Ca/Calcium

Toepassingen

Kunstmest

Calcium is een belangrijk mineraal. Bij een tekort kan het gemakkelijk worden aangevuld. Meestal gebeurt dat in combinatie met andere gewenste meststoffen. Als kunstmest worden onder meer de volgende calcium­ verbin­din­gen ge­bruikt:

• Kalksalpeter of norgesalpeter Ca(NO₃)₂
• Superfosfaat, een mengsel van Ca₃(PO₄)₂ en CaSO₄

Strooizout

Strooizout ter bestrijding van de gladheid op de wegen bestaat vaak uit calciumchloride. Het is een restproduct van de bereiding van soda (zie element 11 – Natrium)

Krijt

Met ‘natuurlijk’ krijt (calciumcarbonaat, CaCO₃) kun je prima op een schoolbord schrijven. Vroeger gebeurde dat ook. Tegenwoordig gebruiken docenten ‘stofvrij’ krijt (anti-dust), gemaakt uit gips (calciumsulfaat, CaSO₄).

Gips

Gips vindt toepassing in de bouw, de geneeskunde en in de creatieve sector, onder andere bij het maken van beeldjes en beelden. Het bestaat voornamelijk uit calciumsulfaat, dat relatief veel kristalwater kan bevatten. Dat zijn watermoleculen opgenomen in het kristalrooster van de vaste stof.

Het kristalwater is grotendeels te verwijderen door verhitting tot 130 – 160 °C:

${\mathrm{CaSO}}_4.2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to {\mathrm{CaSO}}_4.½{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Wanneer aan dit poedervormige gips water wordt toegevoegd ontstaat een gemakkelijk te verwerken en bewerken gladde massa. Denk bijvoorbeeld aan stucwerk en het gipsen van een gebroken been. Deze massa hardt na verloop van tijd uit doordat het aanwezige water weer als kristalwater door het gips wordt opgenomen. Het ‘vloeibare’ water ‘verdwijnt’ daarmee en er blijft alleen vaste stof over.

Bereiding van metalen

Om belangrijke metalen als thorium, zirkonium, uranium en vanadium in zuivere vorm in handen te krijgen gebruikt men calcium als ‘reductiemiddel’. Een voorbeeld:

${\mathrm{UF}}_4 + 2 \mathrm{Ca} \to \mathrm{U} + 2 {\mathrm{CaF}}_2$

Calcium is verder in de metallurgie zeer belangrijk voor de bereiding van hoogwaardige producten, aangezien het kan binden met de veel voorkomende verontreinigingen zuurstof en zwavel.

Accu

De elektrodeplaten in de loodaccu bestaan uit een lood-antimoonle­gering met 0,1 % calcium. Dit maakt gesloten accucellen mogelijk, waardoor de levensduur omhoog gaat en de onderhoudsbehoefte omlaag.

Cement

Cement is één van de belangrijkste stoffen in de bouwwe­reld. Het is bekend als ‘lijmmiddel’ bij het metse­len van (bak)stenen en wordt gebruikt bij het aanmaken van beton.

De bekendste Nederlands cementfabriek staat in Zuid Limburg. Tot 2018 mag die nog krijtsteen (ook wel aangeduid als ‘mergel’) winnen uit de St. Pietersberg. Het krijt bestaat voornamelijk uit calciumcarbonaat (Ca­CO₃) en dient als grondstof voor het zogenaamde Portlandcement, samen met klei- of leemachtig materiaal (met silicium- en aluminiumoxiden) en ijzeroxide-hou­dend materiaal. Na mengen, malen en drogen wordt het geheel zeer sterk verhit. Het resultaat is het zogenaamde ‘klinker’ dat voornamelijk uit calcium­silicaat (CaSiO₃) en calcium­alumi­naat Ca₃(AlO₃)₂ bestaat. Dit wordt vervolgens samen met enkele toeslagstoffen zoals gips zeer fijn gemalen tot cementpoeder.

Het poeder dient als bindmiddel in de metselspecie die verder nog zand en water bevat. Het water brengt hydratatiereacties in het cement op gang, waardoor de specie uithardt. Bijzonder is dat deze reactie nauwelijks wordt beïnvloedt door de hoeveelheid water: Portlandcement hardt ook uit bij voortdurende regenval en zelfs onder water.

Vulstof voor papier en verf

Krijt, toegevoegd aan een cellulosebrij, maakt het oppervlak van papier glad. Het zorgt er tevens voor dat het papier wat steviger aanvoelt en helder wit is. Ook gips en calciumsilicaat worden hiervoor gebruikt.

Krijt wordt ook als vulmiddel toegevoegd aan verf (ter verbetering van de helderheid en het dekkend vermogen), inkt, kunststof en mastiek (dakbedekking).

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

• Batterij-elektroden
• Gasvanger in hoogvacuümbuis
• Ontzwaveling van aardolie
• Vuursteen (legering met o.a. Ce)
• Zuivering van edelgassen

In verbindingen