Toepassingsgebieden van calcium

Industrieel veld
Het wordt gebruikt om legeringen te maken met aluminium, koper en lood. Het wordt ook gebruikt als reductiemiddel voor beryllium, als deoxidatiemiddel voor legeringen en als dehydrogeneringsmiddel voor oliën.
Het wordt gebruikt als desoxidatiemiddel voor legeringen, als dehydraterend middel voor oliën, als reductiemiddel voor de metallurgie, als ontzwavelings- en ontkolingsmiddel voor ijzer en ferrolegeringen, en als gasvanger in elektronenbuizen.
Biologisch veld
Calcium wordt gebruikt als thermisch reductiemiddel bij hoge temperaturen voor de productie van metaalchroom, thorium, uranium, zeldzame aardelementen, zirkonium, magnetische materialen samarium-kobaltlegeringen, waterstofabsorberende materialen lanthaan-nikkellegeringen en titanium-nikkellegeringen uit oxiden en halogeniden. Ca-Si-legeringen worden aan staal toegevoegd om de vorming van carbiden te voorkomen. Lood-calciumlegeringen die 0,04% calcium bevatten, hebben een hoge hardheid en corrosieweerstand, en worden gebruikt als kabelmantels en acculoodplaten; het toevoegen van calcium aan aluminiumlegeringen kan de plasticiteit verbeteren. Calcium wordt ook gebruikt als deoxidatiemiddel voor het smelten van tinbrons, nikkel en staal, een ontgassingsmiddel in elektronenbuizen en televisiebeeldbuizen, een dehydraterend middel voor organische oplosmiddelen, een ontzwavelingsmiddel voor de raffinage van aardolie, een denitrificerend middel voor zuivere inerte gassen ( zoals helium), en de ontleding van geurige thiofenen en mercaptanen. Calciumfluoride wordt gebruikt als grondstof voor optisch glas, optische vezels en email, en als vloeimiddel. Calciumperoxide is een mild oxidatiemiddel, gebruikt als sterilisatie-, conserveermiddel en bleekmiddel, en wordt ook gebruikt als sneldrogend middel voor afdichtingslijm.
Mensen:
Calcium is een essentieel element voor organismen. Voor het menselijk lichaam zijn er eiwitten gebonden aan Ca2+ in spieren, zenuwen, lichaamsvloeistoffen en botten. Calcium is het belangrijkste anorganische bestanddeel van menselijke botten en tanden, en is ook een essentieel element voor zenuwoverdracht, spiercontractie, bloedstolling, hormoonafgifte en melkafscheiding. Calcium is goed voor ongeveer 1,4% van de menselijke lichaamsmassa en neemt deel aan de stofwisseling. Calcium moet elke dag worden aangevuld; onvoldoende of overmatig calcium in het menselijk lichaam zal de groei en gezondheid beïnvloeden.
Calcium is het meest voorkomende anorganische zoutelement in het menselijk lichaam. De totale hoeveelheid calcium bij een gezonde volwassene is ongeveer {{0}} gram, goed voor ongeveer 1,5%-2,0% van het lichaamsgewicht. 99% van het calcium bevindt zich in botten en tanden in de vorm van botzouten, en de rest wordt verdeeld in zachte weefsels. Calcium in extracellulaire vloeistof vertegenwoordigt slechts 0,1% van het totale calcium. Botten zijn de belangrijkste plaats waar calcium wordt afgezet en staan ​​daarom bekend als ‘calciumvoorraden’. Botcalcium bestaat hoofdzakelijk in twee vormen: amorf calciumwaterstoffosfaat (CaHPO4) en kristallijn hydroxyapatiet (3Ca3PO4×Ca(OH)2). De samenstelling en fysische en chemische eigenschappen veranderen voortdurend afhankelijk van de fysiologische of pathologische omstandigheden van het menselijk lichaam. Er zit meer calciumwaterstoffosfaat in nieuw bot dan in oud bot, en het verandert geleidelijk in hydroxyapatiet tijdens de botrijping. Botten behouden een dynamisch evenwicht tussen botcalcium en bloedcalcium door middel van continue osteogenese en osteolyse.
Onder normale omstandigheden bevindt bijna al het calcium in het bloed zich in het plasma. Onder invloed van verschillende calciumregulerende hormonen is het calciumgehalte in het bloed relatief constant op 2,25-2,75 mmol/l. Bij kinderen is deze iets hoger en ligt vaak op de bovengrens. Calcium komt op de volgende manieren voor in plasma en extracellulaire vloeistof: (1) Eiwitgebonden calcium. Het is goed voor ongeveer 40% van het totale calciumgehalte in het bloed. (2) Diffundeerbaar gebonden calcium. Calcium gebonden aan organische zuren, zoals calciumcitraat, calciumlactaat en calciumfosfaat, kan door biologische membranen diffunderen en is verantwoordelijk voor ongeveer 13%. (3) Serumvrij calcium. Dat wil zeggen geïoniseerd calcium (Ca), dat voortdurend wordt uitgewisseld met de bovengenoemde twee soorten calcium en zich in dynamisch evenwicht bevindt. De inhoud ervan is gerelateerd aan de pH van het bloed. Wanneer de pH daalt, neemt [Ca] toe, neemt de pH toe en neemt het geïoniseerde calcium af. In het normale fysiologische pH-bereik is geïoniseerd calcium verantwoordelijk voor ongeveer 47%. Van de drie soorten calcium in het bloed heeft alleen geïoniseerd calcium een ​​direct fysiologisch effect. Hormonen reguleren ook geïoniseerd calcium en worden gereguleerd door de feedback van geïoniseerde calciumniveaus.
De intracellulaire geïoniseerde calciumconcentratie is veel lager dan de extracellulaire geïoniseerde calciumconcentratie. Extracellulair geïoniseerd calcium is het opslagreservoir van intracellulair geïoniseerd calcium. Calcium bestaat in drie vormen in de cellen: opgeslagen calcium, gebonden calcium en vrij calcium. Ongeveer 80% van het calcium wordt opgeslagen in organellen (zoals mitochondriën, sarcoplasmatisch reticulum, endoplasmatisch reticulum, enz.). Calcium in verschillende organellen diffundeert niet vrij met elkaar. 10% tot 20% van het calcium wordt verdeeld in het cytoplasma, gebonden aan oplosbare eiwitten en membraanoppervlakken, terwijl vrij calcium slechts 0,1% voor zijn rekening neemt.