生石灰としても知られる酸化カルシウムは、融点の高い白色のアルカリ性物質です。水と激しく反応して水酸化カルシウムを生成し、かなりの熱を発生します。セメント製造、農業、水処理などのさまざまな産業用途で使用されています。
| IUPAC名 | 酸化カルシウム |
| 分子式 | CaO |
| CAS番号 | 1305-78-8 |
| 同義語 | 生石灰;焦げた石灰。ライム;カルクス。未消石灰;酸化カルシウム(II);カルシア。石灰の小石。石灰岩。一酸化カルシウム;フォンダンライム |
| インチチ | InChI=1S/Ca.O |
酸化カルシウムの性質
酸化カルシウムの配合
酸化カルシウムの化学式は CaO で、カルシウムカチオン (Ca2+) とオキシドアニオン (O2-) が含まれていることを示します。酸化カルシウムの式は、カルシウムカチオンと酸化物アニオンが強い静電気力によって結合されるという、そのイオン性を反映しています。酸化カルシウムの式は、さまざまな化学反応における化合物を特定し、その分子量やその他の物理的特性を計算するために使用されます。
酸化カルシウムのモル質量
生石灰としても知られる酸化カルシウムのモル質量は、1 モルあたり 56,077 グラムです。これは、化合物を構成するカルシウム (40.078 g/mol) と酸素 (15.999 g/mol) の原子量から求められます。酸化カルシウムのモル質量は、特定量の生成物を生成するために必要な反応物の量の決定や溶液の濃度の計算など、さまざまな計算に使用されます。
酸化カルシウムの沸点
酸化カルシウムは高温になると沸騰せずに熱分解するため、沸点がありません。 2572℃を超える温度では、酸化カルシウムはカルシウムと酸素に解離します。しかし、酸化カルシウムの熱分解を利用して、工業用途向けに、より高い純度および反応性を備えた酸化カルシウムを生成することができます。
酸化カルシウムの融点
酸化カルシウムの融点は2572℃と高融点物質です。カルシウムカチオンと酸化物アニオンが強い静電力によって結合されるイオン性により、高い融点を持っています。酸化カルシウムは融点が高いため、鉄鋼やセメント製造などの高温用途でも役立ちます。
酸化カルシウムの密度 g/ml
酸化カルシウムの密度は結晶構造や純度によって異なります。酸化カルシウムの典型的な密度はバルク材料で 3.35 g/mL ですが、理論上の密度は 3.50 g/mL です。酸化カルシウムの密度が低いのは多孔質構造のため、空気中の水分を吸収して重量と体積が増加します。
酸化カルシウムの分子量
酸化カルシウムの分子量は、式量またはモル質量とも呼ばれ、1 モルあたり 56.077 グラムです。化合物を構成するカルシウムと酸素の原子量を加算することで計算されます。酸化カルシウムの分子量は、特定量の生成物を生成するために必要な反応物の量の決定や溶液の濃度の計算など、さまざまな計算に使用されます。
酸化カルシウムの構造
酸化カルシウムは立方体の結晶構造を持ち、カルシウムカチオンと酸化物アニオンが面心立方格子に配置されています。酸化カルシウムの結晶構造は、塩化ナトリウムや他のイオン性化合物の結晶構造と似ています。酸化カルシウムはイオン性であるため、優れた電気絶縁体となり、電子部品の製造において重要な材料となります。
| 外観 | 白色、無臭の固体 |
| 比重 | 3.35 g/cm3 |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 56.077 g/モル |
| 密度 | 3.35 g/cm3 |
| 融合点 | 2572℃ |
| 沸点 | 沸騰せず、熱分解する |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 水と反応して水酸化カルシウムを生成する |
| 溶解性 | 水に溶けず、酸に溶ける |
| 蒸気圧 | 無視できる |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 適用できない |
| pH | 12-13 |
酸化カルシウムの安全性と危険性
生石灰としても知られる酸化カルシウムは、反応性が高く腐食性の高い物質であり、人間の健康や環境にいくつかの危険をもたらします。正しく取り扱わないと、皮膚、目、呼吸器系に重度の刺激や火傷を引き起こす可能性があります。生石灰の粉塵や蒸気を吸入すると、呼吸困難、咳、息切れを引き起こすことがあります。また、水との反応性が高く、大量の熱を放出し、火傷や水蒸気爆発を引き起こす可能性があります。生石灰は、涼しく乾燥した換気の良い場所で、不適合物質から離して保管する必要があります。事故や暴露を避けるために、適切な保護具と取り扱い手順に従う必要があります。
| ハザードシンボル | 腐食性(C) |
| セキュリティの説明 | 手袋、衣類、目/顔を保護するものを着用してください。取り扱いおよび保管には注意してください。吸入、摂取、皮膚や目との接触を避けてください。 |
| 国連識別番号 | UN1910 |
| HSコード | 2522.20.00 |
| 危険等級 | 8 – 腐食性物質 |
| 梱包グループ | Ⅱ |
| 毒性 | 非常に有毒です |
酸化カルシウムの合成法
石灰石の熱分解、水酸化カルシウムの熱反応、塩化カルシウムの電気分解により、酸化カルシウムや生石灰が合成されます。
生石灰を合成する最も一般的な方法は、石灰窯で石灰を900～1000℃程度の高温に加熱することです。か焼として知られるこのプロセスでは、二酸化炭素が放出され、生石灰が残ります。生石灰を加工および粉砕すると、さまざまな用途に使用できる微粉末が生成されます。
生石灰を合成する別の方法には、消石灰としても知られる水酸化カルシウムを高温に加熱することが含まれます。脱ヒドロキシル化として知られるこのプロセスでも水が放出され、生石灰が残ります。
塩化カルシウム電気分解は、生石灰を合成するあまり一般的ではない方法です。塩化カルシウムを水に溶かし、電流を流すと生石灰と塩素ガスが発生します。
酸化カルシウムの用途
生石灰としても知られる酸化カルシウムは、その独特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。その主な用途は次のとおりです。
- 鉄鋼生産: 鉄鋼生産においてフラックスとして使用され、不純物を除去して鋼の品質を向上させるのに役立ちます。
- 水処理：水の不純物を除去し、水のpHを調整するために水処理に使用されます。
- 農業: 土壌のpHを調整し、植物に必須の栄養素を提供するための土壌改良剤として農業で使用されます。
- 化学産業: 炭化カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムなどの化学薬品の製造に使用されます。
- 建設: 建設業界でセメント、モルタル、石膏の成分として使用されます。
- 食品産業: 食品産業で引き締め剤および酸度調整剤として使用されます。
- 製紙産業: 製紙産業では、クラフトパルプ化プロセスで使用される白液の成分として使用されます。
- 石油産業: 石油産業で精製プロセスの触媒として使用されます。
質問:
Q: 酸化カルシウムの式は何ですか?
A: 酸化カルシウムの化学式は CaO です。
Q: カルシウムの酸化数は何ですか?
A：酸化カルシウムのカルシウムの酸化数は+2です。
Q: 酸化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: 酸化カルシウムは、正に帯電したカルシウムイオンと負に帯電した酸化物イオンから構成されるイオン性化合物です。
Q: 酸化カルシウムは固体ですか?
A: はい、酸化カルシウムは標準的な室温および常圧では固体です。白色または灰白色の外観をしており、非常に反応性が高いです。