ケイ酸カルシウム (Ca2SiO4) は、建築材料、断熱材、耐火材に使用される鉱物化合物です。酸化カルシウムとシリカを組み合わせて作られています。ケイ酸カルシウムは断熱性と耐火性を提供します。
| IUPAC名 | ケイ酸カルシウム |
| 分子式 | Ca2SiO4 |
| CAS番号 | 1344-95-2 |
| 同義語 | ケイ酸、カルシウム塩 (2:1);メタケイ酸カルシウム;カルシウムと酸化ケイ素。オルトケイ酸カルシウム |
| インチチ | InChI=1S/Ca.2O.Si/q+2;2*-1; |
ケイ酸カルシウムの性質
ケイ酸カルシウムのモル質量
Ca2SiO4 のモル質量は 172,237 g/mol です。この値は、カルシウム、ケイ素、酸素の原子量を加算することで計算され、それぞれ 40.078 g/mol、28.085 g/mol、15.999 g/mol になります。モル質量は、化学反応または溶液の調製に必要な Ca2SiO4 の量を決定する際に重要です。
ケイ酸カルシウムの沸点
Ca2SiO4 は沸点に達する前に分解するため、明確な沸点がありません。 Ca2SiO4 が加熱されると、水の放出と酸化カルシウムとシリカの形成につながる一連の化学反応が起こります。 Ca2SiO4 の分解温度は、化合物の特定の種類と組成によって異なります。
ケイ酸カルシウムの融点
Ca2SiO4 の融点は 2130°C です。この温度では、Ca2SiO4 は固体から液体に変化します。 Ca2SiO4 の融点は比較的高く、耐火材料、断熱材、耐火材などの高温用途に適しています。
ケイ酸カルシウムの密度 g/mL
Ca2SiO4 の密度は、化合物の特定の種類と組成によって異なります。 Ca2SiO4 の密度は 2.2 ～ 2.8 g/mL の範囲です。 Ca2SiO4 は高密度であるため、重量が問題となる用途に役立ちます。例えば、コンクリートの軽量骨材として使用されます。
ケイ酸カルシウムの分子量
Ca2SiO4 の分子量は 172.237 g/mol です。この値は、カルシウム、ケイ素、酸素の原子量を化合物に加えることによって決定されます。 Ca2SiO4 の分子量は、溶液の濃度や化学反応に必要な化合物の量を決定するなど、さまざまな計算に使用されます。
ケイ酸カルシウムの構造
Ca2SiO4 の結晶構造は、化合物の特定の種類と組成に応じて異なります。最も一般的な結晶構造は単斜晶系です。 Ca2SiO4 の結晶構造により、高強度、熱安定性、耐薬品性などの特定の特性が得られます。
ケイ酸カルシウム配合
ケイ酸カルシウムの化学式は Ca2SiO4 です。この式は、化合物中のカルシウム、ケイ素、酸素の比率を表します。ケイ酸カルシウムの配合は、その特性を決定し、セメント、断熱材、耐火材などのさまざまな用途で使用する場合に重要です。
| 外観 | 白い粉 |
| 比重 | 2.2 – 2.8 g/cm3 |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 172,237 g/モル |
| 密度 | 2.2 – 2.8 g/cm3 |
| 融合点 | 2130℃ |
| 沸点 | 沸騰する前に分解してしまう |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 不溶性 |
| 溶解性 | 水に溶けず、酸に溶ける |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 適用できない |
| pH | 7.0～9.0 |
ケイ酸カルシウムの安全性と危険性
Ca2SiO4 は一般に、建築材料、断熱材、食品添加物などのさまざまな用途での使用が安全であると考えられています。ただし、Ca2SiO4 粉塵を長時間または過剰に吸入すると、呼吸器系を刺激する可能性があります。 Ca2SiO4 が皮膚や目に接触すると炎症を起こす可能性があります。 Ca2SiO4 は有害物質とはみなされていませんが、この物質を扱う場合は慎重に取り扱い、安全上の注意事項に従うことが重要です。 Ca2SiO4 を取り扱う際は、潜在的な健康リスクを最小限に抑えるために、手袋、安全メガネ、呼吸保護具などの個人用保護具を着用する必要があります。
| ハザードシンボル | 適用できない |
| セキュリティの説明 | 危険物ではありません |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 6810.19 |
| 危険等級 | 適用できない |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 毒性が低い。長期間または過剰に暴露した場合、呼吸器官や皮膚への炎症を引き起こす可能性があります |
ケイ酸カルシウムの合成法
Ca2SiO4 はさまざまな方法で合成できます。
１つの方法では、酸化カルシウム（ＣａＯ）がシリカ（ＳｉＯ ２ ）と反応してケイ酸カルシウムの混合物を生成する。高温炉により、Ca2SiO4 の合成が可能になります。この混合物には、Ｃａ ２ ＳｉＯ ４ およびＣａ ３ ＳｉＯ ５ が含まれる。混合物をさらに処理および粉砕すると、さまざまなグレードの Ca2SiO4 粉末が生成されます。
別の方法では、高圧および高温のオートクレーブ内で水酸化カルシウム (Ca(OH)2) とシリカを反応させます。このプロセスにより、珪灰石 (CaSiO3) として知られる純粋な形の Ca2SiO4 が生成され、プラスチックやコーティングの充填剤としてなど、幅広い用途に使用できます。
Ca2SiO4 を合成する他の方法には、塩化カルシウム (CaCl2)とケイ酸ナトリウム (Na2SiO3)を反応させて、ポルトランド セメントの主な結合剤である Ca2SiO4 水和物 (CSH) を生成する方法が含まれます。
さまざまな試薬と方法により、カルシウムとケイ酸イオンの溶液から Ca2SiO4 を沈殿させることにより Ca2SiO4 を合成できます。
ケイ酸カルシウムの用途
Ca2SiO4 は、高温耐性、低い熱伝導率、優れた耐火性などの独特の特性により、幅広い用途に使用されています。 Ca2SiO4 の一般的な用途をいくつか示します。
- 断熱材: 炉の内張り、ボイラー断熱材、蒸気ラインなどの高温用途で断熱材として使用されます。熱伝導率が低いため、このような環境では効果的な断熱材となります。
- 建築材料：レンガ、タイル、セメントなどのさまざまな建築材料に使用されます。高温や火に対する耐性があり、防火壁や天井に使用するのに理想的な素材です。
- 食品添加物：粉砂糖や塩などの食品の固結防止剤として使用されます。湿気を吸収し、固化を防ぐその能力は、食品メーカーで人気のある選択肢です。
- 医薬品: 医薬品の賦形剤として使用され、結合剤、崩壊剤、流動剤として機能します。
- 化粧品: 膨潤剤および吸収剤として化粧品に使用されます。フェイスパウダーやファンデーションなどの製品の質感や使用感の向上に役立ちます。
- その他の用途: セラミック、耐火材料の製造、ゴムやプラスチックの充填剤としても使用されます。
質問:
Q: スイミングプールからケイ酸カルシウムをどのように除去しますか?
A: プールから Ca2SiO4 を除去するには、プールタイルクリーナーまたは塩酸と水の溶液を使用します。洗浄剤または溶液を患部に塗布し、硬い毛のブラシでこすってください。洗浄後は多量の水で洗い流してください。
Q: 家庭で耐火性ケイ酸カルシウムを作るにはどうすればよいですか?
A: 高温と特殊な装置が必要なため、家庭で耐火性 Ca2SiO4 を製造することはお勧めできません。既成の Ca2SiO4 耐火物製品を信頼できるサプライヤーから購入するのが最善です。
Q: ケイ酸カルシウム化合物は水和してどの 2 つの化合物を形成しますか?
A: Ca2SiO4 化合物は水和して、水和 Ca2SiO4 (CSH) と水酸化カルシウム (Ca(OH)2) を形成します。これらの化合物は、コンクリートやその他のセメント質材料の形成と強度において重要な役割を果たします。