مجالات تطبيق الكالسيوم

المجال الصناعي
يتم استخدامه لصنع سبائك من الألومنيوم والنحاس والرصاص. كما أنه يستخدم كعامل اختزال للبريليوم، وعامل إزالة الأكسدة للسبائك، وعامل نزع الهيدروجين للزيوت.
يتم استخدامه كعامل إزالة الأكسدة للسبائك، وعامل تجفيف للزيوت، وعامل اختزال للتعدين، وعامل إزالة الكبريت وإزالة الكربنة للحديد والسبائك الحديدية، وعامل جالب في أنابيب الإلكترون.
المجال البيولوجي
يستخدم الكالسيوم كعامل اختزال حراري عالي الحرارة لإنتاج معدن الكروم، والثوريوم، واليورانيوم، والعناصر الأرضية النادرة، والزركونيوم، والمواد المغناطيسية، وسبائك السماريوم والكوبالت، والمواد الماصة للهيدروجين، وسبائك اللانثانم والنيكل، وسبائك النيكل والتيتانيوم من أكاسيد و هاليدات. تضاف سبائك Ca-Si إلى الفولاذ لمنع تكون الكربيدات. تتميز سبائك الرصاص والكالسيوم التي تحتوي على 0.04% كالسيوم بصلابة عالية ومقاومة للتآكل، وتستخدم كأغلفة للكابلات وألواح رصاص للبطارية؛ إضافة الكالسيوم إلى سبائك الألومنيوم يمكن أن يعزز اللدونة. يستخدم الكالسيوم أيضًا كمزيل للأكسدة في صهر البرونز والقصدير والنيكل والفولاذ، وعامل تفريغ في أنابيب الإلكترون وأنابيب صور التلفزيون، وعامل تجفيف للمذيبات العضوية، وعامل إزالة الكبريت لتكرير النفط، وعامل إزالة النتروجين للغازات الخاملة النقية. مثل الهيليوم)، وتحلل الثيوفينات والميركابتانات ذات الرائحة. يستخدم فلوريد الكالسيوم كمادة خام للزجاج البصري، والألياف الضوئية، والمينا، وكتدفق. بيروكسيد الكالسيوم هو مؤكسد خفيف، يستخدم كعامل تعقيم، حافظة، وتبييض، ويستخدم أيضًا كعامل تجفيف سريع لختم الغراء.
البشر:
الكالسيوم عنصر أساسي للكائنات الحية. بالنسبة لجسم الإنسان، هناك بروتينات مرتبطة بالكالسيوم2+ في العضلات والأعصاب وسوائل الجسم والعظام. الكالسيوم هو المكون غير العضوي الرئيسي لعظام وأسنان الإنسان، وهو أيضًا عنصر أساسي لنقل الأعصاب، وتقلص العضلات، وتخثر الدم، وإطلاق الهرمونات، وإفراز الحليب. يشكل الكالسيوم حوالي 1.4% من كتلة جسم الإنسان ويشارك في عملية التمثيل الغذائي. يجب استكمال الكالسيوم كل يوم. إن عدم كفاية أو زيادة الكالسيوم في جسم الإنسان سيؤثر على النمو والصحة.
الكالسيوم هو عنصر الملح غير العضوي الأكثر وفرة في جسم الإنسان. تبلغ الكمية الإجمالية للكالسيوم لدى الشخص البالغ السليم حوالي {{0}} جرام، وهو ما يمثل حوالي 1.5%-2.0% من وزن الجسم. 99% من الكالسيوم يتواجد في العظام والأسنان على شكل أملاح العظام، والباقي يتوزع في الأنسجة الرخوة. يمثل الكالسيوم الموجود في السائل خارج الخلية 0.1% فقط من إجمالي الكالسيوم. العظام هي الموقع الرئيسي لترسب الكالسيوم، لذلك تُعرف باسم "مخازن الكالسيوم". يوجد الكالسيوم العظمي بشكل رئيسي في شكلين: فوسفات هيدروجين الكالسيوم غير المتبلور (CaHPO4) وهيدروكسيباتيت البلوري (3Ca3PO4×Ca(OH)2). تتغير تركيبته وخصائصه الفيزيائية والكيميائية باستمرار مع الظروف الفسيولوجية أو المرضية لجسم الإنسان. يوجد فوسفات هيدروجين الكالسيوم في العظام الجديدة أكثر من العظام القديمة، ويتحول تدريجيًا إلى هيدروكسيباتيت أثناء نضوج العظام. تحافظ العظام على توازن ديناميكي بين كالسيوم العظام وكالسيوم الدم من خلال تكوين العظم المستمر وتحلل العظم.
في الظروف العادية، يوجد كل الكالسيوم الموجود في الدم تقريبًا في البلازما. تحت تأثير مختلف الهرمونات المنظمة للكالسيوم، يكون الكالسيوم في الدم ثابتًا نسبيًا عند 2.25-2.75 مليمول/لتر. وهو أعلى قليلاً عند الأطفال وغالباً ما يكون عند الحد الأعلى. يوجد الكالسيوم في البلازما والسائل خارج الخلية بالطرق التالية: (1) الكالسيوم المرتبط بالبروتين. ويشكل حوالي 40% من إجمالي الكالسيوم في الدم. (2) الكالسيوم المنتشر المنتشر. يمكن للكالسيوم المرتبط بالأحماض العضوية، مثل سترات الكالسيوم ولاكتات الكالسيوم وفوسفات الكالسيوم، أن ينتشر عبر الأغشية البيولوجية ويمثل حوالي 13٪. (3) كالسيوم خالي من المصل. أي الكالسيوم المتأين (Ca)، الذي يتم تبادله باستمرار مع النوعين المذكورين أعلاه من الكالسيوم ويكون في حالة توازن ديناميكي. ويرتبط محتواه بدرجة الحموضة في الدم. عندما ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني، يزيد [Ca]، ويزيد الرقم الهيدروجيني، وينخفض ​​الكالسيوم المتأين. في نطاق الأس الهيدروجيني الفسيولوجي الطبيعي، يمثل الكالسيوم المتأين حوالي 47٪. من بين الأنواع الثلاثة للكالسيوم في الدم، فإن الكالسيوم المتأين فقط له تأثير فسيولوجي مباشر. تنظم الهرمونات أيضًا الكالسيوم المتأين ويتم تنظيمها من خلال ردود فعل مستويات الكالسيوم المتأين.
تركيز الكالسيوم المتأين داخل الخلايا أقل بكثير من تركيز الكالسيوم المتأين خارج الخلية. الكالسيوم المتأين خارج الخلية هو خزان تخزين الكالسيوم المتأين داخل الخلايا. يوجد الكالسيوم في ثلاثة أشكال داخل الخلايا: الكالسيوم المخزن، والكالسيوم المرتبط، والكالسيوم الحر. يتم تخزين حوالي 80% من الكالسيوم في العضيات (مثل الميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية والشبكة الإندوبلازمية وما إلى ذلك). لا ينتشر الكالسيوم الموجود في العضيات المختلفة بحرية مع بعضها البعض. يتم توزيع 10% إلى 20% من الكالسيوم في السيتوبلازم، مرتبطًا بالبروتينات القابلة للذوبان وأسطح الأغشية، بينما يمثل الكالسيوم الحر 0.1% فقط.