KALKULASYON NG KALTSYUM: MGA KATANGIAN, YUGTO AT KAHALAGAHAN - CHEMISTRY - 2025

Ang siklo ng kaltsyum ay ang sirkulasyon at pag-iimbak sa Earth ng elementong ito, na sumasaklaw sa mga nabubuhay na nilalang, ang lithosfos at ang hydrosfera. Ito ay isang sedimentary na biogeochemical cycle kung saan ang calcium ay nag-ikot bilang isang alkaline na malambot na metal, na kulang sa isang yugto ng gas.

Ang yugto ng mas malawak na sirkulasyon ng calcium ay ang biological, dahil natupok ito ng mga nabubuhay na nilalang at ginamit sa kanilang mga istruktura at metabolismo. Kapag patay na ang mga nabubuhay na tao, ang calcium ay muling nabuong muli sa pisikal na kapaligiran bilang bahagi ng lupa at dagat.

Kaltsyum. Pinagmulan: Pumbaa (orihinal na gawa ni Greg Robson) / CC BY-SA 2.0 UK (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/uk/deed.en)

Mayroong maraming mga deposito ng mga shell at buto lalo na sa seabed at sa mahusay na mga lawa. Ang mga istrukturang ito ay naghalo sa mga sediment at sakop ng sunud-sunod na mga layer sa milyun-milyong taon.

Ang mas mababang mga layer ng mga sediment ay napapailalim sa mataas na presyur na bumubuo ng mga sedimentary na mga bato na pagkatapos ay nakalantad sa ibabaw dahil sa mga terrestrial na proseso ng geological. Ang mga nakalantad na mga bato ay napapailalim sa pag-iilaw at pagguho, na naglalabas ng calcium na isinama sa lupa o naligo.

Sa lupa ito ay hinihigop ng pangunahin ng mga ugat ng mga halaman at sa dagat sa pamamagitan ng phytoplankton at iba pang mga organismo. Ang kaltsyum ay ginagamit para sa iba't ibang mga istruktura at metabolic na mga layunin, halimbawa ang paggawa ng mga shell.

Mahalaga ang siklo ng kaltsyum dahil pinapayagan nitong magamit ang elementong ito sa iba't ibang yugto, na tinutupad ang iba't ibang mga pag-andar. Kaya, ang pagiging bahagi ng istraktura ng mga buhay na organismo, ay nakikilahok sa pagbuo ng terrestrial relief, kinokontrol ang pH ng mga soils at tubig at nagsisilbing hilaw na materyal para sa industriya ng tao.

Pangkalahatang katangian

- Ang calcium

Ang calcium (Ca) ay isang alkalina na malambot na lupa na malambot na metal na may bilang na 20 at atomic mass 40.078, na ang ordinaryong estado ay solid. Ang mga form na oxides na kumikilos bilang malakas na mga base, marahas na tumutugon kapag nakikipag-ugnay sa mga acid.

- Ang iyong ikot

Tinutupad ng kaltsyum ang isang sedimentary-type na biogeochemical cycle, dahil wala itong gas phase at ang pinakamalaking reserba ay nasa lithosphere. Ito ay malapit na nauugnay sa mga siklo ng carbon, tubig at posporus.

Ang pagguho ng bato

Ang siklo ay bubuo mula sa pag-uugnay sa panahon at pagguho ng mga calcareous na bato na naglalabas ng calcium na idineposito sa lupa. Gayundin, maaari itong hugasan na matunaw sa runoff water sa mga ilog, lawa at karagatan.

Kapag ang tubig sa ulan ay nakikipag-ugnay sa CO2 ng atmospheric, bumubuo ito ng H2CO3 na nagpapabagal sa apog na bato, naglalabas ng Ca2 + at HCO3-. Sa kabilang banda, ang CO2 na dinadala ng tubig-ulan ay nagbabago ng hindi matutunaw na carbonate sa natutunaw na bikarbonate.

Pagsipsip at paggamit ng mga nabubuhay na nilalang

Ang calcium (Ca2 +) sa lupa ay nasisipsip ng mga halaman at sa mga tubig ng tubig ng mga nabubuong organismo. Sa katawan, tinataglay ng calcium ang iba't ibang mga function na metabolic at kapag namatay ang mga organismo, bumalik ito sa pisikal na kapaligiran, dinala ng tubig ng runoff sa mga ilog, lawa at karagatan.

Pormasyon ng bato

Ang mga balangkas ng hayop (panloob at panlabas o mga shell) ay idineposito sa seabed bilang bahagi ng mga sediment. Ang mga layer ng sediment ay nasasakop at pinagsama sa milyun-milyong taon upang mabuo ang mga kalakal na bato.

Mga malalaking bato. Pinagmulan: Ferdous / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Kalaunan ang mga proseso ng diastrophic (bitak at paitaas na paggalaw ng crust ng lupa) ay naglantad sa mga bato sa ibabaw. Sa paraang ito ay sarado ang siklo, dahil ang mga bato ay muling pag-uugat ng panahon (pagkilos ng mga elemento ng klimatiko) at nahuhuli at napawi.

Mga yugto ng siklo ng calcium

Ang mga yugto na dumadaan sa calcium sa pag-iimbak at ikot ng sirkulasyon ay ibinibigay ng mga compartment kung saan nangyayari ang mga prosesong ito. Ito ang mga crust at bahagi ng mantle ng lupa (lithosphere), mga katawan ng tubig (hydrosphere) at mga nabubuhay na organismo.

- yugto ng heolohikal

Sa yugto ng heolohikal, na compartmentalized sa crust at mantle, kung saan matatagpuan ang pinakadakilang halaga ng imbakan ng calcium. Ang calcium ay ang ikalimang pinaka-sagana na elemento sa lithosphere, na bumubuo ng 3.5% ng crust ng lupa.

Natagpuan ito na bumubuo ng bahagi ng mga bato tulad ng apog, dolomite, marl at marmol, habang ang apog at dolomite ay bumubuo ng napakalaking mga saklaw ng bundok sa buong planeta. Sa parehong paraan, ito ay bahagi ng iba pang mga likas na compound tulad ng dyipsum at alabaster (calcium sulfate).

Sa mineral na form, nakuha ito bilang calcium carbonate (CaCO3) mula sa calcite, dolomite at iba pang mga form na mala-kristal tulad ng aragonite.

Limog

Ito ay isang napaka-sagana na uri ng sedimentary rock na nagmula sa mga sinaunang dagat o lacustrine deposit (lawa), na binubuo ng 99% calcium carbonate. Ang mga batong ito ay bumubuo ng pahalang na strata o nababalisa ng mga paggalaw ng diastrophic at ang kanilang pag-iilog ay nagbibigay ng pagtaas sa neutral sa mga pangunahing mga lupa (pH 7 o mas mataas), na mayaman sa calcium.

Dolomite

Binubuo ito ng isang sedimentary rock na nabuo sa mababaw na mga deposito ng dagat sa pamamagitan ng isang reaksyon ng pagpapalit ng kemikal. Sa kasong ito, ang magnesiyo ay nakikilahok sa pagbuo ng mineral, na bumubuo ng dolomite o calcium magnesium carbonate (CaMg (CO3) 2).

Margas

Ang mga ito ay sedimentary na mga bato na nabuo ng 1/3 hanggang 2/3 ng calcium carbonate at ang natitirang mga clays. Ang mga bato na ito ay nabubuhay sa mga tuyong lugar, dahil ang mga ito ay madaling kapitan sa pagguho ng tubig.

Marmol

Kung ang mga batong apog ay sumailalim sa mataas na temperatura at mga presyur sa malalim na mga layer ng crust ng lupa, nabuo ang marmol. Ito ay isang napaka-compact na metamorphic rock na may mataas na antas ng pagkikristal.

- yugto ng hayolohikal

Natutunaw ang kaltsyum sa mga ilog, lawa at karagatan bilang calcium chloride (na siyang pinaka-sagana na ion sa daluyan na ito) at calcium carbonate. Sa karagatan, ang calcium carbonate (CaCO3) ay matatag sa kailaliman ng mas mababa sa 4,500 m.

Ang kaltsyum sa daluyan na ito ay matatagpuan sa mga buhay na organismo at sa mga deposito ng apog sa seabed. Ito ang lalim na limitasyon ng kabayaran sa carbonate, pagkatapos nito ay natunaw ang CaCO3 at hindi bumubuo ng mga deposito ng apog.

- yugto ng biyolohikal

Ang paggalaw ng calcium mula sa lupa hanggang sa mga ugat. Mula sa xylem hanggang sa mga dahon ng halaman. Dhagerty / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Sa yugtong ito, ang siklo ng calcium ay umabot sa pinakadakilang sirkulasyon nito, na napakahalaga para sa mga nabubuhay na nilalang dahil bilang isang Ca2 + ion ito ay bahagi ng mga mekanismo ng palitan ng mga lamad ng cell. Sa kabilang banda, ito ay isang mahalagang sangkap ng mga buto, ngipin, egghell at shell.

Mga shells ng calcium sa bivalves. Pinagmulan: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bivalvia.jpg

Sa ganitong paraan, ang calcium ay kumakalat sa biosephos at kapag namatay ang mga organismo, bumalik ito sa mga sediment upang makabuo ng mga bagong bato sa paglipas ng panahon.

Ang tao

Ang isang natitirang elemento ng biological na yugto ng siklo ng calcium ay ang papel ng mga tao sa paggamit ng elementong ito bilang isang hilaw na materyal. Ang sangkap na ito ay nakuha, dinadala at ginagamit sa maraming dami sa iba't ibang paraan.

Sa bukas na mga minahan ng pit, ang apog ay kinuha upang magamit ito bilang isang elemento ng konstruksiyon o upang gilingin ito at gamitin ito bilang isang pang-industriya na hilaw na materyal. Ang mga shell ay ground din upang maghanda ng mga pataba at iba pang mga produkto.

Ang mga shell ng foraminifera at mollusks

Ang mga shell ng mga hayop na ito ay nabuo mula sa calcium carbonate, crystallized bilang calcite o aragonite. Ito ang dalawang mineral na anyo ng parehong komposisyon (CaCO3) ngunit naiiba ang pagkikristal.

Ang mga Mollusk ay bumubuo ng kanilang mga shell mula sa isang likidong anyo ng calcium na naitago ng mga dalubhasang mga cell. Ang panloob na layer ng shell ay ang nacre na nabuo ng mga aragonite crystals na halo-halong may protina na conchiolin.

Kahalagahan

Ang sirkulasyon ng kaltsyum, na bumubuo ng katangian ng siklo nito, ay kinakailangan upang magamit ang elementong ito sa mga nabubuhay na nilalang. Salamat sa mga proseso na naglalabas ng calcium mula sa mga bato at ginagawa itong paikot, umiiral ang buhay tulad ng alam natin.

- Mahalagang elemento para sa buhay

Mahalaga ang kaltsyum para sa buhay, dahil pareho itong isang istruktura at isang metabolic element. Sa istruktura, ito ay isang pangunahing bahagi sa pagsasaayos ng parehong panloob at panlabas na mga balangkas.

Sa mga hayop na bony, ang calcium ay pangunahing sangkap ng mga buto (panloob na balangkas), din ng ngipin. Sa foraminifera (mga nagpoprotesta) at mollusks (snails at bivalves) ito ang pangunahing sangkap para sa pagbuo ng panlabas na balangkas, iyon ay, ang mga shell.

Metabolismo

Ang calcium ay isang ahente ng transportasyon sa mga lamad ng cell, kaya may mahalagang papel ito sa metabolismo. Sa mga lamad ng cell mayroong mga kaltsyum na channel na nagbibigay-daan sa passive entry ng elementong ito sa mga cell.

Mga channel ng kaltsyum. Pinagmulan: Ulrich Förstermann - Elsevier GmbH / Public domain

Kinokontrol nito ang kaugnayan ng mga konsentrasyon ng kaltsyum sa pagitan ng loob at labas ng cell, pag-activate ng iba't ibang mga proseso ng metaboliko. Halimbawa, ang mga mekanismong ito ay mahalaga para sa paggana ng nerbiyos at muscular system at sa gayon ay gumaganap ng isang may-katuturang papel sa cardiac function.

- Pagkain at kalusugan

Mula sa pananaw ng tao, ginagawang posible ang siklo ng kaltsyum upang magamit ang elementong ito sa pagkain at kalusugan ng tao. Higit sa lahat ito ay mahalaga sa paggawa at paghahanda ng mga pagkain na pagawaan ng gatas para sa mga bata.

Katulad nito, ang ingestion para sa mga layunin ng panggamot ay ginagamit sa paggamot ng mga kakulangan sa kaltsyum tulad ng osteoporosis. Ang sakit na nagpapahina ng buto na ito ay lalong malubha sa mga matatandang tao, lalo na sa mga kababaihan.

- Ang mga perlas

Kapag sinalakay ng isang dayuhang katawan ang talaba, tinatakpan ito ng ina-ng-perlas at sa gayon ay nabuo ang isang perlas. Naabot ng perlas ang mataas na halaga sa merkado ng alahas sa buong mundo.

- Pang-industriyang hilaw na materyal

Ang Limestone ay industriyang ginagamit para sa iba't ibang mga layunin, halimbawa ang paggawa ng semento. Gayundin ang mga batong ito ay ginagamit nang direkta bilang isang materyales sa gusali, dahil sa kanilang madaling pag-ukit.

Bukod dito, ang calcium ay ginagamit bilang isang deoxidizer at pagbabawas ng ahente sa iba't ibang mga proseso, lalo na sa industriya ng metalurhiko.

Lime

Bilang quicklime, na tinatawag ding gusaling dayap, ang mga ito ay mga oxygen oxide na ginagamit bilang isang tagapagbalat at patong sa konstruksyon. Sa parehong paraan, ginagamit ito sa paggawa ng sabon, papel, baso, goma at sa pag-taning ng katad.

Gayundin, mayroon itong iba't ibang mga gamit sa industriya ng pagkain at sa paggamot sa tubig. Habang bilang slaked dayap o calcium hydroxide, ginagamit din ito sa industriya at agrikultura.

- Ang regulasyon ng pH sa lupa

Ang nilalaman ng calcium oxides sa lupa ay nakakaapekto sa regulasyon ng pH. Sa agrikultura mabilis ay ginagamit bilang isang susog na agrikultura upang mabawasan ang kaasiman ng mga lupa at din bilang isang pataba.

- Calcareous water o matigas na tubig

Kapag ang tubig ay umiikot sa mga kapaligiran na mayaman sa calcium at magnesium, natutunaw nito ang mga asing-gamot sa mga elementong ito at kilala bilang calcareous o hard water. Ang limitasyon ng kalidad ng tubig ay 120 mg CaCO3 / litro, sa itaas kung saan ang tubig ay itinuturing na matigas.

Ang tubig na may mataas na nilalaman ng calcium ay maaaring maging sanhi ng mga problema sa kalusugan, lalo na may kaugnayan sa cardiovascular system. Bilang karagdagan, ang matapang na tubig ay gumagawa ng mga deposito ng calcareous sa mga tubo na pumipigil sa sirkulasyon.

- Mga cafe at aquifers

Sa mga butil ng calcareous, ang pagguho ng hydric ay madalas na bumubuo ng mga sistema ng kuweba sa ilalim ng lupa na may kawili-wiling panloob na mga pagsasaayos. Kabilang sa mga ito, ang pagbuo ng mga stalactites at stalagmites ay nakatayo, dahil sa mga deposito ng calcium carbonate mula sa mga leaks sa mga bubong ng mga yungib na ito.

Ang mga sistemang calcareous na ito ay gumaganap din ng pag-filter ng function ng tubig sa lupa dahil sa porosity nito, na bumubuo ng mga aquifers.

Mga Sanggunian

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Ang encyclopedia ng ekolohiya at pamamahala sa kapaligiran.
2. Christopher R. at Fielding, CR (1993). Isang pagsusuri ng kamakailang pananaliksik sa fluvial sedimentology. Sedimentary Geology.
3. Margalef, R. (1974). Ekolohiya. Mga edisyon ng Omega.
4. Miller, G. at TYLER, JR (1992). Ekolohiya at Kapaligiran. Grupo ng Editorial Iberoamérica SA de CV
5. Odum, EP at Warrett, GW (2006). Mga pundasyon ng ekolohiya. Ikalimang edisyon. Thomson.