El calci (Ca) és un element químic molt important en els processos biològics com els fenòmens geològics.
Aquest element pertany al Grup 2 de la taula periòdica, conegut com els metalls alcalinoterris, i està en el període 4. La seva importància rau en el paper essencial en la biologia, la química i la indústria.
En aquest article abordem les característiques principals d'aquest element químic: la seva presència a la taula periòdica dels elements i les seves propietats físiques i químiques.
El calci a la taula periòdica
El calci té el símbol Ca i el nombre atòmic 20, cosa que significa que el seu nucli conté 20 protons. La seva configuració electrònica és [Ar] 4s², indicant que té dos electrons a la seva capa més externa, els quals són responsables de la seva alta reactivitat química.
Com a part dels metalls alcalinoterris, comparteix propietats comunes amb altres elements del seu grup, com ara el magnesi (Mg) i l'estronci (Sr).
El calci és un metall, i encara que poques vegades el trobem en la seva forma elemental a la natura a causa de la seva alta reactivitat, està àmpliament distribuït en forma de compostos, com el carbonat de calci (CaCO₃) i el sulfat de calci (CaSO₄).
Propietats físiques del calci
El calci és un metall platejat o grisenc, d'aspecte brillant quan està acabat de tallar. No obstant això, en exposar-se a l'aire, perd ràpidament la seva brillantor a causa de la formació d'una fina capa d'òxid de calci a la superfície, cosa que el protegeix d'una oxidació més profunda.
Algunes de les seves propietats físiques més rellevants inclouen:
- Punt de fusió: 842 °C
- Punt d'ebullició: 1484 °C
- Densitat: 1,55 g/cm³ (menys dens que altres metalls com el ferro o el coure).
- Mal·leabilitat i ductilitat: És relativament mal·leable, el que significa que pot ser treballat en làmines fines, encara que és menys dúctil que altres metalls més tous.
- Conductivitat: El calci és un bon conductor de l'electricitat i la calor, cosa que és característica dels metalls.
Aquestes propietats físiques fan que el calci sigui útil en aplicacions industrials específiques, com a la metal·lúrgia, on s'utilitza com a agent reductor per extreure altres metalls, com l'urani i el tori.
Propietats químiques del calci
El calci és un element químicament actiu. A causa dels seus dos electrons a la capa més externa (capa s), tendeix a perdre aquests electrons amb facilitat, formant el ion Ca²⁺ , que és altament estable. Tot seguit, descrivim algunes de les seves propietats químiques més notables:
Reactivitat amb l'oxigen
El calci reacciona ràpidament amb l'oxigen de l'aire per formar òxid de calci (CaO) , també conegut com a cal viva.
Aquesta reacció ocorre de manera espontània, encara que no tan violenta com en el cas dels metalls alcalins del Grup 1. La reacció es pot representar de la manera següent:
2Ca+O₂→2CaO
Reactivitat amb laigua
El calci reacciona amb l'aigua, alliberant gas hidrogen i formant hidròxid de calci (Ca(OH)₂) , una substància alcalina:
Ca+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂↑
Encara que aquesta reacció no és tan violenta com la dels metalls alcalins, produeix bombolles de gas hidrogen visibles, cosa que demostra el seu caràcter reactiu.
Reactivitat amb àcids
El calci reacciona vigorosament amb àcids per alliberar gas hidrogen i formar sals. Per exemple, amb àcid clorhídric (HCl), produeix clorur de calci (CaCl₂):
Ca+2HCl→CaCl₂+H₂↑
Formació de compostos
El calci forma una varietat de compostos importants, com ara:
- Carbonat de calci (CaCO₃): Component principal de les roques calcàries, marbre i petxines marines.
- Sulfat de calci (CaSO₄): Present al guix.
- Clorur de calci (CaCl₂): Utilitzat per desgelar carreteres.
Aquests compostos són crucials tant en processos industrials com a la natura.