Cálcio (Ca)

Principais propriedades

O cálcio é um metal prateado, relativamente mole e leve, que se oxida rapidamente ao ar e reage com a água, ainda que de modo menos violento que os metais alcalinos. Praticamente todos os seus compostos apresentam o estado de oxidação +2.

A química do elemento é dominada pela baixa solubilidade do carbonato e do sulfato de cálcio e pela solubilidade elevada do cloreto, contraste que explica desde a formação de estalactites até a dureza da água encanada. Em ensaios de chama, produz coloração alaranjada.

Ocorrência na natureza

Responde por cerca de 3,6% da massa da crosta terrestre. Aparece como carbonato no calcário, no mármore e na calcita, como sulfato no gesso e na anidrita, e como fosfato na apatita. Boa parte do calcário do planeta tem origem biológica, formado pelo acúmulo de conchas e esqueletos ao longo de eras geológicas.

Processo de obtenção

O metal é obtido por eletrólise de cloreto de cálcio fundido ou por redução do óxido em fornos sob vácuo, mas o volume produzido é pequeno diante do uso dos compostos. Estes vêm diretamente da extração de calcário e gesso, e a calcinação do calcário fornece a cal, um dos produtos químicos mais antigos e mais consumidos do mundo.

Aplicações

O calcário é matéria-prima do cimento, corretivo de acidez de solos e fundente na siderurgia. A cal atua no tratamento de água e de efluentes, na construção e na indústria do papel; o gesso está em placas, revestimentos e imobilizações ortopédicas. O carbonato serve de carga em plásticos, tintas e papel e é base de antiácidos e suplementos. O metal encontra uso como agente redutor na obtenção de outros metais e como desoxidante em ligas.

Importância biológica

Cerca de 99% do cálcio do corpo humano está nos ossos e dentes, na forma de um fosfato que confere rigidez ao esqueleto. O restante, dissolvido nos fluidos, comanda a contração muscular, a coagulação do sangue, a liberação de hormônios e a comunicação entre células, com concentração controlada de modo estreito por hormônios e pela vitamina D. Leite, queijos, vegetais verde-escuros e sardinha estão entre as fontes alimentares, e a carência prolongada contribui para a osteoporose.

Riscos e precauções

O metal reage com a água e com a umidade, gerando calor e hidrogênio, e queima quando em pó fino, o que restringe seu manuseio ao ambiente industrial. A cal virgem é fortemente cáustica, provoca queimaduras na pele e nos olhos e libera calor ao contato com a água, sendo um dos produtos que mais causam acidentes em obras. Suplementos de cálcio em excesso podem favorecer cálculos renais. Siga a ficha de informações de segurança e a orientação de profissionais habilitados.

História da descoberta

Compostos de cálcio como a cal são usados na construção há milhares de anos, mas o elemento só foi isolado em 1808 por Humphry Davy, que recorreu à eletrólise para separar o metal de seus compostos. O feito integrou a série de descobertas que Davy realizou em poucos anos e confirmou que substâncias antes tidas como elementares eram, na verdade, óxidos.

Origem do nome

Do latim calx, calcis, cal ou pedra calcária, material que os romanos já produziam em fornos e empregavam em argamassas. A mesma raiz aparece em palavras como calcário e caliça.

Isótopos relevantes

⁴⁰Ca (cerca de 96,9%), ⁴⁴Ca (cerca de 2,1%) e outros isótopos em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Cavernas, estalactites e estalagmites resultam da dissolução e da nova deposição de carbonato de cálcio pela água.
• O concreto, material mais utilizado pela humanidade depois da água, depende de compostos de cálcio.
• Corais e conchas constroem suas estruturas com carbonato de cálcio retirado da água do mar.