Cálcio

cálcio - Wikilingue - Encydia

O cálcio é un elemento químico, símbolo Ca, de número atómico 20 (20 prótons e 20 elétrons) e masa atómica 40 u.

É un metal da familia dos alcalino-terrosos, pertencente ao grupo 2 da clasificación periódica dos elementos químicos.

Foi illado por primeira vez en 1808 , nunha forma impura, polo químico británico Humphry Davy mediante a eletrólise dunha amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO).

Potássio - Cálcio - Escândio
Mg Ca Sr
	Táboa Periódica

Xeral

Nome, símbolo, número

Cálcio, Ca, 20

Clase , serie química

Metal, representativo (alcalino-terroso)

Grupo, período, bloque

2 ( IIA ), 4, s

Densidade, dureza

1550 kg/m³, 1,75

Cor e aparencia

Branco prateado

Propiedades atómicas

Masa atómica

40,078(4) u

Raio atómico (calc.)

180 (194) pm

Raio covalente

174 pm

Raio de van der Waals

non dispoñíbel

Configuración electrónica

[Ar]4s²

Elétrons por nivel de enerxía

2, 8, 8, 2

Estado de oxidação (óxido)

2 (fortemente básico)

Estrutura cristalina

cúbica de face centrada

Propiedades físicas

Estado da materia

sólido (paramagnético)

Punto de fusión

1115 K (842 °C)

Punto de ebulição

1757 K (1484 °C)

Volume molar

26,20×10⁻⁶ m³/mol

Entalpia de vaporização

153,6 kJ/mol

Entalpia de fusión

8,54 kJ/mol

Presión de vapor

254 Pa a 1 112 K

Velocidade do son

3 810 m/s (293,15 K)

Propiedades diversas

Eletronegatividade

1,00 (escala de Pauling)

Calor específica

632 J/kg*K

Condutividade eléctrica

29,8×10⁻⁶/m ohm

Condutividade térmica

201 W/m*K

1º Potencial de ionização

589,8 kJ/mol

2º Potencial de ionização

1145,4 kJ/mol

3º Potencial de ionização

4912,4 kJ/mol

Isótopos máis estábeis

iso	AN	media-vida	MD	ED (M eV	PD
⁴⁰Ca	96,941%	isótopo estábel con 20 neutrons
⁴¹Ca	Sintético	103,0 anos	e^-1	0,421	⁴¹K
⁴²Ca	0,647%	Isótopo estábel con 22 nêutrons
⁴³Ca	0,135%	Isótopo estábel con 23 nêutrons
⁴⁴Ca	2,086%	Isótopo estábel con 24 nêutrons
⁴⁶Ca	0,004%	Isótopo estábel con 26 nêutrons
⁴⁸Ca	0,187%	> 6×10¹⁸ anos	emisión beta	4,272	⁴⁸Ti

Unidades SI e CNTP, excepto onde indicado o contrario

Características principais

Proba de chama: cor característica do cálcio.

O cálcio é un metal alcalino-terroso, mole, maleável e dúctil que arde con chama vermella formando óxido de cálcio e nitreto.

As superficies recentes son de coloração branco prateada que rapidamente tórnanse levemente amareladas expostas ao ar , finalmente con coloração cinzas ou brancas debido a formación de hidróxido ao reaccionar coa umidade ambiental. Reacciona violentamente coa auga para formar o hidróxido de cálcio, Ca(OH)₂ , con desprendemento de hidrogênio .

Papel biolóxico

O cálcio é almacenado no Retículo endoplasmático das células. Actúa como mediador intracelular, cumprindo unha función de segundo mensaxeiro como, por exemplo, o íon Ca²⁺, que intervén na contracción dos músculos. Tamén está implicado no control dalgunhas encimas quinases que realizan funcións de fosforilação como, por exemplo, na proteína quinase C (PKC). O cálcio participa de funcións enzimáticas de maneira similar á do magnésio en procesos de transferencia do fosfato como, por exemplo, a encima fosfolipase (A 2). Aínda interfere nos procesos de transcrição , ativação de xenes e apoptose.^[1]

O cálcio é o metal máis abondoso no corpo humano, especialmente na forma de compostos como o carbonato de cálcio. De aproximadamente 1200 gramos de cálcio encontrados nun adulto, 1110 gramos están nos tecidos óseos. Os 90 gramos restantes son utilizados para diversas funcións, tales como: actividades das membranas celulares, contraccións musculares, impulsos nerviosos, control de acidez do sangue, división celular e control hormonal.^[2]

Historia

O cálcio, do latim calcium, foi illado por primeira vez en 1808 , nunha forma impura, polo químico británico Humphry Davy mediante a eletrólise dunha amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO). Davy mesturou cal umedecida con óxido de mercúrio que colocou sobre unha lâmina de platina , o anodo, e somerxeu unha parte de mercúrio no interior da carpeta funcionando como catodo. Na eletrólise obtivo unha amálgama que destilada orixinou un residuo sólido facilmente oxidável. Davy non ficou convencido de que obtivera cálcio puro. Posteriormente, Robert Bunsen en 1854 e Augustus Matthiessen en 1856 obtiveron o metal por eletrólise do cloreto de cálcio (CaCl₂) e, Henri Moissan obtivo o cálcio cunha pureza do 99% por eletrólise do iodeto de cálcio (CAE₂).

Moitos compostos contendo cálcio xa eran coñecidos desde a antiguidade polos indios, exipcios, gregos e romanos. Os romanos xa preparaban a cal, ou calx (óxido de cálcio, CaO) desde o século I; en 975 d.C., o gipso desidratado (gesso, NO CASO DE QUE₄) xa era citado na literatura da época para "engessar" pernas e brazos quebrados; O gesso, como o cal, xa era utilizado para alvenaria.

Abundancia e ocorrência

Cunchas - ricas en cálcio.

É o quinto elemento en abundancia na crosta terrestre (1,6% en masa) e cerca de 8% da crosta da Lúa. Non é encontrado en estado nativo na natureza, estando sempre como constituinte de rochas ou minerais de gran interese industrial, como as que presentan en súa composición carbonatos (mármore, calcita, calcário e dolomita) e sulfatos (gipso, alabastro) a partir dos cales se obteñen a cal viva , o estuque, o cimento, etc. Outros minerais que o conteñen son a fluorita (fluoreto), apatita (un fluorfosfato da cálcio) e granito (rochas silicatadas).

En súa forma pura, o cálcio se presenta como un metal de baixa dureza, prateado, que reacciona facilmente co osíxeno presente no ar e na auga.

Obtención industrial e utilidades

O cálcio en súa forma pura e illada pode ser obtido pola eletrólise ígnea do cloreto de cálcio (CaCl₂) anidro ( subproduto do proceso Solvay ) fundido:

cátodo: Ca²⁺ + 2 e^– → Ca
anodo: 2Cl^– → Cl₂ (gas) + 2e^–

Actualmente, el é obtido pola fusión da cal con alumínio metálico.

Na industria, o cálcio metálico é largamente utilizado para eliminar gases residuais en tubos de vácuo, entrando tamén como axente redutor na preparación de metais como tório, uranio, zircônio etc. É usado tamén como desoxigenador, dessulfurizador e descarbonizador de varias ligas metálicas; encontra usos como compoñente de ligas de alumínio , de berílio , de cobre , de chumbo , de magnésio , e outras. Os compostos de cálcio son usados na fabricación dunha enorme variedade de produtos que vai de tintas a fertilizantes. En procesos industriais como na curtição de coiros e no refino do petróleo, utilízase o óxido de cálcio (CaO), sendo este último preparado pola decomposição térmica do carbonato de cálcio (CaCO₃). Unha vez hidratado, o CaO forma a cal hidratada, cuxa suspensión en auga é moi usada como unha tinta branca de baixo custo para pintar paredes e medio-fío de rúas.

O giz, un material mole feito de calcário finamente pulverizado, é nada máis do que carbonato de cálcio (CaCO₃) de baixa dureza, que se formou como unha lama no fondo dun antigo océano. O óxido de cálcio ou a cal (CaO) entra na composición de máis de 90% de todos os vidros comercializados, que teñen a seguinte composición: cerca de 72% de sílica (da area), 13% de óxido de sódio, Na₂O, a partir do Na₂CO₃, cerca de 11% de CaO, a partir de calcário, e 4% doutros ingredientes. A maioría dos vidros planos, recipientes de vidro, lâmpadas e moitos outros obxectos industriais e de arte aínda son feitos así, cos mesmos materiais, hai centenares de anos. Ese tipo de vidro é barato e ben resistente, podendo ser moldeado e fundido facilmente.

Isótopos

O cálcio ten seis isótopos estábeis, dos cales o Ca-40 é o máis abondoso (97%). O Ca-40 e o Ar-40 son produtos da desintegração do K-40. O segundo é usado para a determinación da idade de rochas en geologia pola datação radiométrica; porén, a prevalência do isótopo Ca-40 na natureza ten impedido de facer o mesmo co cálcio.

Diferentemente doutros isótopos cosmogênicos producidos na atmosfera terrestre, o Ca-41 se orixina por ativação neutrônica do Ca-40, formándose nas capas máis superficiais do solo, onde o bombardeo de nêutrons é suficientemente intenso. Alén diso, o Ca-41 ten recibido unha atención dos científicos porque se desintegra en K-41, un indicador crítico das anomalias do sistema solar.

Nutrição

O cálcio é esencial para a transmisión nerviosa, coagulação do sangue e contracción muscular; actúa tamén na respiración celular, alén de garantir unha boa formación e mantemento de osos e dentes. Por súa presenza na formación ósea o cálcio é un dos elementos máis abondosos no corpo humano.

Outras funcións

Recentemente foi descuberto que o cálcio axuda na produción dos líquidos linfáticos.^{[carece de fontes?]}

Segundo estudo sueco do Instituto Karolinska, o consumo diario de cerca de 2000 mg de cálcio reduce en 25% o risco de morrer de calquera doenza e 23% o de morrer no transcurso de problemas cardiovasculares^[3].

Deficiencia

Por ser esencial para o funcionamento do organismo, cando existe deficiencia de cálcio na corrente sanguínea (por má alimentación, cuestións hormonais ou outros motivos) o corpo tende a repor a deficiencia retirando cálcio dos osos. A deficiencia de cálcio pode levar a osteopenia e osteoporose, na cal os osos se deterioran e hai un aumento no risco de fracturas, especialmente nos osos máis porosos.

Súa deficiencia tamén pode causar axitación, uñas quebradiças, propensão a cáries, depresión, hipertensão, insomnio, irritabilidade, dormência no corpo e palpitações.

Exceso

Seu exceso pode ocasionar as coñecidas "pedras" no rim, que son na verdade pequenos aglomerados dunha sustancia coñecida como oxalato de cálcio. Este tipo de formación é máis común no transcurso da ingestão de cálcio de orixe mineral (presente no solo e consecuentemente na auga de determinadas rexións) e tamén nalgúns suplementos alimentares, xa que este tipo de cálcio non é moito ben absorbido polo organismo.^[4] Ingestão de auga en cantidade suficiente axuda evitar as pedras nos rins.

Consumir cálcio en exceso tamén pode ocasionar a redución doutros minerais, como magnésio.

Seu exceso tamén pode causar anorexia, dificultade de memorização, depresión, irritabilidade e fraqueza muscular.^[5]^[6]

Necesidade diaria

A ingestão diaria recomendada de cálcio varía coa idade:^[7]

Idade	Cálcio (mg/día)
0 a 6 meses	210
7 a 12 meses	270
1 a 3 anos	500
4 a 8 anos	800
9 a 13 anos	1300
14 a 18 anos	1300
19 a 50 anos	1000
51+ anos	1200

Fontes alimentares de cálcio: Os principais alimentos fontes de cálcio son:

laticínios (leite e derivados, como iogurte e queixo)
hortaliças da especie Brassica oleracea (couves): como brócolis, couve-flor, couve, repolho, ...
verduras verde escuras (con excepción do espinafre, debido ao alto teor de ácido oxálico)
outros: algas mariñas, gergelim integral, amêndoas, feixóns, etc.

Exercicios físicos

Exercicios físicos que envolvan impulsionamento de peso (ex.: halterofilismo, camiñada e baloncesto) contribúen para a fixação de cálcio nos osos. Especialmente na adolescência (até os 22 anos), xa na idade adulta os exercicios manteñen e poden aumentar a masa ósea en 1 ou 2%.

Absorção

O Cálcio é absorbido polo intestino. Unha alimentación moi líquida ou moi rica en fibras pode acelerar a pasaxe do cálcio polo intestino diminuíndo súa absorção. O corpo absorbe só cerca de 500 mg de cálcio por vez; por tanto, a ingestão de cálcio debe ser distribuída ao longo do día. A vitamina D é esencial para a absorção do cálcio.

Interacción con proteínas

Consumo excesivo de proteína estimula a eliminación de cálcio a través da urina.^[8]^[9]

Interacción con outros nutrientes

Para que poidamos absorber o cálcio é necesario Vitamina D.
O sódio se liga ao cálcio xerando un composto que non é absorbido polo corpo. Persoas con deficiencia de cálcio deben evitar o consumo excesivo de sódio (encontrado no sal de cozinha e diversos alimentos industrializados)
Estudos mostraron que a ingestão de 3 mg de boro por día pode reducir a excreção de cálcio en 44%.
O ferro tamén se liga ao cálcio diminuíndo súa absorção
Unha das funcións do cálcio é diminuír a acidez do organismo. Unha alimentación moi ácida esixirá máis cálcio por tanto este tipo de alimento (como refrigerantes, pimenta, vinagre, froitas cítricas) debe ser evitado por persoas con deficiencia do mineral.
O ácido oxálico, encontrado con maior predominância na mandioca, espinafre, cenoura e rabanete, se liga ao cálcio, por tanto o consumo continuo destes alimentos debe ser evitado en persoas con deficiencia de cálcio. Suplementos de cálcio inxeridos xuntamente con alimentos ricos en ácido oxálico poden facer que o oxalato de cálcio se precipite.^[10]^[11] O oxalato de cálcio precipitado é coñecido como pedras nos rins (cálculo renal). O ácido oxálico tamén é encontrado en menor cantidade na couve de follas e de bruxelas, alho, feixón, batata-doce, brócolis e agrião, no entanto moitos destes últimos posúen cantidade significativas de cálcio. Débese observar tamén que a cenoura é unha das principais fontes vegetais de vitamina A ,a abóbora podería substituíla nunha dieta.
Ácido fítico - Interage negativamente co Cálcio.
Auga - Beber auga en cantidade suficiente para xerar 2 a 2,5 litros de urina diariamente axuda a evitar que o cálcio consumido inadecuadamente se precipite no sistema linfático.

Outras interaccións

Medicamentos a base de Glicocorticóide , usados por exemplo no tratamento da asma, diminúen a absorção de cálcio.

Suplementação

Polo traxe do cálcio reaccionar de forma diferenciada con diversos minerais débese tomar coidado na súa suplementação que debe ser acompañada por un especialista. O uso excesivo de cálcio orixe mineral tamén pode ocasionar depósitos no organismo. É recomendável cautela na escolla dos diversos suplementos dispoñíbeis no mercado. Alén da filtração que evita a entrada de partículas maiores no organismo débese observar o proceso de refino, que retira metais pesados eventualmente presentes no ambiente onde o cálcio foi extraído.

Notas e Referencias

↑ http://biosonialopes.editorasaraiva.con.br/navitacontent_/userFiles/File/SoniaLopes_Powerpoints/SoniaLopes_Textos_Atualiza_o/ret_nuclear.pdf Retículo nucleoplasmático]
↑ John Emsley. Nature's building blocks: an A-Z guide cho the elements. Oxford University Press, 2003. ISBN 9780198503408
↑ Consumo de cálcio reduce risco de morte - Folla de S.Paulo, 13 de marzo de 2010 (visitado en 13-3-2010)
↑ Felippe, J Jr. : Pronto Socorro: Fisiopatologia – Diagnóstico – Tratamento. In Capítulo 10, José de Felippe Junior : Disturbios Hidroeletrolíticos : En a+ , K+ , Ca++ , PO4 e Mg++ ; pag.82-97, 1990 ; Editora Guanabara Koogan, 2 a Ed. – Río de Xaneiro.
↑ Bashour, T.; Basha, H.S. & Cheng, T.O.: Hypocalcemic cardiomyopathy, Chest, 78(4): 663,1980.
↑ Bell, N.H.: Hypercalcemic and hypocalcemic disorders: Diagnosis and treatment. Nephron, 23:147,1979.
↑ Dietary Supplement Fact Sheet: Calcium
↑ Feskanich, D; Willett WC, Stampfer MJ, Colditz GA (1996). "Protein consumption and bone fractures in women". American Journal of Epidemiol 143: 472-9.
↑ Abelow, BJ; Holford TR, Insogna KL (1992). "Cross-cultural association between dietary animal protein and hip fracture: a hypothesis.". Calcified Tissue International 50: 14-18..
↑ Morozumi M, Hossain RZ, Yamakawa KI, Hokama S, Nishijima S, Oshiro Y, Uchida A, Sugaya K, Ogawa Y. "Gastrointestinal oxalic acid absorption in calcium-treated rats". Urol Res. PMID 16444511.
↑ Hossain RZ, Ogawa Y, Morozumi M, Hokama S, Sugaya K. "Milk and calcium prevent gastrointestinal absorption and urinary excretion of oxalate in rats". Front Biosci.. PMID 12700095.