Calci

iso.	AN	Període de semidesintegració	CD	ED M eV	PD
⁴⁰Ca	96,941%	Ca és estable amb 20 neutrons
⁴¹Ca	Sintètic	103.000 anys	ε	0,421	⁴¹K
⁴²Ca	0,647%	Ca és estable amb 22 neutrons
⁴³Ca	0,135%	Ca és estable amb 23 neutrons
⁴⁴Ca	2,086%	Ca és estable amb 24 neutrons
⁴⁶Ca	0,004%	Ca és estable amb 26 neutrons
⁴⁸Ca	0,187%	>6×10¹⁸ anys	β^-	4,272	⁴⁸Ti

Valors en el SI d'unitats i en CNPT (0º C i 1 atm),
excepte quan s'indica el contrari.

El calci (o calç) és un element químic, de símbol Ca i de nombre atòmic 20. És un element químic essencial per a la vida. Es calcula que entre un 1,5% i un 2% del pes d'una persona és calci, del qual el 99% es troba en els ossos i la resta en teixits i fluids corporals intervenint en el metabolisme cel·lular.

En la parla vulgar s'utilitza la veu calci per a referir-se a les seves sals (v.g., 'aquesta aigua té molt calci; en les canonades es diposita molt calci, etc.)

[edita] Característiques principals

El calci és un metall alcalinoterri bla, mal·leable i dúctil que crema amb flama roja formant òxid de calci i nitrur. Les superfícies recents són de color blanc platejat però empal·lidixen ràpidament tornant-se lleument groguenques exposades a l'aire i en última instància grisa o blanques per la formació de l'hidròxid de calci al reaccionar amb la humitat ambiental. Reacciona violentament amb l'aigua per a formar l'hidròxid Ca(OH)₂ desprenent hidrogen.

[edita] Aplicacions

Agent reductor en l'extracció d'altres metalls com l'urani, zirconi i tori.
Desoxidant, desulfuritzador, o descarburitzador per a varis aliatges ferrosos i no ferrosos.
Agent d'aliatge utilitzat en la producció d'alumini, beril·li, coure, plom i magnesi.

[edita] Paper biològic

El calci actua com a mediador intracel·lular complint una funció de segon missatger; per exemple, el catió Ca²⁺ intervé en la contracció dels músculs. També està implicat en la regulació d'alguns enzims quinases que realitzen funcions de fosforilació, per exemple la proteïna quinasa C (PKC), i realitza unes funcions enzimàtiques semblants a les del magnesi en processos de transferència de fosfat (per exemple, l'enzim fosfolipasa A₂).

Algunes de les seves sals són prou insolubles, per exemple el sulfat (CaSO₄), carbonat (CaCO₃), oxalat, etc., i forma part de distints biominerals. Així, en el ser humà, està present en els ossos en forma d'hidroxiapatit càlcic, Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆, en les dents com fluorohidroxiapatit càlcic (alguns OH^- es substituïxen per F^-), o com a carbonat de calci en l'orella interna. Altres biominerals es troben presents en exoesquelets, en petxines o en la closca d'ou de distints animals i en forma de distintes sals.

Una altra funció del calci està relacionada amb la coagulació de la sang, a través de la seva relació amb la proteïna protrombina.

És, per tant, un important component de la dieta. La quantitat diària recomanada per als adults oscil·la entre 800-1000 mg, quantitat que ha d'incrementar-se durant el creixement (9-18 anys) i l'embaràs i la lactància, i després de la menopausa, fins als 1200-1300 mg; els productes comercials especifiquen en el seu etiquetatge la quantitat de calci que proporcionen, expressada en tant per cent respecte la c. d. r., perquè el consumidor sàpia si està ingerint la quantitat diària recomanada (en les situacions especials descrites hauria de consumir-se entorn d'un 130%). Productes rics en calci són la llet i els derivats lactis (el calci dels quals és fàcilment absorbit), els vegetals (fesols, espinacs), els peixos que es mengen amb espina (sardina, anxova), etc. i els aliments enriquits amb calci.

La competència que s'establix entre certs minerals pot inhibir l'absorció del calci; així, calci i magnesi competixen pels mateixos punts d'absorció, per la qual cosa aquelles persones que estiguen prenent suplements del segon hauran de tindre especial atenció amb l'aporte diari de calci.

El dèficit de calci és susceptible de provocar osteoporosi e hipocalcèmia, mentres que el seu excés provoca hipercalcèmia.

[edita] Història

El calci (del llatí calx, calcis, calç) va ser descobert el 1808 per Humphry Davy per mitjà de electròlisi d'una amalagama de mercuri i calç. Davy va mesclar calç humitejada amb òxid de mercuri (HgO) que va col·locar sobre una làmina de platí, l'ànode, i va submergir una part de mercuri en l'interior de la pasta que faria de càtode; per electròlisi va obtindre una amalgama que destil·lada va deixar un residu sòlid molt oxidable, encara que ni tan sols el mateix Davy estava molt segur d'haver obtingut calci pur; amb posterioritat Bunsen el 1854 i Matthiessen el 1856 van obtindre el metall per electròlisi del clorur de calci (CaCl₂), i Henri Moissan va obtindre calci amb una puresa del 99% per electròlisi del iodur de calci (CaI₂). No obstant, fins a principis del segle XX el calci només s'obtenia en laboratori.

[edita] Abundància i obtenció

Hematita calcita

És el cinquè element en abundància en l'escorça terrestre (3,6% en pes) però no es troba en estat nadiu sinó formant compostos amb gran interès industrial com el carbonat (calcita, marbre, calcària i dolomita) i el sulfat (algeps, alabastre) a partir dels quals s'obtenen la calç viva, l'escaiola, el ciment, etc.; altres mineral que el contenen són fluorita (fluorur), apatit (fosfat) i granit (silicat).

Detall de l'organització electrónica de l'àtom

El metall s'aïlla per electròlisi del clorur de calci (subproducte del procés Solvay) fos:

càtode: Ca²⁺ + 2 e^- ---> Ca
ànode: Cl^- ---> ½ Cl_{2 (gas)} + e^-

[edita] Isòtops

El calci té sis isòtops estables dels quals el Ca-40 és el més abundant (97%). El Ca-40 i el Ar-40 són productes de la desintegració del K-40, però mentres que el segon s'ha usat per a la datació en geologia, la prevalència de l'isòtop Ca-40 en la naturalesa ha impedit fer el mateix amb el calci.

A diferència d'altres isòtops cosmogènics produïts en l'atmosfera terrestre, el Ca-41 es produeix per activació neutrónica del Ca-40, de manera que es sintetitza en les capes més superficials del sòl, en les que el bombardeig de neutrons és prou intens. A més d'això, el Ca-41 ha rebut l'atenció dels científics perquè es desintegra en K-41, un indicador crític de les anomalies del sistema solar.