Calcium

Allgemeine Eigenschaften
Name Calcium, engl. "calcium"
Formelzeichen Ca
Ordnungszahl 20
Isotope (%) 40Ca - 96,941
42Ca - 0,647 
43Ca - 0,135 
44Ca - 2,086 
46Ca - 0,004 
48Ca - 0,187
Alle Isotope künstlich nein
  • Calcium ist ein silberweißes, weiches, glänzendes Metall. Die frischen Schnittflächen oxidieren an der Luft relativ schnell.
  • Calcium ist ein guter elektrischer Leiter.
  • Beim Verbrennen von Calcium an der Luft entsteht eine ziegelrote Flamme, wobei sowohl Calciumoxid, als auch Calciumnitrid (Ca3N2) entstehen.
  • Mit Wasser reagiert Calcium unter Wasserstoffentwicklung zu Calciumhydroxid.

 

Chemische Eigenschaften
Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 1,00 (II)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p64s2
Oxidationszahlen +2
bevorzugt +2

 

Physikalische Eigenschaften
Mittlere Atommasse (u) 40,078 ± 4
Dichte (g/cm3) 1,55
Schmelztemperatur (°C) 839
Siedetemperatur (°C) 1484
Härte (Mohs) 1,5
Atomradius (pm) 197,4
Ionenradius (pm bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 99 (2+)
1. Ionisierungsenergie (kj/mol bei 25° C) 596

 

Radioaktive Eigenschaften
Alle Isotope radioaktiv nein
Langlebigstes Isotop  
Halbwertszeit  
Strahlungsart  

 

Geschichtliches
1808 Entdeckung
  • Der Name leitet sich vom lateinischen Wort calx ("Kalkstein") ab

 

Vorkommen
  • Calcium ist das, nach Aluminium und Eisen, dritthäufigste Metall der Erde.
  • Natürliche Vorkommen finden sich als Sulfat (Gips CaSO4 · 2 H2O), Carbonat (Kalk CaCO3), Silicat, Phosphat und Fluorid (Flussspat).

 

Verwendung
  • In geringen Mengen als Zusatz zu Legierungen
  • Calciumverbindungen als Düngemittel in der Landwirtschaft
  • In Form seiner Minerale als Baustoffe (Kalkstein, Zement, Gips, etc.)

 

Herstellung
  • Durch Schmelzflusselektrolyse von Calciumchlorid

 

Nachweis
  • Atomabsorptionsspektrometrie
  • Atomemissionsspektrometrie
  • Als Calciumoxalat
    • Ca2+ + C2O42- ----> CaC2O4

    • Mit (NH4)2C2O4 fällt aus ammoniakalischer oder schwach essigsaurer Lösung, deren Acidität durch festes Acetat zusätzlich abgestumpft ist, ein weißer kristalliner Niederschlag.
    • Dieser ist in Essigsäure nur schwer, in starken Säuren jedoch relativ gut löslich.
    • Störungen können durch Barium und Strontium entstehen, die vorher als Sulfate gefällt werden müssen.
  • Als Calciumsulfat (Gips)
    • Ca2+ + SO42- + 2 H2O ----> CaSO4 · 2 H2O

    • Durch Zugabe von Sulfationen kommt es zu einer - nicht quantitativen - Ausfällung von Calciumsulfat in Form charakteristischer langer Nadeln.
    • Barium und Strontium geben ebenfalls Niederschläge, zeigen dabei jedoch eine deutlich andere Kristallstruktur.

 

Biologische Bedeutung
  • Bei Pflanzen wirkt Calcium als Antagonist des Kaliums. Es hat eine entquellende Wirkung.

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