炭酸カルシウムは、化学式 CaCO3 で表される化合物です。一般的に岩石や貝殻に含まれており、セメント、塗料、栄養補助食品の製造に使用されています。
| IUPAC名 | 炭酸カルシウム |
| 分子式 | CaCO3 |
| CAS番号 | 471-34-1 |
| 同義語 | 石灰岩、白亜、方解石、アラゴナイト、大理石、沈降炭酸カルシウム、炭酸カルシウム塩（1:1） |
| インチチ | InChI=1S/CH2O3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2 |
CaCO3 モル質量
炭酸カルシウムのモル質量は 100.09 g/mol です。これは、1 モルの炭酸カルシウムに 100.09 グラムの化合物が含まれていることを意味します。モル質量は、モルからグラム、またはその逆の変換を可能にするため、化学量論的計算において重要です。
炭酸カルシウムの配合
炭酸カルシウムの化学式は CaCO₃ です。これは、各炭酸カルシウム分子には 1 つのカルシウム原子、1 つの炭素原子、および 3 つの酸素原子が含まれていることを意味します。この式は、特定の用途に必要な炭酸カルシウムの量を決定し、その化学的特性を理解するために重要です。
炭酸カルシウムの沸点
炭酸カルシウムは沸点に達する前に分解するため沸点がありません。大気圧では、825℃以上の温度で炭酸カルシウムは酸化カルシウムと二酸化炭素に分解します。したがって、炭酸カルシウムはセメント製造などの高温用途で一般的に使用されます。
炭酸カルシウムの融点
炭酸カルシウムの融点は1339℃です。この温度で、炭酸カルシウムは熱分解を受けて酸化カルシウムと二酸化炭素を生成します。融点は、高温での炭酸カルシウムの挙動を理解するために重要です。
炭酸カルシウムの密度 g/ml
炭酸カルシウムの密度は 2.71 g/cm3 です。つまり、炭酸カルシウムは水よりも密度が高く、水に入れると沈みます。密度は、炭酸カルシウムの物理的特性を理解し、さまざまな用途での用途を決定するために重要です。
炭酸カルシウムの分子量
炭酸カルシウムの分子量は 100.09 g/mol です。これは、化合物が 1 つのカルシウム原子、1 つの炭素原子、および 3 つの酸素原子で構成されていることを意味します。分子量は、特定の用途に必要な炭酸カルシウムの量を決定し、その化学的特性を理解するために重要です。
炭酸カルシウムの構造
炭酸カルシウムの構造は結晶であり、カルシウムイオン (Ca2⁺) と炭酸イオン (CO32⁻) で構成されています。カルシウムイオンは構造の中心に位置し、6つの炭酸イオンに囲まれています。炭酸イオンは三方晶系の平面形状に配置されており、各酸素原子は二重結合によって炭素原子に結合しています。この構造は、貝殻やサンゴ礁の形成など、さまざまな用途における炭酸カルシウムの挙動を理解するために重要です。
| 外観 | 白色の粉末または無色の結晶 |
| 比重 | 2.71 |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 100.09 g/モル |
| 密度 | 2.71 g/cm3 |
| 融合点 | 1339℃ |
| 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 | 0.0013g/100ml(25℃) |
| 溶解性 | 水およびほとんどの有機溶媒に不溶 |
| 蒸気圧 | 無視できる |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 午前9時（始発） 11.8(秒) |
| pH | 9.3～9.7（0.1M水溶液） |
炭酸カルシウムの安全性と危険性
炭酸カルシウムは一般に、指示に従って使用した場合、人体と環境に対して安全であると考えられています。ただし、炭酸カルシウムの粉塵を吸入すると、気道、目、皮膚に炎症を引き起こす可能性があります。高濃度の炭酸カルシウム粉塵に長期間さらされると、肺に損傷を与える可能性があります。炭酸カルシウムは強酸と反応して二酸化炭素を生成する可能性があり、特定の状況では火災や爆発の危険を引き起こす可能性があります。炭酸カルシウムを取り扱うときは、保護具を着用し、十分な換気を確保するなど、適切な安全手順に従うことが重要です。
| ハザードシンボル | 適用できない |
| セキュリティの説明 | 粉塵の吸入を避けてください。保護具を着用してください。 |
| 国連識別番号 | 規制されていません |
| HSコード | 2836.50.00 |
| 危険等級 | 規制されていません |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 人体や環境に対する毒性が低い |
炭酸カルシウムの合成法
炭酸カルシウム (CaCo3) は、沈殿法、炭酸化法、ゾルゲル法などのさまざまな方法で合成できます。
沈殿法には、制御された条件下で水酸化カルシウムと炭酸ナトリウムなどの可溶性炭酸塩を混合して CaCo3 沈殿物を形成することが含まれます。最終生成物を得るには、沈殿物を濾過して乾燥する必要があります。
炭酸化法では、高圧および高温下で酸化カルシウムと二酸化炭素を反応させて CaCo3 を生成します。二酸化炭素の流出を防ぐために、反応は密閉系で実行する必要があります。次に、生成した CaCo3 から未反応の酸化カルシウムまたは二酸化炭素を分離し、精製する必要があります。
ゾルゲル法には、溶媒と触媒の存在下でのカルシウムアルコキシドや硝酸カルシウムなどのカルシウム含有前駆体の加水分解と縮合が含まれます。 CaCo3 を生成するには、得られたゲルを乾燥して焼成する必要があります。
CaCo3 の合成方法には、サンゴやカキ殻などの生物が CaCo3 結晶を生成するバイオミネラリゼーションの使用が含まれます。オペレーターはこれらの結晶を収集し、最終製品を得るために加工します。
各方法には独自の長所と短所があり、方法の選択は、コスト、純度、最終製品の望ましい粒子サイズなどの要因によって決まります。
炭酸カルシウムの用途
炭酸カルシウムは、低毒性、高純度、低コストで入手できるなどの特性により、さまざまな産業で多くの用途に使用されています。炭酸カルシウムの一般的な用途は次のとおりです。
- 建設: 石灰岩、大理石、チョークの形で建築材料として使用されます。セメント、モルタル、コンクリートの強度と耐久性を向上させるための充填剤として使用されます。
- 医薬品: 制酸剤およびカルシウムサプリメントの製造に使用されます。錠剤やカプセルの製剤化において賦形剤として使用されます。
- 食品および飲料: カルシウムを強化するための食品添加物として、また飲料の pH 調整剤として使用されます。
- 紙およびパルプ: 紙および板紙の製造における充填剤およびコーティング剤として使用され、印刷適性と白色度を向上させます。
- プラスチック: 機械的特性を向上させ、コストを削減するために、プラスチック製品の充填剤および補強材として使用されます。
- 塗料およびコーティング: 塗料およびコーティングの不透明度と被覆率を向上させるために、塗料およびコーティングの顔料および充填剤として使用されます。
- 農業: 土壌の品質と作物の成長を改善するための土壌改良剤として使用されます。
- 水処理：酸性水を中和し、水中の不純物を除去するために使用されます。
これらは炭酸カルシウムの最も一般的な用途の一部ですが、さまざまな業界で他にも多くの用途があります。
質問:
Q: 炭酸カルシウムは水に溶けますか?
A: 炭酸カルシウムは水への溶解度が低く、25℃での溶解度は約 0.0013 g/100 mL です。
Q: 炭酸カルシウムとは何ですか?
A: 炭酸カルシウムは、化学式 CaCO3 で表される化合物です。これは、岩石、海洋生物の殻、さまざまな鉱床に含まれる一般的な物質です。
Q: 炭酸カルシウムはどこで入手できますか?
A: 炭酸カルシウムは、石灰岩、チョーク、大理石などのさまざまな天然源に含まれています。牡蠣、二枚貝、サンゴなどの海洋生物の殻にも含まれています。
Q: 炭酸カルシウムはイオン性ですか、それとも共有結合性ですか?
A: 炭酸カルシウムは、カルシウムカチオン (Ca2+) と炭酸アニオン (CO32-) から構成されるイオン性化合物です。
Q: 炭酸カルシウムは水素化堆積物の一種で、埋めて固めると_____になります。
A: 炭酸カルシウムは水素化された堆積物の一種で、石灰岩に埋められて固まる可能性があります。
Q: 先カンブリア時代のシアノバクテリアが作った炭酸カルシウムの層状構造は_____と呼ばれています。
A: 先カンブリア紀のシアノバクテリアによって炭酸カルシウムで作られた層状構造はストロマトライトと呼ばれます。