozgás (legalább heti háromszor)
• megfelelő mennyiségű mangán, folsav, B6-vitamin, B12-vitamin, omega 3 (segíti a kalcium felszívódását és serkenti az új csonttömeg termelődését) és D-vitamin (segíti a kalcium felszívódását a vékonybélben) fogyasztása.
• Nem visszaélni a cukorral, a telített zsírokkal és az állati fehérjékkel
• Nem visszaélni az alkohollal, a koffeinnel és a gázos italokkal
• Nem dohányozni

A csontritkulás további kiváltói az örökletes tényező és a stressz.

A kalcium környezeti hatásai

A kalcium-foszfid nagyon mérgező a vízi szervezetekre.

Most nézze meg a vízben lévő kalciumról szóló oldalunkat

Vissza az elemek periódusos rendszeréhez

A kalcium ajánlott napi bevitele

.