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Kalzium


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Kalzium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ca und der Ordnungszahl 20.
Das glänzende silberweiße im hochreinen Zustand goldgelbe Metall begegnet uns in der Umwelt Bestandteil von Kalk Marmor Kreide und anderen

Eigenschaften
Kalium - Kalzium - Scandium
Mg
Ca
Sr   
 
 

Periodensystem
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Kalzium Ca 20
Serie Erdalkalimetalle
Gruppe Periode Block 2 (IIA) 4 s
Dichte Mohshärte 1550 kg/m 3 1.75
Aussehen silbrig weiß
Atomar
Atomgewicht 40.078 amu
Atomradius (berechnet) 180 (194) pm
Kovalenter Radius 174 pm
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [Ar]4s 2
e - 's pro Energieniveau 2 8 8 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 2 (stark basisch )
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest ( paramagnetisch )
Schmelzpunkt 1115 K (842° C )
Siedepunkt 1757 K (1484°C)
Molares Volumen 26.20 × 10 3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 153.6 kJ/mol
Schmelzwärme 8.54 kJ/mol
Dampfdruck 254 Pa bei 1112 K
Schallgeschwindigkeit 3810 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.00 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 632 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 29.8 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 201 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 589.8 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1145.4 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 4912.4 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
40 Ca 96.941% Ca ist stabil mit 20 Neutronen
41 Ca {syn.} 103 000 y epsilon 0.421 41 K
42 Ca 0.647% Ca ist stabil mit 22 Neutronen
43 Ca 0.135% Ca ist stabil mit 23 Neutronen
44 Ca 2.086% Ca ist stabil mit 24 Neutronen
46 Ca 0.004% Ca ist stabil mit 26 Neutronen
48 Ca 0.187% >6×10 18 y beta - 4.272 48 Ti
NMR-Eigenschaften
43 Ca
Kernspin -7/2
gamma 1.8e7 rad / T
Empfindlichkeit 0.0064
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 13.5 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Kalzium ist weich wie Blei und sich schneiden. In trockener Luft läuft es schnell an. In Wasser es heftig unter Bildung von Kalziumhydroxid und Wasserstoff . In Luft verbrennt es zu Kalziumoxid und Kalziumnitrid. Feinverteiltes Kalzium ist selbstentzündlich.

Kalzium gehört zu den Erdalkalimetallen und liegt in chemischen Verbindungen meist in der Oxidationsstufe +2 vor. Kalzium- Ionen sind doppelt positiv geladen.

Anwendungen

Metallisches Kalzium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie zur Herstellung von Metallen wie Thorium Vanadium Zirkonium Yttrium und anderen seltenen Erdmetallen als Desoxidationsmittel der Stahl- und Aluminiumherstellung als Legierungszusatz in Beryllium- Kupfer- Blei- und Magnesiumlegierungen.
Ausgangsstoff zur Herstellung von Kalziumhydrid.

Die technische Nutzung des Kalziums erfolgt in gebundener Form.

  • Kalkstein ist einer der wichtigsten Rohstoffe Industrie :
    • Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung . Der Verbrauch liegt bei 0 5t pro Tonne Stahl
    • Ausgangsstoff zur Herstellung von gebranntem Kalk
    • Kreide als Füllstoffe für Kunststoffe zum Beispiel PVC. Ziel ist die der Steifigkeit und Schlagzähigkeit sowie eine Verringerung Schrumpfung. Die ebenfalls stark erhöhte thermische Leitfähigkeit höhere Abeitstakte beim Extrudieren.
    • Feinkörniges Kalziumcarbonat dient als Füllstoff von hochwertigem Papier
  • Kalziumsulfat (Gips) wird als Baustoff verwendet
  • Kalziumcarbid dient als Ausgangsstoff für chemische Synthesen zur Herstellung von Kalkstickstoff-Dünger
  • Kalziumchlorid dient als Tau- und Trocknungsmittel sowie Beton-Abbindebeschleuniger

Geschichte

Die Elementbezeichnug leitet sich von dem calx ab. So bezeichneten die Römer Kalkstein und daraus hergestellten Mörtel.
Metallisches Kalzium gewann 1808 Sir Humphry Davy durch Abdampfen des Quecksilbers aus elektrolytisch Kalziumamalgam.

Vorkommen

Kalzium ist das fünft-häufigste Element der Erdkruste . Aufgrund seiner chemischen Reaktivität kommt es nur chemisch gebunden vor. Als essentieller Bestandteil belebten Materie ist es am Aufbau von Knochen Zähnen und Muscheln beteiligt. Neben K + Na + spielt Ca 2+ eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung Nervenzellen. Aber auch in anderen Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Signaltransduktion .
Kalziumhaltige Minerale wie Kalkstein und Gips vielfältig vorhanden. Die Herstellung des Metalls erfolgt Vakuum durch Reduktion von gebranntem Kalk mit in der Hitze (Pidgeon Prozess). Weitere Reinigung durch Destillation .

Ernährung und Funktion im menschlichen Organismus

Kalzium ist ein Mengenelement das im Körper in Konzentrationen von als 50 mg pro kg Körpergewicht vorliegen.

Funktionen: Mit einem Körperbestand von 1-1 kg ist Kalzium der mengenmäßig am stärksten Mineralstoff im menschlichen Organismus. 99% des im vorkommenden Kalziums befinden sich in Knochen und - Kalzium verleiht ihnen Stabilität und Festigkeit. dienen die Knochen als Speicher für Kalzium bei Kalziummangel kann ein Teil davon aus Knochen gelöst und für andere Aufgaben zur gestellt werden. Kalzium ist an der Blutgerinnung an der Erregung von Muskeln und sowie an der Aktivierung einiger Enzyme und beteiligt. Im Blut muss ständig eine Konzentration 100 mg Kalzium pro Liter gegeben sein. wird durch die Hormone Kalzitonin und Parathormon

Risikogruppen für eine unzureichende Kalziumzufuhr sind Frauen Schwangere Stillende und Senioren. Die empfohlene für Erwachsene liegt bei 1000 mg. Voraussetzung dass Kalzium in größeren Mengen vom Körper werden kann ist eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D . Durch die gleichzeitige Zufuhr von Oxalsäure Phytinsäure und Ballaststoffen wird die Kalziumaufnahme verringert. Ausgeschieden wird über den Harn und über den Stuhl u. a. eine hohe Zufuhr von Eiweiß Kaffee oder Alkohol die Kalziumausscheidung erhöht.

Kalzium: empfohlene tägliche Zufuhr Alter Zufuhr

Säuglinge

 0 bis unter 4 Monate 220 bis unter 12 Monate 400  

Kinder

 1 bis unter 4 Jahre 600 bis unter 7 Jahre 700 7 bis 10 Jahre 900  
10 bis unter 13 Jahre 1100

Jugendliche und Erwachsene 13 bis unter Jahre 1200 ab 19 Jahre 1000

Lebensmittel (pro 100 g verzehrbaren Anteil) Kalzium (mg)

Verbindungen


Vorsichtsmaßnahmen

(zu ergänzen)

Siehe auch: Kalziumkanal - Kalziumkanalblocker

Weblinks



Bücher zum Thema Kalzium

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