カルシウム Ca

発見の歴史

カルシウム化合物は先史時代から使われてきました。石灰岩を焼くと石灰ができ、古代のエジプト人、ギリシャ人、ローマ人はそれを漆喰やモルタルに使いました。ローマン・コンクリートは石灰と火山灰を混ぜたものでした。石膏の漆喰はエジプトの建築に使われ、チョークは古くから絵や文字を書くのに用いられてきました。

石灰は熱でも薬品でも分解できず、ラボアジエはこれを「土類」の一つに挙げました。1808年、ハンフリー・デービー は、イェンス・ヤコブ・ベルセリウスとマグヌス・ポンティンが示した方法をもとに、石灰と酸化水銀の混合物を電気分解してカルシウムアマルガムをつくり、水銀を蒸留で取り除いて少量の金属カルシウムを得ました。純粋なカルシウムがまとまった量でつくられたのは、20世紀初めになってからです。

名前の由来

デービーはこの名前を、石灰や石灰岩を意味するラテン語 calx(属格 calcis)から導きました。同じ語根は calculate(計算する)にも見られます。昔は小石を使って数を数えていたからです。元素記号は Ca です。日本語の「カルシウム」は英語名をそのまま取り入れたものです。

主な用途

• 建築: 石灰岩、石灰、セメントはいずれもカルシウム化合物で、地球上で最も大量に使われている材料の一つです。
• 製鋼: 石灰はリンや硫黄などの不純物を取り除き、金属カルシウムは鋼の脱酸と精錬のために添加されます。
• 金属の製造: 金属カルシウムは、ウランやトリウムなどの金属の酸化物やフッ化物を還元します。
• 充填材と石膏: 炭酸カルシウムは紙、プラスチック、歯磨き粉の充填材になり、石膏は石膏ボードになります。
• 電池と合金: 少量のカルシウムは、一部の鉛蓄電池の鉛の格子を強くします。

同位体

カルシウムには天然に存在する同位体が6つあります。カルシウム40 が約97%を占め、カルシウム42、43、44、46は安定です。カルシウム48 は寿命が非常に長いため、実質的に安定同位体としてふるまいます。カルシウム48は中性子が異常に多く、とりわけ安定な原子核を持つため、そのビームが114番から118番の超重元素の合成に使われました。放射性の カルシウム41(半減期約10万年)は骨の年代測定のために研究されており、カルシウム45(約163日)は生物学でトレーサーとして使われます。

身近なところで

成人の体にはおよそ1キログラムのカルシウムが含まれ、その約99%は骨と歯にあります。残りは細胞内の情報伝達物質として働き、筋肉の収縮、神経の信号伝達、血液の凝固の引き金になります。乳製品、豆腐、骨ごと食べる小魚、葉物野菜がよい供給源で、ビタミンDはその吸収を助けます。

硬水はカルシウムを多く含み、やかんに水あか(湯あか)を残します。最も一般的な腎臓結石はシュウ酸カルシウムです。