CALCIUM

CALCIUM
Der Name „Calcium“ leitet sich vom lateinischen calx ab. So bezeichneten die Römer
Kalkstein, Kreide und daraus hergestellten Mörtel.
Elementares Calcium gewann erstmals Humphry Davy 1808 durch Abdampfen des
Quecksilbers aus elektrolytisch gewonnenem Calciumamalgan.
Was ist Calcium?
Calcium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ca und der Ordnungszahl 20.
Im Periodensystem steht es in der zweiten Hauptgruppe und zählt daher zu den
Erdalkalimetallen.
Eigenschaften:
Der Aggregatzustand ist fest.
Die Dichte beträgt 1,55g/cm³
Der Schmelzpunkt liegt bei 842°C und der Siedepunkt bei 1484°C.
Calcium hat 20 Protonen und 20 Neutronen.
Im Schalenmodell besitzt es 2 Elektronen in der äußersten besetzen Schale, 8 Elektronen in
der vorletzten besetzten Schale und 8 Elektronen in der darunterliegenden besetzen Schale.
Calcium ist weicher als Blei, lässt sich aber mit einem Messer nicht schneiden. In der Luft
läuft es schnell an. Mit Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Calciumhydroxid und
Wasserstoff. An der Luft verbrennt es zu Calciumoxid und ein wenig zu Calciumnitrid. Fein
verteiltes Calcium ist selbstentzündlich. Calcium liegt in chemischen Verbindungen fast nur
in der Oxidationszahl +2 vor.
Herstellung:
Das Metall wird unter Vakuum durch Reduktion von gebranntem Kalk mit Aluminiumpulver
bei 1200°C hergestellt. Aluminium hat zwar eine geringere Reaktivität und Wärmeinhalt als
Calcium, so dass das Gleichgewicht der Reaktion eigentlich fast völlig auf der linken Seite
dieser Gleichung liegt.
3 CaO + 2 Al 1200°C  Al2O3 + 3 Ca
Trotzdem funktioniert dieser Herstellungsprozess, weil das entstehende Calcium bei dieser
Temperatur ständig verdampft und so aus dem Gleichgewicht verschwindet. Eine Reinigung
erfolgt durch Destillation des Calciums.
Vorkommen:
Calcium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste. Sie besteht zu 4,61% aus
Erdalkalielementen und davon aus 67% Calcium. Aufgrund seiner chemischen Reaktivität
kommt es nur chemisch gebunden vor. Calcium haltige Minerale wie Calcit und Gips sind in
großen Mengen vorhanden – z.B. bestehen die Alpen vorwiegend aus Kalkstein.
Als essentieller Bestandteil der belebten Materie ist es am Aufbau von Blättern, Knochen,
Zähnen und Muscheln beteiligt. Es spielt unter anderem eine wichtige Rolle bei der
Reizübertragung in Nervenzellen.
Verwendung:
Metallisches Calcium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie, zur Herstellung von
Metallen und Metallen der seltenen Erde, als Reduktionsmittel in der Stahl – und
Aluminiumherstellung und als Legierungszusatz. Ausgangsstoff zur Herstellung von
Calciumhydrid.
Die technische Nutzung des Calciums erfolgt überwiegend in gebundener Form.
Kalkstein ist einer der wichtigsten Rohstoffe der heutigen Industrie:
Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung
Ausgangsstoff zur Herstellung von gebranntem Kalk
Kreide als Füllstoff für Kunststoffe, zum Beispiel PVC.
Feinkörniges Calciumcarbonat dient als Füllstoff von hochwertigem, holzfreiem
Papier
Calciumsulfat (Gips) wird als Baustoff verwendet.
Funktionen im menschlichen Organismus:
Calcium ist ein Mengenelement .
Mit einem Körperbestand von 1–1,1 kg ist Calcium der mengenmäßig am stärksten
vertretene Mineralstoff im menschlichen Organismus.
99 % des im Körper vorkommenden Calciums befinden sich in Knochen und Zähnen.
Die calciumreiche Verbindung Hydroxylapatit verleiht ihnen Stabilität und Festigkeit.
Gleichzeitig dienen die Knochen als Speicher für Calcium – bei Calciummangel kann ein Teil
davon aus den Knochen gelöst und für andere Aufgaben zur Verfügung gestellt werden.
Innerhalb der Zellen ist Calcium an der Erregung von Muskeln und Nerven, dem Glykogen-
Stoffwechsel, der Zellteilung sowie an der Aktivierung einiger Enzyme und Hormone
beteiligt.
Erst der Einstrom von Calcium-Ionen in die Muskelzellen zu einer Kontraktion der
Muskulatur.
Außerhalb der Zellen ist Calcium an der Blutgerinnung und der Aufrechterhaltung der
Zellmembranen beteiligt

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