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Calcium
Ca 20

Calcium Calcium

Kalzium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ca und der Ordnungszahl 20. Es ist ein silberweißes Erdalkalimetall mit hoher Reaktivität, das in Luft eine gelbliche Oxidschicht bildet. Kalzium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste und gleichzeitig das häufigste Mineral im menschlichen Körper – etwa 99% des Kalziums in Knochen und Zähnen liegen als Kalziumphosphat vor. Die wichtigste industrielle Anwendung von Kalzium liegt in der Zement- und Kalkproduktion: Kalkstein (CaCO₃) ist das Ausgangsmaterial für Zement. Durch Hochtemperaturkalkung entsteht Branntkalk (CaO) und Löschkalk (Ca(OH)₂), die weit verbreitet im Straßenbau, als Mörtel und zur Bodenverbesserung verwendet werden.

Erdalkalimetall 3dff00
Ordnungszahl 20Z
Atommasse 40.078u
Valenzelektronen 2
Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Dichte
1.55g/cm³
Schmelzpunkt
842°C
Häufigkeit in der Erdkruste
41500.0ppm
Jahresproduktion
Recyclingrate
0%(Niedrige Recyclingrate (<5%); meist im Bau und in der Landwirtschaft verwendet

Warum es verwendet wird

Kalzium ist das fünfthäufigste Element in der Erdkruste und das häufigste Mineral im menschlichen Körper — etwa 99% findet sich in Knochen und Zähnen. Als Oxid (CaO) und Hydroxid (Ca(OH)₂) ist es das wichtigste Bindemittel in Bauwesen und Landwirtschaft (Zement, Kalk, Bodenverbesserung).

Anwendungen

CementSteelConstruction

Anwendungen im DetailVerwendung des Elements und seiner Verbindungen

Hauptverwendungen des Elements

Calcium ist ein reaktives Erdalkalimetall; reines Calciummetall ist im Alltag kaum zu sehen, und seine Rolle tritt meist durch Verbindungen und metallurgische Zusatzstoffe in Erscheinung. In der metallurgischen Industrie ist metallisches Calcium ein ausgezeichneter Desoxidations-, Entschwefelungs- und Wasserstoffentfernner; der Zusatz von Calcium zu Stahlschmelze und Gusseisen sorgt für eine tiefe Reinigung und verbessert die Einschlussmorphologie und Zerspanbarkeit. Bei der Herstellung seltener Metalle wie Seltenerden, Chrom und Thorium wirkt Calcium als starkes Reduktionsmittel, um sie aus ihren Oxiden zu reduzieren. Im Strangguss von Stahl modifiziert die Calciumbehandlung die Einschlussmorphologie und verbessert die Ermüdungseigenschaften des Stahls. In der Energiespeicherung werden Calciumlegierungen zudem für neuartige calciumbasierte Batterien erforscht, die ihre Häufigkeit und niedrigen Kosten nutzen wollen. Allgemeiner ist Calcium ein grundlegendes Element des Lebens und der Zivilisation: der Hauptbestandteil von menschlichen Knochen und Zähnen ist Hydroxylapatit, und Zement, Kalk, Glas, Keramik und Bausteine beruhen alle auf calciumhaltigen Mineralien. Calciummetall wird weniger verwendet als seine Verbindungen, weil es so reaktiv ist, dass es bei Kontakt mit Luft und Wasser heftig reagiert, sodass es nur in kleinen Mengen unter abgeschlossenen Bedingungen eingesetzt werden kann.

Wichtige Verbindungen und ihre Verwendung

Calciumcarbonat (CaCO3) ist der Hauptbestandteil von Kalkstein, Marmor, Calcit und Kreide; es ist der Grundrohrstoff zur Herstellung von Zement, Kalk und Schlackenbildung in der Eisen- und Stahlschmelze, und feingemahlenes Calciumcarbonat wird zudem vielfach als billiger Füller und Weißpigment in Kunststoffen, Papier und Farben verwendet. Calciumoxid (CaO), allgemein gebrannter Kalk genannt, reagiert mit Wasser unter heftiger Wärmefreisetzung zu gelöschtem Kalk; es wird vielfach in der Stahlwerks-Schlackenbildung, Baumörtel, Abwasserbehandlung und Rauchgasentschwefelung verwendet und ist zudem ein Trockenmittel und Bodenverbesserungsmittel. Calciumhydroxid (Ca(OH)2), allgemein gelöschter Kalk genannt, ist ein traditionelles Material für Wandputz und Kalk-Sand-Mörtel; es wird heute in der sauren Abwasserbehandlung, Rauchgasentschwefelung und Lebensmittelverarbeitung verwendet. Das Dihydrat des Calciumsulfats (CaSO4) ist Gips; durch Erhitzen und Dehydratisierung erhält man Halbhydrat-Gips – Baugips – der zur Herstellung von Gipskartonplatten, Skulpturformen und Zementverzögerern verwendet wird, und es wird auch als Gerinnungsmittel bei der Herstellung von Tofu eingesetzt. Calciumchlorid (CaCl2) ist äußerst hygroskopisch und wird als Straßenenteiser, Staubbindemittel und Trockenmittel sowie als Bohrspülungszusatz verwendet.

Elementgeschichte

Isoliert 1808 von Davy durch Elektrolyse von geschmolzenem Calciumchlorid. Kommt natürlich nur gebunden vor, hauptsächlich als Kalzit (CaCO₃), Gips und Fluorit.

Verwandte Elemente

Be · Beryllium Mg · Magnesium Sr · Strontium Ba · Barium Ra · Radium

Häufige FragenLong-Tail-Fragen · datenbasiert

Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Calcium?
842 °C
Wie hoch ist der Siedepunkt von Calcium?
1484 °C
Wie hoch ist die Dichte von Calcium?
1.55 g/cm³
Welche Ordnungszahl und Kategorie hat Calcium?
20 · Erdalkalimetall
Aus welchem Mineral wird Calcium hauptsächlich gewonnen?
Calcit
Wofür wird Calcium hauptsächlich verwendet?
Kalzium ist das fünfthäufigste Element in der Erdkruste und das häufigste Mineral im menschlichen Körper — etwa 99% findet sich in Knochen und Zähnen. Als Oxid (CaO) und Hydroxid (Ca(OH)₂) ist es das wichtigste Bindemitt
Wer hat Calcium wann entdeckt?
Humphry Davy · 1808