۱۰ حقیقت شگفت‌انگیز درباره کلسیم: از استخوان‌ها تا کاربردهای صنعتی!
کلسیم یکی از عناصر ضروری برای ادامه حیات است. شناخت این عنصر و نقشی که در بدن ایفا می‌کند، اهمیت زیادی دارد. در ادامه، با حقایق جالب و کاربردی درباره عنصر کلسیم آشنا می‌شویم.
حقایق کلیدی درباره کلسیم
- نام عنصر: کلسیم
- نماد شیمیایی: Ca
- عدد اتمی: 20
- جرم اتمی استاندارد: 40.078
- کاشف: سِر همفری دیوی
- دسته‌بندی: فلز قلیایی خاکی
- حالت فیزیکی: جامد فلزی
-
شناسنامه کلسیم در جدول تناوبی
کلسیم با عدد اتمی 20 در جدول تناوبی عناصر قرار دارد، به این معنی که هر اتم کلسیم 20 پروتون دارد. نماد شیمیایی آن Ca و جرم اتمی آن 40.078 است. کلسیم به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، اما می‌توان آن را به صورت فلز قلیایی خاکی نقره‌ای-سفید نرم خالص‌سازی کرد. از آنجا که فلزات قلیایی خاکی واکنش‌پذیر هستند، کلسیم خالص معمولاً به دلیل لایه اکسیدی که به سرعت در اثر قرار گرفتن در معرض هوا یا آب بر روی فلز تشکیل می‌شود، سفید یا خاکستری کدر به نظر می‌رسد. این فلز خالص را می‌توان با چاقوی فولادی برید.
-
فراوانی کلسیم در طبیعت
کلسیم پنجمین عنصر فراوان در پوسته زمین است و حدود 3 درصد از اقیانوس‌ها و خاک را تشکیل می‌دهد. فقط آهن و آلومینیوم از کلسیم فراوان‌تر هستند. کلسیم در ماه نیز به وفور یافت می‌شود. در منظومه شمسی، کلسیم حدود 70 قسمت در میلیون وزنی را تشکیل می‌دهد. کلسیم طبیعی مخلوطی از شش ایزوتوپ است که فراوان‌ترین آنها (97 درصد) کلسیم-40 است.
-
نقش حیاتی کلسیم در بدن
کلسیم برای تغذیه حیوانات و گیاهان ضروری است. این عنصر در بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی، از جمله ساخت سیستم اسکلتی، پیام‌رسانی سلولی و تعدیل عملکرد عضلات نقش دارد. کلسیم فراوان‌ترین فلز در بدن انسان است و بیشتر در استخوان‌ها و دندان‌ها یافت می‌شود. اگر تمام کلسیم موجود در بدن یک فرد بالغ متوسط را استخراج کنید، حدود 1 کیلوگرم فلز کلسیم خواهید داشت. همچنین، کلسیم به شکل کربنات کلسیم توسط حلزون‌ها و صدف‌ها برای ساختن پوسته استفاده می‌شود.
-
منابع غذایی کلسیم
محصولات لبنی و غلات منابع اصلی کلسیم در رژیم غذایی هستند و حدود سه چهارم از مصرف کلسیم را تشکیل می‌دهند. سایر منابع کلسیم شامل غذاهای غنی از پروتئین، سبزیجات و میوه‌ها هستند. برای جذب بهتر کلسیم، مصرف غذاهایی مانند شیر، ماست، پنیر و کلم بروکلی توصیه می‌شود.
-
نقش ویتامین D در جذب کلسیم
ویتامین D برای جذب کلسیم توسط بدن انسان ضروری است. ویتامین D به هورمونی تبدیل می‌شود که باعث تولید پروتئین‌های روده‌ای مسئول جذب کلسیم می‌شود. کمبود ویتامین D می‌تواند منجر به کاهش جذب کلسیم و در نتیجه، مشکلاتی مانند پوکی استخوان شود.
-
مصرف مکمل کلسیم: موافقان و مخالفان
مصرف مکمل‌های کلسیم موضوعی بحث‌برانگیز است. در حالی که کلسیم و ترکیبات آن سمی در نظر گرفته نمی‌شوند، مصرف بیش از حد مکمل‌های غذایی کربنات کلسیم یا آنتی‌اسیدها می‌تواند باعث سندرم شیر-قلیایی شود که با هیپرکلسمی (افزایش سطح کلسیم در خون) مرتبط است و گاهی اوقات منجر به نارسایی کلیوی مرگبار می‌شود. مصرف بیش از حد حدود 10 گرم کربنات کلسیم در روز است، اگرچه علائم با مصرف کم‌تر از 2.5 گرم کربنات کلسیم در روز نیز گزارش شده است. مصرف بیش از حد کلسیم با تشکیل سنگ کلیه و کلسیفیکاسیون شریان‌ها مرتبط است. بنابراین، قبل از مصرف مکمل‌های کلسیم، مشورت با پزشک متخصص ضروری است.
-
کاربردهای صنعتی کلسیم
کلسیم در ساخت سیمان، تولید پنیر، حذف ناخالصی‌های غیرفلزی از آلیاژها و به عنوان یک عامل کاهنده در تهیه سایر فلزات استفاده می‌شود. رومیان باستان از حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) برای تولید اکسید کلسیم استفاده می‌کردند. اکسید کلسیم با آب مخلوط می‌شد تا سیمان ساخته شود و سپس با سنگ‌ها مخلوط می‌شد تا قنات‌ها، آمفی‌تئاترها و سایر سازه‌هایی که تا به امروز باقی مانده‌اند ساخته شوند.
-
خطرات کار با کلسیم خالص
فلز کلسیم خالص به شدت و گاهی به صورت انفجاری با آب و اسیدها واکنش می‌دهد. این واکنش گرمازا است. لمس فلز کلسیم می‌تواند باعث تحریک یا حتی سوختگی شیمیایی شود. بلعیدن فلز کلسیم می‌تواند کشنده باشد.
-
ریشه‌شناسی نام کلسیم
نام عنصر "کلسیم" از کلمه لاتین "calcis" یا "calx" به معنی "آهک" گرفته شده است. علاوه بر وجود در آهک (کربنات کلسیم)، کلسیم در مواد معدنی گچ (سولفات کلسیم) و فلوریت (فلوراید کلسیم) نیز یافت می‌شود.
-
تاریخچه کشف کلسیم
کلسیم از قرن اول پس از میلاد شناخته شده بود، زمانی که رومیان باستان از اکسید کلسیم آهک تهیه می‌کردند. ترکیبات طبیعی کلسیم به راحتی در دسترس هستند و به شکل رسوبات کربنات کلسیم، سنگ آهک، گچ، مرمر، دولومیت، گچ، فلوریت و آپاتیت یافت می‌شوند.
-
کاشف کلسیم
اگرچه کلسیم هزاران سال است که شناخته شده است، اما تا سال 1808 توسط سِر همفری دیوی انگلیسی به عنوان یک عنصر خالص‌سازی نشد. بنابراین، دیوی به عنوان کاشف کلسیم شناخته می‌شود.
- جدول تناوبی
- شیمی
- علم
