Periodensystem 
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| Eigenschaften:
Calcium ist im reinen Zustand ein silberweiß glänzendes Leichtmetall, das an der Luft infolge einer Oxidation jedoch blaugrau anläuft. Es ist relativ weich und dehnbar. Es kommen drei Modifiaktionen vor. Kubisch flächenzentriertes a-Calcium wandelt sich bei 300°C zu kubisch raumzentriertem b-Calcium um und geht oberhalb von 450°C in hexagonales g-Calcium über.  Calcium besitzt ein sehr negatives Normalpotential und ist ein sehr unedles Metall. In seinen chemischen Eigenschaften zeigt es Verwandtschaft mit Strontium und Barium. Bei höheren Temperaturen verbrennt es an der Luft zu Calciumoxid und Calciumnitrid: 2 Ca + O2 -----> 2 CaO DHR = -1270 kJ/mol 3 Ca + N2 -----> Ca3N2 DHR = -433 kJ/mol Mit Wasserstoff reagiert das Calcium zu Calciumhydrid: Ca + H2 -----> CaH2 DHR = -186 kJ/mol Mit Wasser entsteht unter Wasserstoffbildung Calciumhydroxid: Ca + 2 H2O -----> Ca(OH)2 + H2 DHR = -986 kJ/mol  Das dabei entstehende Calciumhydroxid ist eine Lauge und bleibt im Wasser gelöst. Die Lösung ist auch unter dem Namen Kalkwasser bekannt. Die Lauge ist jedoch nicht so stark wie die Natronlauge, die bei der Reaktion von Natrium mit Wasser entsteht. Auch mit den meisten Säuren löst sich Calcium unter Bildung von Wasserstoff und der entsprechenden Salze rasch auf. Calciumionen spielen im Stoffwechsel der Lebewesen und auch im natürlichen Kalkkreislauf eine bedeutende Rolle. Der Gehalt von Calciumionen im Wasser wird zur Bestimmung der Wasserhärte herangezogen. Das Vorhandensein von Calciumionen bei Verbrennungen führt zu einer hellroten Flammenfarbe, die in der Flammprobe zum Nachweis von Calciumionen dient.  |
| Vorkommen:
Mit einem Massenanteil von 3,39 % steht das Calcium an 5. Stelle der Elementhäufigkeit in der Erdhülle. In elementarer Form kommt es in der Natur aufgrund der großen Reaktionsfähigkeit nicht vor. Es existieren jedoch ca. 200 bekannte Minerale, die Calciumatome in chemisch gebundener Form enthalten. Das Calciumcarbonat (CaCO3) zeigt eine Vielzahl an stofflichen Erscheinungsformen. Die Minerale Calcit und Aragonit, Gips, Fluorit und diverse Feldspäte enthalten beispielsweise Calciumverbindungen. Dolomit und Kalkstein bilden ganze Gebirge. Aber auch in Lebewesen kommen die Calciumverbindungen in Knochen, Zähnen, Eierschalen und Gehäusen, sowie in verschiedenen Pflanzen vor. Die weltweiten Calciumreserven erscheinen aufgrund der mannigfaltigen Erscheinungsformen nahezu unbegrenzt.  |
| Geschichtliches:
Das Element Calcium wurde im Jahre 1808 von Sir Humphry Davy in London entdeckt und erstmals in verunreinigter Form durch eine Elektrolyse aus Calciumhydroxid dargestellt. Der von Davy gegebene Name leitete sich vom lateinischen Wort calx ab, was soviel wie Kalkstein bedeutet. Fast zur gleichen Zeit stellten die schwedischen Chemiker J.J. Berzelius und Magnus Martin Pontin in Stockholm das Metall her. Die Herstellung von reinem Calcium gelang erst H.F. Moissan im Jahre 1898 durch eine Reduktion von wasserfreiem Calciumiodid mit Natrium.  |
| Herstellung:
Bis zum 2. Weltkrieg erfolgte die Herstellung durch eine Schmelzflusselektrolyse aus Calciumchlorid, das als Nebenprodukt bei der Sodaherstellung anfiel. Die großtechnische Herstellung erfolgt heute jedoch durch eine Redoxreaktion mit Aluminium und gebranntem Kalk: 4 CaO + 2 Al -----> Ca[Al2O4] + 3 Ca Das vorbereitete Gemisch wird in einer Retorte im Vakuum auf ca. 1200°C erhitzt. Der entstehende Calciumdampf wird abgeleitet und kondensiert im gekühlten Teil der Retorte. Man erhält Rohcalcium mit einem Reinheitsgrad von ca. 99%. Hochreines Calcium erhält man durch eine nachfolgende Vakuumdestillation. |
| Verwendung:
Elementares Calcium dient zur Herstellung von Metallen wie Chrom, Vanadium, Plutonium oder Uran aus Erzen. Die Oxide, Chloride und Fluoride werden dabei durch das unedle Calcium reduziert. In der Metallindustrie dienen Calciumlegierungen als Desoxidationsmittel und zur Entschwefelung oder Entkohlung von Roheisen oder Stählen. Eine große Bedeutung besitzen die Calciumverbindungen, z.B. Calciumcarbonat, Calciumoxid (Branntkalk), Calciumhydroxid (Löschkalk) oder Calciumchlorid.  |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
