Fakta Om Calcium

{h1}

Egenskaber, kilder og anvendelser af elementet calcium.

Calcium er naturens mest berømte strukturelle materiale. Faktisk er calcium en nødvendig bestanddel af alle levende ting og er også rigeligt i mange ikke-levende ting, især dem der hjælper med at støtte livet, såsom jord og vand. Tænder, havskaller, knogler og hulstalaktitter er alle produkter af calcium.

Det er interessant, at calcium ser ud til at komme på femte plads, hvor det går: Det er det femte mest rigelige element i jordens skorpe (efter ilt, silicium, aluminium og jern); den femte mest rigelige opløste ion i havvand (efter natrium, chlorid, magnesium og sulfat); og det femte mest rigelige element i den menneskelige krop (efter ilt, kulstof, hydrogen og nitrogen). Det er dog den mest rigelige metallisk element i menneskekroppen, hvoraf 99 procent findes i vores knogler og tænder (ca. 2 kg. af det!) ifølge Chemicool.

I sin rene elementære tilstand er calcium et blødt, sølvfarvet jordalkalimetal. Det er imidlertid vigtigt at bemærke, at calcium aldrig findes i denne isolerede tilstand i naturen, men findes i stedet i forbindelser. Calciumforbindelser findes i en række mineraler, herunder kalksten (calciumcarbonat), gips (calciumsulfat) og fluorit (calciumfluorid) ifølge Chemicool. Calcium udgør ca. 4,2 procent af jordskorpen i vægt.

For at isolere rent calcium skal det ekstraheres gennem elektrolyse, en teknik, der bruger en direkte elektrisk strøm til at adskille elementer fra deres naturligt forekommende kilder. Når det er isoleret, er calcium ret reaktivt og vil danne en gråhvide oxid og nitridbelægning, når den udsættes for luft.

Calcium (Ca) er nr. 20 i den periodiske tabel af elementerne, som ligger lige under magnesium i samme kolonne (gruppe IIA) som de andre jordalkalimetaller (en gruppe af metaller, som er mere kemisk reaktive end de fleste metaller). Calcium kommer fra det latinske ord "calx", hvilket betyder Citron. Dette er ikke en henvisning til frugt, men snarere calciumoxid (CaO), det nyttige byggemateriale stammer fra opvarmet kalksten.

Opdagelse

I 1808 var Cornish-kemiker og opfinder Sir Humphry Davy den første person til succesfuld isolering af calcium. Et par andre forskere, Magnus Pontin og Jöns Jacob Berzelius, var kommet tæt på; de havde været i stand til at producere calciumamalgam efter at have udført elektrolyse på en blanding af lime og kviksølvoxid. Denne gang gentog Davy deres elektrolysemetode på den samme kalciumamalgam, men han tilføjede mere kalk til blandingen og producerede mere af amalgamet, hvorfra han kunne destillere væk kviksølv og efterlod kun calcium ifølge Royal Society of Chemistry.

Når calcium først blev isoleret, var elementet i stand til at blive undersøgt yderligere og afslørede dets betydning for overlevelsen af ​​alle levende ting.

Bare fakta

  • Atomtal (antal protoner i kernen): 20
  • Atom symbol (på elementernes periodiske tabel): Ca
  • Atomvægt (gennemsnitsmasse af atom): 40.078
  • Tæthed: 1,55 gram pr. Kubikcentimeter
  • Fase ved stuetemperatur: fast
  • Smeltepunkt: 1.548 grader Fahrenheit (842 grader Celsius)
  • Kogepunkt: 2.703 F (1.484 C)
  • Antal isotoper (atomer af samme element med et andet antal neutroner): 24; 5 stabilt
  • Mest almindelige isotoper: Ca-40 (97 procent af den naturlige overflod); Ca-44 (2 procent af den naturlige overflod); Ca-42 (0,6 procent af naturlig overflod); Ca-48 (0,2 procent af den naturlige overflod); Ca-43 (0,1 procent af naturlig overflod); Ca-46 (0,004 procent af den naturlige overflod.

Væsentlig mineral

Calcium er ekstremt vigtigt for den menneskelige krop. Ikke alene er det afgørende for knogler og tænder, men det hjælper med muskelbevægelse ved at transportere meddelelser fra hjernen til alle vores kropsdele. Celler i alle levende ting skal kommunikere med eller "signalere" hinanden. Calciumioner fungerer som vigtige budbringere mellem disse celler og er nødvendige i alle multicellulære livsformer. De hjælper også med frigivelsen af ​​hormoner og enzymer.

I mad findes calcium i mineralform. Fødevarer med højt indhold af kalcium omfatter mejeriprodukter - såsom mælk, ost og yoghurt - og nogle grøntsager, såsom kale, vandkryds, spinat og broccoli. For at calcium skal kunne absorbere ordentligt, skal det tages med D-vitamin. Magnesium er også nødvendigt for korrekt assimilering og brug af calcium i kroppen. Faktisk, hvis vi tager for meget calcium og ikke nok magnesium, kan det medføre problemer i kroppen.

Der kan man bare se?

  • Kalk, eller calciumoxid, producerer et strålende, intenst lys, når det udsættes for en oxyhydrogenflamme, ifølge Chemicool. På 1800'erne, før el blev opfundet, blev dette stof brugt til at tænde teatret, så skuespillerne virkelig udførte "i rampelyset" - dermed ordsprog.
  • Når skildpadder (typisk kæledyrsskildpadder) ikke har nok calcium til at cirkulere gennem deres blod, kan de få en lidelse kaldet metabolisk knoglesygdom, almindeligvis kendt som Soft Shell Syndrome. For at en skildpadde skal være sund, skal forholdet mellem calcium og fosfor være 2: 1. Når deres calciumniveauer er lave, lægges mineralet ud af deres knogler i kroppens forsøg på at afbalancere tingene. Resultatet er bløde knogler, svaghed og en blød, deformeret skal, og det resulterer ofte i døden. Sygdommen kan forebygges med en ordentlig kost og tilstrækkeligt sollys (eller anden passende belysning til krybdyr).
  • Stalaktitter og stalagmitter, de iskiksformede formationer, der findes i underjordiske huler, dannes langsomt over tid ved opbygning af calcitrest.Dette sker, når vand suger gennem revnerne i loftet af en kalkstenhule, opløses og transporteres langs spor af calcit, byggematerialet af kalksten. Efterhånden som vandet drypper fra loftet begynder denne kalcitrest at opbygge på dryppestedet, hvilket i sidste ende resulterer i isformet stalaktitter hængende fra hultaket. Dette vand drypper fra stalactitterne danner derefter stalagmitter på jorden nedenunder.
  • Mange ernæringseksperter anbefaler et calcium-magnesiumforhold på 2: 1. Men selvom vores kroppe kræver mere calcium, er vi faktisk mere tilbøjelige til at blive mangelfulde i magnesium. Dette skyldes, at vores kroppe har tendens til at gemme og genbruge calcium, mens magnesium bliver brugt eller udskilt og skal genopfyldes dagligt.
  • Calciumcarbonat er den aktive ingrediens i mange antacida, såsom Tums og Rolaids. Den alkaliske forbindelse virker ved at neutralisere mavesyren ansvarlig for halsbrand og fordøjelsesbesvær.

Sund jord

Ikke alene er calcium afgørende for menneskelivet, men det er også et vigtigt næringsstof til plantevækst. I de fleste jordtyper er calcium gjort tilgængelig for planter gennem forvitring af mineraler. Som jordalkalimetal spiller calcium en afgørende rolle i kontrollen af ​​jordens pH (potentialet for hydrogen), et mål for jordens surhed eller alkalitet.

Tilgængeligheden af ​​calcium kan indirekte påvirke mange mikrobielle processer, der er følsomme over for jordens pH, såsom nedbrydning, nitrogenmineralisering og nitrifikation, sagde Feike A. Dijkstra, biogeokemist og lektor ved Center for kulstof, vand og mad ved universitetet i Sydney.

Calcium er typisk rigeligt i de fleste jordbund med nogle områder, der naturligt har højere eller lavere niveauer af calcium. "Høje niveauer af calcium i jorden findes sædvanligvis i tørre og halvtørrede områder, hvor potentiel evapotranspiration er større end den faktiske nedbør," udtalte Dijkstra til WordsSideKick.com. "Visse planter har tilpasset til calcium-rige og alkaliske jordarter, og kaldes calcicoles. I modsætning hertil er calcifuges planter, der trives i kalciumfattige og sure jordbund."

Problemer kan opstå, når der er en pH-ubalance i jorden. Jord med overflod af calcium kan resultere i, at pH-værdien er for høj (over 7) eller alkalisk, og dette sommetider "reducerer opløseligheden af ​​næringsstoffer som fosfat og mange mikronæringsstoffer, som så kan begrænse plantevækst", forklarede Dijkstra. Det største problem ligger imidlertid typisk i jord med for lidt calcium, da dette resulterer i jordforsyning. Dette kan ske, når calcium udtages ud af jorden gennem kraftig regn eller endnu mere problematisk - sur regn.

"I løbet af 1970'erne og 1980'erne var sur regen et stort problem for mange skove i det nordøstlige Amerika og Europa," sagde Dijkstra. "Når surt regn når jorden, erstatter protonerne af disse stærke syrer i surt regn calciumkationer på udvekslingsstederne, og calciumet udtages ud af jordprofilen."

"Syr regn dræbt mange skove, fordi den tilhørende jordsyring resulterede i øget opløselighed af aluminium. Aluminium er giftigt for planter, når det kommer over bestemte koncentrationer i jorden," sagde han. "Siden det syreregnprogram, der blev oprettet i henhold til 1990-loven om ren luft, er sur regn blevet mindre et problem for skove i det nordøstlige USA"

Anvendelser

Calciumforbindelser har en lang række anvendelser, især ved fremstilling af byggematerialer. Gips, eller calciumsulfat, bruges til fremstilling af gips og også "gips i Paris", et tungt hvidt pulver, som ved blanding med vand hærder i et støbegods for at sætte brudt knogler.

Kalksten eller calciumcarbonat anvendes direkte som byggemateriale og indirekte til cement. Når kalksten opvarmes, frigives kuldioxid, der efterlader hurtiglime (calciumoxid). Når quicklime blandes med vand, skaber det slagtet kalk (calciumhydroxid), som bruges til fremstilling af cement. Slaked lime bruges også som jordbundsbehandling og som vandbehandlingsmiddel for at reducere surhedsgraden. Når det blandes med sand, trækker slakket lime i kuldioxid fra luften og hærder til kalkgips, ifølge Royal Society of Chemistry.

Rent kalciummetal anvendes som et reduktionsmiddel til fremstilling af andre typer metaller, såsom thorium og uran og zirconium. Det kan også bruges som legeringsmiddel til aluminium-, kobber-, bly- og magnesiumlegeringer eller som deoxideringsmiddel, desulfurizer og decarburizer til en række forskellige jernholdige og ikke-jernholdige legeringer.

Yderligere ressourcer

  • Jefferson Lab: Element Calcium
  • Los Alamos National Lab: Kalsium
  • Royal Society of Chemistry: Calcium


Video Supplement: True Facts: Carnivorous Plants.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com