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Numero atomico |
20 |
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Massa atomica |
40.08 g.mol -1 |
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Elettronegativita’ secondo Pauling |
1.0 |
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Densita’ |
1.6 g.cm-3 at 20°C |
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Punto di fusione |
840 °C |
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Punto di ebollizione |
1484 °C |
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Raggio di Vanderwaals |
0.197 nm |
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Raggio Ionico |
0.099 nm |
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Isotopi |
10 |
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Configurazione Elettronica |
[ Ar ] 4s2 |
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Energia di prima ionizzazione |
589.6 kJ.mol -1 |
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Energia di seconda ionizzazione |
1145 kJ.mol -1 |
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Potenziale Standard |
– 2.87 V |
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Scoperto da |
Sir Humphrey Davy nel 1808 |
Calcio
Il l’elemento chimico calcio (Ca), numero atomico 20, è il quinto elemento ed il terzo metallo maggiormente metallo abbondante nella crosta terrestre. Il metallo è trimorfico, più duro del sodio, ma più morbido dell’alluminio. Insieme a berillio ed alluminio e diversamente dai metalli alcalini, non causa la bruciatura della pelle. È meno chimicamente reattivo rispetto ai metalli alcalini e agli altri metalli alcalino-terrosi.
Ioni calcio dissolti nell’acqua formano depositi in tubi ed caldaie quando l’acqua è dura, cioè quando contiene troppo calcio o magnesio. Ciò può essere evitato con gli addolcitori per acqua. Nell’industria, il calcio metallico è separato da cloruro di calcio fuso tramite elettrolisi. Ciò si ottieme tramite trattamento di minerali carbonati con acido cloridrico, o come prodotto secondario del processo Solvay dei carbonati.
In contatto con l’aria, il calcio sviluppa un rivestimento di ossidi e nitrati, che lo protegge da ulteriore corrosione. Brucia in aria ad temperatura elevata per produrre nitridi.
Il metallo commercialmente prodotto reagisce facilmente con acqua e acidi e produce idrogeno che contiene come impurita’ notevoli quantita’ di ammoniaca ed idrocarburi.
Applicazioni
Il metallo è usato in leghe di alluminio per cuscinetti, come agente per la rimozione del bismuto da piombo, così come nel controllo del carbonio grafitico nel ferro fuso. Inoltre è usato come deossidante nella fabbricazione di molti acciai; come agente riduttore nella preparazione di metalli come cromo, torio, zirconio ed uranio e come separazione del materiale per le miscele gassose di azoto e argon. Il calcio e’ un elemento legante usato nella produzione di alluminio, berillio, rame, piombo e magnesio. E’ inoltre usato nella produzione di cementi e malte usati nella costruzione di edifici.
L’ossido di calcio, CaO, è prodotto dalla decomposizione termica dei minerali carbonati in fornaci, applicando un processo a letto continuo. L’ossido è usato in archi di luce ad alta intensità (luce lime) per le sue insolite caratteristiche spettrali e come agente disidratante industriale. L’industria metallurgica usa estesamente l’ossido per la riduzione delle leghe ferrose.
L’ossido di calcio, il Ca(OH)2, presenta molte applicazioni in cui è necessario lo ione iossidrile. Nel processo di estinguimento dell’idrossido di calcio, il volume di calce espulsa [Ca(OH)2] ammonta al doppio della quantità iniziale di calce viva (CaO), fatto che rende utile rompere le roccie o il legno.
La calce viva è un assorbente eccellente per l’anidride carbonica, perché produce carbonato, che è molto insolubile.
Il silicato di calcio, CaSi, preparato in un forno elettrico dalla calce, dal silicone e dalla riduzione degli agenti carbonati, è utile come agente di deossidazione. Il carburo del calcio, CaC2, è prodotto quando si riscalda una miscela di calce e di carbonio a 3000ºC in un forno elettrico è un acetilato che produce acetilene tramite idrolisi. L’acetilene è il materiale base di tantissimi prodotti chimici importanti per la chimica industriale organica.
Il carbonato di calcio puro si presenta in due forme cristalline: calcite, a forma di esagonale, che possiede le proprietà birrefringenti e l’aragonite, romboedrica. I carbonati naturali sono i minerali di calcio più abbondanti. Il travicello dell’Islanda e la calcite sono essenzialmente forme pure di carbonato, mentre il marmo è impuro e molto più compatto, ragione per la quale può essere lucidato. E’ molto richiesto come materiale da costruzione. Anche se il carbonato di calcio è molto poco solubile in acqua, è abbastanza solubile se l’acqua contiene anidride carbonica dissolta, in queste soluzioni forma il bicarbonato quando si dissolve. Questo fatto spiega la formazione delle caverna, dove i depositi di calcare sono entrati in contatto con le acque acide.
Gli alogenuri di calcio includono il fluoruro fosforescente, che è il composto di calcio più abbondante e con le maggiori applicazioni in spettroscopia. Il cloruro di calcio possiede, nella forma anidridica, una grande capacita’ di deliquescenza, che lo rende utile come disidratante industriale e come fattore di controllo di giro rapido della sabbia nelle strade. L’ipoclorito del calcio (polvere bianca) è prodotto in industria quando il cloro passa attraverso una soluzione di calce ed è stato usato come agente imbiancante e come depuratore d’acqua.
Il solfato di calcio disidratato è il gesso minerale, che costituisce la maggior parte del calcestruzzo di Portland ed è stato usato per ridurre l’alcalinità dei terreni. Il riscaldamento del gesso ad alte temperature produce un emidrato del solfato di calcio, che è venduto con il nome commerciale di stucco parigino.
Il calcio nell’ambiente
Il calcio è il quinto elemento ed il terzo metallo maggiormente metallo abbondante nella crosta terrestre. I composti di calcio rappresentano il 3,64% della crosta terrestre.
La distribuzione del calcio è molto ampia; si trova in quasi ogni zona terrestre nel mondo. Questo elemento è essenziale per la vita delle piante e degli animali, dato che è presente nello scheletro degli animali, nei denti, nei gusci delle uova, nel corallo ed in molti terreni. L’acqua di mare contiene lo 0,15% di cloruro di calcio.
Il calcio è sempre presente in ogni pianta, poichè è essenziale per il loro sviluppo. È contenuto nei tessuti molli, in liquidi all’interno del tessuto e nella struttura dello scheletro di ogni animale. Le ossa dei vertebrati contengono il calcio sotto forma di fluoruro di calcio, carbonato di calcio ed fosfato di calcio.
Effetti del carbonio sulla salute
Il calcio e’ il metallo piu’ abbondante nel corpo umano: e’ il principale costituente delle ossa e dei denti e svolge numerose importanti funzioni metaboliche.
Il calcio viene a volte chiamato calce. È trovato il più comunemente in latte e latticini, ma anche in verdure, nocciole e fagioli. È un componente essenziale per la conservazione dello scheletro e dei denti umani. Inoltre aiuta le funzioni dei nervi e dei muscoli. L’uso di più di 2.5 grammi di calcio al giorno senza una prescrizione medica può portare allo sviluppo di calcoli renali e sclerosi renali e dei vasi sanguigni.
Una mancanza di calcio è una delle cause principali di osteoporosi. L’osteoporosis è una malattia in cui le ossa diventano estremamente porose, sono soggette a fratture e cicatrizzazione lenta. Sono particolarmente soggette le donne a seguito di menopausa e conducono spesso a curvatura della spina fino a collasso vertebrale.
A differenza di quello che la maggior parte della gente pensa, esiste un’attività biologica intensa all’interno delle nostre ossa. Esse vengono costantemente rinnovate con nuovo tessuto che sostituisce quello vecchio. Durante l’infanzia e l’adolescenza, la produzione di nuovo tessuto supera la distruzione di quello vecchio, ma ad un certo punto, intorno ai 30 o 35 anni, il processo è invertito ed iniziamo a perdere più tessuto rispetto a quallo che riusciamo a sostituire. Nelle donne il processo si accelera dopo la menopausa (il periodo contrassegnato dalla cessazione naturale e permanente del periodo mestruale, che si presenta solitamente fra i 45 ed i 55 anni); ciò avviene perché i loro corpi smettono di produrre l’ormone noto come estrogeno, la cui funzione e’ di conservare la massa ossea.
L’evidenza suggerisce che abbiamo bisogno di un’assunzione quotidiana di 1.000 mg di calcio per conservare la massa ossea in circostanze normali. Ciò è velido sia per l’uomo che per la donna pre-menopausa. L’assunzione quotidiana suggerita aumenta a 1.500 mg per la donna in menopausa.
Le fonti principali di calcio sono i latticini, ma anche le noci, alcune verdure verdi come spinaci e cavolfiori, fagioli, lenticchie…
Il calcio collabora con magnesio per generare la nuova massa ossea. Esso dovrebbe essere preso assunto insieme al magnesio in rapporto 2:1, cioè, se si ingerisono 1000 mg di calcio, si dovrebbero anche ingerire 500 mg di magnesio. Alcune fonti del magnesio nella dieta sono frutti di mare, grano integrale, noci, fagioli, avena di frumento, semi e verdure verdi.
Altre importanti misure di prevenzione dell’osteoporosi sono:
Praticare esercizio regolare (almeno tre volte a settimana)
Assumere un’adeguata quantita’ di manganese, acid folico, vitamina B6, vitamina B12, omega 3 (favosice l’assorbimento del calcio e stimula la nuova produzione di massa ossea) e la vitamina D (favorisce l’assorbimento del calcio a livello intestinale).
Non abusare di zucchero, grassi satuti e proteine animali
Non abusare di alcol, caffeina e bibite gassate
Non fumare
Altre cause di osteoporosi sono fattori ereditari e stress
Effetti ambientali del calcio
Il fosfato di calcio e’ molto tossico per gli organismi acquatici.
fonte: https://www.lenntech.it/