Kalsiyum

Özellikleri

Metalik kalsiyum gümüş gibi parlaktır. Özgül ağırlığı 1,55 g/cm³tür. 851 °C’de erir. 1439 °C’de kaynar.Vücudumuzda makro yapıda bulunur.
Elektriği iyi iletir. Gevrek (kırılgan) olmasına rağmen yumuşaktır. Sertliği sodyum ile alüminyum arasındadır. Haddelenebilir ve dövülebilir. Çekme mukâvemeti 438 kg/cm²dir. Oksidasyon değeri 2+’dır. Atom numarası 20, atom ağırlığı 40,078’dir. Yeryüzünde altı bağımlı izotopu bulunmaktadır: Ca40, Ca42, Ca44, Ca46 ve Ca48. Dünya üzerindeki kalsiyum elementinin % 97’si Ca40 izotopudur. Yapay olarak pek çok radyoaktif izotopları elde edilmektedir. Bunlardan birisi Ca45 olup, kemikte kalsiyum kalıntısı üzerinde yapılan araştırmalarda, su tasfiye işlemlerinde, deterjan aktivitesi için ve yüzey ıslanması hâdiseleri üzerindeki çalışmalarda kullanılmaktadır.

Bulunuşu

Kalsiyum yeryüzünde en bol bulunan beşinci elementtir. Volkanik kayaların % 3-63’ünü teşkil eder. Kimyevî reaktivitesi yüksek olduğundan serbest halde bulunmaz. Yer kabuğunda genellikle karbonat, sülfat, silikat ve fosfat bileşikleri şeklinde bulunur. En çok rastlanan mineralleri kireçtaşı, mermer, kalsit (CaCO₃), dolamit (MgCO₃ CaCO₃), fluorit, fluspat (CaF₂) apatit Ca₃(PO₄)₂ Ca(FCl)₂, gips (CaSO₄.2H₂O) ve fosfrittir Ca₃(PO₄)₂. Ayrıca deniz suyunda çözünmüş olarak ve kemiklerde kalsiyum fosfat, kabuklu hayvanların kabuklarında ise kalsiyum karbonat hâlinde bulunmaktadır.

Üretimi

Bugün metalik kalsiyum yalnız eritilmiş kalsiyum klorürün elektrolizi ile elde edilmektedir. Elektrolit kabı olarak porselen veya demir kaplar kullanılmaz. Çünkü yüksek sıcaklıkta yapılan bu işlemde erimiş kalsiyum klorür, bu tür kaplara tesir eder. Bu sebeple grafitten yapılmış kaplar kullanılmaktadır.
Bundan başka kimyevî yollarla da kalsiyum elde edilebilir. Bunlardan biri eritilmiş kalsiyum iyodürü sodyum ile muamele etmektir:
CaI₂ + 2Na → Ca+ 2NaI
denklemine göre ayrılan kalsiyum, sodyumun fazlasıyla sıcakta alaşım yapar, soğukta kristallerden saf alkol ile sodyum uzaklaştırılarak kalsiyum elde edilir.
Kalsiyum, pek çok metallerin alaşımlarının elde edilmesinde kullanılır. Kalsiyum-silikon alaşımları çelikte kristallerin tânecik büyüklüğünü kontrol eder. Alüminyumlu alaşımlarda ise kalsiyum, metallerin mekanik ve elektrik özelliklerini iyileştirir. Kalsiyum-lityum alaşımları, çelik, bakır ve nikel alaşımlarında deoksidan olarak kullanılır. Kalsiyum-germanyum alaşımları da, saflaştırıcı olarak kullanılır % 98 kurşun, % 2 kalsiyumdan meydana gelen alaşım mekanik yatak metallerinin hazırlanmasında kullanılır.
Kalsiyum kolayca elektron kaybettiğinden dolayı, çok iyi bir indirgeyicidir. Bu amaç için kullanılan metalik sodyumdan pahalı olmasına rağmen, zirkonyum, hafniyum, vanadyum, tungsten, toryum, uranyum, yitryum, skandiyum, sezyum ve nadir toprak metalleri gibi az bulunan metallerin elde edilmesinde yaygın olarak kullanılır. Bu metaller, oksitleri veya florürlerinin indirgenmesi sonucu elde edilir. Suya olan aşırı hassaslığından dolayı, kalsiyum aynı zamanda alkol gibi organik çözücüleri kurutmak için de kullanılır. Deniz altında ses veren aletlerde kullanılması, su ile olan reaksiyonunda hidrojen gazı açığa çıkarmasına dayanır.
Önemli bir kalsiyum bileşiği olan kalsiyum asetat ve asetik asit îmâlâtında, tekstil kurutmasında ve baskısında; kalsiyum bromür, fotoğrafçılıkta, su alıcı madde olarak yiyecek ve ahşabın korunmasında; kalsiyum siyanamit, sun’î gübrede istenmeyen otlara karşı ve demir-çeliğin sertleştirilmesinde; kalsiyum sikhamat, alkolsüz içkilerde, düşük kalorili ve diyabetik yiyeceklerde sun’î tat verici olarak; kalsiyum hipoklorit, bakterilere, mantarlara karşı; kalsiyum tungstat ışık veren boyalarda ve floresan lambalarda kullanılır. Bu bileşiğin sentetik kristalleri laser ve maserler için bir başlangıç maddesidir.

Biyolojik önemi

Yaşayan canlıların fizyolojik kimyâsında kalsiyum önemli rol oynar. İnsan vücûdundaki kalsiyumun % 99’u kemiklerde ve dişte bulunur. Kan kalsiyum düzeyi sağlıklı bır insanda 8,5-10,2 mg/dL düzeyindedir. 8,5 mg/dL altındaki değerler Hipokalsemi, 10,2 mg/dL üzerindeki değerlerde ise hiperkalsemi olarak adlandırılır. Kalsiyumun büyük bir kısımı kanda Albumine bağlanarak taşınır. Vücutta birçok fizyolojik fonksiyonu olan kalsiyumun yeterli miktarlarda alınmaması, barsaklardan emiliminde bozukluklar, yetersiz güneş ışığına maruz kalmak kalsiyum eksikliğine sebep olur. Çocuklardaki klinik tablo Raşitizm, yetişkinlerde ise Osteomalazi olarak isimlendirilir. Kalsiyumun dokularda kullanılabilmesi için C ve D vitaminlerinin de yeterince bulunması lâzımdır. Hattâ kandaki fosfor ve kalsiyumun birbirine oranları da uygun olmalıdır. Peynir kalsiyumca, ceviz fosforca zengin bir yiyecektir.
Kalsiyumun, kasların gerginliği ve kalbin çalışmasında, gebelik ve doğumdan sonra süt yapımında büyük rolü vardır. Kemik gelişimi ve yapısı üzerindeki etkileri nedeniyle özellikle bebeklerde ve çocuklarda yeterince kalsiyum alınmasına özen gösterilmelidir. Kalsiyum, süt ve süt ürünlerinde, yeşil sebzelerde bol miktarda bulunur. Ayrıca, badem, fındık gibi kuru yemişler de kalsiyum içerir. Keçiboynuzundaki kalsiyum oranı, inek sütündekinden üç kat daha yüksektir.
Çok Fazla alınması durumunda ise kas güçsüzlüğü, kireçlenme gibi belirtiler görülebilir.