Lexikon: Kalzium

 

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Eigenschaften
- Kalzium - Scandium
Mg
Ca
Strontium|Sr  
 
 
Ar4s2
40
20
Ca
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Kalzium, Ca, 20
Serie Erdalkalimetalle
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 2 (IIA), Periode-4-Element|4, Atomorbital|s
Aussehen silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle 3,39 %
Atomar
40,078
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 174 pm
van der Waals-Radius -
[[Argon|Ar]4s2
pro 2, 8, 8, 2
Austrittsarbeit 2,9 eV
1. kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1145,4 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 4912,4 kJ/mol
Physikalisch
fest
kubisch flächenzentriert
Dichte () kg/m3 (1,75)
paramagnetisch
K (842 °Grad Celsius|C)
1757 K (1484 °C)
Molares Volumen m3/mol
153,6 kJ/mol
8,54 kJ/mol
Pa bei 1112 K
m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit S/m
W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 2
(Basizität) basisch)
Normalpotential V (Ca2+ + 2e- → Ca)
1,00 ()
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
40Ca 96,941 % Ca ist Stabiles Isotop|stabil mit 20 en
41Ca {syn.} a ε 0,421 41K
42Ca 0,647 % Ca ist stabil mit 22 Neutronen
43Ca 0,135 % Ca ist stabil mit 23 Neutronen
44Ca 2,086 % Ca ist stabil mit 24 Neutronen
45Ca {syn.} d β- 0,257 45Sc
46Ca 0,004 % Ca ist stabil mit 26 Neutronen
47Ca {syn.} d β- 1,992 47Sc
48Ca 0,187 % >6 · 1018 a β-β- 4,272 48Ti
NMR-Eigenschaften
43Ca
-7/2
gamma T
Empfindlichkeit 0,0064
T MHertz (Einheit)|Hz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kalzium (auch Calcium) ist ein chemisches Element im Periodensystem|Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ca und der 20.
Das glänzende silberweiße, im hochreinen Zustand auch goldgelbe Metall begegnet uns in der Umwelt als Bestandteil von Kalk, Marmor, Kreide und anderen Mineralien.

Geschichte

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

Vorkommen

Kalzium ist das fünft-häufigste Element der Erdkruste. Aufgrund seiner chemischen Reaktivität kommt es natürlich nur chemisch gebunden vor. Als essentieller Bestandteil der belebten Materie ist es am Aufbau von Blättern, Knochen, Zähnen und Muscheln beteiligt. Neben K+, Na+ spielt Ca2+ eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung in Nervenzellen. Aber auch in anderen Zellen spielen Kalzium-Ionen eine wichtige Rolle bei der Signaltransduktion.
Kalziumhaltige Minerale wie Kalkstein und Gips sind vielfältig vorhanden. Die Herstellung des Metalls erfolgt unter Vakuum durch Reduktion von gebranntem Kalk mit Aluminiumpulver in der Hitze (Pidgeon Prozess). Weitere Reinigung erfolgt durch Destillation.

Eigenschaften

Kalzium ist weich wie und lässt sich schneiden. In trockener läuft es schnell an. In Wasser reagiert es heftig unter Bildung von Kalziumhydroxid und . In Luft verbrennt es zu Kalziumoxid und Kalziumnitrid. Fein verteiltes Kalzium ist selbstentzündlich.

Kalzium gehört zu den Erdalkalimetallen und liegt in chemische Verbindung|chemischen Verbindungen meist in der +2 vor. Kalzium-Ion (Chemie)|Ionen sind doppelt positiv geladen.

Verwendung

Metallisches Kalzium dient als Reduktionsmittel in der Metallurgie zur Herstellung von Metallen wie Thorium, Vanadium, Zirkonium, und anderen Metallen der Metalle der Seltenen Erden|seltenen Erden, als Desoxidationsmittel in der Stahl- und Aluminiumherstellung, als Legierungszusatz in Aluminium-, Beryllium-, Kupfer-, Blei- und Magnesiumlegierungen. Ausgangsstoff zur Herstellung von Kalziumhydrid.

Die technische Nutzung des Kalziums erfolgt überwiegend in gebundener Form.

Kalkstein ist einer der wichtigsten Rohstoffe der Industrie :

  • Verschlackungsmittel in der Stahlherstellung. Der Verbrauch liegt bei 0,5 Tonnen Kalkstein pro Tonne Stahl
  • Ausgangsstoff zur Herstellung von Kalziumoxid|gebranntem Kalk
  • Kreide als Füllstoffe für , zum Beispiel PVC. Ziel ist die Verbesserung der Steifigkeit und Schlagzähigkeit, sowie eine Verringerung der Schrumpfung. Die ebenfalls stark erhöhte thermische Leitfähigkeit erlaubt höhere Arbeitstakte beim Extrudieren.
  • Feinkörniges Kalziumcarbonat dient als Füllstoff von hochwertigem, holzfreiem Papier

Kalziumsulfat (Gips) wird als Baustoff verwendet

Kalziumkarbid|Kalziumcarbid dient als Ausgangsstoff für chemische Synthesen und zur Herstellung von Kalkstickstoff-Dünger

Kalziumchlorid dient als Tau- und Trocknungsmittel sowie als Beton-Abbindebeschleuniger

Ernährung und Funktion im menschlichen Organismus

Kalzium ist ein Mengenelemente|Mengenelement, das im Körper in Konzentrationen von mehr als 50 mg pro kg Körpergewicht vorliegt.

Funktionen: Mit einem Körperbestand von 1-1,1 kg ist Kalzium der mengenmäßig am stärksten vertretene Mineralstoffe|Mineralstoff im menschlichen Organismus. 99 % des im Körper vorkommenden Kalziums befinden sich in Knochen und Zähnen - Kalzium verleiht ihnen Stabilität und Festigkeit. Gleichzeitig dienen die Knochen als Speicher für Kalzium - bei Kalziummangel kann ein Teil davon aus den Knochen gelöst und für andere Aufgaben zur Verfügung gestellt werden. Kalzium ist an der , an der Erregung von Muskel|Muskeln und Nerv|Nerven sowie an der Aktivierung einiger Enzyme und Hormone beteiligt. So führt erst der Einstrom von Kalzium-Ionen zu einer Kontraktion der Muskulatur. Im Blut muss ständig eine Konzentration von 2,1-2,6 mmol/l Kalzium gegeben sein. Sie wird durch die Hormone Kalzitonin und Parathormon reguliert.

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

Kalzium: empfohlene tägliche Zufuhr
Alter Zufuhr (mg)

Säuglinge
0 bis unter 4 Monate	220
4 bis unter 12 Monate	400

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

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

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

  • Appenzeller (Käse)|Appenzeller, 50 % Fett i. Tr. 800
  • Bavariablu, 70 % Fett i. Tr. 360
  • Bergkäse, 45 % Fett i. Tr. 1100
  • Bleichsellerie 80
  • Brie (Käse)|Brie, 50 % Fett i. Tr. 400
  • Brokkoli 105
  • Brunnenkresse 180
  • Butterkäse, 30 % Fett i. Tr. 800
  • Butterkäse, 60 % Fett i. Tr. 600
  • Buttermilch 109
  • Dickmilch, 3,5 % Fett 120
  • Edamer, 30 % Fett i. Tr. 800
  • Emmentaler (Käse)|Emmentaler, 45 % Fett i. Tr. 1100
  • Gouda (Käse)|Gouda, 40 % Fett i. Tr. 800
  • Gouda (Käse)|Gouda, 48 % Fett i. Tr. 751
  • Greyerzer, 45 % Fett i. Tr. 1000
  • Grünkohl 212
  • H-Milch, fettarm, 1,5 % Fett 123
  • Joghurt, fettarm, 1,5 % Fett 123
  • Joghurt, 3,5 % Fett 120
  • Kefir, 3,5 % Fett 120
  • Leerdamer, 45 % Fett i. Tr. 751
  • Limburger, 20 % Fett i. Tr. 510
  • Limburger, 40 % Fett i. Tr. 534
  • Löwenzahn 158
  • Mozzarella 450
  • Parmesan, 32 % Fett i. Tr. 1180
  • Romadur, 20 % Fett i. Tr. 448
  • Schmelzkäse, 45 % Fett i. Tr. 547
  • Spinat 126
  • Tilsiter, 30 % Fett i. Tr. 851
  • Tilsiter, 45 % Fett i. Tr. 858
  • Ziegenweichkäse, 45 % Fett i. Tr. 430

Verbindungen

  • Apatit
  • Kalziumacetat
  • Kalziumcarbid
  • Kalziumfluorid
  • Kalziumglukonat (parentales Kalzium)
  • Kalziumhydroxid, gelöschter Kalk
  • Kalziumkarbonat, Kalk, Marmor
  • Kalziumnitrat
  • Kalziumoxid, gebrannter Kalk
  • Kalziumphosphat
  • Kalziumsilikat
  • Kalziumsulfat, Gips

Siehe auch

  • Kalziumkanal
  • Kalziumkanalblocker

Weblinks

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Erdalkalimetall Kategorie:Periode-4-Element

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