Home » ശാസ്ത്രപരിപാടികൾ » ആവർത്തനപ്പട്ടിക 150 വർഷം » കാൽസ്യം  – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

കാൽസ്യം  – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ലിയാഖത്ത് എഫ്.എം.

അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസർ ഗവകോളേജ് മടപ്പള്ളി

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. ഇന്ന് കാൽസ്യത്തെ പരിചയപ്പടാം.

വർത്തന പട്ടികയിലെ ആൽക്കലൈൻ-എർത്ത് ( ഗ്രൂപ്പ് 2 ) ലോഹങ്ങളിലൊന്നായ കാൽസ്യം (Ca),  മനുഷ്യ ശരീരത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാണുന്ന ലോഹ മൂലകവും ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ അഞ്ചാമത്തെ മൂലകവുമാണ്. കാൽസ്യത്തിന്റെ അറ്റോമിക് നമ്പർ 20 ആണ്. മറ്റു കുടുബാംഗങ്ങൾ ബെറിലിയം, മഗ്നീഷ്യം, സ്ട്രോന്ഷ്യo, ബേരിയം, റേഡിയം എന്നിവയാണ്. കാൽസ്യം പ്രകൃതിയിൽ സ്വാതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ കാണപ്പെടുന്നില്ല.

ചരിത്രം

ഭൂമിയിലെ മറ്റ് പല മൂലകങ്ങളെയും പോലെ, കാൽസ്യം  ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളായി ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. പണ്ടുകാലം മുതലേ മനുഷ്യൻ സിമെന്റ്  ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. കാൽസ്യം സംയുക്തത്തിന്റെ  രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ട ഉപയോഗം വരുന്നത്  റോമൻ കാലഘട്ടത്തിലായിരുന്നു. റോമാക്കാർ ചുണ്ണാമ്പുകല്ലില്‍നിന്നു സിമന്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും അതുപയോഗിച്ച് കൂറ്റൻ ആംഫിതിയേറ്ററുകളും ജലസംഭരണികളും പണിയുകയും ചെയ്തു. അവർ ചുണ്ണാമ്പുകല്ലിനെ കാൽക്സ് (calx) എന്നാണ് വിളിച്ചിരുന്നത്.  ഇതിൽ നിന്നാണ് കാൽസ്യത്തിനു പേര് ലഭിച്ചത്.

കാൽസ്യം സംയുക്തങ്ങൾ ചരിത്രത്തിലുടനീളം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നുവെങ്കിലും അവയി നിന്ന് ശുദ്ധകാൽസ്യത്തെ വേർതിരിക്കുന്ന വിദ്യ ആർക്കും അറിയില്ലായിരുന്നു. വൈദ്യുതി കണ്ടെത്തിയതിനു ശേഷമാണ് അതു സാധിച്ചത്. 1808 ൽ സർ ഹംഫ്രി ഡേവി യാണ് ആദ്യമായി കാൽസ്യം വേർതിരിച്ചെടുത്തത്.

പക്ഷെ, അദ്ദേഹത്തിന് വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിൽ മാത്രമേ കാൽസ്യം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ സാധിച്ചിരുന്നുള്ളൂ. പിന്നീട് അദ്ദേഹത്തിന് സ്വീഡിഷ് കെമിസ്റ്റ് ആയ ജോൺസ് ബെർസീലിയസിൽ നിന്നുള്ള  സഹായം ലഭിച്ചു. ബെർസീലിയസ്  ഡേവിയുമായി വളരെ നല്ല ബന്ധം പുലർത്തിയിരുന്നു. അദ്ദേഹം  ഡേവിയോട് മാഗ്നസ് പോണ്ടിനോടൊപ്പം മെർക്കുറിയുടെയും കാൽസ്യത്തിന്റെയും ഒരു മിശ്രിതം (കാൽസ്യം അമാൽഗം) നിർമ്മിക്കാൻ സാധിച്ച കാര്യം പറഞ്ഞു. 

ബെർസീലിയസിൽ നിന്ന് ഇത് അറിഞ്ഞ ശേഷം ഡേവി ചുണ്ണാമ്പ് (slaked lime – കാൽസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്) ചുവന്ന മെർകുറിക് ഓക്സൈഡും ചേർത്ത് ഒരു പേസ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കി. മെർക്കുറി ഇലക്ട്രോഡും പ്ലാറ്റിനം ഇലക്ട്രോഡും  ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി കടത്തി വിട്ടപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തിന് കാൽസ്യം അമാൽഗം ഉണ്ടാക്കാൻ സാധിച്ചു. ഇതിൽ നിന്നും സ്വേദനം വഴി കാൽസ്യവും മെർക്കുറിയും വേർതിരിച്ചു.

ഇതേ രീതിയിൽ തന്നെ ഡേവി പിന്നീട് മഗ്നീഷ്യം, ബേരിയം, സ്‌ട്രോൺഷ്യം എന്നീ മൂലകങ്ങളും വേർതിരിച്ചെടുത്തു. കുമ്മായവും അലൂമിനിയവും ചേർത്ത് ചൂടാക്കിയിട്ടാണ് ഇപ്പോൾ കാൽസ്യം വ്യാവസായികമായി നിർമിക്കുന്നത്.

സ്വഭാവ വിശേഷങ്ങൾ 

  • കാൽസിയത്തിനു 20 ഇലക്ട്രോണുകളാണുള്ളത്. 1s22s22p63s23p64s2 എന്നതാണ് ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം. ഏറ്റവും പുറത്തെ ഷെല്ലിൽ 2 ഇലക്ട്രോണുകൾ ആണുള്ളത്. അത്കൊണ്ട്  ആർഗോണിന്റെ പോലുള്ള സ്ഥിരതയുള്ള ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം ലഭിക്കുന്നതിന് കാൽസ്യം രണ്ട് വാലൻസ് ഇലക്ട്രോണുകളെ എളുപ്പത്തിൽ ഉപേക്ഷിച് ഡൈ പോസിറ്റീവ് അയോൺ ആയി മാറുന്നു.
  • കാൽസ്യം വളരെ എളുപ്പത്തിൽ വലിച്ചു നീട്ടി നേർത്ത കമ്പികളാക്കാൻ കഴിയുന്ന ലോഹമാണ്.
  • അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഓക്സിജനുമായി വേഗത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ് കാൽസ്യത്തിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രത്യേകത. അതിനാൽ ഇത് ഒരു സാധാരണ ചാലകമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നാൽ ബഹിരാകാശത്ത് ഇതിനെ ഒരു ചാലകമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആലോചിക്കുന്നു.
  • കാൽസ്യം ലവണങ്ങൾ അഗ്നിയിൽ കാണിച്ചാൽ ജ്വാലക്ക് ഓറഞ്ച് ചുവപ്പ് നിറം ലഭിക്കുന്നു. ഇത് കാൽസിയത്തെ കണ്ടു പിടിക്കാനുള്ള ടെസ്റ്റ് ആയി ലബോറട്ടറികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ( Flame Test )

  • കാൽസ്യം സ്വയമേവ വെള്ളവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇത്  മഗ്നീഷ്യം, ജലം എന്നിവ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെക്കാൾ വേഗതയേറിയതാണ്.
  • കാൽസ്യം ദ്രാവക അമോണിയയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ലയിക്കും. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ലായനിക്ക് കടും നീല നിറമാണ്.
  • കാൽസ്യം ബൈകാർബണേറ്റ് അപ്പകാരമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കാൽസ്യത്തിന്റെ   ജീവശാസ്ത്രപരമായ പങ്ക്

  • എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളിലും കാൽസ്യം നിർണ്ണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അസ്ഥികളുടെയും പല്ലുകളുടെയും വളർച്ചയ്ക്ക് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.
  • മനുഷ്യ ശരീരത്തിലെ അസ്ഥികളുടെ പ്രധാന ഘടക൦ കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് ആണ്.
  • പ്രായപൂർത്തിയായ മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ഒരു കിലോഗ്രാം കാൽസ്യം ഉണ്ട്.
  • സസ്യ, മൃഗ കോശങ്ങളിൽ, സെല്ലുലാർ ആശയവിനിമയത്തിൽ കാൽസ്യം ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അതിനാൽ, മൾട്ടിസെല്ലുലാർ ജീവികളിൽ മൂലകം വളരെ പ്രധാനമാണ്.
  • മനുഷ്യ ശരീരത്തിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ അഞ്ചാമത്തെ മൂലകവും ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാണുന്ന ലോഹവുമാണ് കാൽസ്യം.
  • ശരീരത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കാൽസ്യത്തിന്റെ 99 ശതമാനവും പല്ല്, അസ്ഥി എന്നിവയിലാണുള്ളത്. അവശേഷിക്കുന്ന 1 %  എല്ലാ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലും, രക്തത്തിലെ പ്ളാസ്മയിലും മറ്റു ശരീര ദ്രാവകങ്ങളിലുമൊക്കെയായി സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു. രക്തം കട്ട പിടിക്കുന്നതടക്കം അനേക രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ എൻസൈമുകൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ കാൽസ്യത്തിൻ്റെ സാന്നിദ്ധ്യം വേണം. മാംസപേശികൾ പ്രവർത്തിക്കാനും, തലച്ചോറിലും നാഡികളിലൂടെയും സന്ദേശങ്ങൾ പ്രവഹിക്കാനും കാൽസ്യം കൂടിയേ തീരൂ.
  • നാം ഭക്ഷണത്തിലൂടെ അകത്താക്കുന്ന കാൽസ്യം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ വിറ്റാമിൻ ഡി ആവശ്യമാണ്. വിറ്റാമിൻ ഡി അതിന്റെ ആക്ടിവേറ്റഡ് രൂപത്തിലായിരിക്കണം. കരളിലും വൃക്കകളിലുമാണ് രണ്ടു ഘട്ടമായി മഗ്ഗ്നീഷ്യത്തിന്റെ  സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ ഈ ആക്ടിവേഷൻ നടക്കുന്നത്.  
  • ശരീരത്തിൽ കാൽസ്യത്തിൻ്റെ തോത് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ വലിയ പങ്ക് വഹിക്കുന്ന രണ്ട് ഹോർമോണുകളാണ് പാരാതൈറോയ്ഡ് ഗ്രന്ഥിയിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന പാരാതോർമോണും തൈറോയ്ഡ് ഗ്രന്ഥിയിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന കാൽസിറ്റോണിനും.

കാൽസ്യം രസകരമായ വസ്തുതകൾ

  • ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിന്റെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ അഞ്ചാമത്തെ മൂലകമാണ് കാൽസ്യം.
  • സമുദ്രജലത്തിൽ, അലിഞ്ഞുചേർന്നിട്ടുള്ള അഞ്ചാമത്തെ അയോണാണ് കാൽസ്യം.
  • പവിഴങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ കാൽസ്യം വളരെ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
  • വീടുകൾ പണിയാൻ മനുഷ്യർ കാൽസ്യം സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വീടുകൾ പണിയാൻ കാൽസ്യം സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന മൃഗങ്ങളും ഉണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, പല ഷെൽഫിഷുകളും ഒച്ചുകളും കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് സ്വന്തം വീടുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു.
  • കാത്സ്യം ബൈകാർബണേറ്റ് കഠിന ജലത്തിൽ ലയിക്കുന്നു. ഇത് ഗുഹകളിൽ ( limestone caves)  സ്റ്റാലാഗ്മിറ്റുകൾക്കും
     സ്റ്റാലാക്റ്റൈറ്റുകൾക്കും രൂപം കൊടുക്കുന്നു
    .

  • ഈജിപ്തുകാർ ചുണ്ണാമ്പുകല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പിരമിഡുകൾ നിർമ്മിച്ചു. ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്ത കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ആണ്  ചുണ്ണാമ്പുകല്ല്.പിന്നീടുള്ള കാലങ്ങളിൽഈജിപ്തുകാർ ചുണ്ണാമ്പുകല്ലുകൾ ഒന്നിച്ച് ചേർക്കുന്നതിന് കുമ്മായം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മോർട്ടാർ അല്ലെങ്കൽ ജിപ്സം ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി.കുമ്മായം കാൽസ്യം ഓക്സൈഡും, ജിപ്സം കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് ഡൈഹൈഡ്രേറ്റും ആണ്.
  • ലലൈറ്റ്’ എന്ന വാക്ക് നിങ്ങൾ കേട്ടിട്ടുണ്ടാവും, അല്ലേ? എന്നാൽ അത് കൃത്യമായി എന്താണെന്നറിയുമോ?.  ഓക്സിഹൈഡ്രജൻ ജ്വാല കാൽസിയം ഓക്സൈഡിൽ വീഴ്ത്തിയാൽ , അത് തീക്ഷ്ണമായ ഒരു പ്രകാശം നൽകുന്നു. ഈ പ്രകാശത്തെ ലൈംലൈറ്റ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.നിങ്ങൾക്കറിയാമോ, വൈദ്യുതി കണ്ടെത്തുന്നതിനുമുമ്പ്, എല്ലാ തിയറ്ററുകളിലും സ്റ്റേജുകൾ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നതിന് ലൈംലൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. 
  • പടക്കങ്ങളിൽ ഓറഞ്ച് കളർ ലഭിക്കാൻ കാൽസ്യം ലവണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കാൽസ്യം – ലഭ്യതഉപയോഗങ്ങൾ

  • പെയിന്റ്, പേപ്പർ, ലൈം, ഗ്ലാസ്, സിമൻറ്, പഞ്ചസാര തുടങ്ങിയവ നിർമ്മിക്കാൻ ധാരാളം കാൽസ്യം സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  • ലോഹങ്ങളല്ലാത്ത മാലിന്യങ്ങൾ ലോഹ സങ്കരങ്ങളിൽ നിന്ന് നീക്കംചെയ്യാൻ കാൽസ്യത്തിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  • കാൽസ്യത്തിന് രണ്ട് വാലൻസ് ഇലക്ട്രോണുകളാണുള്ളത്, അതിനാൽ തോറിയം, യുറേനിയം തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള നിരോക്സീകാരിയായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
  • ഡോക്ടർമാർക്ക് എല്ലുകളുടെ ചിത്രമെടുക്കാൻ സാധിക്കുന്നത്  കാൽസ്യം കാരണം ആണ്. എക്സ്-റേ പ്രകാശത്തെ കാൽസ്യം അവയിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല, അതിനാൽ ഫിലിമിൽ ഇത് വെളുത്ത നിറത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു.
  • കാൽസ്യത്തിന്റെ ലഭ്യതയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഇത് ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിന്റെ 4.1% പിണ്ഡം വരും . നിർഭാഗ്യവശാൽ, കാൽസ്യം അതിന്റെ മൂലക രൂപത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ കാണുന്നില്ല.വിവിധ ധാതുക്കളുടെ രൂപത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ കാൽസ്യം ലഭ്യമാണ്:
      • കാൽസ്യം ഫ്ലൂറൈഡ് –  ഫ്ലൂറൈറ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
      • കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ്ജിപ്‌സം
      • കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ്   – ചുണ്ണാമ്പ്.
      • അപറ്റൈറ്റ്   – കാൽസ്യം ക്ലോറോഫോസ്ഫേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ കാൽസ്യം ഫ്ലൂറോഫോസ്ഫേറ്റ്.

അടിസ്ഥാന വിവരങ്ങൾ

മൂലക നാമം കാല്‍സ്യം
മൂലക ചിഹ്നം Ca
മൂലക കുടുംബം ആല്‍ക്കലി എര്‍ത്ത് മെറ്റല്‍
പദാര്‍ത്ഥ സ്വഭാവം ഖരം
ആറ്റോമിക ഭാരം 40.078
ഉരുകല്‍നില 842˚C or 1115 K
തിള നില 1484˚C or 1771 K
സാന്ദ്രത( 20˚C) 1.55 g/cm3

 

LUCA Science Quiz

Check Also

രസതന്ത്ര നൊബേൽ സമ്മാനം 2019

ലിഥിയം അയോണ്‍ ബാറ്ററി വികസിപ്പിച്ചതിന് ഇത്തവണത്തെ രസതന്ത്ര നൊബേല്‍ സമ്മാനം മൂന്നു പേര്‍ക്ക്.

Leave a Reply

%d bloggers like this: