Calcio - Ca

Il calcio (Ca) è un metallo alcalino-terroso bianco-argenteo del gruppo 2. Nelle acque naturali si trova principalmente sotto forma di ioni calcio disciolti (Ca²⁺), che insieme al magnesio contribuiscono alla durezza. Il calcio metallico e i composti del calcio hanno proprietà e impieghi diversi.

Proprietà · Impieghi e composti · Salute e sicurezza · Ambiente e acqua

Fonti per le proprietà: Società reale di chimica e CIAAW. Il peso atomico standard è adimensionale; la massa molare corrispondente è di circa 40,078 g mol⁻¹. Le parentesi indicano l'incertezza nelle ultime cifre. Gli isotopi presenti in natura non devono essere confusi con il numero totale di isotopi conosciuti né descritti collettivamente come stabili.

Proprietà e presenza del calcio in natura

Humphry Davy isolò per primo il calcio metallico nel 1808. Nel calcio naturale predomina il ⁴⁰Ca; la CIAAW elenca sei isotopi che contribuiscono alla sua normale composizione isotopica naturale. Il calcio è ampiamente presente nei minerali e nei composti, anziché come metallo libero nelle normali condizioni ambientali.

Tra gli importanti minerali contenenti calcio figurano la calcite e l'aragonite, entrambe forme di carbonato di calcio, nonché il gesso, la fluorite e l'apatite. L'alterazione e la dissoluzione dei minerali immettono calcio nell'acqua del suolo, nelle acque sotterranee e nelle acque superficiali.

Impieghi e importanti composti del calcio

Il calcio metallico è impiegato in alcune applicazioni metallurgiche e come agente riducente. I composti del calcio sono ampiamente utilizzati nell'edilizia, nell'agricoltura, nel trattamento delle acque e nell'industria chimica. Le loro formule e i loro stati di idratazione sono importanti:

• Carbonato di calcio (CaCO₃): componente principale del calcare e del gesso sedimentario, usato nell'edilizia e come fonte di calce. Anche materiali filtranti idonei a base di calcite possono essere usati per condizionare acque a basso contenuto di minerali.
• Ossido di calcio (CaO): calce viva, prodotta riscaldando il calcare. La sua reazione con l'acqua libera calore e forma idrossido di calcio.
• Idrossido di calcio [Ca(OH)₂]: calce idrata o spenta, usata per regolare il pH e nell'addolcimento chimico. È un idrossido, non un ossido.
• Solfato di calcio: il gesso è il diidrato, CaSO₄·2H₂O; il solfato di calcio anidro è CaSO₄. Il gesso di Parigi è principalmente l'emidrato, CaSO₄·½H₂O.

Effetti sulla salute e manipolazione sicura

Il calcio come nutriente

Il calcio contribuisce alla salute di ossa e denti, alla funzione muscolare, alla trasmissione degli impulsi nervosi e alla coagulazione del sangue. La vitamina D ne favorisce l'assorbimento. Tra le fonti figurano i latticini, gli alimenti fortificati e alcune verdure. Anche l'acqua potabile può apportarne, a seconda della sua composizione minerale.

Secondo i valori di riferimento dietetici dei NIH statunitensi, le assunzioni raccomandate per gli adulti sono di 1.000–1.200 mg d⁻¹, a seconda dell'età e del sesso. Il fabbisogno e i limiti massimi di assunzione variano; questi valori sono riferimenti nutrizionali, non limiti per l'acqua potabile. Calcio e magnesio hanno raccomandazioni di assunzione distinte.

L'osteoporosi è influenzata dall'età, dagli ormoni, dall'attività fisica, dall'alimentazione e da altri fattori. Il calcio da solo non ne garantisce la prevenzione. Un'assunzione elevata tramite integratori può provocare effetti avversi e interagire con i farmaci. Chi sta valutando l'uso di integratori, soprattutto se ha una malattia renale o precedenti di calcoli renali, dovrebbe chiedere un parere sanitario personalizzato.

Metallo, polvere e calce

La calce viva reagisce energicamente con l'acqua liberando calore; la calce idrata è alcalina e può danneggiare gli occhi e la pelle. Le procedure di manipolazione e di emergenza devono basarsi sulla scheda di dati di sicurezza del prodotto specifico e sulla valutazione dell'esposizione relativa all'attività svolta. L'incendio di polvere di calcio richiede l'intervento di personale specializzato; acqua e anidride carbonica non sono agenti estinguenti idonei.

Il calcio nell'ambiente e nell'acqua

Pagina correlata: Il calcio nell'acqua (Ca + H₂O) — presenza, reazioni, qualità dell'acqua e trattamento.

Il calcio è un nutriente essenziale e un componente diffuso di rocce, suoli e acque naturali. Gli effetti del rilascio di sostanze contenenti calcio dipendono dal composto, dalla quantità e dall'ambiente ricevente. Gli scarichi di calce, per esempio, possono alterare il pH e formare solidi; il comportamento di un composto del calcio non è rappresentativo di tutte le forme dell'elemento.

Durezza e formazione di incrostazioni

Il calcio e il magnesio sono i principali ioni responsabili della durezza. 1 mg/L di calcio corrisponde a circa 2,50 mg/L espressi come CaCO₃ quando si esprime la durezza calcica. Si tratta di un modo di esprimere un valore equivalente; non significa che l'acqua contenga quella massa di carbonato di calcio solido.

Il calcio disciolto non forma automaticamente incrostazioni. La precipitazione del carbonato di calcio dipende, tra le altre condizioni, dal pH, dall'alcalinità, dalla temperatura, dalla concentrazione e dagli scambi gassosi. Anche altri sali di calcio possono limitare il funzionamento degli impianti industriali. Occorre valutare la composizione chimica complessiva dell'acqua, anziché basarsi sulla sola concentrazione di calcio.

L'OMS non propone un valore guida basato sugli effetti sulla salute per la durezza alle concentrazioni normalmente presenti nell'acqua potabile. Il trattamento della durezza è spesso motivato da considerazioni operative e di accettabilità per i consumatori. Ciò non implica che esista un'unica composizione minerale ideale per ogni fornitura idrica.

Rimozione del calcio

• Addolcimento mediante scambio ionico: generalmente sostituisce il calcio e il magnesio con il sodio. Riduce la durezza senza necessariamente ridurre il contenuto totale di sali disciolti.
• Addolcimento per precipitazione: il trattamento controllato con calce o calce e soda trasforma alcuni costituenti disciolti responsabili della durezza in solidi, cui seguono la separazione e la regolazione del pH.
• Trattamento a membrana: la nanofiltrazione e l'osmosi inversa possono ridurre il calcio. La scelta del processo e il grado di rimozione dipendono dalle proprietà della membrana, dalla composizione dell'acqua in ingresso e dalle condizioni operative.

La normale filtrazione dei sedimenti non rimuove gli ioni calcio disciolti. Il trattamento produce residui, quali acque reflue di rigenerazione, fanghi o concentrati di membrana, che richiedono una gestione adeguata. Per maggiori dettagli, consulta le nostre FAQ sugli addolcitori d'acqua.

Aggiunta di calcio dopo la depurazione

L'acqua desalinizzata a basso contenuto di minerali può richiedere un condizionamento prima della distribuzione. I contattori a calcite o il dosaggio controllato di sostanze chimiche possono aggiungere calcio e regolare l'alcalinità e il pH. La remineralizzazione deve soddisfare gli obiettivi previsti per la qualità dell'acqua; da sola non garantisce la sicurezza microbiologica né il controllo della corrosione in tubazioni di qualsiasi materiale.

Per saperne di più, consulta le informazioni sul calcio nell'acqua e i valori nutrizionali di riferimento.

Pagina sul calcio: ultima revisione il 24 ottobre 2026 a cura di Lenntech.

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Fonti e approfondimenti

• RSC: proprietà, applicazioni e storia del calcio.
• CIAAW: peso atomico e composizione isotopica naturale del calcio.
• NIH: calcio nell'alimentazione, integratori e salute.
• OIL/OMS: scheda internazionale di sicurezza chimica 1192 — polvere di calcio piroforica.
• NIOSH: solfato di calcio, gesso e gesso di Parigi.
• OMS: durezza dell'acqua potabile (PDF).
• EPA: scambio ionico, nanofiltrazione e osmosi inversa.
• EPA: addolcimento per precipitazione e gestione dei residui (PDF).
• Texas Water Development Board: contattori a calcite per la remineralizzazione (PDF).