De kalcium Det är en jordalkalimetall som tillhör grupp 2 i det periodiska systemet (Mr. Becambara). Denna metall upptar femte plats i överflöd bland de element som finns i jordskorpan; bakom järn och aluminium. Det representeras av den kemiska symbolen Ca och dess atomnummer är 20.
Kalcium representerar 3,64% av jordskorpan och är den vanligaste metallen i människokroppen, vilket representerar 2% av dess vikt. Han är inte fri i naturen; men det är en del av många mineraler och kemiska föreningar.
Det finns till exempel i mineralet kalcit, som i sin tur är en del av kalksten. Kalciumkarbonat finns i jorden som marmor, dolomit, äggskal, korall, pärlor, stalaktiter, stalagmiter, såväl som i skal från många marina djur eller sniglar.
Dessutom är kalcium en del av andra mineraler, såsom gips, anhydrit, fluorit och apatit. Det är inte förvånande då att det är synonymt med ben på kulturell nivå.
När kalcium exponeras för luft täcks det av en gulaktig beläggning, en produkt av en blandning av kalciumoxid, nitrid och hydroxid. Men nyklippt är ytan glänsande, silvervitt. Den är mjuk med en hårdhet på Mohs-skalan 1,75.
Kalcium utför många funktioner hos levande varelser, bland dem är det en del av föreningar som bestämmer strukturen och funktionen hos bensystemet; ingriper i koagulationskaskaden genom att aktivera flera koagulationsfaktorer, identifierade som faktor IV.
Dessutom ingriper kalcium i muskelkontraktion, vilket möjliggör förening av kontraktila proteiner (aktin och myosin); och underlättar frisättningen av vissa neurotransmittorer, inklusive acetylkolin.
Kemiskt deltar det nästan alltid i dess organiska eller oorganiska föreningar såsom den tvåvärda katjonen Catvå+. Det är en av katjonerna med det högsta koordinationsnumret, det vill säga det kan interagera med flera molekyler eller joner samtidigt.
Artikelindex
Kalciumföreningar såsom kalk (CaO) eller gips (CaSO4) har använts i årtusenden av människor, medvetna om deras kemiska struktur. Kalk som byggmaterial och gips för att tillverka skulpturerna användes 7000 år f.Kr..
I Mesopotamien hittades en kalkugn som användes 2500 f.Kr. På kort tid användes gips under byggandet av den stora pyramiden i Giza.
Joseph Black (1755) förklarade att kalk är lättare än kalkstenen (kalciumkarbonat) som ger upphov till den. Detta beror på att det tappar koldioxid under uppvärmningen..
Antoine Lavoiser (1787) drog slutsatsen att kalk måste vara en oxid av ett okänt kemiskt grundämne.
Sir Humphrey Davy (1808) just det år då han upptäckte bor gjorde han detsamma med kalcium med hjälp av elektrolystekniken, som användes av Jakar Berzelius och Magnus Martin..
Davy isolerade kalcium och magnesium med samma experimentella design. Han blandade kalciumoxiden med kvicksilver (II) -oxiden på en platina-platta, använd som en anod (+), medan katoden (-) var en platinatråd delvis nedsänkt i kvicksilver.
Elektrolys producerade en amalgam av kalcium och kvicksilver. För att rena kalciumet utsattes amalgamet för destillation. Emellertid erhölls inte rent kalcium..
Silver-vitaktig metall, växlar till gråvit när den utsätts för luft. I fuktig luft får den en molnig blågrå färg. Fast eller torrt pulver. Ansiktscentrerad kristallstruktur.
40,078 g / mol.
842 ºC.
1 484 ºC.
-1,55 g / cm3 vid rumstemperatur.
-1,378 g / cm3 i flytande tillstånd vid smältpunkt.
8,54 kJ / mol.
154,7 kJ / mol.
25,929 J / (mol K).
0,63 J / gK
1.0 på Pauling-skalan
-Första jonisering 589,8 kJ / mol
-Andra joniseringen 1145 kJ / mol
-Tredje joniseringen 4,912 kJ / mol
-Fjärde joniseringen 6.490,57 kJ / mol och det finns ytterligare 4 joniseringsenergier.
Kl. 197
176 ± 22.00
22,3 µm / m K vid 20 ºC.
201 W / m K
336 nΩ · m vid 20 ºC.
1,75 på Mohs-skalan.
Kalcium har 6 naturliga isotoper: 40AC, 42AC, 43AC, 44AC, 46Ca och 48Ca, och 19 radioaktiva syntetiska isotoper. De vanligaste isotoperna är 40Ca (96,94%), den 44Ca (2086%) och 42Ca (0,647%).
Kalcium reagerar spontant med vatten och producerar kalciumhydroxid och vätgas. Det reagerar med syre och kväve i luften och producerar respektive kalciumoxid och kalciumnitrid. Vid delning brinner det spontant i luft.
När kalcium värms upp reagerar det med väte för att bilda en halid. Det reagerar också med alla halogener för att bilda halider. Det reagerar också med bor, svavel, kol och fosfor..
Kalciumatomer förenas av metallbindningar, vilket bidrar till deras två valenselektroner till elektronernas tidvatten. Således slutar interaktionen mellan Ca-atomerna och de resulterande elektroniska banden att definiera en kristall med en kubisk struktur centrerad på ansiktena (ccc, på spanska; eller fcc, på engelska, för ansiktscentrerad kubik).
Om denna kristallccc kalcium värms till en temperatur runt 450 ° C genomgår den en övergång till hcp-fasen (kompakt hexagonal eller sexkantig närmast packad). Det vill säga strukturen blir tätare, som om elektronernas rörelse och atomernas vibrationer krymper avståndet som skiljer dem..
Kalciumatomen har följande elektroniska konfiguration:
[Ar] 4stvå
Vilket skulle förklara att de två valenselektronerna för denna metall kommer från dess yttersta 4s-omlopp. När den förlorar dem bildas den tvåvärda katjonen Catvå+, isoelektronisk till ädelgasargon; det vill säga både Ar och Catvå+ har samma antal elektroner.
Det är 4-talets orbitaler som tillsammans bildar valensbandet för dessa kristaller. Detsamma händer med de tomma 4p-orbitalerna, som skapar ett ledningsband.
Kalcium produceras kommersiellt genom elektrolys av smält kalciumklorid. Följande reaktioner inträffar vid elektroderna:
Vid anoden: 2Cl- (l) => Cltvå (g) + 2e-
Kalcium deponeras som en metall på katoden genom att fånga elektroner joniskt kalcium.
Vid katoden: Catvå+ (l) + 2 e- => Ca (s)
I liten skala kan kalcium produceras genom att reducera kalciumoxid med aluminium eller kalciumklorid med metalliskt natrium..
6 CaO + 2 Al => 3 Ca + Ca3TilltvåELLER6
CaCltvå + 2 Na => Ca + NaCl
Kalcium används som tillsatsmedel vid tillverkning av glödlampor och tillsätts till glödlampan under dess ursprungliga tillverkningsfas. Det läggs också till i slutet för att kombinera med gaserna som finns kvar i glödlampan..
Den används som sönderdelare vid produktion av metaller som koppar och stål. Legeringen av kalcium och cesium används i tändarna för att generera gnistor. Kalcium är ett reduktionsmedel, men det har också deoxiderings- och deoxideringsapplikationer.
Kalcium används vid framställning av metaller som krom, torium, uran, zirkonium och andra från deras oxider. Den används som legeringsmedel för aluminium, koppar, bly, magnesium och andra oädla metaller; och som deoxideringsmedel för vissa legeringar med hög temperatur.
Kalcium i legering med bly (0,04%) fungerar som mantel för telefonkablar. Det används i legering med magnesium i ortopediska implantat för att förlänga deras livslängd.
Det är ett fyllnadsmaterial i keramik, glas, plast och färger, samt ett råmaterial för produktion av kalk. Syntetiskt karbonat med hög renhet används medicinskt som ett antacida och kalciumtillskott. Det används också som tillsats i livsmedel.
Kalciumoxid används i byggbranschen och används vid väggpaneler. Det ingår också i betong. På 1800-talet brändes block av kalciumoxid för att belysa stadierna med intensivt vitt ljus..
Kalk (återigen kalciumoxid) används för att avlägsna oönskade komponenter såsom kiseldioxid (SiO)två) närvarande i järnmaterial. Produkten av reaktionen är kalciumsilikat (CaSiO3) kallas "avskum".
Kalk kombineras med vatten för att bilda kalciumhydroxid; Denna förening flockar och sjunker och drar föroreningar till tankarnas botten..
Skorstens inre är fodrad med kalk för att eliminera rök från fabrikerna. Till exempel fångar den upp svaveldioxid (SOtvå), vilket bidrar till surt regn och omvandlar det till kalciumsulfit (CaSO3).
Kalciumklorid används för att kontrollera vägis; balsam för tomaten som finns i konserver; tillverkning av karosserier för bilar och lastbilar.
Det presenteras vanligen som CaSO42HtvåO (gips), används som en jordbalsam. Kalcinerat gips används vid tillverkning av plattor, brädor och svängar. Det används också för immobilisering av benfrakturer.
Kalciumfosfater finns i olika former i naturen och används som gödningsmedel. Syrasaltet av kalcium (CaHtvåPO4) används som gödningsmedel och stabilisator för plast. Kalciumfosfat finns som en del av benvävnad, särskilt som hydroxiapatit.
Det finns många kalciumföreningar med olika tillämpningar. Till exempel används kalciumkarbid för att erhålla acetylen, som används i svetsbrännare. Kalciumalginat används som förtjockningsmedel i livsmedelsprodukter som glass.
Kalciumhypoklorit används som blekmedel, deodorant, fungicid och alger.
Kalciumpermanganat är ett raketdrivmedel. Det används också som vattenreningsmedel och vid textilproduktion.
Kalcium fyller många funktioner hos levande varelser:
-Ingriper i koagulationskaskaden som faktor IV.
-Det är nödvändigt för aktivering av flera koagulationsfaktorer, inklusive trombin.
-I skelettmuskler frigör kalcium den hämmande effekten av ett proteinsystem vid muskelsammandragning, vilket gör att aktin-myosinbroar kan bildas, vilket leder till kontraktion..
-Stabiliserar jonkanalerna hos exciterande celler. I hypokalcemi aktiveras natriumkanaler, vilket får natrium att komma in i cellerna, och en varaktig kontraktion (tetany) kan genereras som kan vara dödlig.
-Dessutom främjar kalcium frisättningen av neurotransmittorn acetylkolin vid presynaptiska terminaler..
Reagerar exotermiskt med vatten. Därför kan det orsaka allvarliga skador på munnen, matstrupen eller magen när de sväljts..
Arbetare utsätts för denna risk på platser där elementet kalcium produceras eller de där metall appliceras. Försiktighetsåtgärderna är att skydda dig med masker som undviker att andas in damm, tillräcklig klädsel och ventilation..
Hyperkalcemi är extremt farligt och kan främst orsakas av överdriven utsöndring av paratyroidhormon eller ett överdrivet intag av vitamin D. Ett överdrivet intag av kalcium, till exempel mer än 2,5 g / dag, är sällan en orsak till hyperkalcemi.
Överskott av kalcium ackumuleras i njurarna och orsakar njursten och njure nefros. Dessutom ändrar ackumuleringen av kalcium i blodkärlens väggar deras elasticitet, vilket kan vara orsaken till högt blodtryck, saktat blodflöde och trombos..
En grundläggande försiktighetsåtgärd är inkluderingen av kalcemi bland laboratorietesterna, när läkaren observerar egenskaper som gör att patienten misstänker hyperkalcemi och initierar lämplig behandling..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.