[Lat. calx, kalk], o., scheikundig element, symbool Ca.
CHEMIE
Calcium is een zilverwit metaal, iets harder dan lood, met een dichtheid van 1,55. Het hoort thuis in de 2A-kolom van het periodiek systeem, bij de aardalkalimetalen. Met de elektronenstructuur van argon vermeerderd met twee 4s-elektronen levert het +2-geladen ionen. Voorkomen. Meer dan 3% van de aardkorst bestaat uit calcium, voornamelijk als calciumsilicaat en calciumcarbonaat, maar ook in verbindingen met fluor, fosfor, zwavel, boor, molybdeen en wolfraam. Het calciumcarbonaat en het calciumfosfaat zijn bestanddelen van de in- en uitwendige skeletten van levende wezens.
Meteorieten bevatten calcium-verbindingen, de aanwezigheid van calcium op de zon en sterren is spectroscopisch aangetoond. Bereiding. Calcium wordt elektrolytisch uit een gesmolten mengsel van calciumchloride en -fluoride bereid.
Chemische eigenschappen. Aan vochtige lucht of in water ontstaat op het metaal een beschermend laagje van calciumhydroxide, Ca(OH)2, dat in water slecht oplosbaar is en waardoor de reactie slechts langzaam verder gaat. Bij hoge temperatuur reageert het met zuurstof, stikstof, de halogenen, zwavel, fosfor, koolstof en waterstof. Met verbindingen van deze elementen onderling reageert calcium min of meer heftig, soms explosief.
Toepassingen. Wegens de sterk reducerende werking wordt calcium gebruikt voor de moeilijk reduceerbare oxiden van duurdere metalen als zirconium, vanadium en uranium. Calcium is een bestanddeel van vele alliages. Verder wordt het gebruikt om vacuümsystemen van de laatste gasresten te ontdoen.
Geschiedenis. Reeds in de eerste eeuw n. C. beschreven Plinius en Dioskorides de bereiding van kalk uit kalksteen, marmer en schelpen, het blussen van de gebrande kalk en het gebruik bij het bouwen, dat toen reeds lang bekend was. Gips werd door de oude Egyptenaren als bindmiddel gebruikt. Lavoisier vermoedde reeds dat kalk geen element was, in 1808 verkreeg H. Davy het metaal zelf door elektrolyse van vochtige kalk.
FYSIOLOGIE
Calcium-ionen (Ca-ionen, Ca++) zijn fysiologisch gezien van grote betekenis bij de regulatie van stofwisselingsprocessen en bij tal van membraanfuncties. In het spierweefsel b.v. worden de processen van glycogenolyse en glycolyse ten behoeve van de ATP-voorziening o.a. door Ca-ionen geactiveerd. De activatie door Ca-ionen heeft sneller effect dan die door hormonen. Voorts activeren Ca-ionen gedurende de spiercontractie de ATP-afbraak door de dikke en dunne spierfilamenten. Ook bij de bloedstolling spelen Ca-ionen een activerende rol.
GENEESKUNDE
Een normaal dieet bevat voldoende Ca. Het Ca-gehalte van het bloed schommelt binnen betrekkelijk enge grenzen: 8,5-11,5 mg/100 ml. De helft daarvan is aan eiwit gebonden en fysiologisch niet actief; de rest (tot 60%) is in geïoniseerde toestand aanwezig. Het Ca-gehalte van het bloed wordt vooral gereguleerd door de bijschildklieren, de darmresorptie (gestimuleerd door vitamine D) en het beenweefsel, zie regulatie. De Ca-stofwisseling kan op drie wijzen worden verstoord:
1. er kan een Ca-gebrek bestaan zonder afwijkingen in de Ca-spiegel van het bloed, b.v. bij rachitis. Een verhoogd vetgehalte in de ontlasting (zie steatorroe, zie spruw) en eigenlijk alle vormen van chronische diarree leiden tot een verhoogde Ca-uitscheiding met de ontlasting. Een Ca-gebrek kan ook bestaan bij osteoporose, ook al is het Ca-gehalte van het bloed bij deze ziekte normaal.
2. Verschillende ziektetoestanden gaan gepaard met een verhoogd Ca-gehalte van het bloed (hypercalcemie), en zijn van belang omdat zij kunnen leiden tot calcinosis (metastatische vorm). Men rekent tot deze groep de hyperparathyreoïdie, de vitamine D-intoxicatie, de verhoogde afgifte van Ca door beenweefsel (b.v. bij uitgebreide botmetastases), de sarcoïdosis (in 30% van de gevallen), en het melk-alkali-syndroom, zoals dat kan voorkomen bij patiënten met een maagzweer (dus iatrogeen). Voorts bestaat er een idiopathische hypercalcemie, die bij jonge kinderen voorkomt en in alle organen tot calcinosis kan leiden, en die men nog in geen enkel opzicht kan verklaren.
3. Er kan een hypocalcemie (tekort aan Ca in het bloed) bestaan. Deze toestand leidt tot tetanie, en kan veroorzaakt worden door hypoparathyreoïdie, sterke rachitis of nierziekten met fosfaatretentie.
LANDBOUW
Het calcium vervult een overwegende rol in de verzadiging van de grond met basen, waarvan de voor de plantengroei belangrijke zuurgraad (pH) afhangt. Deze laatste kan door toevoeging van kalkmeststoffen worden geregeld. Geregelde toepassing van kalkmeststoffen heeft op klei- en lössgronden bovendien een gunstige invloed op de structuur van de grond. Verscheidene calciumverbindingen zijn als meststof in gebruik (fosfaten, kalksalpeter e.a.).
Calcium is een voor de plantengroei onmisbaar element. Het komt echter zo algemeen in de grond voor dat de grootte van de opbrengst zelden door calciumgebrek wordt beperkt. Lokaal gebrek in de plant kan voorkomen. In organen die water voornamelijk toegevoerd krijgen door de zeefvaten, waarin het calciumgehalte laag is, kan calciumgebrek ontstaan. Dergelijke organen zijn vruchten en ondergrondse delen, waarvan de verdamping gering is, zodat weinig water door de houtvaten wordt toegevoerd. Aan de hieruit voortkomende calciumgebreksziekten ligt vermoedelijk een desintegratie van membranen in de cel ten grondslag.
Zij kunnen de kwaliteit van het oogstprodukt ernstig benadelen. Bekend zijn het stip van de appel, een veel voorkomende necrose van vruchtvlees weefsel, leidend tot bruine vlekken, en het neusrot van de tomaat. Hierbij wordt de top van de, meestal nog jonge, vrucht, dieper groen, gevolgd door afsterven van het weefsel. Als bestrijding wordt bekalking van de grond toegepast, bij de appel bovendien bespuiting van de gehele boom met een oplossing van een calciumzout.
