CALCIUM

Le calcium, élément chimique de symbole Ca et de numéro atomique 20, est le plus léger des métaux alcalinoterreux vrais. Il représente environ 3,45 p. 100 du poids de la croûte terrestre et se classe, par ordre d'abondance, au troisième rang des métaux, derrière l'aluminium et le fer.

Le métal, très réactif, n'existe jamais à l'état naturel ; les principaux minéraux calciques sont constitués de carbonates simples (calcite ou aragonite), sous forme de calcaire, craie, marbre, ou de carbonates doubles comme la dolomite MgCa(CO₃)₂ qui peut constituer des masses rocheuses d'un volume considérable comme les Alpes dolomitiques en Italie ; les sulfates hydratés (gypse) ou non (anhydrite) sont très répandus ; le calcium se trouve également sous forme de phosphates contenant parfois du fluor ( apatites). Le calcium est présent, en outre, chez un très grand nombre d'êtres vivants : les os et dents des vertébrés, les coquilles des œufs des oiseaux, celles des mollusques ont un support essentiellement calcique, et de très nombreuses plantes possèdent des concrétions minérales souvent constituées de sels de calcium : carbonate, oxalate, tartrate. Le rôle biologique du calcium dans la croissance des vertébrés est déterminant, un déséquilibre du rapport calcium-phosphore, en absence de vitamine D, provoque le rachitisme. De nombreux sels organiques de calcium interviennent en pharmacologie. Le métabolisme du calcium dans les organismes vivants est lié à la fois à la teneur globale en ion Ca²⁺ et au rapport calcium sur phosphore, qui varient d'ailleurs avec l'espèce considérée et l'âge de l'individu.

La chaux obtenue par calcination du calcaire était connue des Romains, qui l'utilisaient comme mortier, tandis que les Égyptiens employaient le plâtre, mais le métal lui-même ne fut découvert qu'en 1808 par Berzelius, puis par Davy, qui électrolysèrent un mélange de chaux et de mercure et obtinrent un amalgame. Le métal massif fut véritablement isolé, en 1892, par Moissan, qui procéda à la réduction de l'iodure de calcium par le sodium ; il fallut attendre encore dix années pour que la méthode de production par électrolyse du chlorure anhydre fondu fût mise au point. La chimie du calcium en fait un élément typique, qui présente toutes les particularités du groupe alcalino-terreux. La plupart des composés du calcium sont à liaison ionique prépondérante avec existence d'un cation bivalent Ca²⁺. Les halogénures, le nitrate, les sels d'acides organiques simples, comme le formiate et l'acétate, sont très solubles ; l'hydroxyde, le fluorure, le sulfate le sont beaucoup moins ; le carbonate, l'oxalate et le chromate peuvent être considérés comme insolubles. Du fait de l'abondance naturelle du calcium, et donc de son bas prix, ses composés usuels trouvent des débouchés dans de très nombreuses branches de l'activité humaine. La chaux est la plus employée, bien que sa faible solubilité lui fasse parfois préférer la soude ; la chaux et différents silicates de calcium sont des constituants importants des ciments ; le gypse est la source du plâtre et de nombreux types de calcaires sont utilisés comme pierre à bâtir. L'agriculture emploie la chaux sur les sols trop acides pauvres en calcium et la cyanamide calcique comme engrais.

Le carbure a été, pendant une longue période historique, la source unique d'acétylène industriel. Les conditions économiques, en particulier le coût de l'énergie, ont conduit à remplacer progressivement le carbure par des produits pétroliers ou du gaz naturel.

Propriétés

Le calcium est un métal blanc argent, un peu plus dur que le plomb. Exposé à l'air il se recouvre rapidement d'une couche de nitrure, d'hydroxyde, puis de carbonate. Son action sur l'eau, contrairement à celle des alcalins, est lente. Le[...]