2016年8月26日 星期五

從石灰石來的鈣(Calcium)

儲存在惰性氣體裡的鈣。圖片來源:Wiki

鈣的英文名稱「calcium」是來自於英國化學家韓福瑞‧戴維(Humphry Davy,1778-1829)。他在1808年將石灰石(氧化鈣或氫氧化鈣,lime)與氧化汞(俗稱三仙丹,HgO)混合在一起電解後得到鈣。因為從石灰石裡面得到,所以戴維用了拉丁文的石灰石 calx與金屬字尾 -ium合在一起,創造了 calcium這個字,意思就是「從石灰石來的金屬」。代表鈣的字首為 calc(o)-, calc(i)-,一樣來自於拉丁文的calx

鈣離子(Ca2+)是海水裡面含量第五高的離子。前四名分別是鈉(Na+)、氯(Cl-)、鎂(Mg2+)、硫酸根(SO42-)。

鈣對生物最重要的兩個功能是:構成骨頭、牙齒、硬殼的磷酸鈣(hydroxyapatite)以及擔任細胞內重要的信息傳遞分子(Ca2+)。有趣的是,植物的刺也含有鈣質,但絕大部分植物的刺裡面所含的是碳酸鈣與矽;只有少數例外,如刺蓮花科(Loasaceae)植物的刺,所含的鈣質為磷酸鈣。

從紀元前七千到一萬四千年前開始,石灰石就被使用做建築材料;公元前二千五百年前在美索不達米亞就有第一個石灰窯。雖然在1808年就被分離出來,但真正能量產要等到二十世紀。

大理石(Marble)是石灰岩或白雲岩等的變質岩,成分為碳酸鈣,遇酸反應產生鈣離子與二氧化碳。近年工業污染造成酸雨,使得歐洲一些大理石雕刻的古蹟因為淋到酸雨而被腐蝕,變得坑坑疤疤地,就是因為儘管是變質岩,本質還是碳酸鈣,所以遇酸就會反應。

參考資料:

Wikipedia. Calcium.

Online Etymology Dictionary. Calcium.

Hans-Jürgen Ensikat et. al., 2016. A first report of hydroxylated apatite as structural biomineral in Loasaceae – plants’ teeth against herbivores. Scientific Reports. doi:10.1038/srep26073(中文解說請參考「老葉的植物王國:植物有「牙齒」?

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