Calcium

Physikalische Eigenschaften

Kalzium ist ein weiches weiß-graues Metall. Es ist ein Feststoff und undurchsichtig. Es ist ein Erdalkalimetall. Sein Schmelzpunkt ist höher als der der meisten anderen reaktiven Metalle. Es ist etwas härter als Blei. Es hat zwei Allotrope. Es leitet Elektrizität nicht so gut wie Kupfer, ist aber viel leichter.

Chemische Eigenschaften

Es reagiert mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Calciumhydroxid. Es reagiert mit Wasser sehr schnell, wenn es pulverförmig ist. Wenn es sich in einem Stück befindet, beginnt es langsam zu reagieren, da Calciumhydroxid eine Beschichtung bildet, die sich auf dem Calcium nicht auflöst. Wenn dem Calciumhydroxid etwas Säure hinzugefügt wird, löst es es auf, wodurch das Calcium sehr schnell reagiert. Es brennt, wenn es pulverisiert wird und eine rötliche Flamme bildet. Dadurch entsteht Calciumoxid. Beim Erhitzen entsteht ebenfalls Kalziumnitrid. Es kann mit Halogenen reagieren, um Kalziumhalogenide wie Kalziumchlorid mit Chlor zu bilden.

Calcium-Verbindungen

Calcium bildet chemische Verbindungen in der Oxidationsstufe +2. Calciumverbindungen sind farblos. Die meisten Calciumverbindungen sind nicht giftig. Sie werden eigentlich im menschlichen Körper benötigt. Sie sind nicht reaktionsfähig, was die Calciumionen betrifft. Aus Calciumoxid wurden Rampenlichter hergestellt, deren Flamme Calciumoxid erhitzt und es sehr hell leuchten lässt.

• Calciumbromat
• Kalziumkarbonat
• Kalziumchlorid
• Kalziumhydroxid
• Kalziumnitrat
• Kalziumnitrid
• Kalziumoxid
• Kalzium-Permanganat
• Kalziumphosphat
• Dikalziumphosphat
• Monokalziumphosphat

In der Erde

Calcium kommt als Metall im Boden nicht vor; es ist zu reaktiv. Kalziumkarbonat, auch als Kalzit bekannt, ist das häufigste Kalziummineral.

Kalzium in Zellen

Es ist wichtig zu wissen, wie Zellen funktionieren. Viele Zellen haben Kalziumkanäle auf ihrer Oberfläche. Das sind Öffnungen, durch die Kalziumionen in die Zelle eindringen können. Der Zelle wird gesagt, dass sie handeln soll, und sie öffnet die Kanäle. Einmal in der Zelle aktiviert Kalziumionen viele Proteine, um bestimmte Dinge zu tun. Wenn es zum Beispiel in Muskelzellen eindringt, veranlasst es diese, sich zusammenzuziehen (verkürzen, damit der Muskel zieht.) Wenn es in Nervenzellen eindringt, löst es elektrische Impulse aus, die eine Botschaft senden. Wenn es in die weißen Blutkörperchen eindringt, veranlasst es sie, Keime zu bekämpfen.

Kalzium-Ionen sind wichtig für die Zellen, aber zu viele Kalzium-Ionen können schlecht sein. Wenn eine Zelle mehr Kalziumionen erhält, als sie benötigt, kann sie sterben. Aus diesem Grund wird die Menge an Kalziumionen in den Zellen stark reguliert. Umgekehrt ist nicht genug Kalziumionen schlecht. Die Zellen müssen die richtige Menge haben, um richtig zu funktionieren.

Manchmal sind Zellen ungesund und müssen absterben, damit der Körper sie durch neue, gesunde Zellen ersetzen kann. Dadurch bleibt der gesamte Organismus gesund. Zellen wissen, wann sie absterben sollten, und können auf vielerlei Weise Reaktionen auslösen, um ihren Lebenszyklus zu beenden. Wenn dies geschieht, spricht man von Apoptose, auch bekannt als "programmierter Zelltod" (geplanter Zelltod). Eine Möglichkeit, wie Zellen Apoptose erreichen, ist die Aufnahme toxischer Mengen an Kalziumionen.

Kalzium ist für den menschlichen Körper sehr wichtig.

Calcium-Speicherung

Die Knochen enthalten den größten Teil des Kalziumions im menschlichen Körper. Wenn wir mehr Kalzium für unser Blut, unsere Muskeln oder anderes Gewebe benötigen, kommt es aus den Knochen. Wenn wir mehr Kalzium haben, geht es in die Knochen.

Kalzium als Element kommt im menschlichen Körper nicht vor, nur Kalziumionen in Form von chemischen Verbindungen.

Kalzium-Regulierung

Organismen müssen den Kalziumionenspiegel sehr gut unter Kontrolle halten. Hohe Kalziumwerte sind schlecht, und niedrige Kalziumwerte sind schlecht.

Der Körper kontrolliert dies, indem er

• wie viel Kalzium wir aus der Nahrung aufnehmen
• wie viel Kalzium wir im Urin verlieren
• wie viel Kalzium in den Knochen eingebaut wird

Die Kontrolle von Kalzium im Körper wird als Kalziumstoffwechsel bezeichnet. Zu wenig Kalzium kann Osteoporose verursachen.

Der Körper steuert den Kalziumspiegel mit vielen Hormonen. Calcitonin, das Nebenschilddrüsenhormon (Akronym PTH) und Vitamin D sind die wichtigsten Hormone im Kalziumstoffwechsel. (Vitamin D wirkt als Hormon, wird aber auch als Vitamin bezeichnet).

Calciummetall wird durch Elektrolyse von geschmolzenem Calciumchlorid hergestellt. Es muss sehr heiß sein, um es zu schmelzen. Das Calciummetall ist flüssig.

Als Element

Calcium wird bei der Reduktion anderer Metalle verwendet. Es kann auch zur Herstellung von Legierungen mit anderen Metallen verwendet werden.

Als chemische Verbindungen

Kalziumverbindungen sind auch in der Chemie wichtig. Sie ist wichtig für die Herstellung von Dingen. Es ist ein Teil des Zements, der zur Herstellung von Beton benötigt wird (eine harte Substanz, aus der viele Gebäude hergestellt werden).

Calcium ist Teil des Calciumoxids. Kalziumoxid wird zur Herstellung von Papier, Tonwaren, Lebensmitteln und zur Reinigung von Wasser (damit es gut trinkbar ist) verwendet. Kalziumpermanganat kann als Raketentreibstoff verwendet werden.

Calcium ist als Element toxisch. Es reagiert mit Wasser und bildet eine starke Base, das Calciumhydroxid. Calciumverbindungen sind nicht giftig, es sei denn, das Anion ist giftig. Kalziumpermanganat ist nur wegen des Permanganats giftig, nicht wegen des Kalziums. Wie andere Erdalkalimetalle brennt Calcium leicht und hell.

• Calcium-Verbindungen