Calcium er et alkalisk jordmetal og har været kendt siden forhistorisk tid. Det blev opdaget i 1787 af Antoine Lavoisier og blev isoleret i ren form i 1808. Calcium er et vigtigt næringsstof for menneskekroppen.

Fund og historie

Historien om calcium går tilbage til 7000 f.Kr., hvor calcium i form af kalk blev brugt som puds til fremstilling af statuer og som byggemateriale. Navnet calcium er afledt af ordet “calx”, der er latin og betyder kalk. En anden form for calcium, calciumsulfat, der kaldes gips, er blevet fundet anvendt ved opførelsen af den store egyptiske pyramide i Giza. Senere i 1787 blev kalk af Antoine Lavoisier anset for at være et oxid af et nyt kemisk grundstof. Calcium blev først isoleret af Sir Humphry Davy i 1808 i England. Han elektrolyserede en blanding af kalk og kviksølvoxid . Nogle få andre videnskabsmænd, Magnus Pontin og Jöns Jacob Berzelius, fremstillede også et calciumamalgam efter at have foretaget elektrolyse af en blanding af kalk og kviksølvoxid.

Calcium

Forekomst

Calcium er meget reaktivt og forekommer ikke i fri form. Det forekommer i jordskorpen i form af karbonat, sulfat, fluorid, silikat og borat. Calciumcarbonat forekommer i marmor, kridt, kalksten og calcit. Calciumsulfat (CaSO4) forekommer i anhydrit og gips, calciumfluorid i flusspat eller fluorit (CaF2) og calciumphosphat forekommer i apatit. Calcium forekommer også i mange silikater og alumino-silikater. Næsten alt naturligt vand, herunder havvand, indeholder enten enten calciumcarbonat eller calciumsulfat eller begge dele. Mange organismer koncentrerer calciumforbindelser i deres skaller eller skeletter. F.eks. dannes der calciumcarbonat i østersskaller og i koralskeletter.

Fysiske egenskaber

Dets fysiske og kemiske egenskaber minder mest om strontium og barium. Det er det femte mest hyppige grundstof i jordskorpen og det tredje mest hyppige metal efter jern og aluminium. Atomnummeret for calcium er 20, og atomvægten er 40,078. Densiteten af calcium er 1,55 gram pr. kubikcentimeter. Dens smeltepunkt er 842 °C og kogepunktet er 1494 °C. Calcium er hårdere end bly, men kan med besvær skæres med en kniv. Calcium er en dårligere elektrisk leder end kobber eller aluminium (i volumen), men det er en bedre leder i masse på grund af sin meget lave massefylde. Det reagerer med atmosfærisk ilt, hvilket gør det ugunstigt at bruge i de fleste anvendelser, men dets anvendelse i rummet er overvejes sådan i rummet.

Kemiske egenskaber

Kalciums kemi ligner tungt alkalisk jordmetal. Metallet reagerer langsomt med luftens ilt, vanddamp og nitrogen for at danne en gul belægning af oxid, hydroxid og nitrid. Det brænder i luft eller ren ilt for at danne oxidet og reagerer hurtigt med varmt vand for at danne brintgas og calciumhydroxid. Ved opvarmning reagerer calcium med hydrogen, halogener, bor, svovl, kulstof og fosfor. Selv om det kan sammenlignes med natrium som reduktionsmiddel, er calcium dyrere og mindre reaktivt end sidstnævnte. I mange desoxiderende, reducerende og afgasende anvendelser foretrækkes calcium imidlertid på grund af dets lavere flygtighed og anvendes til at fremstille krom, thorium, uran, zirconium og andre metaller fra deres oxider. Calciummetal opløses direkte i flydende ammoniak og giver en mørkeblå opløsning. På grund af Ca2+-ionens store størrelse er høje koordineringstal almindelige.

Anvendelser og betydning

• Calciumcarbonat tages som et antacidum er effektivt til behandling af fordøjelsesbesvær.
• Givelse af calciumgluconat intravenøst (ved IV) kan vende hyperkaliæmi, en tilstand, hvor der er for meget kalium i blodet.
• Tagelse af calcium gennem munden er effektiv til behandling og forebyggelse af hypokalcæmi. Det gives også intravenøst (ved IV) til behandling af meget lave niveauer af calcium i kroppen.
• Tagning af calciumcarbonat eller calciumacetat gennem munden er effektivt til at kontrollere høje fosfatniveauer i blodet, som er til stede hos personer med nyresvigt.
• Indtagelse af calcium gennem munden er effektivt til forebyggelse af knogletab og behandling af osteoporose.
• Calcium er en co-faktor for mange enzymer, hvilket gør det til en vigtig komponent i det biologiske system.
• Calcium påvirker den glatte muskulatur, der omgiver blodkarrene, og får den til at slappe af. Der er forskellige ioniske kanaler i membranen i levende celler, som styres af niveauet af calcium i kroppen.
• Det er vigtigt at bemærke, at calcium ikke absorberes let uden tilstedeværelsen af D-vitamin.

Isotoper

Der findes seks naturlige isotoper af calcium, herunder; Ca-40 er mest udbredt (97 procent af den naturlige hyppighed), Ca-44 (2 procent af den naturlige hyppighed); Ca-42 (0.6 procent af den naturlige hyppighed); Ca-48 er mest stabil (0,2 procent af den naturlige hyppighed); Ca-43 (0,1 procent af den naturlige hyppighed); Ca-46 (0,004 procent af den naturlige hyppighed). Det er det første grundstof, der har en lav massefylde og har seks naturlige isotoper.