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
- WebElements.com - Kalzium
- EnvironmentalChemistry.com - Kalzium
- Abbildung in der Elementansammlung von Heinrich Pniok auf www.Pniok.de
Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Erdalkalimetall Kategorie:Periode-4-Element
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