Elemento Cálcio

O elemento químico cálcio é de extrema importância para o homem, para a indústria e para o planeta como um todo.

 

Na tabela periódica, é classificado como um elemento químico metal, pertencente à família dos alcalinos terrosos e localizado no grupo 2 A. Isso significa que, apesar de ser um metal, possui baixa dureza, sendo maleável.

Trata-se de um elemento denominado pela sigla Ca, de número atômico 20, isto é, possui 20 prótons e 20 elétrons, e massa atômica de 40 u.

Na superfície terrestre, é o quinto elemento mais abundante, corresponde a 3,6% de massa. Na lua, satélite da Terra, sua concentração é maior, correspondendo a 8% de massa. Naturalmente, esse elemento é difícil de ser encontrado na forma pura. É um metal prateado altamente reagente com o oxigênio, e por isso quando entra em contato com o oxigênio presente na atmosfera terrestre dá origem ao óxido de cálcio:

2Ca O2 >>> 2CaO

Quando esse óxido de cálcio é hidratado, forma a base do hidróxido de cálcio, cuja reação é dada pela seguinte fórmula:

CaO H2O >>> Ca(OH)2

Apesar de ser utilizá na forma de cal desde a Antiguidade por meio do uso de cal na sociedade romana, esse elemento foi isolado pela primeira vez somente em 1808, por meio da eletólise do cal em mercúrio, dando origem à amálgama de cálcio.

Está presente em uma série de elementos presentes na paisagem natural, tendo grande importância para a indústria, como será visto mais adiante.

Processo de produção

Apesar de ser um dos elementos mais abundantes na superfície terrestre, o cálcio não é encontrado em sua forma pura, se encontrando presente em minerais como o calcário (carbonato de cálcio, CaCO3), a fluorita (fluoreto de cálcio, CaF2), a gibsita (sulfato de cálcio hidratado, CaSO4.2H2O) e a apatita (fluorfosfato ou cloro fosfato de cálcio) e outros.

Assim, para que possa ser empregado para qualquer fim que seja, é necessário que haja um processo de produção ou separação do elemento presente nos minerais.

Quando essa produção ocorre em larga escala, é utilizada a eletrólise – decomposição de determinada substâncias por meio da passagem de corrente elétrica por determinado meio aquoso – do cloreto fundido, sendo que o fluoreto de cálcio é empregado para diminuir o ponto de fusão do cloreto.

Uma das maiores vantagens da utilização da eletrólise é que é capaz de assegurar uma pureza de aproximadamente 98,6%, valor que pode ser aumentado para até 99,5% se posteriormente for utilizada a sublimação – purificação da mistura por meio de seu aquecimento até que ela vaporiza e se concentrem em uma superfície fria colocada logo acima, fazendo com que as impurezas fiquem concentradas no recipiente original.

Quando produzido em larga escala, o cloreto é obtido por meio da reação do carbonato com o ácido clorídrico, conforme explicitado abaixo:
CaCO3 2HCl ® CaCl2 H2O CO2.

No entanto, quando se objetiva obter o cálcio em pequena escala, é mais simples produzi-lo por meio da reação com o cloreto de sódio:
CaCl2 2Na ® Ca 2NaCl.

Aplicações

Como o elemento cálcio é na realidade um metal, ele é amplamente utilizado na condução de diversos outros metais, a exemplo do zircônio, e na remoção de carbono, óxidos e enxofre ligados a uma série de ligas, quer sejam ferrosas ou não ferrosas. Além disso, também é utilizado para a remoção de gases residuais acumulados em válvulas eletrônicas.

No entanto, uma de suas mais importantes aplicações é como componente de ligas metálicas, como quando combinado com magnésio, berílio, cobre, chumbo e alumínio.

O CaO (óxido de cálcio, ou popularmente o cal) possui grande importância para a indústria de construção civil, pois é matéria-prima para a fabricação de cerâmicas utilizadas como piso e de argamassa, fundamental para a instalação de diferentes tipo de piso.

Quando o cálcio é retirado do calcário, é componente do cimento do tipo Portland. Já quando é extraído da gipsita serve para a fabricação de gesso, que nada mais é que a substância cozida em baixa temperatura.

Na paisagem natural, o carbonato de cálcio (CaCO3), elemento solúvel em água e com dióxido de carbono em sua composição, é responsável por moldar a água, formando as impressionantes estalactites e estalagmites.

Além disso, também é empregado na indústria farmacêutica por meio do fosfato de tricálcio (Ca3(PO4)2), presente na composição de cremes dentais como elemento de polimento, nos medicamentos para reposição de cálcio nos ossos e mesmo nos antiácidos.

Por sua vez, o sulfato de cálcio (CaSO3.2H2O) na indústria têxtil e de celulose, pois possui propriedade desinfetante, permitindo clarear e tirar impureza de tecidos diversos e papéis de escola e escritório.

Na indústria pesada, isto é, de transformação, o mineral dolomita, que consiste no carbonato duplo de cálcio e magnésio (CaMg(CO3)2)), é utilizado como fluxo em siderurgia. Já o metassilicato de cálcio (CaSiO3), conhecido como mineral wollastonita, é empregado como isolante elétrico e revestimento dos eletrodos de solda, além de também ser composto da fabricação de certos tipos de plásticos e tintas.

Assim, diante de tudo isso, pode-se concluir que o elemento cálcio é de extrema importância, tanto para o corpo humano, quanto para a paisagem natural e para a indústria como um todo.