酸化 さんか カルシウム (さんかカルシウム、Calcium oxide、quick lime)は化学 かがく 式 しき CaO で表 あらわ される化合 かごう 物 ぶつ 。慣用 かんよう 名 めい として、 生石灰 せいせっかい (せいせっかい[5] [6] )とも呼 よ ばれる。生石灰 せいせっかい は「しょうせっかい」とも読 よ めるため、消石灰 しょうせっかい と区別 くべつ するため「きせっかい[7] 」と呼称 こしょう される場合 ばあい がある。腐蝕 ふしょく 性 せい (英語 えいご 版 ばん ) のあるアルカリ で、室温 しつおん では結晶 けっしょう である。石灰 せっかい という語 かたり はカルシウム を含 ふく む無機 むき 化合 かごう 物 ぶつ の総称 そうしょう であり、石灰岩 せっかいがん のようにケイ素 けいそ やマグネシウム 、鉄 てつ 、アルミニウム などよりカルシウムの炭酸 たんさん 塩 しお や酸化 さんか 物 ぶつ 、水酸化物 すいさんかぶつ が多 おお く含 ふく まれている岩石 がんせき も指 さ す。対照 たいしょう 的 てき に、生石灰 せいせっかい は純粋 じゅんすい な化合 かごう 物 ぶつ のみを指 さ す。
生石灰 せいせっかい は比較的 ひかくてき 安価 あんか で、酸化 さんか カルシウム(塩基 えんき 無 む 水物 みずもの (英語 えいご 版 ばん ) )とその誘導体 ゆうどうたい である水酸化 すいさんか カルシウムは重要 じゅうよう な汎用 はんよう 化学 かがく 物質 ぶっしつ (英語 えいご 版 ばん ) である。
炭酸 たんさん カルシウム の熱 ねつ 分解 ぶんかい を利用 りよう する。炭酸 たんさん カルシウムを825 °C 以上 いじょう [8] に加熱 かねつ すると二酸化炭素 にさんかたんそ を放出 ほうしゅつ して生 しょう ずる。融点 ゆうてん は2572 °C 。通常 つうじょう は石灰岩 せっかいがん や貝殻 かいがら を石灰 せっかい 窯 かま で強 つよ 熱 ねっ して製造 せいぞう する。このプロセスは煆焼 と呼 よ ばれる。
CaCO
3
⟶
CaO
+
CO
2
{\displaystyle {\ce {CaCO3 -> CaO + CO2}}}
しかし放置 ほうち すると空気 くうき 中 ちゅう の二酸化炭素 にさんかたんそ と自発 じはつ 的 てき に反応 はんのう し、上記 じょうき の反応 はんのう の逆 ぎゃく 反応 はんのう が起 お こる。ただし水 みず を加 くわ えて消 けし 和 わ すれば反応 はんのう は止 と まり、ライムプラスター (英語 えいご 版 ばん ) やライムモルタル (英語 えいご 版 ばん ) になる。
水 みず を加 くわ えると発熱 はつねつ し、数 すう 百 ひゃく ℃にまで温 あたた まった後 のち 、水酸化 すいさんか カルシウム (消石灰 しょうせっかい )を生成 せいせい する。この反応 はんのう を、1リットル の水 みず に約 やく 3.1キログラム の生石灰 せいせっかい を投入 とうにゅう して行 おこな うと、おおよそ3.54メガ ジュール のエネルギー が得 え られる。
乾燥 かんそう 剤 ざい や、殺虫 さっちゅう 剤 ざい などに用 もち いられるほか、缶 かん 入 いれ の清酒 せいしゅ や弁当 べんとう を温 あたた めるために水 みず と生石灰 せいせっかい を袋 ふくろ 詰 つめ し、紐 ひも を引 ひ くと両者 りょうしゃ が混合 こんごう して発熱 はつねつ するようにしたものもある。火 ひ も使 つか わず煙 けむり も出 で ないため、火 ひ を使 つか えない状況 じょうきょう や火 ひ に弱 よわ い素材 そざい でパックされた食品 しょくひん を温 あたた める用途 ようと や、自己 じこ 加熱 かねつ 缶 かん (英語 えいご 版 ばん ) に使 つか われることが多 おお い。
CaO
(
s
)
+
H
2
O
(
l
)
⟶
Ca
(
OH
)
2
(
aq
)
:
{\displaystyle {\ce {CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(aq) :}}}
Δ でるた
r
H
=
−
63.7
k
J
/
m
o
l
{\displaystyle {\rm {\Delta _{r}H=-63.7kJ/mol}}}
なお反 はん 応 おう が進行 しんこう すると熱 ねつ 平衡 へいこう の状態 じょうたい となり、発熱 はつねつ は止 と まる[9] 。発熱 はつねつ 反応 はんのう で溶液 ようえき は膨張 ぼうちょう する。ここでできた固体 こたい を強 つよ 熱 ねっ すると水酸化 すいさんか カルシウムは水 みず 和 わ 水 みず を失 うしな う。
工業 こうぎょう 的 てき には製鋼 せいこう 用 もちい 、セメント 原料 げんりょう が多 おお く、陶磁器 とうじき 、ガラスの副 ふく 原料 げんりょう そして土壌 どじょう 改良 かいりょう 剤 ざい 、るつぼ の内張 うちば り用 よう 耐 たい 熱 ねつ 材 ざい などにも利用 りよう される。あるいは炭化 たんか カルシウム (カーバイド)、水酸化 すいさんか カルシウムの生産 せいさん 原料 げんりょう でもある。
また19世紀 せいき 中頃 なかごろ から20世紀 せいき 初頭 しょとう にかけてガスマントル(水素 すいそ ガス灯 がすとう の発光 はっこう 体 たい )として使用 しよう された。これは酸化 さんか カルシウムを2400 °C まで加熱 かねつ すると強烈 きょうれつ な光 ひかり を放 はな つ性質 せいしつ を利用 りよう したものである。 電気 でんき による照明 しょうめい が発明 はつめい されるまで特 とく に劇場 げきじょう で多 おお く用 もち いられた[10] 。
石油 せきゆ 化学 かがく 工業 こうぎょう でも重要 じゅうよう な役割 やくわり を果 は たす。水 みず を検出 けんしゅつ するペーストは酸化 さんか カルシウムとフェノールフタレイン を含 ふく んでいる。燃料 ねんりょう を貯蓄 ちょちく するタンクに水 みず が入 はい り込 こ むと、水 みず と酸化 さんか カルシウムが反応 はんのう し水酸化 すいさんか カルシウムができる。水酸化 すいさんか カルシウムは強 つよ い塩基 えんき 性 せい を示 しめ すため、フェノールフタレインが濃 こ いピンク色 ぴんくいろ に変色 へんしょく し、水 みず の存在 そんざい を確認 かくにん できる。
製紙 せいし 産業 さんぎょう においては、クラフトパルプ で炭酸 たんさん ナトリウム から水酸化 すいさんか ナトリウム を作 つく り直 なお す。
土器 どき 前 まえ (英語 えいご 版 ばん ) 新 しん 石器 せっき 時代 じだい Bにフローリング などに石灰岩 せっかいがん を使用 しよう した漆喰 しっくい を使 つか っていたことが考古学 こうこがく 的 てき に証明 しょうめい されている[11] [12] [13] 。特 とく に石灰 せっかい と灰 はい の床 ゆか (英語 えいご 版 ばん ) は19世紀 せいき まで用 もち いられていた。
酸化 さんか カルシウムの固体 こたい のスプレー やスラリー は脱硫 だつりゅう の過程 かてい で二酸化 にさんか 硫黄 いおう を除去 じょきょ するのに使用 しよう される。
バイオディーゼル の塩基 えんき に酸化 さんか カルシウムが用 もち いられている[14] [15] 。
歴史 れきし 家 か で哲学 てつがく 者 もの のデイヴィッド・ヒューム は、著書 ちょしょ 英国 えいこく の歴史 れきし (英語 えいご 版 ばん ) の中 なか で、ヘンリー3世 せい の初期 しょき から、イギリス海軍 かいぐん はフランス海軍 かいぐん の侵略 しんりゃく を艦隊 かんたい の視界 しかい を消 け すことで撃退 げきたい してきたと述 の べている。
ダルビニーは
彼 かれ らに
対 たい して
勝利 しょうり に
貢献 こうけん したと
言 い える
作戦 さくせん を
練 ね った。
開戦 かいせん 当初 とうしょ フランスが
優勢 ゆうせい であったため、
彼 かれ はフランス
軍 ぐん を
奇襲 きしゅう する
作戦 さくせん を
採用 さいよう した。イギリス
軍 ぐん はフランス
軍 ぐん の
船 ふね に
乗 の り
込 こ み
目 め の
前 まえ に
大量 たいりょう の
生石灰 せいせっかい を
投 な げつけ、
兵士 へいし を
失明 しつめい させた。そのためフランス
軍 ぐん は
防御 ぼうぎょ ができなくなった
[16] 。
生石灰 せいせっかい はギリシア火薬 かやく の成分 せいぶん であると考 かんが えている説 せつ もある。生石灰 せいせっかい を水中 すいちゅう に投入 とうにゅう すると温度 おんど が150 °C まで上昇 じょうしょう し、燃料 ねんりょう に引火 いんか すると考 かんが えられている[17] 。
水 みず を加 くわ えると発熱 はつねつ する性質 せいしつ を利用 りよう し、主 おも に火 ひ が使 つか えなくなってしまう状況 じょうきょう での利用 りよう が予測 よそく される防災 ぼうさい 食品 しょくひん や、レーション (いわゆるミリメシ)等 とう の加 か 温 ゆたか をするための製品 せいひん が各社 かくしゃ から発売 はつばい されている。
世界 せかい で見 み たときの年間 ねんかん 生産 せいさん 量 りょう は2億 おく 8300万 まん トン である。中国 ちゅうごく での生産 せいさん 量 りょう が最 もっと も多 おお く、年間 ねんかん 約 やく 1億 おく 7000万 まん トンである。ついでアメリカ で、2000万 まん トンである[18] 。2016年度 ねんど 日本 にっぽん 国内 こくない 生産 せいさん 量 りょう は 734万 まん 885 トン、消費 しょうひ 量 りょう は 92万 まん 7927トンである[19] 。
水 みず を加 くわ えると発熱 はつねつ するため、消防 しょうぼう 法 ほう の危険 きけん 物 ぶつ 第 だい 3類 るい に指定 してい されていたが、1989年 ねん の消防 しょうぼう 法 ほう 改正 かいせい によって危険 きけん 物 ぶつ からは除外 じょがい された。現行 げんこう 法 ほう においては、危険 きけん 物 ぶつ の規制 きせい に関 かん する政令 せいれい 第 だい 1条 じょう の10に「生石灰 せいせっかい (酸化 さんか カルシウム含有 がんゆう 量 りょう 80 % 以上 いじょう のもの)を500キログラム以上 いじょう 取 と り扱 あつか う(貯蔵 ちょぞう する)場合 ばあい 、最寄 もよ り消防署 しょうぼうしょ への届出 とどけで 義務 ぎむ 」が規定 きてい されている。
酸化 さんか カルシウムが人 ひと の肌 はだ に触 ふ れたり、酸化 さんか カルシウムを吸入 きゅうにゅう したりすると、水 みず との高 たか い反応 はんのう 性 せい のためひりつきや炎症 えんしょう が生 しょう じる。吸入 きゅうにゅう した場合 ばあい 、咳 せき やくしゃみ を伴 ともな い、呼吸 こきゅう 困難 こんなん になることもある。熱 ねつ を放出 ほうしゅつ して鼻 はな 中 ちゅう 隔 へだた の穿孔 せんこう や腹 はら 部 ぶ の痛 いた み 、吐 は き気 け や嘔吐 おうと などの症状 しょうじょう が出 で ることもある。酸化 さんか カルシウムは、水 みず と反応 はんのう しても発火 はっか しないが、可燃 かねん 物 ぶつ を燃焼 ねんしょう させるのに充分 じゅうぶん な熱 ねつ を放出 ほうしゅつ する[20] 。
なお地獄 じごく では獄卒 ごくそつ (地獄 じごく の鬼 おに )が罪人 ざいにん (地獄 じごく へ堕 お ちた亡者 もうじゃ )の口 くち に生石灰 せいせっかい を詰 つ め込 こ む責苦 せめく を行 おこな うという。
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酸化 さんか カルシウム、『理化学 りかがく 辞典 じてん 』、第 だい 5版 はん 、岩波書店 いわなみしょてん