炭化たんかカルシウム

炭化たんかカルシウム
純度じゅんどの高たかいカルシウムカーバイドは灰白色かいはくしょく。
市販しはんされているカルシウムカーバイドでは、不純物ふじゅんぶつのために青あおみがかった灰白色かいはくしょくとなっている。
IUPAC名めい 炭化たんかカルシウム
別称べっしょう カルシウムカーバイド カルシウムアセチリド アセチレノーゲン
識別しきべつ情報じょうほう
CAS登録とうろく番号ばんごう	75-20-7
PubChem	6352
ChemSpider	6112
SMILES [Ca+2].[C-]#[C-]
InChI InChI=1S/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2  Key: UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N  InChI=1/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2 Key: UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYAI
特性とくせい
化学かがく式しき	CaC2
モル質量しつりょう	64.099 g/mol
外観がいかん	白色はくしょく固体こたい (不純物ふじゅんぶつで灰色はいいろの場合ばあい有ゆう）
密度みつど	2.22 g/cm3, 固体こたい
融点ゆうてん	2160 ℃
沸点ふってん	2300 ℃
水みずへの溶解ようかい度ど	反応はんのう
構造こうぞう
結晶けっしょう構造こうぞう	正方まさかた晶あきら
空間くうかん群ぐん	D174h, I4/mmm, tI6
配はい位い構造こうぞう	6
熱ねつ化学かがく
標準ひょうじゅん生成せいせい熱ねつ ΔでるたfHo	−63 kJ·mol−1
標準ひょうじゅんモルエントロピー So	70 J·mol−1·K−1
危険きけん性せい
NFPA 704	3 3 2 W
関連かんれんする物質ぶっしつ
関連かんれん物質ぶっしつ	アセチレン カルシウムシアナミド リン化かカルシウム
特記とっきなき場合ばあい、データは常温じょうおん (25 °C)・常つね圧あつ (100 kPa) におけるものである。

炭化たんかカルシウム（たんかカルシウム）、別名べつめいカルシウムカーバイド (calcium carbide) は、化学かがく式しき CaC₂ で表あらわされる化合かごう物ぶつである。灰色はいいろがかった白色はくしょく固体こたいで、主おもにアセチレンガスの簡便かんべんな発生はっせい源げんとして利用りようされる。

燃料ねんりょう用ように市販しはんされているカルシウムカーバイドは灰白色かいはくしょくの塊状かいじょう固体こたいである。これには不純物ふじゅんぶつとしてリン化かカルシウムや硫黄いおうなどが含ふくまれている。この不純物ふじゅんぶつに由来ゆらいするホスフィンや硫化りゅうか水素すいそのため、市販しはん品ひんによって発生はっせいしたアセチレンはわずかな不快ふかい臭しゅうを呈ていする。純粋じゅんすいな炭化たんかカルシウムは無色むしょく透明とうめいの結晶けっしょうである。カルシウムイオン(Ca²⁺)とアセチリドイオン(C₂²⁻)で満みたされた塩化えんかナトリウム型がたの結晶けっしょう構造こうぞうをとる。

製造せいぞう

電気でんき炉ろでカーバイドを生成せいせいしているところ

生石灰せいせっかいとコークスの混合こんごう物ぶつを電気でんき炉ろで約やく2000℃に加熱かねつすることによって作つくられる。反応はんのう式しきを以下いかに示しめす。

${\ce {CaO + 3C -> CaC2 + CO}}$

炭化たんかカルシウムの合成ごうせいには普通ふつうの燃料ねんりょうの燃焼ねんしょうでは容易よういに達たっすることができないような高温こうおんを必要ひつようとするため、グラファイト電極でんきょくをそなえた電気でんき炉ろを使つかって反応はんのうを行おこなう。その工業こうぎょう過程かていは化学かがく分野ぶんやでの産業さんぎょう革命かくめいにおいて重要じゅうような役割やくわりを果はたした。19世紀せいき以降いこう、ナイアガラの滝たきなどでの水力すいりょく発電はつでんによって大量たいりょうの電力でんりょくが安価あんかに供給きょうきゅうされるようになったため、電気でんき炉ろの大だい規模きぼな利用りようが可能かのうになった。

用途ようと

炭化たんかカルシウムと水みずが反応はんのうする様子ようす

炭化たんかカルシウムと水みずの反応はんのうは1862年ねんにフリードリヒ・ヴェーラーによって見出みいだされた。1グラムの CaC₂ からは370ミリリットルのアセチレンが生成せいせいする。

${\ce {CaC2 + 2 H2O -> C2H2 + Ca(OH)2}}$

この反応はんのうは溶解ようかいアセチレンの工業こうぎょう的てき製造せいぞうに応用おうようされており、近代きんだい工業こうぎょうにおける炭化たんかカルシウムの主おもな用途ようとのひとつである。また伝統でんとう的てきな照明しょうめい器具きぐであるアセチレンランプは、炭化たんかカルシウムに水みずを滴下てきかすることによって発生はっせいさせたアセチレンガスを燃焼ねんしょうさせる。

炭化たんかカルシウムは鉄鋼てっこう業ぎょうにおいても使つかわれ、精錬せいれんによって酸素さんそや硫黄いおうなどの不純物ふじゅんぶつを取とり除のぞく段階だんかいで添加てんかされる。また、汲くみ取とり式しきのトイレ用ようの脱だつ酸化さんか剤ざいとしても使つかわれる。

オランダやベルギーの伝統でんとう的てきな遊あそびである、金属きんぞく製せいの筒つつにカーバイドと水みずを入いれ、発生はっせいしたガスに点火てんかして大砲たいほうのような音おとをさせる "Carbidschieten" （カーバイド撃うち）や、玩具おもちゃの大砲たいほう（ビッグ・バン・キャノンなど）でも用もちいられる。

リン化かカルシウムと共ともに、自然しぜん性せいの照明しょうめい弾だんに使つかわれる。

また、高温こうおん下か（約やく1100°C）で窒素ちっそと反応はんのうさせて、肥料ひりょうとして使つかわれているカルシウムシアナミドの合成ごうせいにも使つかわれる。窒素ちっそ分子ぶんしの強つよい三重みえ結合けつごうを化学かがく的てきに切断せつだんする数少かずすくない方法ほうほうの一ひとつである。

${\ce {CaC2 + N2 -> CaCN2 + C}}$

日本にっぽんでのカーバイド製造せいぞう

三さん居きょ沢さわ発電はつでん所しょの藤山ふじやま常一つねいち像ぞう

1902年ねん（明治めいじ35年ねん）、宮城みやぎ紡績ぼうせき電灯でんとうの藤山ふじやま常一つねいち技師ぎし長ちょうが仙台せんだい市し郊外こうがいの三さん居きょ沢さわ発電はつでん所しょで、日本にっぽんで初はじめてカルシウムカーバイドの製造せいぞうに成功せいこうした。藤山ふじやまはかねてから電気でんきエネルギーの利用りように関心かんしんがあり、三さん居きょ沢さわ発電はつでん所しょで発電はつでんされる電力でんりょくを利用りようしてカーバイドを製造せいぞうした後のち、同年どうねん4月がつに「三さん居きょ沢さわカーバイト製造せいぞう所しょ」が設立せつりつされた。藤山ふじやまは三さん居きょ沢さわの他ほかに全国ぜんこく4箇所かしょの工場こうじょうを設立せつりつした後のち、1907年ねん（明治めいじ40年ねん）に野口のぐち遵とともに日本にっぽんカーバイド商会しょうかいを設立せつりつしている。

関連かんれん項目こうもく

• カーバイド