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Propiedades químicas del calcio
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Elemento
químico, Ca, de número atómico 20; es el quinto elemento y el tercer metal
más abundante en la corteza terrestre. Los compuestos de calcio constituyen
3.64% de la corteza terrestre. El metal es trimorfo, más duro que el sodio,
pero más blando que el aluminio. Al igual que el berilio y el aluminio, pero
a diferencia de los metales alcalinos, no causa quemaduras sobre la piel. Es
menos reactivo químicamente que los metales alcalinos y que los otros metales
alcalinotérreos. La distribución del calcio es muy amplia; se encuentra en
casi todas las áreas terrestres del mundo. Este elemento es esencial para la
vida de las plantas y animales, ya que está presente en el esqueleto de los
animales, en los dientes, en la cáscara de los huevos, en el coral y en
muchos suelos. El cloruro de calcio se halla en el agua del mar en un 0.15%. Los iones calcio
disueltos en el agua forman depósitos en tuberías y calderas cuando el agua
es dura, es decir, cuando contiene demasiado calcio o magnesio. Esto se puede
evitar con los ablandadores de agua. El calcio
metálico se prepara en la industria por electrólisis del cloruro de calcio
fundido. Éste se obtiene por tratamiento de los minerales de carbonato con
ácido clorhídrico o como un desperdicio del proceso Solvay de los carbonatos.
El metal puro puede ser maquinado en torno, hilado, serrado, extruido; se le
puede convertir en alambre, prensar y amartillar en placas. El calcio
forma una película fina de óxido y nitruro en el aire, la cual lo protege de
un ataque posterior. Se quema en el aire a temperatura elevada para producir
principalmente nitruro. El metal
producido en forma comercial reacciona fácilmente con el agua y los ácidos y
produce hidrógeno que contiene cantidades notables de amoniaco e
hidrocarburos como impurezas. El metal se
emplea en aleaciones de aluminio para cojinetes, como auxiliar en la remoción
del bismuto del plomo, así como controlador de carbono grafítico en el hierro
fundido. Se emplea también como desoxidante en la manufactura de muchos
aceros; como agente reductor en la preparación de metales como el cromo,
torio, zirconio y uranio, y como material de separación para mezclas gaseosas
de nitrógeno y argón. El óxido de
calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de
carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido
se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus
características espectrales poco usuales y como agente deshidratante
industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la
reducción de aleaciones ferrosas. El
hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde
el ión hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de
calcio, el volumen de cal apagada [Ca(OH)2] se expande al doble
que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper
roca o madera. La cal
apagada es un absorbente excelente para el dióxido de carbono, al producir el
carbonato que es muy insoluble. El
siliciuro de calcio, CaSi, preparado en horno eléctrico a partir de cal,
sílice y agentes reductores carbonosos, es útil como agente desoxidante del
acero. El carburo de calcio, CaC2, se produce al calentar una
mezcla de cal y carbón a 3000ºC (5432ºF) en un horno eléctrico y es un
acetiluro que produce acetileno por hidrólisis. El acetileno es el material
base de un gran número de productos químicos importantes en la química
orgánica industrial. El
carbonato de calcio puro existe en dos formas cristalinas: la calcita, de
forma hexagonal, la cual posee propiedades de birrefrigencia, y la aragonita,
de forma romboédrica. Los carbonatos naturales son los minerales de calcio
más abundantes. El espato de Islandia y la calcita son formas esencialmente
puras de carbonato, mientras que el mármol es impuro y mucho más compacto,
por lo que puede pulirse. Tiene gran demanda como material de construcción.
Aunque el carbonato de calcio es muy poco soluble en agua, tiene una
solubilidad considerable en agua que contenga dióxido de carbono disuelto, ya
que en estas soluciones forma el bicarbonato al disolverse. Este hecho
explica la formación de cavernas, donde los depósitos de piedra caliza han
estado en contacto con aguas ácidas. Los
halogenuros de calcio incluyen el fluoruro fosforescente, que es el compuesto
de calcio más abundante y con aplicaciones importantes en espectroscopia. El
cloruro de calcio posee, en la forma anhidra, capacidad notoria de
delicuescencia que lo hace útil como agente deshidratante industrial y como
factor de control de tolvaneras en carreteras. El hipoclorito de calcio
(polvo blanqueador) se produce en la industria al pasar cloro dentro de una
solución de cal, y se ha utilizado como agente blanqueador y purificador de
agua. El sulfato
de calcio dihidratado es el yeso mineral, constituye la mayor porción del
cemento Portland, y se ha empleado para reducir la alcalinidad de los suelos.
Un hemihidrato del sulfato de calcio se produce por calentamiento del yeso a
temperaturas altas, y se vende con el nombre comercial de estuco de París. El calcio
es un constituyente invariable de todas las plantas, ya que es esencial para
su crecimiento. Lo contienen como constituyente estructural y como ion
fisiológico. El calcio se encuentra en el tejido blando, en fluidos tisulares
y en la estructura del esqueleto de todos los animales. Los huesos de los
vertebrados contienen calcio en forma de fluoruro de calcio, carbonato de
calcio y fosfato de calcio. Efectos del calcio sobre la salud Cuando hablamos del
calcio algunas veces nos referimos a él con el nombre de cal. Es comúnmente
encontrado en la leche y productos lácteos, pero también en frutos secos,
vegetales, etc. Es un componente esencial para la preservación del esqueleto
y dientes de los humanos. También asiste en funciones de los nervios y
musculares. El uso de más de 2,5 gramos de calcio por día sin una necesidad
médica puede llevar a cabo el desarrollo de piedras en los riñones,
esclerosis y problemas en los vasos sanguíneos. Efectos
ambientales del calcio El fosfato
de calcio es muy tóxico para los organismos acuáticos. Volver a la
tabla periódica. |
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