Calcium (Ca)

Wir begegnen dem Element Calcium täglich in den verschiedensten Formen. Es ist ein Hauptbestandteil unserer Knochen und Zähne, steckt in Kalksteingebäuden und Zahnpasta. Calcium ist eines der wichtigsten Elemente der Erde. Es hat sogar unseren Wortschatz beeinflusst: Wusstest du, dass im Wort kalkulieren (rechnen) das Wort Kalk steckt?

Milchprodukte enthalten Calcium

Milchprodukte enthalten Calcium, das der Mensch zum Knochenaufbau benötigt. Bild: Indigo Fish/Shutterstock.com

Calcium – die deutsche Schreibweise ist Kalzium – findet sich in der Natur hauptsächlich in Form von Calciumkarbonat in Felsen und Mineralien von ganz unterschiedlicher Struktur. In seiner reinen, kristallisierten Form bildet das Calciumkarbonat wunderschöne, transparente Kristalle, die man Kalkspat oder auch Islandspat nennt.

Kalkspat - auch Calcit genannt

Kalkspat - auch Calcit genannt - ist für gewöhnlich von durchsichtiger bis milchig weisser Farbe. Bild: Rob Lavinsky/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Sehr kleine, fein zusammengeballte Kalkspatkristalle formen ein bekanntes Gestein: den Marmor. Nicht nur Bildhauer schätzen Marmor, weil er in wunderschönen Mustern vorkommt und mit Eisenwerkzeugen leicht bearbeitet werden kann. Seit Jahrtausenden werden mit Marmor Böden gefliest und Säulen gebaut.

Calcium in der Kreide

In poröser Form bezeichnet man Calciumkarbonat als Kreide. Weisses Pigment in der Malerei, weisses Papier, weisses Wachs, aber auch Zahnpasta oder eben die Kreide für die Schultafel enthalten diese Form des Calciums. Und nicht nur tote Materie enthält Calciumkarbonat. Eierschalen, Schneckenhäuser und Muschelschalen besteht ebenfalls aus Calciumkarbonat, das durch organische Sekrete zusammengehalten wird.

Gut kalkuliert

Durch Verunreinigungen kann Calcit auch rosa, rot, gelb, blau, braun, schwarz oder grün erscheinen

Durch Verunreinigungen kann Calcit auch rosa, rot, gelb, blau, braun, schwarz oder grün erscheinen. Bild: Jarno/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Und Kalk? Kalkstein ist verunreinigtes Calciumkarbonat. Es ist Hauptbestandteil des Jura und der Voralpen. Geht man in Tropfsteinhöhlen, findet man auch dort den Kalkstein. Durch das langsame Verdunsten des kalkhaltigen Wassers, das von der Decke einer Höhle tropft, entstehen die wundersam geformten Stalaktiten und Stalagmiten.

Und was hat Kalk nun mit kalkulieren zu tun? Bereits vor Tausenden von Jahren verwendeten die Menschen calciumhaltiges Gestein. Die Römer beispielsweise nutzten Marmor und Kalk nicht nur zum Bauen, sie verwendeten auch kleine Kiesel aus Kalkstein um zu zählen. Die Wörter „Kalk“ und „Kalkulation“ (Berechnung) haben daher denselben Ursprung!

Kalk in der Wand und im Wasser

Kalkstein verwendet man noch heute, um Häuser zu bauen. Doch der Regen setzt solchen Gebäuden zu, denn Kalkstein löst sich leicht in saurem Regenwasser auf. Die Säure verwandelt das Karbonat in das Gas Kohlendioxid und lässt poröse und angegriffene Hauswände zurück.

In der Hauswand ist der Kalkstein willkommen, im Waschwasser dagegen nicht. Stark kalkhaltiges Wasser wird „hart“ genannt, und es ist schwierig, damit Seife aufzuschäumen. Die Seife verbindet sich mit dem Calcium im Wasser und flockt aus. Dadurch gehen ihre Wascheigenschaften verloren. Als Konsequenz muss man beim Waschen mit hartem Wasser mehr Waschmittel verwenden.

Auch in Zement und Beton steckt Calcium. Wenn man Calciumkarbonat mit Sand (oder Silikat, SiO2) vermischt, bildet sich nicht Kalk, sondern Zement (Calciumsilikat, CaSiO3). Der mit Wasser vermischte Zement härtet in einigen Stunden aus und bildet Beton. Calcium findet sich also fast überall, wo gebaut wird. Auch in Gips, das als Form von Stuck oder Wandplatten verbaut wird, ist Calcium enthalten, und zwar als hydratisiertes Calciumsulfat (CaSO4•2H2O).

Calcium in Zähnen und Knochen

Auch unser Körper enthält viel Calcium, er benötigt dieses insbesondere für den Aufbau von Knochen und Zähnen. Diese bestehen nämlich aus einer Calciumverbindung, dem basischen Calciumphosphat Ca5(OH)(PO4) 3, das man auch Hydroxyapatit nennt.

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch

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