O Elemento Cálcio… Átomo de cálcio

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Cálcio é um elemento químico da tabela periódica que tem o símbolo Ca e o número atómico 20. O cálcio é um metal de terra cinzento suave que é utilizado como agente redutor na extracção de tório, zircónio e urânio. Este elemento é também o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre. É essencial para os organismos vivos, particularmente na fisiologia celular.

Características notáveis

O cálcio é um elemento bastante duro que é purificado por electrólise a partir do fluoreto de cálcio que queima com uma chama vermelho-amarelada e forma um revestimento de nitreto branco quando exposto ao ar. Ele reage com água deslocando o hidrogênio e formando hidróxido de cálcio.

Cálcio é um componente importante de uma dieta saudável. O seu pequeno défice pode afectar a formação óssea e dentária. O seu excesso pode levar a cálculos renais. A vitamina D é necessária para absorver o cálcio. Os produtos lácteos são uma excelente fonte de cálcio.

Para mais informações sobre Ca na natureza viva, veja cálcio na biologia.

Outros usos incluem:

• Agente redutor na extração de outros metais como urânio, zircônio e tório.
• Desoxidante, dessulfurizante, ou descarburante para várias ligas ferrosas e não ferrosas.
• Agente de liga usado na produção de alumínio, berílio, cobre, chumbo, e ligas de magnésio.

História

(Latim calx, cal) A cal foi preparada e usada pelos romanos já no século I, mas o cálcio não foi descoberto até 1808. Depois de saber que Berzelius e Pontin prepararam amálgama de cálcio por eletrolíticos de cal em mercúrio, Sir Humphry Davy foi capaz de isolar o metal impuro.

Ocorrência

Cálcio é o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre (formando mais de 3%) e é uma parte essencial das folhas, ossos, dentes e conchas. Devido à sua reactividade química com o ar e a água, o cálcio nunca é encontrado na natureza sem ligação a outros elementos, excepto nos organismos vivos onde o Ca2+ desempenha um papel fundamental na fisiologia celular. Este elemento metálico é encontrado em quantidade no calcário, gesso e fluorite. Apatita é o fluorofosfato ou clorofosfato de cálcio. A eletrólise do cloreto de cálcio fundido (CaCl2) pode ser usada para isolar cálcio puro.
Isolação (*seguir):
cátodo: Ca2+* + 2e- –> Ca
ânodo: Cl-* — –> ½Cl2 (gás) + e-

Compostos

Cal viva (CaO) é usado em muitos processos químicos de refinaria e é feito por aquecimento e adição cuidadosa de água ao calcário. Quando o CaO é misturado com areia endurece em argamassa e é transformado em gesso por absorção de dióxido de carbono. Misturado com outros compostos, o CaO forma uma parte importante do cimento Portland.

Quando a água percola através do calcário ou outras rochas carbonatadas solúveis, dissolve parcialmente parte da rocha e causa a formação de cavernas e estalactites e estalagmites características e também forma água dura. Outros compostos importantes do cálcio são nitrato, sulfeto, cloreto, carboneto, cianamida e hipoclorito.

Isótopos

Cálcio tem seis isótopos estáveis, dois dos quais ocorrem na natureza: Ca-40 estável e Ca-41 radioativo com meia-vida = 103.000 anos. 97% do elemento está na forma de Ca-40. O Ca-40 é um dos produtos filhas da decomposição do K-40, juntamente com o Ar-40. Enquanto a datação por K-Ar tem sido amplamente utilizada nas ciências geológicas, a prevalência de Ca-40 na natureza tem impedido o seu uso na datação. Técnicas usando espectrometria de massa e uma diluição isotópica de duplo pico têm sido usadas para a datação da idade K-Ca. Ao contrário dos isótopos cosmogênicos que são produzidos na atmosfera, o Ca-41 é produzido pela ativação de nêutrons do Ca-40. A maior parte de sua produção está no metro superior da coluna do solo onde o fluxo de nêutrons cosmogênicos ainda é suficientemente forte. Ca-41 tem recebido muita atenção em estudos estelares porque o Ca-41 decai para K-41, um indicador crítico de anomalias do sistema solar.