Cálcio

Cálcio

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Informações

• O cálcio é um elemento químico, símbolo Ca, de número atômico 20 (20 prótons e 20 elétrons) e massa atômica 40 u, seu ponto de fusão é 842, e seu ponto de ebulição é 1484. É um metal da família dos alcalino-terrosos, pertencente ao grupo 2 da classificação periódica dos químicos.
• Foi isolado pela primeira vez em 1808, em uma forma impura, pelo químico britânico Humphry Davy mediante a etrólise de uma amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO).
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Características Principais

• O cálcio é um metal alcalino-terroso, mole, maleável e dúctil que arde com chama vermelha formando óxido de cálcio e nitreto.
• As superfícies são de coloração branca prateada que rapidamente se tornam levemente amareladas quando expostas ao ar, finalmente com coloração cinza ou branca devido à formação de hidróxido ao reagir com a umidade ambiental. Reage violentamente com a água para formar o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, com desprendimento de hidrogênio.
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• Pie de imagen: Teste de chama: cor característica do cálcio

Papel Biológico

• O cálcio (Ca2+) é um elemento regulador universal que acopla intimamente os sinais bióticos e abióticos primários a muitos processos celulares, permitindo que plantas e animais se desenvolvam e se adaptem aos estímulos ambientais. Nas plantas, a liberação de cálcio é essencial para o estabelecimento de endossimbioses micorrízicas arbusculares, que fixam nitrogênio e liberam fosfato. Cientistas descobriram o papel crucial do cálcio na modulação do hormônio do crescimento das plantas auxina. O cálcio pode ser liberado pelo núcleo do meristema apical da raiz - a região da raiz em crescimento.
• O cálcio participa de funções enzimáticas de maneira similar à do magnésio em processos de transferência do fosfato como, por exemplo, a enzima fosfolipase (A2). Ainda interfere nos processos de transcrição, ativação de genes e apoptose.
• O cálcio é o metal mais abundante no corpo humano, especialmente na forma de compostos como o carbonato de cálcio. De aproximadamente 1200 gramas de cálcio encontrados em um adulto, 1110 gramas estão nos tecidos ósseos. Os 90 gramas restantes são utilizados para diversas funções, tais como: atividades das membranas celulares, contrações musculares, impulsos nervosos, controle de acidez do sangue, divisão celular, controle hormonal e na coagulação sanguínea. Os íons de cálcio, enquanto ferramentas úteis à coagulação, são muito importantes na conversão de protrombina em trombina, e posteriormente o fibrinogênio em fibrina, a qual formará a malha fibrosa conhecida por coágulo.

História

• O cálcio, do latim calcium, foi isolado pela primeira vez em 1808, em uma forma impura, pelo químico britânico Humphry Davy mediante a eletrólise de uma amálgama de mercúrio (HgO) e cal (CaO). Davy misturou cal umedecida com óxido de mercúrio que colocou sobre uma lâmina de platina, o anodo, e submergiu uma parte de mercúrio no interior da pasta funcionando como catodo. Na eletrólise obteve uma amálgama que destilada originou um resíduo sólido facilmente oxidável. Davy não ficou convencido de que havia obtido cálcio puro. Posteriormente, Robert Bunsen em 1854 Algustos e Matthiessen em 1856 obtiveram o metal por eletrólise do cloreto de cálcio (CaCl2) e, Henri Moissan obteve o cálcio com uma pureza de 99% por eletrólise do iodeto de cálcio (CaI2).
• Muitos compostos contendo cálcio já eram conhecidos desde a antiguidade pelos indianos, egípcios, gregos e romanos. Os romanos já preparavam a cal, ou calx (óxido de cálcio, CaO) desde o século I; em 975 d.C., o gipso desidratado (gesso, CaSO4) já era citado na literatura da época para "engessar" pernas e braços quebrados; O gesso, como a cal, já era utilizado para alvenaria.

Abundância e Ocorrência

• É o quinto elemento em abundância na crosta terrestre (1,6% em massa) e cerca de 8% da crosta da Lua. Não é encontrado em estado nativo na natureza, estando sempre como constituinte de rochas ou minerais de grande interesse industrial, como as que apresentam em sua composição carbonatos (mármore, calcita, calcário e dolomita) e sulfatos (gipso, alabastro) a partir dos quais se obtêm a cal viva, o estuque, o cimento, etc. Outros minerais que o contêm são a fluorita (fluoreto), apatita (um fluorfosfato da cálcio) e granito (rochas silicatadas).
• Na forma pura, o cálcio se apresenta como um metal de baixa dureza, prateado, que reage facilmente com o oxigênio presente no ar e na água.
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• Pie de imagen: Conchas - ricas em cálcio

Ciclo bio-geoquímico

• O cálcio é naturalmente encontrado em forma de fosfatos ou carbonatos nas rochas, e fica, quando dissolvido por ação das águas das chuvas, disponível aos seres vivos, fazendo parte dos esqueletos, conchas, carapaças, paredes celulares das células vegetais, cascas calcárias de ovos, além de atuar em alguns processos fisiológicos, tais como a contração muscular e a coagulação do sangue nos vertebrados. No entanto, com a morte desses seres vivos, o cálcio é devolvido ao ambiente.
• Estudos recentes têm demonstrado que a queima de combustíveis fósseis, tais como o carvão e o petróleo, vem contribuindo cada vez mais para aumentar a acidez do oceanos. Esse processo liberta gás carbônico(CO2) na atmosfera, que, absorvido pela água, se transforma em ácido carbónico (H2CO3), alterando a dinâmica da hidrosfera.
• A ação desse ácido afeta diretamente o esqueleto calcário de muitos organismos aquáticos. Como consequência, os seres vivos, componentes da biosfera, sofrem perturbações e o equilíbrio das cadeias tróficas é quebrado.

Obtenção industrial e utilidades

• Atualmente, ele é obtido pela fusão da cal com alumínio metálico.
• Na indústria, o cálcio metálico é largamente utilizado para eliminar gases residuais em tubos de vácuo, entrando também como agente redutor na preparação de metais como tório, urânio, zircônio etc. É usado também como desoxigenador, dessulfurizador e descarbonizador de várias ligas metálicas; encontra usos como componente de ligas de alumínio, de berílio, de cobre, de chumbo, de magnésio, e outras. Os compostos de cálcio são usados na fabricação de uma enorme variedade de produtos que vai de tintas a fertilizantes.
• Em processos industriais como na curtição de couros e no refino do petróleo, utiliza-se o óxido de cálcio (CaO), sendo este último preparado pela decomposição térmica do carbonato de cálcio (CaCO3). Uma vez hidratado, o CaO forma a cal hidratada, cuja suspensão em água é muito usada como uma tinta branca de baixo custo para pintar paredes e meio-fio de ruas.

Nutrição

• O cálcio é essencial para a transmissão nervosa, coagulação do sangue e contração muscular; atua também na respiração celular, além de garantir uma boa formação e manutenção de ossos e dentes. Por sua presença na formação óssea o cálcio é um dos elementos mais abundantes no corpo humano. O cálcio está presente em vários alimentos como: o brócolis, o gergelim, o feijão branco, a chia, o grão-de-bico, soja, folhas escuras, entre outros.
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• Pie de imagen: Outros alimentos ricos em cálcio além do leite

Deficiência e Excesso

• Por ser essencial para o funcionamento do organismo, quando existe deficiência de cálcio na corrente sanguínea o corpo tende a repor a deficiência retirando cálcio dos ossos. A deficiência de cálcio pode levar a osteopenia e osteoporose, na qual os ossos se deterioram e há um aumento no risco de fraturas, especialmente nos ossos mais porosos.
• O excesso pode ocasionar as conhecidas "pedras" no rim, que são na verdade pequenos aglomerados de uma substância conhecida como oxalato de cálcio.
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Interação com alguns nutrientes

• Consumo excessivo de proteína estimula a eliminação de cálcio através da urina.
• O sódio se liga ao cálcio gerando um composto que não é absorvido pelo corpo. Pessoas com deficiência de cálcio devem evitar o consumo excessivo de sódio (encontrado no sal de cozinha e diversos alimentos industrializados).
• O ferro também se liga ao cálcio diminuindo a absorção.