Kalsium

kalium – kalsium – skandium Mg Ca Sr       Volledige tabel
Algemeen
Naam, Simbool, Getal	Kalsium, Ca, 20
Chemiese reeks	alkalie-aard metale
Groep, Periode, Blok	2 (IIA), 4 , s
Digtheid, Hardheid	1550 kg/m3 , 1.75
Voorkoms	silwerig-wit
Atoomeienskappe
Atoomgewig	40.078 ame
Atoomradius (ber.)	180 (194) pm
Kovalente radius	174 pm
van der Waals radius	geen inligting
Elektronkonfigurasie	[Ar]4s2
e− e per energievlak	2, 8, 8, 2
Oksidasietoestande (Oksied)	2 (sterk basis
Kristalstruktuur	kubies vlakgesentreerd (by kamertemp.) liggaamgesentreer (>448 °C)
Fisiese eienskappe
Toestand van materie	vastestof paramagneties
Smeltpunt	1115 K (841.85 °C)
Kookpunt	1757 K (1483.85 °C)
Molêre volume	26.20 ×10-6 m3/mol
Verdampingswarmte	153.6 kJ/mol
Smeltingswarmte	8.54 kJ/mol
Dampdruk	254 Pa teen 1112 K
Spoed van klank	3810 m/s teen 293.15 K
Diverse
Elektronegatiwiteit	1.00 (Pauling skaal)
Spesifieke warmtekapasiteit	632 J/(kg*K)
Elektriese geleidingsvermoë	29.8 106/(m·ohm)
Termiese geleidingsvermoë	201 W/(m*K)
1ste ionisasiepotentiaal	589.8 kJ/mol
2de ionisasiepotentiaal	1145.4 kJ/mol
3de ionisasiepotentiaal	4912.4 kJ/mol
Mees stabiele isotope
iso NV halfleeftyd VM VE MeV [nie SI] VP 40Ca 96.941% Ca is stabiel met 20 neutrone 41Ca sin. 103,000 j ε 0.421 41K 42Ca 0.647% Ca is stabiel met 22 neutrone 43Ca 0.135% Ca is stabiel met 23 neutrone 44Ca 2.086% Ca is stabiel met 24 neutrone 46Ca 0.004% Ca is stabiel met 26 neutrone 48Ca 0.187% 1018 j β- 4.272 48Ti
SI eenhede & STD word gebruik tensy anders vermeld.

Kalsium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Ca en atoomgetal van 20. Kalsium is 'n sagte grys alkalie-aard metaal wat as reduseermiddel gebruik word in die onttrekking van torium, sirkonium en uraan. Die element is ook die vyfste volopste element in die aardkors. Dit is noodsaaklik vir alle lewende organismes en speel 'n belangrike rol in die fisiologie van selle.

Kenmerkende eienskappe

Dit brand met 'n geelrooi vlam en vorm 'n wit nitried laag op die oppervlak wanneer dit aan lug blootgestel word. Dit reageer met water met die gepaardgaande vrystelling van waterstof en vorming van kalsiumhidroksied.

Geskiedenis

Kalsium is in 1808 deur Sir Humphry Davy, J.J. Berzelius en Poutin ontdek.

Aanwendings

Kalsium is 'n belangrike bestandeel van 'n gesonde dieet. 'n Effense tekort daaraan kan been en tandgroei belemmer. 'n Oordosis daarvan kan lei tot die vorming van nierstene. Vitamien D is noodsaaklik vir die absorbsie van kalsium deur die liggaam. Melkprodukte het tipies 'n hoë kalsium inhoud.

Vir meer inligting omtrent Ca in die natuur, sien kalsium in biologie.

Ander gebruike sluit in:

• Reduseermiddel vir die ekstraksie van ander metale soos uraan, sirkonium en torium.
• Vir die verwydering van suurstof, swael en koolstof uit verskeie yster- en nie-ysterbevattende legerings.
• Suiwer kalsium ward ingespan om die kwaliteit van staal te verbeter.
• Word gebruik in die vervaardiging van onderhoudvrye motorvoertuigbatterye. Verbeter die eienskappe van loodsuurbatterye.
• Legeringsmiddel wat gebruik word in die produksie van aluminium-, berillium-, koper-, lood- en magnesiumallooie.
• Dit word ook gebruik vir die vervaardiging van sement.

Verbindings

Ongebluste kalk (CaO) word in baie chemiese raffineringsprosesse gebruik en word vervaardig deur die verhitting van kalk. CaO vorm maak 'n belangrike bestandeel van Portland sement uit.

Wanneer water deur kalksteen of ander oplosbare karbonaatgesteentes syfer, word die rots gedeeltelik opgelos en word grotte gevorm asook die kenmerkende stalaktiete en stalagmiete. Kalsiumsoute in water veroorsaak ook die verskynsel wat as harde water bekend staan. Ander belangrike kalsiumverbindings is kalsiumnitraat, -sulfied, -chloried, -karbied, -siaanamied en -hipochloriet.

Voorbereiding

Voor die Tweede Wêreldoorlog is kalsium vervaardig deur die elektrolise van kalsiumchloried. Die metode word egter nie meer gebruik nie. Die proses tans in gebruik is die termiese reduksie van kalk met aluminium. Aluminiumpoeier en kalk word gemeng in 'n hoëtemperatuuroond tot 'n temperatuur van ongeveer 1200 °C onder vakuumtoestande en stel sodoende 'n kalsiumdamp vry wat dan herwin word deur middel van kondensasie.

Isotope

Kalsium het ses stabiele isotope, waarvan twee in die natuur voorkom: stabiele Ca-40 en radio-aktiewe Ca-41 met 'n halfleeftyd van 103 000 jaar. 97% van die element kom in die Ca-40 vorm voor. Ca-40 is, saam met Ar-40, een van die dogterprodukte van K-40 verval. Alhoewel K-Ar datering al op groot skaal in die geologiese wetenskappe ingespan is, het die oorvloed waarmee Ca-40 in die natuur voorkom die gebruik daarvan beperk. Tegnieke wat gebruik maak van massa spektrometrie en dubbelpiek isotoop verdunning is al gebruik vir K-Ca die ouderdomsbepaling van gesteentes. Anders as kosmogeniese isotope wat in die atmosfeer gevorm word, word Ca-41 deur neutron-aktivering van Ca-40 gevorm. Die grootste hoeveelheid daarvan word in die boonste meter of so van die grond gevorm waar die kosmogeniese stroomdigtheid van die neutronvloei nog voldoende sterkte het. Ca-41 het baie aandag geniet in sterrekundige studies omdat Ca-41 na K-41 verval, 'n kritiese aanduiding van afwykings in sterrestelsels se gedrag.

Voorsorgmaatreëls

Kalsium reageer met water en sure om waterstofgas, kalsiumoksied en kalsiumhidroksied te vorm. Die reaksies is eksotermies. As kalsium-metaal dus in kontak met die vel, oë of lugweg kom, kan dit ernstige chemiese brande veroorsaak. Dus moet die stof so gou doenlik verwyder word.

Indien dit per mond geneem word kan dit akute irritasie en brande in die mond, keel en maag veroorsaak en braking veroorsaak.

As eerstehulpmaatreël moet die slagoffer so gou moontlik verwyder word na waar daar vars lug is. Verwyder enige metaal met 'n droë lap en was met groot hoeveelhede water.

Water moet onder geen omstandighede gebruik word om kalsiumvure te blus nie. Droë poeier moet verkieslik gebruik word en indien die vuur baie groot is moet die omgewing ontruim word en die metaal toegelaat word om uit te brand.

Verwysings

• Artikel in die Engelse Wikipedia
• Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6de Uitgawe, John Wiley & Sons (Elektroniese weergawe)

Eksterne skakels

• WebElements.com – Calcium
• EnvironmentalChemistry.com – Calcium