Kalsium

Kalsium on maa-alkalimetalleihin kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ca, järjestysluku 20 ja CAS-numero 7440-70-2. Kalsium on viidenneksi yleisin alkuaine maankuoressa, jossa sitä on 41,5 kilogrammaa tonnissa. Kalsium on elintärkeä aine eläville organismeille.

[muokkaa] Ominaisuudet

Kalsium on hopeanvalkoinen, kiteinen metalli. Se on hieman lyijyä kovempi, kevyt, ja helposti leikattavissa ja venytettävissä. Kalsium peittyy ilmassa heti harmahtavalla oksidikerroksella, joka estää hapettumisen leviämistä syvemmälle, vaikka kalsium kylmänä ja kuivana reagoikin heikosti. Se reagoi veden kanssa muodostaen kalsiumhydroksidia Ca(OH)₂ ja yhtyy kuumana nopeasti happeen, vetyyn, halogeeneihin ja typpeen. Elimistö tarvitsee kalsiumia luuston rakennusaineena, lihastoiminnassa ja veren hyytymisprosessissa.

Kalsium on myös kasviravinne. Kasvit ottavat kalsiumin maasta ioneina, joita on yleensä riittävästi saatavilla. Kasvi tarvitsee kalsiumia soluseinän rakentamiseen ja tumasukkulan muodostamiseen. Kalsium myös aktivoi joitain entsyymejä ja toimii toisiolähettinä. Kalsiumin puute aiheuttaa kasvun hiipumista ja nuorten solukkojen kuolemista.

Kalsium puhdistetaan elektrolyysillä kalsiumfluoridista CaF₂. Kalsium palaa keltapunaisella liekillä ja muodostaa valkoisen nitridikerroksen altistettaessa ilmalle.

Luonnossa kalsiumia esiintyy muun muassa kalkkikivessä ja marmorissa, jotka ovat suurelta osin kalsiumkarbonaattia CaCO₃. Kalkkikiveä polttamalla karbonaatti muuttuu kalsiumoksidiksi CaO, jota on käytetty yleisesti laastin raaka-aineena jo antiikin ajoista lähtien. Nykyään kalkkikiveä käytetään tähän tapaan sementin raaka-aineena.

[muokkaa] Käyttö

Kalsiumia käytetään muun muassa uraanin, zirkoniumin ja toriumin erottamiseen kuten myös hapen, rikin ja hiilen poistamiseen rauta- ja epärautametalliseoksissa. Sitä käytetään myös lejeerinkien valmistuksessa.

Kalsium on tärkeä aine terveellisessä ruokavaliossa, erityisesti lapsilla. Sen puute voi vaikuttaa luun ja hampaiden kasvuun. Kalsiumin liikasaanti voi johtaa munuaiskiviin. Kalsium haittaa raudan imeytymistä elimistöön. Kalsiumin imeytyminen tarvitsee D-vitamiinia. Hyviä kalsiuminlähteitä ovat esimerkiksi maitotuotteet, seesaminsiemenet, mantelit, nokkonen, viikuna, tofu, soijajauho ja hasselpähkinät. Lisäksi on saatavilla erilaisia tuotteita, johon on lisätty erikseen kalsiumia, esimerkiksi erilaisia mehuja. Päivittäinen kalsiumin saantisuositus vaihtelee eri maiden auktoriteettien kesken. Suomessa keskimääräiseksi tarpeeksi määritellään miehille 600 mg ja naisille 400 mg vuorokaudessa.

Eniten käytettyjä kalsiumyhdisteitä lienee maatalouskalkkina käytettävä kalsiumkarbonaatti, joka on kalkkikiveä, kalsiumkloridia CaCl₂ taasen käytetään kesäisin pölyn sidontaan teillä ja kidevedettömänä kaasujen ja orgaanisten nesteiden kuivaajana. Kalsiumhypokloriittia Ca(ClO)₂ käytetään puhdistus- ja desinfiointiaineena. Kalsiumoksidi eli poltettu kalkki on käytössä kuivausaineena, ja kalsiumhydroksidi eli sammutettu kalkki laastin valmistuksessa. Kalsiumkarbidi (CaC₂) synnyttää asetyleenia veden kanssa reagoidessaan. Kalsiumsulfaattia CaSO₄ esiintyy kidevedellisenä sekä kidevedettömänä anhydridinä ja se tunnetaan paremmin nimellä kipsi.

Kalsium estää valujen kuplaisuutta ja metallisena sitä käytetään pelkistimenä ja hapen sitomiseen valmistettaessa erikoisteräksiä ja muita metalliseoksia. Kalsiumia käytetään myöskin argonin erottamiseen typestä ja metalliseosten kovettamiseen. Kalsium suojaa toisia aineita korroosiolta metalliseoksissa. Metallisen, puhtaan kalsiumin merkitys on pieni. Fosforilannoitteiden valmistuksessa käytetään kalsiumyhdisteitä sisältäviä mineraaleja apatiitti ja fosforiitti. Laboratoriotyöskentelyssä käytetään kalsiumia kuivausaineena. Kalsiumia käytetään myöskin rikin poistoon maaöljystä ja muiden metallien kanssa parantamaan niiden lujuusominaisuuksia. Maan kalkitus parantaa kasvien ravintoaineiden kuten typen ottoa maasta.