Kalsium

From Wikipedia

kalium ← kalsium → skandium

Mg
↑
Ca
↓
Sr

Jadual berkala

Umum

Nama, Simbol, Nombor

kalsium, Ca, 20

Siri kimia

logam Alkali Bumi

Kumpulan, Kala, Blok

2, 4, s

Rupa

putih keperakan

Jisim atom

40.078(4) g/mol

Konfigurasi elektron

[Ar] 4s²

Bilangan elektron per petala

2, 8, 8, 2

Sifat fizikal

Keadaan

pepejal

Ketumpatan (sekitar suhu bilik)

1.55 g/cm³

Ketumpatan cecair pada takat lebur

1.378 g/cm³

Takat lebur

1115 K
(842 °C, 1548 °F)

Takat didih

1757 K

(1484 °C, 2703 °F)

Haba pelakuran

8.54 kJ/mol

Haba pengewapan

154.7 kJ/mol

Muatan haba

(25 °C) 25.929 J/(mol·K)

Tekanan wap
P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
pada T/K	864	956	1071	1227	1443	1755

Sifat atom

Struktur hablur

kubus berpusat muka

Keadaan pengoksidaan

2
(oksida bes kuat)

Keelektronegatifan

1.00 (skala Pauling)

Tenaga pengionan

pertama: 589.8 kJ/mol

kedua: 1145.4 kJ/mol

ketiga: 4912.4 kJ/mol

Jejari atom

180 pm

Jejari atom (kiraan)

194 pm

Jejari kovalen

174 pm

Lain-lain

Sifat kemagnetan

paramagnet

Rintangan elektrik

(20 °C) 33.6 nΩ·m

Kekonduksian terma

(300 K) 201 W/(m·K)

Pengembangan terma

(25 °C) 22.3 µm/(m·K)

Kelajuan bunyi (rod halus)

(20 °C) 3810 m/s

Modulus Young

20 GPa

Modulus ricih

7.4 GPa

Modulus pukal

17 GPa

Nisbah Poisson

0.31

Skala kekerasan Mohs

1.75

Kekerasan Brinell

167 MPa

Nombor CAS

7440-70-2

Isotop

iso	NA	separuh hayat	DM	DE (MeV)	DP
⁴⁰Ca	96.941%	Ca stabil dengan 20 neutron
⁴¹Ca	syn	1.03×10⁵ y	ε	-	⁴¹K
⁴²Ca	0.647%	Ca stabil dengan 22 neutron
⁴³Ca	0.135%	Ca stabil dengan 23 neutron
⁴⁴Ca	2.086%	Ca stabil dengan 24 neutron
⁴⁵Ca	syn	162.7 d	β^-	0.258	⁴⁵Sc
⁴⁶Ca	0.004%	>2.8×10¹⁵ y	β^-β^-	?	⁴⁶Ti
⁴⁷Ca	syn	4.536 d	β^-	0.694, 1.99	⁴⁷Sc
⁴⁷Ca	syn	4.536 d	γ	1.297	-
⁴⁸Ca	0.187%	>4×10¹⁹ y	β^-β^-	?	⁴⁸Ti

Rujukan

Kalsium adalah unsur kimia dalam jadual berkala yang bersimbolkan Ca dan mempunyai nombor atom 20. Kalsium logam alkali bumi kelabu yang lembut yang digunakan sebagai agen penurun dalam penyarian torium, zirkonium dan uranium. Kalsium adalah unsur kelima paling berlimpah dalam kerak Bumi. Ia amatlah penting bagi organisma hidup, terutamanya dalam fisiologi sel, dan merupakan unsur paling biasa dalam kebanyakan haiwan.

Jadual isi kandungan

1 Sifat-sifat utama
2 Ragam kewujudan
3 Penggunaan
4 Sejarah
5 Sebatian
6 Isotop
7 Makanan tambahan kalsium
8 Pemakanan
- 8.1 Keluaran tenusu dan kalsium
- 8.2 Tulang dan gigi yang sihat
9 Lihat juga
10 Nota
11 Rujukan
12 Pautan luar

[Sunting] Sifat-sifat utama

Kalsium adalah unsur yang agak lembut, kelabu dan kelogamanan yang boleh disari melalui elektrolisis kalsium fluorida. Ia terbakar dengan nyalaan kuning-kemerahan dan membentuk salutan nitrida putih apabila terdedah kepada udara. Ia bertindak balas dengan air, menyesarkan hidrogen dan membentuk kalsium hidroksida.

Kalsium adalah penting untuk pengecutan otot, pengaktifan oosit, membentuk tulang dan gigi yang kuat, pembekuan darah, penghantaran impuls saraf, pengawalaturan degupan jantung, dan keseimbangan bendalir dalam sel. Di Amerika Syarikat, antara 50% ke 75% orang dewasa tidak memperoleh kalsium yang mencukupi dalam diet mereka.^[1] Orang dewasa memerlukan antara 1,000 hingga 1,300 mg kalsium dalam diet seharian mereka.^[1]

Isotop paling berlimpah, ⁴⁰Ca, mempunyai nukleus20 proton dan 20 neutron. Tatarajah elektronnya adalah: 2 elektron pada petala K (nombor kuantum utama 1), 8 pada petala L (nombor kuantum utama 2), 8 pada petala M (nombor kuantum utama 3), dan 2 pada petala N (nombor kuantum utama 4). Petala terluar adalah petala valens, dengan 2 elektron pada orbital 4s tunggal, manakala orbital 3p kosong.

[Sunting] Ragam kewujudan

Kalsium tidak dijumpai dalam semula jadi dalam bentuk unsurnya. Kalsium dijumpai dalam sistem tanah biasanya dalam bentuk batu kapur, gipsum dan fluorit. Stalagmit dan stalaktit mengandungi kalsium karbonat. Oleh sebab ia merupakan zat makro dalam diet manusia, amalan pemuliharaan tanah selalunya mengambil kira keseimbangan lestari kepekatan kalsium dalam tanah.

Lihat juga Mineral Kalsium.

[Sunting] Penggunaan

Kalsium merupakan juzuk penting dalam diet yangs ihat. Kekurangannya boleh memberi kesan terhadap pembentukan tulang dan gigi, sementara penyimpanan berlebihan boleh mengakibatkan karang ginjal. Vitamin D diperlukan untuk menyerap kalsium. Keluaran tenusu, seperti susu dan keju, adalah sumber kalsium yang diketahui ramai. Walaubagaimanapun, sesetengah individu alah kepada keluaran tenusu dan lebih ramai orang, terutamanya keturunan bukan Eropah, adalah tak tahan laktosa (intolerans laktosa), menyebabkan mereka tidak boleh menggunakan keluaran tenusu. Bagi orang-orang ini, terdapat banyak lagi sumber kalsium yang baik. Ini termasuklah: rumpai laut seperti kelp, wakame dan hijiki; biji-bijian dan benih (contohnya badam dan bijan); kekacang; makanan laut seperti tiram dan udang halus; ikan bertulang lenbut; bayam; gandum lengkap; kai lan; okra; rutabaga; brokoli; dan keluaran yang diperkuatkan seperti jus oren dan roti.

Untuk maklumat lanjut mengenai kalsium dalam kehidupan, lihat kalsium dalam biologi dan metabolisme kalsium.

Penggunaan-penggunaan lain termasuklah:

sebagai agen penurun dalam penyarian logam-logam lain, contohnya uranium, zirkonium, dan torium.
sebagai penyahoksida, penyahsulfur dan penyahkarbon untuk pelbagai jenis aloi ferus dan tak ferus.
sebagai agen pengaloian yang digunakan dalam pembuatan aloi aluminium, berilium, tembaga, plumbum dan magnesium
dalam penghasilan simen dan mortar yang digunakan dalam bidang pembinaan.

[Sunting] Sejarah

Kalsium (Latin calcis, bermaksud "kapur") telah diketahui seawal abad pertama apabila orang Rom kuno menyediakan kapur dalam bentuk kalsium oksida. Namun hanya pada tahun 1808 di England, Sir Humphrey Davy telah mengasingkannya dengan mengelektrolisiskan campuran kapur dan raksa oksida. Davy pada masa itu cuba untuk mengasingkan kalsium apabila beliau terdengar bahawa Berzelius dan Pontin telah menyediakan kalsium amalgam dengan mengelektrolisiskan kapur dalam raksa, lantas beliau telah mencubanya sendiri. Beliau telah menggunakan elektrolisis sepanjang hayatnya dan telah menemui/mengasingkan magnesium, strontium dan barium.

[Sunting] Sebatian

Kalsium, bergabung dengan fosfat untuk membentuk hidroksilapatit, iaitu bahagian mineral dalam gigi dan tulang manusia dan haiwan. Bahagian mineral sesetengah batu karang juga boleh terbentuk menjadi hidroksilapatit.

Kalsium oksida (kapur) digunakan dalam kebanyakan proses penapis kimia dan dihasilkan dengan memanaskan dan mencampurkan air secara berhati-hati kepada batu kapur. Apabila kapur bercampur dengan pasir, ia mengeras menjadi mortar dan diubah menjadi plaster melalui pengambilan karbon dioksida. Jika dicampur dengan sebatian-sebatian lain, kapur membentuk bahagian penting dalam simen Portland.

Apabila air menelusi batu kapur dan lain-lain batuan karbonat larut, ia melarutkan secara separa batu-batuan dan menyebabkan pembentukan gua dan ciri stalaktit dan stalagmit dan juga menghasilkan air liat. Lain sebatian kalsium yang penting termasuklah nitrat, sulfida, klorida, karbida, sianamida, dan hipoklorit.

[Sunting] Isotop

Kalsium mempunyai empat isotop stabil (⁴⁰Ca dan ⁴²Ca menerusi ⁴⁴Ca), tambahan lagi dua isotop (⁴⁶Ca dan ⁴⁸Ca) yang mempunyai separuh hayat yang panjang untuk kebanyakan kegunaan praktikal dan adalah dianggap stabil. Ia juga mempunyai satu isotop kosmogenik, ⁴¹Ca radioaktif, yang mempunyai separuh hayat 103,000 tahun. Berbeza dengan isotop-isotop kosmogenik yang dihasilkan pada atmosfera, ⁴¹Ca dihasilkan melalui pengaktifan neutron ⁴⁰Ca. Kebanyakan pembentukannya berada pada meter atasan turus tanah di mana fluks neutron kosmogenik masih lagi cukup kuat. ⁴¹Ca memperoleh perhatian tinggi dalam kajian najam kerana ia mereput menjadi ⁴¹K, satu penunjuk genting dalam anomali (kejanggalan) sistem suria.

Kalsium semula jadi 97 peratusnya dalam bentuk ⁴⁰Ca. ⁴⁰Ca adalah hasil reputan ⁴⁰K, bersama dengan ⁴⁰Ar. Sementara pentarikhan K-Ar digunakan dengan meluas dalam sains geologi, kelaziman ⁴⁰Ca dalam alam semula jadi menghalangnay daripada digunakan untuk tugas pentarikhan. Kaedah yang memanfaatkan spektrometri jisim dan pencairan isotop pepaku ganda dua telah digunakan dalam pentarikhan usia K-Ca.

[Sunting] Makanan tambahan kalsium

Terdapat pengesyoran yang bercanggah tentang bila masa makanan tambahan kalsium harus diambil. Walaubagaimanapun, kebanyak penyelidik bersetuju bahawa pengambilan tidak harus melebihi 500 mg pada satu-satu masa – sebarang lebihan akan dikumuh. Pengambilan sukatan adalah disyorkan agar diagih-agih dalam sehari, dengan sukatan terakhir dekat dengan masa tidur. Pengambilan kalsium seharian yang disyorkan berubah-ubah daripada 1000 ke 1500 miligram, bergantung kepada peringkat usia.

Kalsium karbonat adalah bahan tambahan yang paling biasa dan yang kurang mahal. Akan tetapi, ia amat sukar untuk dicerna dan akan menyebabkan sendawa pada sebahagian orang. Pengambilan magnesium bersama dengan kalsium dapat membantu mencegah sembelit. Kalsium karbonat mengandungi 40% unsur kalsium iaitu, 1000 mg akan membekalkan 400 mg kalsium. Pengambilan bersama makanan dapat membantu penyerapan.

Kalsium sitrat lebih mudah diserap (keperolehan biologinya 2.5 kali ganda lebih tinggi daripada kalsium karbonat), lebih mudah dicerna dan berkemungkinan rendah untuk menyebabkan sembelit dan sendawa berbanding dengan kalsium karbonat. Ia juga mempunyai risiko yang lebih rendah untuk menyumbang kepada pembentukan karang ginjal. Kalsium sitrat mengandungi 21% unsur kalsium. 1000 mg akan membekalkan 210 mg kalsium. Ia lebih mahal berbanding kalsium karbonat dan lebih banyak harus diambil untuk memperoleh jumlah kalsium yang sama seperti kalsium karbonat.

Kalsium fosfat adalah lebih mahal berbanding kalsium karbonat, tetapi kurang daripada kalsium sitrat. Ia mudah diserap dan berkemungkinan rendah untuk mengakibatkan sembelit dan sendawa berbanding kedua-dua di atas.

Kalsium laktat dan kalsium aspartat kesua-duanya lebih mudah dicerna, tetapi lebih mahal daripada kalsium karbonat.

[Sunting] Pemakanan

[Sunting] Keluaran tenusu dan kalsium

Susu, yogurt, keju dan lain keluaran tenusu merupakan sumber utama kalsium dan juga diperkuatkan dengan vitamin D. Kalsium adalah mineral yang paling berlimpah dalam tubuhj badan, akan tetapi juga merupakan satu daripada mineral yang paling berkemungkinan tidak dibekalkan dengan mencukupi dalam pemakanan manusia.

[Sunting] Tulang dan gigi yang sihat

Kalsium adalah penting bagi pertumbuhan normal dan penjagaan tulang dan gigi, dan keperluan kalsium haruslah dikecapi sepanjang hayat. Keperluan adalah paling tinggi semasa peringkat pertumbuhan, seperti peringkat kanak-kanak, semasa mengandung dan semasa penyusuan bayi. Kekurangan kalsium pada jangka masa panjang boleh mengakibatkan osteoporosis, di mana tulang semakin merosot dan peningkatan risiko retak/patah tulang. Keperluan kalsium boleh dicapai dengan memakan atau meminum sekurang-kurangnya 3 ke 4 sajian keluaran tenusu setiap hari.

Sesetengah keluaran tenusu, seperti keju keras dan susu lengkap, mengandungi kandungan lemak tepu yang agak banyak, yang boleh menyumbang kepada penyakit kardiovaskular. Oleh sebab itu, diet yang melibatkan keluaran tenusu rendah lemak haruslah diambil kira. Beraneka jenis keju rendah lemak yang dihasilkan daripada susu separa skim, seperti mozzarella, ricotta, keju kotej boleh dipilih.

Untuk orang yang mempunyai intolerans atau alah kepada keluaran tenusu, pengganti seperti susu soya biasanya mengandungi kalsium yang dicampur dalamnya.