Calcio
Calcio
El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre, aportando el 3,5% de su peso total. En la corteza terrestre, el calcio se encuentra formando importantes rocas y minerales, como la calcita, la dolomita, la caliza, el mármol y la dolomita.
Este metal fue descubierto en 1808 por el químico británico Humphry Davy, que consiguió aislar el calcio puro a partir de una amalgama de mercurio y cal mediante electrólisis. En la actualidad, la mejor forma de obtener calcio puro es la electrólisis del cloruro de calcio.
Características y propiedades
El calcio es un elemento que forma parte de la serie química de los metales alcalinotérreos.
Es el tercer metal más abundante en la corteza terrestre, después del aluminio y el hierro.
Este metal no se ha encontrado en estado puro en la naturaleza, a pesar de su baja reactividad en comparación con otros metales alcalinotérreos.
Sus propiedades son similares a las del bario, el estroncio y el radio, que pertenecen al mismo grupo químico.
El compuesto de calcio más común en el planeta es el carbonato de calcio, que constituye la piedra caliza, los fósiles y minerales como la fluorita, la anhidrita y otros.
Los iones de calcio desempeñan un papel relevante en innumerables procesos fisiológicos y bioquímicos de los seres vivos. Además, es el quinto elemento más abundante en el cuerpo humano.
Los principales productores de calcio son China, Rusia y Estados Unidos, seguidos de Canadá y Francia. Países como China y Rusia obtienen el calcio puro a partir de la electrólisis del cloruro de calcio; sin embargo, en Canadá y Estados Unidos se obtiene reduciendo la piedra caliza con aluminio a altas temperaturas.
Propiedades físicas
- Su punto de fusión se alcanza a los 842 °C, mientras que su punto de ebullición se alcanza a los 1484 °C.
- La densidad estándar del calcio es de 1550 kg/m3.
- Su estado ordinario es sólido.
- En estado sólido, desarrolla una geometría cristalina cúbica centrada en la cara.
- A temperaturas superiores a 450 °C adopta una geometría hexagonal compacta y anisotrópica.
- Desde el punto de vista organoléptico, es un metal blando de color blanco plateado.
- Es un metal paramagnético.
- Tiene una conductividad eléctrica y térmica relativamente baja.
- Tiene una dureza de 1,75 Mohs.
Propiedades químicas
- Un átomo de calcio está compuesto por 20 electrones, 20 protones y 20 neutrones.
- Sus electrones vibran en 4 niveles cuánticos de energía.
- Sus estados de oxidación son +1 y +2.
- Cuando arde, emite una llama rojiza-amarillenta y produce óxido y nitruro de calcio.
- Cuando se oxida, genera una ligera capa de óxido y nitruro que lo aísla de posteriores interacciones. Durante esta reacción su coloración se vuelve amarillenta, sin embargo, en ambientes húmedos puede recuperar su coloración blanquecina-grisácea.
- El calcio puro reacciona explosivamente con el agua para producir hidróxido de calcio y liberar hidrógeno.
- En su estado puro puede diluirse con amoníaco líquido para formar una solución de color azul oscuro.
Usos
Gran parte del calcio metal producido en el mundo se utiliza en la industria metalúrgica. El calcio sirve como agente reductor en los procesos de obtención de cromo, uranio, torio y circonio, entre otros. También sirve como desulfurizador y descarburador de aleaciones ferrosas y no ferrosas.
El calcio también participa en el proceso de producción de aleaciones de aluminio, berilio y cobre, plomo y magnesio, porque funciona como agente de aleación.
En la industria de la construcción, el calcio es un componente esencial del cemento, que es imprescindible para fabricar hormigón y mortero. El calcio también está presente en la cal.
El óxido de calcio, comúnmente conocido como cal viva, es un material de construcción muy utilizado, que también se emplea para producir arcos de luz de alta intensidad y como agente deshidratante industrial.
El hidróxido de calcio, o cal apagada, permite anular ciertas propiedades de la cal viva, hace posible el tratamiento de rocas y madera, y se utiliza como detector de dióxido de carbono.
Algunos productos químicos, como los limpiadores de desagües, necesitan calcio metálico para generar calor e hidróxido de calcio para eliminar la grasa y ciertas proteínas indeseables. Asimismo, los insecticidas dependen de las sales de calcio, especialmente del arseniato de calcio, para funcionar.
En medicina, los compuestos de calcio se utilizan como aditivos, medicamentos y complementos alimenticios. Los más utilizados son el gluconato de calcio, el difosfato de calcio y el fosfato tricálcico.