Kalsiyum

Özellikler

Kalsiyum, "Ca" semboli ile ifade edilen ve atom numarası 20 olan kimyasal bir elementtir. Yapı olarak trimorfiktir, sodyumdan daha sert, ancak alüminyumdan daha yumuşaktır. Kimyasal olarak ise alkali metaller ve diğer toprak alkali metallerden daha az reaktiftir. Berilyum ve alüminyum gibi alkali metallerin aksine, cilt yanıklarına neden olmaz. Suda çözünen kalsiyum iyonları, borularda ve kazanlarda kireç benzeri tortular oluşturur. Bu oluşan sertlik ve tortular suya katılabilecek yumuşatıcılarla önlenebilir.

Sanayi sektörlerinde kullanılmak üzere hazırlanan kalsiyum, elektroliz yoluyla eritilmiş kalsiyum klorürden ayrılır. Oksijen ile temas eden kalsiyum elementi, kendini korozyondan korunmak için bir oksit ve nitrür kaplama geliştirir. Gerekli nitrürü elde edebilmek için havada yüksek sıcaklıkta yanma tepkimesi gerçekleştirir. Bu sayede "koruma kaplaması" oluşur.

Fiziksel Özellikler

• Kalsiyum, ilk kesildiğinde parlak gümüş yüzeye sahip, oldukça yumuşak bir metaldir.
• Kalsiyum oksijenle reaksiyona girerek beyaz veya gri kalsiyum oksit tabakası oluşturduğu için yüzeyi hızla matlaşır.
• Kalsiyumun erime noktası 850 °C (1,560 °F) ve kaynama noktası 1,440 °C (2,620 °F) olup santimetreküp başına 1.54 gram yoğunluğa sahiptir.

Kimyasal Özellikler

• Kalsiyum orta derecede aktif bir elementtir.
• Kalsiyum oksit (CaO) oluşturmak için oksijenle kolayca reaksiyona girer.
• Kalsiyum; flor, klor, brom, iyot ve astatin gibi halojenlerle reaksiyona girer. Halojenler, periyodik tablonun 17. Grubunu (VIIA) oluşturan elementlerdir.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Kalsiyum, hem yer kabuğunda hem de insan bedende en sık karşılaşılan beşinci elementtir. Elementin yer kabuğundaki miktarının yaklaşık %3.64 olduğu tahmin edilmektedir. Kalsiyum doğada elemental halde yalnız başına bulunmaz. En yaygın hali "aragonit" olarak da bilinen kalsiyum karbonattır (CaCO₃). Aragonit, kalsit, tebeşir, kireçtaşı, mermer ve traverten olarak, istiridye kabukları ve mercanlarda bulunur.

Kabuklu deniz hayvanları, kabuklarını suda çözünmüş kalsiyumdan oluşturur. Hayvanlar öldüğünde ya da yenildiğinde kabuklar batar. Yüzyıllar boyunca, kalın kabuk tabakaları birikebilir ve çamur, kum veya diğer malzemelerle kaplanabilir. Kabuklar, diğer malzemelerin ağır basıncı ve üstlerindeki su ile birlikte sıkıştırılır. Birlikte sıkıştırıldıkça bu katmanlar kireçtaşına dönüşür. Kireçtaşı daha da sıkıştırılırsa mermer veya traverten haline de dönüşebilir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Kalsiyum metali, toryum ve uranyum gibi diğer metallerin elde edileme tepkimelerinde indirgeyici olarak kullanılır. Aynı zamanda alüminyum, berilyum, bakır, kurşun ve magnezyum alaşımları için bir "alaşım hızlandırıcısı" olarak kullanılır. Kalsiyum bileşikleri de birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğrudan bir yapı taşı olarak veya hızlandırıcı madde olarak çimento yapımında kullanılan büyük kireçtaşı (kalsiyum karbonat) yatakları da olukça fazladır.

Kireçtaşı; fırınlarda ısıtıldığında, karbondioksit gazı salınımı yaparak geride sönmemiş kireç (kalsiyum oksit) oluşturan bir tepkimeye girer. Bu tepkime sonucu elde edilen sönmemiş kirecin üzerine su eklenerek tepkimeye sokulur ve sonuç olarak sönmüş kireç (kalsiyum hidroksit) elde edilir. Sönmüş kireç, çimento yapımında, toprak düzenleyici olarak, asitliği azaltmak için su arıtmada ve kimya endüstrisinde kullanılır. Ayrıca çelik yapımında, erimiş demir cevherinden safsızlıkları gidermek için kullanılır. Sönmüş kireç, kumla karıştırıldığında havadan karbondioksiti alır ve kireç sıva olarak sertleşir.

Tarihi

Antoine Lavoisier, periyodik tabloyu oluşturmaya başladığında kalsiyumu "toprak metali" olarak sınıflandırmıştı. Çünkü kalsiyumun daha fazla indirgenmesinin imkansız olduğunu düşünüyordu. Ancak bilinmeyen bir elementin oksidi olduğundan da şüphelenmekteydi. Kalsiyumun ilk keşfi ise 1808'de Sir Humphry Davy tarafından gerçekleştirilmiştir. Kireç ve cıva oksit karışımı elektrolize edilerek izole edilmiş ve elementin saf hali elde edilmiştir.

Etimolojisi

Kalsiyum elementi ismini Latince kireç anlamına gelen "calx" teriminden almıştır.

Önlem ve Güven

Kalsiyumun Sağlığa Etkileri

Kalsiyum insan vücudunda en sık görülen metaldir: Kemiklerin ve dişlerin temel bileşenidir ve bu anlamda temel metabolik fonksiyonlara sahiptir. En çok süt ve süt ürünlerinde bulunur. Buna ek olarak; sebzelerde, kuruyemişlerde ve fasulyede de bulunur. İnsan iskeletinin ve dişlerin korunması için gerekli olan kalsiyum, aynı zamanda sinirlerin ve kasların işlevlerine de yardımcı olur. Tıbbi bir zorunluluk olmaksızın günde 2,5 gram ve üzeri miktarda kalsiyum tüketimi böbrek taşlarının gelişmesine ve böbrek ve kan damarlarının sklerozuna (doku sertleşmesine) neden olabilir.

Kalsiyum eksikliği; kemiklerin aşırı derecede gözenekli hale geldiği, kırılmaya maruz kaldığı ve yavaş iyileştiği, özellikle menopoz sonrası kadınlarda ortaya çıkan ve sıklıkla omur çökmesinden omurgada eğriliğe yol açan bir hastalık olan "osteoporoz"un ana nedenlerinden biridir.

Yaygın birçok görüşün aksine, kemikler eskisinin yerini alacak yeni dokular ile sürekli olarak yenilenmektedirler. Çocukluk ve ergenlik döneminde, eskisinin yok edilmesinden daha fazla yeni doku üretimi söz konusudur. 30-35 yaşları itibariyle süreç tersine döner ve yenileyebileceğimizden daha fazla doku kaybetmeye başlarız. Kadınlarda ise menopozdan sonra bu süreç hızlanır.

Kalsiyumun Çevresel Etkileri

Kalsiyum fosfit, suda yaşayan organizmalar için son derece zehirlidir.

İlginç Bilgiler ve Diğer

Kalsiyum hakkında ilginç gerçekler:

• Çoğu kalsiyum tuzları suda kolaylıkla çözünür.
• Kalsiyum, mercan yapımında önemli bir unsurdur.
• Vücuttaki kalsiyum miktarı kalp atış hızını etkileyebilir.
• Vücudumuzun kalsiyumu sindirebilmesi ve kullanabilmesi için C vitamini gereklidir. Çünkü kalsiyum minerali yalnızca C vitamini içerisinde çözünmektedir.