Calcium Ca

Entdeckung

Calciumverbindungen werden seit prähistorischer Zeit genutzt. Beim Brennen von Kalkstein entsteht Kalk, den die alten Ägypter, Griechen und Römer für Putz und Mörtel verwendeten; der römische Beton beruhte auf Kalk, der mit Vulkanasche vermischt wurde. Gipsputz fand sich in ägyptischen Bauwerken, und Kreide dient seit Langem zum Zeichnen und Schreiben.

Kalk ließ sich weder durch Hitze noch durch Chemikalien zerlegen, und Lavoisier führte ihn unter den „Erden“ auf. 1808 elektrolysierte Humphry Davy, aufbauend auf einem von Jöns Jacob Berzelius und Magnus Pontin vorgeschlagenen Verfahren, ein Gemisch aus Kalk und Quecksilberoxid zu einem Calciumamalgam und destillierte dann das Quecksilber ab, sodass eine kleine Menge Calciummetall zurückblieb. Reines Calcium in größeren Mengen wurde erst im frühen 20. Jahrhundert hergestellt.

Herkunft des Namens

Davy leitete den Namen vom lateinischen calx (Genitiv calcis) ab, „Kalk“ oder „Kalkstein“ – dasselbe Wort steckt im deutschen Kalk. Die gleiche Wurzel findet sich in „kalkulieren“, nach den kleinen Steinchen, mit denen man einst rechnete. Das Symbol ist Ca.

Wichtigste Verwendungen

• Bauwesen: Kalkstein, Kalk und Zement – allesamt Calciumverbindungen – gehören zu den meistverwendeten Materialien der Erde.
• Stahlherstellung: Kalk entfernt Verunreinigungen wie Phosphor und Schwefel, und Calciummetall wird zugesetzt, um Stahl zu desoxidieren und zu veredeln.
• Metallgewinnung: Calciummetall reduziert die Oxide oder Fluoride von Metallen wie Uran und Thorium.
• Füllstoffe und Gips: Calciumcarbonat dient als Füllstoff in Papier, Kunststoffen und Zahnpasta, und aus Gips werden Gipskartonplatten hergestellt.
• Batterien und Legierungen: Kleine Mengen Calcium verstärken die Bleigitter mancher Bleiakkus.

Isotope

Calcium hat sechs natürlich vorkommende Isotope. Calcium-40 macht etwa 97 Prozent aus; Calcium-42, Calcium-43, Calcium-44 und Calcium-46 sind stabil, und Calcium-48 ist so langlebig, dass es sich praktisch stabil verhält. Calcium-48 besitzt einen ungewöhnlich neutronenreichen, besonders stabilen Kern, und Strahlen dieses Isotops wurden verwendet, um die superschweren Elemente 114 bis 118 zu erzeugen. Das radioaktive Calcium-41 (Halbwertszeit etwa 100.000 Jahre) wird für die Datierung von Knochen untersucht, und Calcium-45 (etwa 163 Tage) dient in der Biologie als Tracer.

Im Alltag

Der Körper eines Erwachsenen enthält rund ein Kilogramm Calcium, etwa 99 Prozent davon in Knochen und Zähnen. Der Rest wirkt als Botenstoff in den Zellen und löst Muskelkontraktion, Nervensignale und Blutgerinnung aus. Milchprodukte, Tofu, mit Gräten gegessene kleine Fische und Blattgemüse sind gute Quellen, und Vitamin D hilft dem Körper, es aufzunehmen.

Hartes Wasser ist reich an Calcium und hinterlässt Kalkablagerungen im Wasserkocher, und die häufigste Art von Nierensteinen besteht aus Calciumoxalat.