Kalcijs ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Ca un atrodas 4. perioda 2. grupā (sārmzemju metāli). Kalcija relatīvā atommasa ir 40,078, un tā atoms sastāv no 20 protoniem, 20 neitroniem un 20 elektroniem (elektronu konfigurācija [Ar]4s2). Kalcijs ir sudrabaini baltas krāsas mīksts un elastīgs metāls, kas deg ar dzeltenīgi sarkanu liesmu. Kalcijs strauji reaģē ar ūdeni; gaisā tas veido baltu pārklājumu no oksīda un nitrīda. Kalcijs ir svarīgs makroelements dzīvajos organismos. Organismā tas atbild par asins recēšanu, kā arī ir nervu impulsu raidītājs. Kalcija joni var saistīties ar negatīvi lādētām grupām olbaltumvielās un tādā veidā var “ieslēgt” un “izslēgt” enzīmu darbību. Apatīts (kalcija fosfāts) veido skeletu un zobus. Kalcija metālu komerciāli izgatavo, vakuumā karsējot kaļķus ar alumīniju.
Saistītie šķirkļi
Kalcijs.
Satura rādītājs
Kaļķakmens un kalcīts bija zināmi jau kopš seniem laikiem. Kaļķi (kalcija oksīds, CaO) bija noderīgs materiāls, ko ieguva, karsējot kaļķakmeni, un gadsimtiem ilgi izmantoja apmetuma un javas izgatavošanai. Franču ķīmiķis Antuāns Lavuazjē (Antoine Lavoisier) kaļķus klasificēja kā “zemi”, jo domāja, ka to vairs nav iespējams pārveidot. Taču viņam bija aizdomas, ka tas ir nezināma elementa oksīds. Angļu ķīmiķis Hamfrijs Deivijs (Humphry Davy) 1808. gadā mēģināja reducēt mitru kaļķi ar elektrolīzes metodi, tāpat kā viņš to darīja ar nātriju un kāliju, taču H. Deivijam tas neizdevās. Tālāk viņš reducēja kaļķa un dzīvsudraba oksīda maisījumu, un, lai gan tas radīja kalcija un dzīvsudraba amalgamu, ar to nepietika, lai apstiprinātu, ka izdevies iegūt jaunu elementu. H. Deivijs maisījumā mēģināja izmantot vairāk kaļķu un ražoja vairāk amalgamas, no kuras viņš destilēja nost dzīvsudrabu, atstājot tikai kalciju. Kalcija nosaukums ir atvasināts no latīņu valodas vārda “calx”, kas nozīmē ‘kaļķi’.
Kalcijs ir piektais visbiežāk sastopamais metāls Zemes garozā (4,1 %). Kalcijs dabā nav atrodams brīvā formā, bet tas ir plaši izplatīts elementa savienojumos. Dabā tas bagātīgi sastopams kā kaļķakmens (kalcija karbonāts), dolomīts, ģipsis (kalcija sulfāts), fluorīts (kalcija fluorīds) un apatīts (kalcija hlor- vai fluorfosfāts). Cietais ūdens satur izšķīdušu kalcija bikarbonātu. Kad tas filtrējas caur zemi un sasniedz alu, tas izgulsnējas, veidojot stalaktītus un stalagmītus. Cilvēka ķermenis (70 kg) satur gandrīz 1 kg kalcija (1,4 %). Galvenie kalcija avoti cilvēka uzturā ir piens, piena produkti, zivis un zaļie lapu dārzeņi. Kalcijs ir būtisks gan augu, gan dzīvnieku dzīvē. Liels skaits dzīvo organismu koncentrē kalciju savās čaumalās vai skeletos, un augstākiem dzīvniekiem kalcijs ir visizplatītākais neorganiskais elements. Daudzas svarīgas karbonātu un fosfātu nogulsnes ir radušās no dzīviem organismiem.
Pārtikas produkti ar augstu kalcija saturu. 2019. gads.
Kalcijam ir zināmi seši dabā sastopami stabili izotopi no kalcija-40 līdz kalcijam-48: kalcijs-40 (96,9 %), kalcijs-42 (0,7 %), kalcijs-43 (0,1 %), kalcijs-44 (2,1 %), kalcijs-46 (<0,01 %) un kalcijs-48 (0,2 %). Vienu no tiem, kalciju-48, pieskaita pie stabiliem, jo tā pussabrukšanas periods ir 4,3 × 1019 gadi. Kalcijs ir vieglākais elements, kuram pastāv seši dabā sastopami izotopi.
Kalcijs ir elastīgs metāls sudrabaini baltā krāsā. Tam ir augsta viršanas temperatūra (1482 ºC) un augsta kušanas temparatūra (842 ºC). Kalcija blīvums ir 1,54 g/cm3 (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 86. izdevuma” (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th Edition) Deivida Lida (David R. Lide) redakcijā). Kalcija atoma kovalentais rādiuss ir 174 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 1,00.
Ķīmiskais elements – 99,9 % kalcijs uz balta fona.
Kalcijs ir ķīmiski aktīvs elements. Tas viegli reaģē ar skābekli, veidojot kalcija oksīdu (CaO). Kalcijs reaģē ar halogēniem (fluoru, hloru, bromu, jodu un astatīnu), veidojot kalcija halogenīdus. Kalcijs arī viegli reaģē ar ūdeni, lielāko daļu skābju un lielāko daļu nemetālu, piemēram, sēru un fosforu. Visos kalcija savienojumos tā oksidēšanās pakāpe ir +2. Kalcija hidroksīdu (Ca(OH)2) iegūst, ūdenim iedarbojoties uz kalcija oksīdu. Sajaucot ar ūdeni, neliela tā daļa izšķīst, veidojot šķīdumu, kas pazīstams kā kaļķūdens (angļu limewater), bet pārējais paliek kā suspensija, ko sauc par kaļķa pienu (angļu milk of lime). Svarīgs savienojums ir arī kalcija hlorīds (CaCl2), ko lielos daudzumos iegūst vai nu kā nātrija karbonāta ražošanas blakusproduktu, vai, sālsskābei iedarbojoties uz kalcija karbonātu. Kalcija hipohlorīts Ca(ClO2), ko plaši izmanto kā balināšanas pulveri, tiek iegūts hlora reakcijā ar kalcija hidroksīdu. Liels daudzums kalcija oksīda tiek izmantots arī kā izejmateriāls kalcija karbīda (CaC2) ražošanā. Šī cietā viela sadalās ūdenī, veidojot uzliesmojošu acetilēna gāzi un kalcija hidroksīdu. Reakciju izmanto acetilēna ražošanai.
Kalciju izmanto kā reducētāju citu metālu (piemēram, torija un urāna) ražošanā. To izmanto arī kā leģējošo līdzekli (angļu alloying agent) citu metālu sakausējumos (alumīnija, berilija, vara, svina un magnija). Kalcija savienojumi tiek plaši izmantoti rūpniecībā. Kalcija karbonāts (CaCO3) ir galvenā krīta, kaļķakmens, marmora, koraļļu un austeru čaumalu sastāvdaļa. Dabiski iegūto kalcija karbonātu izmanto kā izejvielu kalcija oksīda (CaO) ražošanai vai kā pildvielu dažādos produktos (krāsās, stiklā, plastmasā vai keramikā). Sintētisko kalcija karbonātu izmanto gadījumos, kad nepieciešama augsta tīrība, piemēram, medicīnā (kalcija saturoši uztura bagātinātāji, antacīdu līdzekļi), pārtikā un laboratorijas vajadzībām. Kaļķakmens nogulsnes izmanto kā celtniecības akmeni. Dzēstos kaļķus (Ca(OH)2) izmanto ūdens attīrīšanā skābuma samazināšanai, cementa ražošanā, kā augsnes uzlabotāju un ķīmiskajā rūpniecībā. To izmanto arī tērauda ražošanā, lai noņemtu piemaisījumus no izkausētās dzelzs rūdas. Sajaucot ar smiltīm, dzēstie kaļķi uzņem no gaisa oglekļa dioksīdu un sacietē kā kaļķa apmetums. Ģipsi (CaSO4) būvnieki izmanto kā apmetumu, bet ārsti – kaulu nostiprināšanai.
Kalcija sulfīds ir ciets neorganisks savienojums ar ķīmisko formulu CaS, ko izmanto noteikta veida krāsu, keramikas un papīra ražošanā. 2020. gads.
Multivide
Kalcijs.
Ķīmiskais elements – 99,9 % kalcijs uz balta fona.
Pārtikas produkti ar augstu kalcija saturu. 2019. gads.
Kalcija sulfīds ir ciets neorganisks savienojums ar ķīmisko formulu CaS, ko izmanto noteikta veida krāsu, keramikas un papīra ražošanā. 2020. gads.