Calcium er et kemisk grundstof. Dets symbol i det periodiske system (en liste over alle grundstoffer) er Ca. Dets atomnummer er 20. (Atomnummeret angiver, hvor Calcium befinder sig i det periodiske system.) Det har 20 protoner og 20 elektroner (hvis det er et atom, se ion). De mest almindelige isotoper er Ca-40 og Ca-44. Dets massetal er ca. 40,08. Calcium er meget vigtigt i menneskekroppen, bl.a. til at danne knogler og til andre formål.


 

Grundlæggende egenskaber

  • Placeringsgruppe: Calcium er et alkalisk jordmetal i gruppe 2 i det periodiske system.
  • Elektronkonfiguration: [Ar] 4s2, hvilket giver et typisk oxidationstrin på +2 (Ca2+).
  • Fysiske egenskaber: Metalisk udseende, relativt lav densitet for et metal (ca. 1,55 g/cm3), smeltepunkt omkring 842 °C og kogepunkt omkring 1.484 °C.
  • Forekomst af isotoper: Naturligt forekommende isotoper inkluderer Ca-40 (mest almindelig), Ca-42, Ca-43, Ca-44, Ca-46 og Ca-48.

Forekomst og udvinding

Calcium forekommer ikke frit i naturen, men indgår almindeligt i mineraler såsom kalkspat (kalcit, CaCO3), gips (CaSO4·2H2O), fluorit (CaF2) og i fosfatmineraler (apatit). Calcium fremstilles industrielt typisk ved elektrolytisk reduktion af smeltet calciumchlorid eller gennem andre reduktionsprocesser. I jordskorpen er calcium et af de mest udbredte elementer.

Kemiske forbindelser og anvendelser

  • Calciumcarbonat (CaCO3): Almindeligt i kalksten, marmor og skaller; anvendes i byggeri, maling, papir og som kosttilskud.
  • Kalciumoxid (CaO, ”brændt kalk”): Bruges i cement, til afsyre og i metallurgi.
  • Calciumhydroxid (Ca(OH)2, ”slaget kalk”): Anvendes i byggebranchen, til vandbehandling og jordforbedring.
  • Calciumchlorid (CaCl2): Brugt til affugting, som vejsalt ved lave temperaturer og i industrien.
  • Andre vigtige anvendelser: reduktionsmiddel i metallurgi, legeringstilføjelse, og som råmateriale i produktion af gødning og cement.

Biologisk funktion og sundhed

Calcium er essentielt for mange fysiologiske processer:

  • Knogler og tænder: Omtrent 99 % af kroppens calcium findes i knogler og tænder, hvor det indgår i mineralet hydroxyapatit (Ca5(PO4)3OH) og giver mekanisk styrke.
  • Muskelfunktion: Ca2+-ioner spiller en central rolle i muskelkontraktion ved at regulere samspillet mellem aktin og myosin.
  • Nervesystemet: Calcium er nødvendigt for frigivelse af neurotransmittere ved synapser og for normal nerveledning.
  • Blodkoagulation: Flere trin i koagulationskaskaden kræver calcium.
  • Signalering: Ca2+ fungerer som en vigtig intracellulær messenger i mange cellulære processer.

Optagelse, regulering og anbefalinger

Optagelsen af calcium i tarmen afhænger af vitamin D (som øger optagelsen), samt af kosten (oxalater og phytater kan hæmme optagelsen). Kroppens calciumbalance reguleres især af parathyreoideahormon (PTH), calcitonin og vitamin D. Anbefalinger for dagligt indtag varierer med alder og nationale retningslinjer; for voksne ligger de typisk i størrelsesordenen 800–1.200 mg pr. dag, mens behovet kan være højere for børn, unge i vækst, gravide og ældre.

Mangel og overskud

  • Mangelsymptomer (hypocalcæmi): Muskelkramper og -spasmer, føleforstyrrelser (prikken/bedøvelse), træthed, i svære tilfælde hjerterytmeforstyrrelser og tetani. Langvarig utilstrækkelig indtagelse kan bidrage til udvikling af osteoporose.
  • Forhøjet calciumniveau (hypercalcæmi): Kan skyldes bl.a. hyperparathyreoidisme eller visse kræfttilstande. Symptomer inkluderer kvalme, opkast, forstoppelse, øget tørst og vandladning, nyresten og kardiovaskulære problemer ved svær hypercalcæmi.

Interaktioner og kosttilskud

  • Calciumtilskud findes som calciumcarbonat og calciumcitrat; calciumcarbonat kræver mavesyre for bedst optagelse, mens calciumcitrat optages lettere ved lavere mavesyre.
  • Højt indtag af natrium, koffein og visse proteiner kan øge calciumutskillelsen i urinen.
  • Samtidig tilførsel af jern eller visse medikamenter kan påvirke calciumoptagelsen, så dosering og tidspunkt bør overvejes.

Sikkerhed og håndtering

  • Elementært calcium er reaktivt med vand og danner calciums hydroxid og hydrogen, derfor opbevares metalisk calcium under olie eller i tætsluttende beholdere.
  • Calciumforbindelser som calciumoxid er ætsende og kræver passende sikkerhedsforanstaltninger ved håndtering.

Fakta og nyttige anvendelser

  • Calcium er et af de mest almindelige grundstoffer i jordskorpen og er uundværligt i bygge- og landbrugssektoren.
  • I kosten findes calcium især i mælk og mejeriprodukter, grønne bladgrøntsager (selvom optagelsen kan variere), fisk hvor ben kan spises (fx sardiner), og berigede fødevarer.
  • Medicinsk og teknisk anvendes calcium og dets forbindelser i alt fra lægemidler og kosttilskud til cementproduktion, vandbehandling og metalfremstilling.

Samlet set er calcium et alsidigt grundstof med stor betydning både inden for kemi, industri og ikke mindst for menneskers sundhed, især gennem dets rolle i knoglestabilitet, muskel- og nervefunktion samt blodkoagulation.