Calcio
Il calcio è un metallo alcalino terroso ed è stato conosciuto fin dalla preistoria. Fu scoperto nel 1787 da Antoine Lavoisier e fu isolato in forma pura nel 1808. Il calcio è un nutriente importante per il corpo umano.
Scoperta e storia
La storia del calcio risale al 7000 a.C., quando il calcio sotto forma di calce era usato come gesso per fare statue e come materiale da costruzione. Il nome calcio deriva dalla parola “calx” che in latino significa calce. Un’altra forma di calcio, il solfato di calcio che viene chiamato gesso, è stato trovato usato nella costruzione della Grande Piramide Egizia di Giza. Più tardi, nel 1787, la calce fu considerata come un ossido di un nuovo elemento chimico da Antoine Lavoisier. Il calcio fu isolato per la prima volta da Sir Humphry Davy nel 1808 in Inghilterra. Egli elettrolizzò una miscela di calce e ossido mercurico. Alcuni altri scienziati, Magnus Pontin e Jöns Jacob Berzelius producono anche un amalgama di calcio dopo aver eseguito l’elettrolisi su una miscela di calce e ossido di mercurio.
Calcio
| Classificazione della tavola periodica | Gruppo 2 Periodo 4 |
|---|---|
| Stato a 20C | Solido |
| Colore | Argentogrigio |
| Configurazione degli elettroni | 4s2 |
| Numero di elettroni | 20 |
| Numero del protone | 20 |
| Guscio dell’elettrone | 2, 8, 8, 2 |
| Densità | 1.55 g.cm-3 a 20°C |
| Numero atomico | 20 |
| Massa atomica | 40,08 g.mol -1 |
| Elettronegatività secondo Pauling | 1.00 |
Occurrence
Il calcio è molto reattivo e non si presenta in forma libera. Si trova nella crosta terrestre sotto forma di carbonato, solfato, fluoruro, silicato e borato. Il carbonato di calcio si presenta in marmo, gesso, calcare e calcite. Il solfato di calcio (CaSO4) si trova nell’anidrite e nel gesso, il fluoruro di calcio nella fluorite o fluorite (CaF2) e il fosfato di calcio nell’apatite. Il calcio si presenta anche in numerosi silicati e silicati di alluminio. Quasi tutte le acque naturali, compresa l’acqua di mare, contengono uno o entrambi i carbonati di calcio e i solfati di calcio. Molti organismi concentrano composti di calcio nei loro gusci o scheletri. Per esempio, il carbonato di calcio si forma nei gusci delle ostriche e negli scheletri dei coralli.
Caratteristiche fisiche
Le sue proprietà fisiche e chimiche sono più simili allo stronzio e al bario. È il quinto elemento più abbondante nella crosta terrestre e il terzo metallo più abbondante, dopo il ferro e l’alluminio. Il numero atomico del calcio è 20 e il peso atomico è 40,078. La densità del calcio è di 1,55 grammi per centimetro cubo. Il suo punto di fusione è 842 °C e il punto di ebollizione è 1494 °C. Il calcio è più duro del piombo ma può essere tagliato con un coltello con sforzo. Il calcio è un conduttore di elettricità più povero del rame o dell’alluminio (per volume), ma è un conduttore migliore per massa a causa della sua densità molto bassa. Reagisce con l’ossigeno atmosferico, il che rende il suo uso sfavorevole nella maggior parte delle applicazioni, ma il suo uso nello spazio è considerato tale nello spazio.
Caratteristiche chimiche
La chimica del calcio è simile al metallo pesante alcalino-terroso. Il metallo reagisce lentamente con ossigeno, vapore acqueo e azoto dell’aria per formare un rivestimento giallo di ossido, idrossido e nitruro. Brucia in aria o in ossigeno puro per formare l’ossido e reagisce rapidamente con acqua calda per produrre idrogeno gassoso e idrossido di calcio. Al riscaldamento, il calcio reagisce con idrogeno, alogeni, boro, zolfo, carbonio e fosforo. Sebbene sia paragonabile al sodio come agente riducente, il calcio è più costoso e meno reattivo di quest’ultimo. In molte applicazioni di disossidazione, riduzione e degassificazione, tuttavia, il calcio è preferito per la sua minore volatilità ed è usato per preparare cromo, torio, uranio, zirconio e altri metalli dai loro ossidi. Il calcio metallico si dissolve direttamente nell’ammoniaca liquida per dare una soluzione blu scuro. A causa della grande dimensione dello ione Ca2+, sono comuni alti numeri di coordinazione.
Usi e significato
- Il carbonato di calcio è preso come antiacido ed è efficace per trattare l’indigestione.
- Dare gluconato di calcio per via endovenosa (IV) può invertire l’iperkaliemia, una condizione in cui c’è troppo potassio nel sangue.
- Prendere il calcio per bocca è efficace per trattare e prevenire l’ipocalcemia. Viene anche somministrato per via endovenosa (IV) per il trattamento di livelli molto bassi di calcio nel corpo.
- L’assunzione di carbonato di calcio o acetato di calcio per bocca è efficace per il controllo dei livelli elevati di fosfato nel sangue, che è presente nelle persone con insufficienza renale.
- L’assunzione di calcio per bocca è efficace per prevenire la perdita ossea e trattare l’osteoporosi.
- Il calcio è un cofattore per molti enzimi che lo rende un componente vitale del sistema biologico.
- Il calcio colpisce la muscolatura liscia che circonda i vasi sanguigni e la fa rilassare. Ci sono vari canali ionici nella membrana delle cellule viventi che sono controllati dal livello di calcio nel corpo.
- È importante notare che il calcio non è facilmente assorbito senza la presenza di vitamina D.
Isotopi
Ci sono sei isotopi naturali del calcio, tra cui; Ca-40 è il più abbondante (97% di abbondanza naturale), Ca-44 (2% di abbondanza naturale); Ca-42 (0.6 per cento di abbondanza naturale); Ca-48 è il più stabile (0,2 per cento di abbondanza naturale); Ca-43 (0,1 per cento di abbondanza naturale); Ca-46 (0,004 per cento di abbondanza naturale). È il primo elemento ad avere bassa densità e ad avere sei isotopi naturali.