Calcium | kemisk grundstof

Egenskaber

Fysiske egenskaber

Calcium er et blødt hvidgråt metal. Det er et fast stof og er uigennemsigtigt. Det er et alkalisk jordmetal. Dets smeltepunkt er varmere end de fleste andre reaktive metaller. Det er en smule hårdere end bly. Det har to allotroper. Det leder ikke elektricitet lige så godt som kobber, men er meget lettere i vægt.

Kemiske egenskaber

Det reagerer med vand og danner hydrogen og calciumhydroxid. Det reagerer meget hurtigt med vand, når det er pulveriseret. Når det er i en klump, begynder det at reagere langsomt, fordi calciumhydroxid danner en belægning, der ikke opløses på calciumet. Hvis der tilsættes lidt syre til calciumhydroxid, opløses det, og calciumet reagerer meget hurtigt. Det brænder, når det pulveriseres, og danner en rødlig flamme. Dette giver calciumoxid. Ved opvarmning danner det også calciumnitrid. Det kan reagere med halogener til calciumhalogenider som calciumchlorid med klor.

Calciumforbindelser

Calcium danner kemiske forbindelser i oxidationstrin +2. Calciumforbindelser er farveløse. De fleste calciumforbindelser er ikke giftige. De er faktisk nødvendige i menneskekroppen. De er ikke reaktive for så vidt angår calciumioner. Calciumoxid blev brugt til at lave limelights, hvor en flamme opvarmer calciumoxid og får det til at lyse meget stærkt.

• Calciumbromat
• Calciumcarbonat
• Calciumchlorid
• Calciumhydroxid
• Calciumnitrat
• Calciumnitrid
• Calciumoxid
• Calciumpermanganat
• Calciumphosphat
• Dicalciumphosphat
• Monocalciumphosphat

Isotoper

Calcium har 6 naturligt forekommende isotoper (⁴⁰ Ca,⁴² Ca,⁴³ Ca,⁴⁴ Ca,⁴⁶ Ca og⁴⁸ Ca), hvoraf⁴⁸ Ca er meget svagt radioaktivt med en halveringstid på ca. 6,4×10¹⁹ år. Spor af⁴¹ Ca,⁴⁵ Ca og⁴⁷ Ca opstår ved at kosmisk stråling rammer atomer og kaldes kosmogene nuklider. ⁴¹Ca dannes ved neutronaktivering af⁴⁰ Ca i de øverste lag af jordskorpen og har en halveringstid på 102.000 år. Da det henfalder til kalium-41, er det en vigtig indikator for anomalier i solsystemet.

Calcium-40 er den hyppigste isotop (96 % af alt naturligt calcium), da den stammer fra radiogen⁴⁰ K, som har en halveringstid på 1,25 milliarder år. Sammen med calcium-46 er den dog teoretisk set ustabil, men med en halveringstid så lang, at den aldrig er blevet observeret til at henfalde.

 

Forekomst

I jorden

Calcium findes ikke som metal i jorden; det er for reaktivt. Calciumcarbonat, også kendt som calcit, er det mest almindelige calciummineral.

Calcium i celler

Det er vigtigt at vide, hvordan celler fungerer. Mange celler har kalciumkanaler på deres overflade. Det er åbninger, hvor calciumioner kan trænge ind i cellen. Cellen får besked på at handle, og den åbner kanalerne. Når calciumionerne først er inde i cellen, aktiverer de mange proteiner til at gøre bestemte ting. Når det f.eks. går ind i muskelceller, får det dem til at trække sig sammen (forkorte dem, så musklen trækker sig.) Når det går ind i nerveceller, udløser det elektriske impulser, der sender en besked. Når det går ind i hvide blodlegemer, får det dem til at bekæmpe bakterier.

Calciumioner er vigtige for cellerne, men for mange calciumioner kan være skadelige. Hvis en celle får flere calciumioner, end den har brug for, kan den dø. Det er derfor, at mængden af calciumioner i cellerne er stærkt reguleret. Omvendt er for få calciumioner dårligt. Cellerne skal have den rette mængde for at fungere korrekt.

Nogle gange er cellerne usunde og skal dø, så kroppen kan erstatte dem med nye, sunde celler. Dette holder hele organismen sund. Cellerne ved, hvornår de skal dø, og kan udløse reaktioner for at afslutte deres livscyklus på mange måder. Når dette sker, kaldes det apoptose, også kendt som en "programmeret celledød" (planlagt celledød.) En måde, hvorpå celler opnår apoptose, er ved at optage giftige niveauer af calciumioner.

Calcium er meget vigtigt for menneskekroppen.

Opbevaring af kalcium

Knogler indeholder det meste af calciumionen i menneskekroppen. Hvis vi har brug for mere calcium til vores blod, muskler eller andet væv, kommer det fra knoglerne. Hvis vi har ekstra calcium, går det ind i knoglerne.

Calcium som grundstof findes ikke i menneskekroppen, men kun calciumioner i form af kemiske forbindelser.

Regulering af kalcium

Organismer har brug for at holde calciumionniveauet meget godt kontrolleret. Et højt calciumniveau er dårligt, og et lavt calciumniveau er dårligt.

Kroppen kontrollerer dette ved at ændre

• hvor meget calcium vi får fra den mad, vi spiser
• hvor meget calcium vi mister i urinen
• hvor meget calcium der er i knoglerne

Kontrollen af calcium i kroppen kaldes calciummetabolisme. For lidt calcium kan forårsage osteoporose.

Kroppen styrer calciumniveauet med mange hormoner. Calcitonin, parathyreoideahormon (akronym PTH) og D-vitamin er de vigtigste hormoner i calciummetabolismen. (D-vitamin virker som et hormon, men det kaldes et vitamin).

 
Calcit  

Forberedelse

Calciummetal fremstilles ved elektrolyse af smeltet calciumchlorid. Det skal være meget varmt for at smelte det. Calciummetallet er flydende.

 

Bruger

Som et element

Calcium anvendes til reduktion af andre metaller. Det kan også bruges til at fremstille legeringer med andre metaller.

Som kemiske forbindelser

Calciumforbindelser er også vigtige i kemi. Det er vigtigt for at fremstille ting. Det er en del af cement, som er nødvendig for at lave beton (et hårdt stof, som mange bygninger er lavet af).

Calcium er en del af calciumoxid. Calciumoxid bruges til at fremstille papir, keramik, mad og til at rense vand (gøre det godt at drikke). Calciumcarbonat bruges som calciumtilskud. Calciumpermanganat kan bruges som raketdrivmiddel.

 
Beton, der anvendes til at bygge en bygning  

Sikkerhed

Calcium er giftigt som grundstof. Det reagerer med vand og danner en stærk base, calciumhydroxid. Calciumforbindelser er ikke giftige, medmindre anionen er giftig. Calciumpermanganat er kun giftigt på grund af permanganatet, ikke på grund af calciumet. Ligesom andre jordalkalimetaller brænder calcium let og kraftigt.

 

Relaterede sider

• Calciumforbindelser