Die Elementfamilie der Erdalkalimetalle

PSE_Erdalkalimetalle_Ein_neues_Element_Calcium_Steckbrief.doc
Klasse: _______ Name: ____________________________________________ Datum:
1/2
_____________
Die Elementfamilie der Erdalkalimetalle
Calcium
Elementart:
Metall
Symbol:
Ca
Schmelztemperatur:
824°C
Siedetemperatur:
1484°C
Dichte:
1,55 g/cm3
Atommasse:
40 u
Dritthäufigstes Element im Weltall
Anteil am menschlichen Körper:
ca. 1,5% der Masse
Erdkrustenhäufigkeit:
3,39%
Erdkrustenhäufigkeit: 3,39 % - damit fünfthäufigstes Element. Da Calcium und
auch die anderen Elemente dieser Familie zum einen erheblich am Aufbau der
Erdrinde beteiligt sind und zum anderen in ihren Eigenschaften den
Alkalimetallen ähneln, nennt man die Familie „Erdalkalimetalle“.
Atomradius:
197 pm ( 1 „Pikometer“ ist ein milliardenstel Millimeter! )
Name:
Von »calx«, lat. Kalkstein. Die Römer führten den Kalk in Germanien als Baustoff
ein. Sie entwickelten die Brenntechnik für Kalk zu einem Standard, der fast
industrielles Niveau erreichte. Diese Technik wurde über das gesamte römische
Imperium verbreitet:
Kalköfen römischer Bauart sind auch in Germanien ausgegraben worden. Es gab
den eigenen Beruf des Kalkbrenners, des „magister calcariarum“.
.
Strom
1774 erkannten Gahn und Scheele, dass im „Schwerspat“ eine noch unbekannte
»Erde« enthalten sei. 1808 stellte Davy das Metall mit Hilfe von elektrischem
her.
Eigenschaften:
Calcium ist ein silberweißes Metall, das an der Luft schnell dunkel anläuft.
Entdeckung:
Es reagiert beim Erhitzen lebhaft mit Sauerstoff und den Halogenen, beim
Erhitzen an der Luft sogar mit Stickstoff.
Reaktion mit Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid und Wasserstoff: Ca + 2
H2O
Ca(OH)2 + H2
Flammenfärbung: ziegelrot.
PSE_Erdalkalimetalle_Ein_neues_Element_Calcium_Steckbrief.doc
Wichtige Verbindungen:
2/2
Calciumcarbonat (Kalk) CaCO3; entsteht beim Einleiten von Kohlendioxid in
Kalkwasser (= Calciumhydroxid-Lösung)
Calciumsulfat CaSO4 (Gips, Marienglas)
Calciumphosphat Ca3(PO4)2; kommt in Knochen und Zähnen vor.
Verwendung:
Calcium-Verbindungen werden im Bauwesen eingesetzt (Zement, Putz,
Kalkmörtel, Gips) sowie als Düngemittel.
Calcium ist ein wichtiges Element in unserem Körper. Man braucht es für
Blutgerinnung, Muskelkontraktion, Reizübertragung im Nervensystem und zur
Stabilisierung von Knochen und Zähnen.
Der Knochen stellt für den Organismus ein Calciumreservoir dar, aus dem der
Mineralstoff bei mangelnder Zufuhr zur Aufrechterhaltung der Blutspiegel
entnommen wird. Wird dem Knochen viel Calcium entzogen, nimmt die
Knochenfestigkeit ab.
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt für den Erwachsenen
eine Calciumzufuhr von 1000 mg pro Tag. Besonders wichtig ist eine
ausreichende Calciumzufuhr im Säuglingsalter und in der Pubertät, da während
dieser Zeiten starkes Knochenwachstum erfolgt und täglich große Mengen
Calcium zum Einbau in den Knochen benötigt werden. Für 13-15 jährige wird
deshalb eine Zufuhr von 1200 mg Calcium pro Tag empfohlen. Mit einer
ausgewogenen Ernährung, u.a. durch Milchprodukte, sind die empfohlenen
Aufnahmemengen gut zu realisieren.
Ein Überschuss an Calcium wird normalerweise wieder ausgeschieden. Bis zu 2
Gramm täglich können nach Ansicht der DGE aufgenommen werden, ohne dass
Nebenwirkungen zu befürchten sind. Eine noch höhere Aufnahme kann
allerdings zu Ablagerungen z.B. die Bildung von Nierensteinen fördern.
Menschen mit einem erhöhten Risiko für Nierensteine sollten die empfohlene
Calciumzufuhr nicht überschreiten. Solche Mengen sind jedoch über
Lebensmittel allein nicht zu erreichen, sondern nur durch zusätzliche Aufnahme
von Calciumpräparate - daher sollten diese auch nicht unbegrenzt eingenommen
werden!
Aufgabe zur Auswertung:
1. Lies zunächst nur deine Informationen und versuche alle Verständnisschwierigkeiten auszuräumen.
2. Erstellt gemeinsam eine Tabelle (Überschrift „Die Erdalkalimetalle im Vergleich“), in der die Eigenschaften
aller vier Elemente (nach ihrer Atommasse geordnet) kurz zusammengestellt werden.
3. Listet die Gemeinsamkeiten der Elemente auf, vergleicht diese mit den Eigenschaften der Alkalimetalle und
begründet, warum die verschiedenen Metalle trotz der Ähnlichkeiten zwei verschiedenen Elementfamilien
zugeordnet werden.
4. Plant ein Experiment mit dem man zeigen kann, dass bei der Reaktion von Magnesium und Calcium mit
Wasser Wasserstoff und eine Lauge entstehen.