Vápník je kov alkalických zemin a je znám již od pravěku. V roce 1787 jej objevil Antoine Lavoisier a v roce 1808 byl izolován v čisté formě. Vápník je důležitou živinou pro lidský organismus.

Objev a historie

Historie vápníku sahá až do doby 7000 let př. n. l., kdy se vápník ve formě vápna používal jako omítka pro výrobu soch a jako stavební materiál. Název vápník je odvozen od slova „calx“, které latinsky znamená vápno. Další forma vápníku, síran vápenatý, který se označuje jako sádra, byla použita při stavbě Velké egyptské pyramidy v Gíze. Později v roce 1787 považoval Antoine Lavoisier vápno za oxid nového chemického prvku. Vápník poprvé izoloval sir Humphry Davy v roce 1808 v Anglii. Elektrolýzoval směs vápna a oxidu rtuťnatého. Několik dalších vědců, Magnus Pontin a Jöns Jacob Berzelius, rovněž vyrobili amalgám vápníku po provedení elektrolýzy směsi vápna a oxidu rtuťnatého.

Vápník

Výskyt

Vápník je velmi reaktivní a ve volné formě se nevyskytuje. V zemské kůře se vyskytuje ve formě uhličitanů, síranů, fluoridů, křemičitanů a boritanů. Uhličitan vápenatý se vyskytuje v mramoru, křídě, vápenci a kalcitu. Síran vápenatý (CaSO4) se vyskytuje v anhydritu a sádrovci, fluorid vápenatý v kazivci nebo fluoritu (CaF2) a fosforečnan vápenatý v apatitu. Vápník se také vyskytuje v četných křemičitanech a hlinitokřemičitanech. Téměř všechny přírodní vody včetně mořské vody obsahují buď uhličitan vápenatý, nebo síran vápenatý. Mnoho organismů koncentruje sloučeniny vápníku ve svých schránkách nebo kostrách. Například uhličitan vápenatý se tvoří ve schránkách ústřic a v kostrách korálů.

Fyzikální vlastnosti

Fyzikálními a chemickými vlastnostmi se nejvíce podobá stronciu a baryu. Je pátým nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře a třetím nejrozšířenějším kovem po železe a hliníku. Atomové číslo vápníku je 20 a atomová hmotnost je 40,078. Hustota vápníku je 1,55 gramu na centimetr krychlový. Jeho teplota tání je 842 °C a teplota varu 1494 °C. Vápník je tvrdší než olovo, ale s námahou se dá krájet nožem. Vápník je horším vodičem elektřiny než měď nebo hliník (objemově), ale díky velmi nízké hustotě je lepším vodičem hmotnostně. Reaguje s atmosférickým kyslíkem, což znevýhodňuje jeho použití ve většině aplikací, ale uvažuje se o jeho využití ve vesmíru.

Chemické vlastnosti

Chemie vápníku je podobná kovům těžkých alkalických zemin. Kov pomalu reaguje s kyslíkem, vodní párou a vzdušným dusíkem za vzniku žlutého povlaku oxidu, hydroxidu a nitridu. Na vzduchu nebo v čistém kyslíku hoří za vzniku oxidu a rychle reaguje s teplou vodou za vzniku plynného vodíku a hydroxidu vápenatého. Při zahřívání reaguje vápník s vodíkem, halogeny, borem, sírou, uhlíkem a fosforem. Ačkoli se jako redukční činidlo vyrovná sodíku, je vápník dražší a méně reaktivní než sodík. V mnoha dezoxidačních, redukčních a odplyňovacích aplikacích se však vápníku dává přednost kvůli jeho nižší těkavosti a používá se k přípravě chromu, thoria, uranu, zirkonia a dalších kovů z jejich oxidů. Kovový vápník se rozpouští přímo v kapalném čpavku za vzniku tmavě modrého roztoku. Vzhledem k velké velikosti iontu Ca2+ jsou běžná vysoká koordinační čísla.

Použití a význam

• Uhličitan vápenatý se užívá jako antacidum, je účinný při léčbě zažívacích potíží.
• Podání glukonátu vápenatého intravenózně (nitrožilně) může zvrátit hyperkalémii, tedy stav, kdy je v krvi příliš mnoho draslíku.
• Užívání vápníku ústy je účinné při léčbě a prevenci hypokalcemie. Podává se také intravenózně (nitrožilně) k léčbě velmi nízkých hladin vápníku v těle.
• Užívání uhličitanu vápenatého nebo octanu vápenatého ústy je účinné pro kontrolu vysoké hladiny fosfátů v krvi, která je přítomna u lidí se selháním ledvin.
• Užívání vápníku ústy je účinné při prevenci úbytku kostní hmoty a léčbě osteoporózy.
• Vápník je kofaktorem mnoha enzymů, díky čemuž je důležitou součástí biologického systému.
• Vápník ovlivňuje hladkou svalovinu, která obklopuje cévy, a způsobuje její uvolnění. V membráně živých buněk existují různé iontové kanály, které jsou řízeny hladinou vápníku v těle.
• Je důležité si uvědomit, že bez přítomnosti vitaminu D se vápník špatně vstřebává.

Izotopy

Existuje šest přírodních izotopů vápníku, mezi něž patří: Ca-40 je nejhojnější (97 % přírodního výskytu), Ca-44 (2 % přírodního výskytu); Ca-42 (0 % přírodního výskytu).6 procent přirozeného výskytu); Ca-48 je nejstabilnější (0,2 procenta přirozeného výskytu); Ca-43 (0,1 procenta přirozeného výskytu); Ca-46 (0,004 procenta přirozeného výskytu). Je to první prvek, který má nízkou hustotu a má šest přírodních izotopů.