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Calcium - Ca

Propriétés chimiques - Effets du calcium sur la santé - Effets du calcium sur l'environnement

Numéro atomique 20

Masse atomique 40,08 g.mol -1
Electronégativité de Pauling 1,0
Masse volumique 1,6 g.cm-3 à 20°C
Température de Fusion 840 °C
Température d' ébullition 1484 °C
Rayon atomique (Van der Waals) 0,197 nm
Rayon ionique 0,099 nm
Isotopes 6
Configuration électronique [ Ar ] 4s2
Energie de première ionisation 589,6 kJ.mol -1
Energie de deuxième ionisation 1145 kJ.mol -1
Potentiel standard - 2,87 V
Découverte : Le calcium était déjà connu dans l' antiquité. C' est Davy qui l' isola en 1808 et lui donna son nom.

Calcium

Elément chimique, Ca, de numéro atomique 20; c'est le cinquième et le troisième métal le plus abondant sur la croute terrestre. Les composants du calcium constituent 3.64% de la croute terrestre. Le métal possède trois formes (trimorphe), il est plus dur que le sodium, mais plus mou que l'aluminium. Au même titre que l'aluminium et le béryllium, mais à la différence des métaux alcalins, il ne cause pas de brûlures sur la peau. Il est moins réactif chimiquement que les métaux alcalins et que les alcalino-terreux. La distribution du calcium est large, il se trouve quasiment dans toutes les surfaces terrestres du monde. Cet élément est essentiel pour la vie des plantes et des animaux, puisqu'il est dans le squelette des animaux, dans les dents, dans la coquille des œufs, dans le corail et dans de nombreux sols. Le chlorure de calcium fait parti de l'eau de mer à 0.15%.

Les ions calcium dissous dans l'eau forment des dépôts dans les tuyaux et les canalisations quand l'eau est dure, c'est-à-dire quand elle contient trop de calcium et de magnésium. Cela peut être évité avec un adoucisseur d'eau.

Le calcium métallique se prépare dans l'industrie par électrolyse du chlorure de calcium. Celui-ci s'obtient par traitement des minerais de carbonate avec de l'acide chlorhydrique ou par récupération des déchets du procédé Solvay des carbonates.

Le calcium forme une pellicule fine d'oxyde et de nitrure dans l'air, laquelle le protège d'une attaque postérieure. Il se décompose dans l'air à hautes températures pour former principalement du nitrure.

Le métal produit en forme commercial, réagit facilement avec l'eau et les acides pour produire de l'hydrogène qui contient des quantités non négligeables d'ammoniac et d'hydrocarbure comme impuretés.

Le métal est utilisé en alliage avec l'aluminium pour les roulements, il aide pou l'élimination du bismuth du plomb, il permet aussi le contrôle du carbone graphique dans la sidérurgie. Il est aussi utilisé comme anti-oxydant dans la production de nombreux aciers. Il sert d'agent réducteur dans la préparation de métaux tels que le chrome, le thorium, le zirconium et l'uranium et comme agent séparateur pour des mélanges gazeux d'azote et d'argon.

L'oxyde de calcium, CaO, est produit par décomposition thermique de carbonates dans des fours, selon un procédé avec différents lits (étages). Cet oxyde est utilisé dans des arcs de haute intensité lumineuse pour son spectre caractéristique unique. Il est également utilisé comme agent déshydratant dans l'industrie. L'industrie métallurgique l'emploi énormément pour la réduction d'alliage ferreux.

L'hydroxyde de calcium, Ca(OH)2, a de nombreuses applications où l'ion hydroxyde est nécessaire. Il peut être utilisé pour casser les pierres ou les le bois.

Le silicate de calcium, CaSi, préparé dans un four électrique à partir de la chaux, de la silice et de la réduction d'agents carbonés, est couramment utilisé en tant qu'agent de désoxydation de l'acier. Le carbure de calcium, est produit en portant un mélange de chaux et de carbone à 3000°C dans un four électrique. C'est un acétylâte qui produit un acétylène par hydrolyse. L'acétylène est la base matérielle d'un grand nombre d'importants composés chimiques pour l'industrie de la chimie organique.

Le carbonate de calcium pur se trouve sous deux formes cristallines : calcite, structure hexagonale, qui possède des propriétés biréfringentes, et aragonite, rhomboédriques. Les carbonates naturels sont les plus abondants des minéraux calcaires. Le spath d'Islande et le calcite sont des formes pures de carbonate alors que le marbre est impure et beaucoup plus compact. C'est la raison pour laquelle il peut être pilot. Il est très demandé en tant que matériel de construction. Bien que le carbonate de calcium est très peu soluble dans l'eau, il devient assez soluble si l'eau contient du dioxyde de carbone dissous. Dans ce type de solution, on observe la formation de bicarbonates. Ce fait explique la formation de cavités, où les dépôts de chaux formés ont été en contact avec les eaux acides.

Les halogénures de calcium incluent le fluor phosphorescent, qui est le composé de calcium le plus abondant et le plus important au niveau spectroscopique. Le chlorure de calcium possède, sous sa forme anhydrique, une grande capacité de déliquescence, qui le rend très utile dans l'industrie en tant qu'agent déshydratant, ainsi que dans la composition du sable dans les routes en tant qu'agent stabilisateur. L'hypochlorite de calcium (poudre blanche) est produit dans l'industrie en faisant passez du dichlore à travers une solution de chaux. Il a été utilisé comme agent de blanchiment ainsi que comme purificateur d'eau.

Le sulfate de calcium correspond au minéral du gypse. Il constitue la plus grande partie du béton de Portland et a été utilisé pour réduire le caractère alcalin des sols. Le chauffage du gypse à hautes températures produit du sulfate de calcium semi-hydrate, qui est un solide dont le nom commercial est le stuc parisien.

Le calcium est présent dans toutes les plantes. En effet, il est nécessaire à leur croissance. Il fait partie des tissus et du squelette de chaque animal. On trouve le calcium dans les vertèbres sous trois formes : fluorure de calcium, phosphate de calcium et carbonate de calcium.

 

Effets sur la santé

Le calcium est parfois trouvé sous le nom de chaux. Il est le plus souvent trouvé dans le lait ou dans les produits laitiers, mais aussi dans les légumes ou les noisettes. C'est un composant essentiel pour les os du corps humain et pour les dents. Il aide aussi le fonctionnement des nerfs et des muscles du corps humain. Mais la consommation abusive de calcium (plus de 2.5 gramme de calcium pur par jour) sans avis médical peut conduire au développement de caillots rénaux, de scléroses rénales et à des problèmes au niveau des vaisseaux sanguins.

Le manque de calcium est l'une des principales causes de l'ostéoporose. L'ostéoporose est une maladie dont les sujets ont des os extrêmement poreux, sont sujets à des fractures qui guérissent lentement. Elle touche essentiellement les femmes après la ménopause et conduit souvent à une courbure de la colonne vertébrale et à un tassement des vertèbre de la colonne.

Contrairement à ce que la plupart des gens pensent, il y a une activité biologique intensive à l'intérieur de nos os. Il sont sujets à un renouvellent constant de nouveaux tissus remplaçant les anciens. Pendant l'enfance et l'adolescence, il y a plus de production que de destruction des anciens, mais à partir d'un certain âge, entre 30 et 35 ans, le processus s'inverse et il y a plus de tissus perdus que de tissus créés. Pour les femmes, le processus est accéléré après la ménopause; ce fait s'explique par le fait leur corps arrête de produire l'hormone connue sous le nom d'estrogène et dont l'une des fonctions est de préserver la masse osseuse.

L'expérience a prouvé que nous avons besoin d'un apport quotidien de 1000 milligrammes de calcium afin de préserver la masse osseuse. Ceci est vrai aussi bien pour les hommes que pour les femmes après leur ménopause. Après la ménopause, il est recommandé d'avoir un apport journalier de 1500 milligrammes.

Les sources principales de calcium sont les produits laitiers mais on le trouve également dans les noisettes ou dans certains légumes tels que les épinards, les choux-fleurs, les haricots ou les lentilles.

Le calcium travaille avec le magnésium pour créer une nouvelle masse osseuse. Le calcium devrait être pris avec le magnésium avec un taux de 2 pour 1, c'est-à-dire que pour un apport journalier de 1000 mg de calcium, il faut un apport de 500 mg de magnésium.

Autres mesures importantes pour prévenir l'ostéoporose :

  • Faire de l'exercice régulièrement (3 fois par semaine)

  • Prise de quantité adéquates de manganèse, d'acide folique, de vitamine B6, de vitamine B12, d'oméga-3 (cela favorise l'absorption de calcium et stimule la production de masse osseuse) et de vitamine D (cela favorise l'absorption du calcium par l'intestin).

  • Ne pas abuser du sucre, de graisse et de protéines animales

  • Ne pas abuser de l'alcool, de la caféine ou des boissons gazeuses.

  • Ne pas fumer

Cette maladie a également un caractère héréditaire et peut être favorisée par le stress.

Effets du calcium sur l'environnement

Le phosphate de calcium est nocif pour les organismes aquatiques.


 

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