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Kalzium
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Kalzium
Allgemeines
Name	Kalzium
Symbol	ca
Ordnungszahl	20
Gruppe	Erdalkalimetalle
Zeitspanne	Periode 4
Block	S-Block
Serie	Erdalkalimetalle
Farbe	Silber Weiss
Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)	40,078
Elektronenkonfiguration	[Ar]4s2
Oxidationsstufen	2
Elektronegativität (Pauling)	1,00
Atomradius (Uhr)	197
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	589,83
2. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	1145,46
3. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	4912,40
Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)	1550
Härte (Mohs)	1,75
Schmelzpunkt (k)	1112
Siedepunkt (K)	1767
Aggregatzustand	Fest
Schmelzwärme (kJ mol−1)	8,54
Verdampfungswärme (kJ mol−1)	153,6
Kristallstruktur	k.v.c. (bei Zimmertemperatur)
Molarvolumen (m3mol−1)	29,9
Schallgeschwindigkeit (mso−1)	3810
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)	630
Elektrischer Wiederstand (μΩ·cm)	3,91
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)	200
SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet, sofern nicht anders angegeben
Portal    Chemie

Kalzium ist ein Chemisches Element mit Symbol ca und Ordnungszahl 20. Es ist ein silbriges Weiß Alkalisches Erdmetall.

Entdeckung

Calciumoxid (CaO) wurde bereits von der Römer gebraucht, passt aber rein 1808 es wurde als Element entdeckt und durch Elektrolyse isoliert von Humphry Davy. Der Name kommt von der LateinCalx, was "Kalkstein" bedeutet.

Anwendungen

Calciumverbindungen bilden die Basis von Knochen und Zähne, weshalb es für viele Organismen wichtig ist, genug davon zu bekommen. Zu viel Kalzium bei Jungtieren kann zu Wobbler.

Anwendungen von Calcium in der Industrie sind:

• Reduzierstück bei der Gewinnung anderer Metalle wie Uran, Zirkonium und Thorium
• In Form von Calciumoxid ist es der Rohstoff vieler Baustoffe wie z Zement
• Desoxidationsmittel für alle Arten Legierungen

Darüber hinaus wird Calcium als Metall auch in Legierungen verwendet, insbesondere in Kombination mit Aluminium, Beryllium, Kupfer, führen und Magnesium

Calcium in Biologie und Medizin

Calcium spielt im Körper eine Rolle bei der Knochenmineralisierung (Knochenaufbau), Blutgerinnung, Plasmamembranpotential, Muskelkontraktion, Hormonausschüttung, Glykogenstoffwechsel und Zellteilung. Calcium befindet sich im Skelett (99%), in den Geweben und in den extrazellulären Flüssigkeiten (einschließlich des Blutes) Ein Calciummangel kann zu Osteoporose führen (Osteoporose) und bei Kindern zu Symptomen von Rachitis (englische Krankheit) und Muskelkrämpfe.

In dem klinisch-chemisch Im Labor wird Calcium hauptsächlich im Blut gemessen; sein Spiegel kann auf ein Ungleichgewicht von Kalzium in den Körperkompartimenten hinweisen. Im Blut ist Calcium an Blutproteine ​​(40%), an negativ geladene Ionen (10%) gebunden oder als ionisiertes Calcium frei vorhanden. Letzteres ist die physiologisch aktive Komponente. Der Kalziumspiegel im Blut wird durch Vitamin D und das Hormon PTH reguliert. Eine unkontrollierte Freisetzung von PTH, PTH-ähnlichen Hormonen, Vitamin-D oder spezifisch Zytokine kann einen erhöhten Calciumspiegel im Blut (> 2,55 mmol/l) verursachen. Ein erniedrigter Calciumspiegel (< 2,1 mmol/l) tritt unter anderem bei Therapie mit bestimmten Medikamenten auf, chronische Nierenkrankheit, Alkalose, Malabsorption, abgesenkt PTHFreisetzung oder ein Vitamin-D-Mangel.

Calciumionen (Ca² ) spielen eine sehr wichtige Rolle in der biochemisch und physiologisch Prozesse von Organismen, insbesondere in ihren Zellen. Calcium spielt eine Rolle bei der Bildung von Signaltransduktion (Übertragung von Signalen innerhalb einer Zelle), wo es als zweiter Botenstoff fungiert. Calcium ist für die Kontraktion der Muskelzellen notwendig und Calcium ist auch für die Befruchtung wichtig. Darüber hinaus benötigen viele Enzyme Calciumionen als Coenzym (zum Beispiel bei der Blutgerinnung). Extrazelluläres Kalzium ist auch wichtig für die Aufrechterhaltung eines Potenzieller unterschied zwischen den Zellmembranen. Schließlich ist Calcium auch für den Knochenaufbau sehr wichtig.

Es ist das am häufigsten vorkommende Metall im menschlichen Körper und das am häufigsten vorkommende Element nach den vier organischen Elementen Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Die Gesamtmenge bei einer erwachsenen Person beträgt etwa 1 kg.^[1]

Kalzium in Lebensmitteln

Eine abwechslungsreiche Ernährung sorgt für eine ausreichende Aufnahme von Calcium durch den Körper, wie Milch und Milchprodukte, Gemüse, Nüsse und Hülsenfrüchte Calciumpräparate gibt es in Form von Calciumcitrat oder Kalziumkarbonat, in Form von Brause- und Kautabletten. Bestimmte Behandlungen (z. B. mit Bisphosphonate oder Kortikoide) muss systematisch Kalzium und Vitamin-D hinzugefügt wird.

Calciumregulation

Der Kalziumspiegel bei Säugetieren wird reguliert, zum Teil dank der Knochen, die als Speicherort fungieren. Von dort werden Calciumionen unter kontrollierten Bedingungen in den Blutkreislauf abgegeben. Im Blutkreislauf wird das Calcium als gelöste Ionen transportiert oder an Protein wie Albumin. Parathormon, abgesondert von der Nebenschilddrüse, reguliert die Resorption von Ca² Knochen, Nierenresorption und Aktivierung von Vitamin-D (in seiner hormonell aktiven Form namens Calcitriol). Calcitriol wiederum sorgt für die Aufnahme von Calcium aus dem Darm und die Mobilisierung von Calciumionen aus dem Knochen. Calcitonin ist ein Hormon, das von den medullären Schilddrüsenzellen produziert wird und das Serumkalzium senkt. Die Zellorganellen sind auch wichtige Speicherorte für Kalzium. Sie akkumulieren kontinuierlich Ca² Ionen und setzen sie bei bestimmten Zellaktionen frei. Beispiele für solche Organellen sind die Mitochondrien und der endoplasmatisches Retikulum.

Klinische Bedeutung von Calcium

Ein zu hoher Serumkalziumspiegel wird als bezeichnet Hyperkalzämie. Beschwerden sind Nierensteine, Durst und viel Trinken, viel Wasserlassen und Verwirrung bis hin zu Psychosen. Hyperkalzämie ist ein Symptom einer überaktiven Nebenschilddrüse. Das sind vier wenige Millimeter große Organe; ein kleiner gutartiger Tumor kann jede dieser Erkrankungen Hyperkalzämie und Osteoporose verursachen. Hyperkalzämie kann auch durch Knochenmetastasen verursacht werden, wenn die Knochen von metastasierendem Krebs betroffen sind. Ein zu niedriges Serumkalzium nennt man Hypokalzämie und kann zu Krämpfen in den Fingern führen und tritt beispielsweise bei Hyperventilation auf, bei der der Kohlendioxidgehalt des Blutes durch schnelles Atmen sinkt und damit der pH-Wert ansteigt. Dies wird auch beobachtet, wenn die vier Nebenschilddrüsen während einer Schilddrüsenoperation versehentlich entfernt werden. Calcium spielt eine Rolle bei der Umwandlung eines elektrischen Reizes in einen chemischen; mit anderen Worten, es ist notwendig, dass die Nervenzelle und die Muskelzelle auf ein Aktionspotential reagieren. Kalziumkanalblocker oder Kalziumeinstromhemmer können verwendet werden, um die Herzfrequenz zu verlangsamen, den Blutdruck zu senken und den Sauerstoffbedarf des Herzens zu reduzieren. Einige werden gegen Schwindel oder Migräne verschrieben. Beispiele sind Nifedipin und verapamil.

Bemerkenswerte Funktionen

Calcium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste und für das Leben auf der Erde unerlässlich Boden. Es reagiert mit Wasser zu Kalziumhydroxid. Das ist ein exotherm Antwort.

Aussehen

Kalzium ist ein lithophiles Element, dass in der Erde besonders in der Kruste welches aus ungefähr 4,15 Gewichtsprozent Calcium besteht. Aufgrund seiner reaktiven Eigenschaften kommt es nicht in einem ungebundenen Zustand vor. Bekannte kalziumhaltige Mineralien sind Calcit (Kalziumkarbonat), Besetzung (Calciumsulfat) und Fluorit (Calciumfluorid). Am häufigsten wird Kalzium isoliert mit Elektrolyse von Calciumchlorid und Calciumfluorid.

Gelöstes Kalzium in den Ozeanen wird von verschiedenen Organismen verwendet, um ihr Skelett in Form der Mineralien Calcit und Aragonit. Wenn diese Organismen sterben, setzen sich ihre Skelette am Boden ab, um Sedimente zu bilden. Aufgrund hoher hydrostatischer Druck ist in der Badezone (in mehr als 4,5 km Tiefe) nimmt die Löslichkeit von Calciumcarbonat zu, wodurch es sich auflöst. Calciumreiche Sedimente finden sich daher nur in flacheren Meeren, wie z Kontinentalplatte, gebildet. Als Kalksediment lithifizieren wird es sein Kalkstein.

Tiefer in der Kruste findet sich Kalzium in verschiedenen metamorph Mineralien verhindern. Beispiele sind Dolomit, Calcit, Hornblende, Grossular (Ca-Granate), Plagioklas und Orthopyroxen. Durch Metasomatismus und rückläufig Metamorphose können diese Mineralien zum Beispiel sich unterhalten, Epidot oder Tremolit umgewandelt werden.

Isotope

sehen Isotope von Calcium für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Für Calcium sind mehrere stabile Isotope bekannt, von denen ⁴⁰Ca und ⁴⁴Ca kommt in der Natur in signifikanten Mengen vor.

Bestimmte Mikroorganismen (Radiolaria) fraktionieren je nach Temperatur die beiden stabilen Isotope des Calciums bei der Extraktion aus dem Meerwasser. In dem Geochemie wird das Verhältnis ⁴⁴Ca./⁴⁰Ca in Kalkskeletten aus Meeressedimenten wurde daher verwendet, um die ehemalige Temperatur des Meerwassers zu berechnen. Dies ist jedoch nur bei nicht zu tief vergrabenen Sedimenten möglich, denn diagenetisch Reaktionen verändern das Verhältnis, wenn das Sediment zu tief eingegraben und unter zu hohem Druck gesetzt wird.

Ionen

Toxikologie und Sicherheit

Elementares metallisches Calcium ist brennbar.

Externe Links

Gemeingüter hat Mediendateien auf der Seite Kalzium.

• Lenntech.nl - Kalzium
• (und) EnvironmentalChemistry.com - Kalzium
• (und) WebElements.com - Kalzium
• Ernährungszentrum Calcium als Mineralstoff
• Medizinische Informationen zu Kalzium