酸化カルシウムのソースを表示

{{chembox
| Name = 酸化カルシウム
| ImageFile = Calcium-oxide-3D-vdW.png
| ImageSize = 200px
| ImageName = Calcium oxide
| IUPACName = Calcium oxide
| OtherNames = Quicklime, burnt lime, unslaked lime
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| ChemSpiderID = 14095
| UNII = C7X2M0VVNH
| InChI = 1/Ca.O/rCaO/c1-2
| SMILES = [Ca]=O
| InChIKey = ODINCKMPIJJUCX-BFMVISLHAU
| CASNo = 1305-78-8
| CASNo_Ref = {{cascite}}
| PubChem = 14778
| RTECS = EW3100000
| UNNumber = 1910
| ATCvet = yes
| ATCCode_prefix = P53
| ATCCode_suffix = AX18
}}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = CaO
| MolarMass = 56.0774 g/mol
| ExactMass = 55.957506
| Appearance = [[白]]から青白、もしくは[[黄色]]か[[茶色]]の粉
| Odor = なし
| Density = 3.34 g/cm<sup>3</sup><ref name=crc/>
| Solubility = 1.19 g/L (25 °C), 0.57 g/L (100 °C)、発熱反応<ref>{{cite book|url=http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=159&page=20|page=20|title=Water Chemicals Codex|author=Committee on Water Treatment Chemicals, Food and Nutrition Board, Assembly of Life Sciences, National Research Council|year=1982|isbn=0-309-07368-5}}</ref>
| MeltingPt = 2613 °C, 2886 K, 4735 °F<ref name=crc>{{RubberBible92nd|page=4.55}}</ref>
| BoilingPt = 2850 °C, 3123 K (100 [[hPa]])<ref>[http://gestis-en.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_en/001200.xml?f=templates$fn=default.htm$3.0 Calciumoxid]. GESTIS database</ref>
| pKa = 12.8
| Solvent1 = 酸
| Solubility1 = 溶（[[グリコール]]や[[砂糖|砂糖水]]にも同様）
| Solvent2 = メタノール
| Solubility2 = 不溶（[[ジエチルエーテル]]や[[1-ノナノール|N-オクタノール]])
}}
| Section3 = {{Chembox Structure
| Structure = [[Sodium chloride|NaCl]]
}}
| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
|   DeltaHf = −635&nbsp;kJ·mol<sup>−1</sup><ref name=b1>{{cite book| author = Zumdahl, Steven S.|title =Chemical Principles 6th Ed.| publisher = Houghton Mifflin Company| year = 2009| isbn = 0-618-94690-X|page=A21}}</ref>
|   Entropy = 40&nbsp;J·mol<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup><ref name=b1 />
 }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
| ExternalMSDS = [http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/c0462.htm hazard.com]
| EUClass =
| EUIndex = 記載なし
| RPhrases =
| SPhrases =
| NFPA-H = 3
| NFPA-F = 0
| NFPA-R = 2
| NFPA-O =
| FlashPt = 燃焼性なし
}}
| Section8 = {{Chembox Related
| OtherAnions = {{plainlist|
*[[硫化カルシウム]]|
*[[水酸化カルシウム]]
}}
| OtherCations = {{plainlist||
*[[酸化ベリリウム]]|
*[[酸化マグネシウム]]|
*[[酸化ストロンチウム]]|
*[[酸化バリウム]]
}}
}}
}}
'''酸化カルシウム'''（さんかカルシウム、Calcium oxide、quick lime）は化学式 CaO で表される化合物。慣用名として、 '''生石灰'''（せいせっかい<ref>岩波書店「広辞苑」第六版、2008年、p1546</ref><ref>三省堂「新明解国語辞典」第三版、1981年、p.626</ref>）とも呼ばれる。生石灰は「しょうせっかい」とも読めるため、[[水酸化カルシウム|消石灰]]と区別するため「きせっかい<ref>[http://www.jplime.com/qa/fileA.html 日本石灰協会・日本石灰工業組合]</ref>」と[[呼称]]される場合がある。{{仮リンク|腐蝕性物質|en|Corrosive substance|label=腐蝕性}}のある[[アルカリ]]で、[[室温]]では結晶である。[[石灰]]という語は[[カルシウム]]を含む[[無機化合物]]の総称であり、[[石灰岩]]のように[[ケイ素]]や[[マグネシウム]]、[[鉄]]、[[アルミニウム]]などよりカルシウムの[[炭酸塩]]や[[酸化物]]、[[水酸化物]]が多く含まれている岩石も指す。対照的に、'''生石灰'''は純粋な化合物のみを指す。

生石灰は比較的安価で、酸化カルシウム（{{仮リンク|塩基無水物|en|Base anhydride}}）とその[[誘導体]]である水酸化カルシウムは重要な{{仮リンク|汎用化学物質|en|Commodity chemicals}}である。

== 調製 ==
[[炭酸カルシウム]]の[[熱分解]]を利用する。炭酸カルシウムを825{{nbsp}}[[セルシウス度|{{℃}}]]以上<ref name="merck">Merck Index of chemicals and Drugs , 9th edition monograph 1650</ref>に加熱すると[[二酸化炭素]]を放出して生ずる。融点は2572{{nbsp}}{{℃}}。通常は石灰岩や[[貝殻]]を[[石灰窯]]で強熱して製造する。このプロセスは[[煆焼]]と呼ばれる。

: <chem>CaCO3 -> CaO + CO2</chem>

しかし放置すると空気中の[[二酸化炭素]]と{{仮リンク|自発反応|en|Spontaneous process|label=自発的に}}反応し、上記の反応の[[可逆反応|逆反応]]が起こる。ただし水を加えて消和すれば反応は止まり、{{仮リンク|ライムプラスター|en|Lime plaster}}や{{仮リンク|ライムモルタル|en|Lime mortar}}になる。

== 反応 ==
[[水]]を加えると発熱し、数百℃にまで温まった後、[[水酸化カルシウム]]（消石灰）を生成する。この反応を、1[[リットル]]の水に約3.1[[キログラム]]の生石灰を投入して行うと、おおよそ3.54[[メガ]][[ジュール (単位)|ジュール]]の[[エネルギー]]が得られる。

[[乾燥]]剤や、[[殺虫剤]]などに用いられるほか、缶入の[[清酒]]や弁当を温めるために水と生石灰を袋詰し、紐を引くと両者が混合して発熱するようにしたものもある。火も使わず煙も出ないため、火を使えない状況や火に弱い素材でパックされた食品を温める用途や、{{仮リンク|自己加熱缶|en|Self-heating can}}に使われることが多い。
: <chem>CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(aq) : </chem> <math>\rm \Delta _r H = -63.7 kJ/mol</math>

なお反応が進行すると[[熱平衡]]の状態となり、発熱は止まる<ref name="patent">Collie, Robert L. "Solar heating system" {{US patent|3955554}} issued May 11, 1976</ref>。発熱反応で[[溶液]]は膨張する。ここでできた固体を強熱すると水酸化カルシウムは[[水和]]水を失う。

== 利用 ==
工業的には[[製鋼]]用、[[セメント]]原料が多く、陶磁器、ガラスの副原料そして[[土壌改良]]剤、[[るつぼ]]の内張り用耐熱材などにも利用される。あるいは[[炭化カルシウム]]（カーバイド）、水酸化カルシウムの生産原料でもある。

また[[19世紀]]中頃から[[20世紀]]初頭にかけてガスマントル（[[ガス灯|水素ガス灯]]の発光体）として使用された。これは酸化カルシウムを2400{{nbsp}}{{℃}}まで加熱すると強烈な光を放つ性質を利用したものである。 [[電気]]による[[照明]]が発明されるまで特に[[劇場]]で多く用いられた<ref>{{cite journal|last=Gray |first=Theodore |year=2007 |title=Limelight in the Limelight |work=Popular Science |month=September |page=84| url=http://www.popsci.com/node/9652}}</ref>。{{main|ライムライト (照明)}}

[[石油化学]]工業でも重要な役割を果たす。水を検出するペーストは酸化カルシウムと[[フェノールフタレイン]]を含んでいる。燃料を貯蓄するタンクに水が入り込むと、水と酸化カルシウムが反応し水酸化カルシウムができる。水酸化カルシウムは強い[[塩基性]]を示すため、フェノールフタレインが濃い[[ピンク色]]に変色し、水の存在を確認できる。

[[製紙業|製紙産業]]においては、[[クラフトパルプ]]で[[炭酸ナトリウム]]から[[水酸化ナトリウム]]を作り直す。

{{仮リンク|土器前新石器時代B|en|Pre-Pottery Neolithic B|label=土器前}}[[新石器時代]]Bに[[フローリング]]などに石灰岩を使用した[[漆喰]]を使っていたことが[[考古学]]的に証明されている<ref>[http://phys.org/news/2012-08-neolithic-lumberjack.html Neolithic man: The first lumberjack?]. Phys.org (August 9, 2012). Retrieved on 2013-01-22.</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1017/S006824540000006X|title=Neolithic Lime Plastered Floors in Drakaina Cave, Kephalonia Island, Western Greece: Evidence of the Significance of the Site|year=2011|last1=Karkanas|first1=Panagiotis|last2=Stratouli|first2=Georgia|journal=The Annual of the British School at Athens|volume=103|pages=27}}</ref><ref>Connelly, Ashley Nicole (May 2012) [https://hdl.handle.net/2104/8320 Analysis and Interpretation of Neolithic Near Eastern Mortuary Rituals from a Community-Based Perspective]. Baylor University Thesis, Texas</ref>。特に{{仮リンク|石灰と灰の床|en|Lime-ash floor}}は19世紀まで用いられていた。

酸化カルシウムの固体の[[スプレー]]や[[泥漿|スラリー]]は[[脱硫]]の過程で[[二酸化硫黄]]を除去するのに使用される。

[[バイオディーゼル]]の塩基に酸化カルシウムが用いられている<ref>{{cite journal |last=Kozu |first=Masato |last2=et al|date=2008 |title=Calcium oxide as a solid base catalyst for transesterification of soybean oil and its application to biodiesel production|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236107004589 |journal=Fuel |publisher=Elsevier |volume=87 |issue=12 |doi=10.1016/j.fuel.2007.10.019 |accessdate=19 March 2014}}</ref><ref>{{cite journal |last=Zhu |first=Huaping |last2=et al |date= 2006|title=Preparation of Biodiesel Catalyzed by Solid Super Base of Calcium Oxide and Its Refining Process|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1872206706600247 |journal=Chinese Journal of Catalysis |publisher=Elsevier |volume=27 |issue=5 |pages=391-396 |doi=10.1016/S1872-2067(06)60024-7 |accessdate=19 March 2014}}</ref>。

=== 武器利用 ===
[[歴史家]]で[[哲学]]者の[[デイヴィッド・ヒューム]]は、著書{{仮リンク|英国の歴史 (ヒューム)|en|The History of England (Hume)|label=英国の歴史}}の中で、[[ヘンリー3世 (イングランド王)|ヘンリー3世]]の初期から、[[イギリス海軍]]は[[フランス海軍]]の侵略を[[艦隊]]の視界を消すことで撃退してきたと述べている。
{{Quote|ダルビニーは彼らに対して勝利に貢献したと言える作戦を練った。開戦当初フランスが優勢であったため、彼はフランス軍を奇襲する作戦を採用した。イギリス軍はフランス軍の船に乗り込み目の前に大量の生石灰を投げつけ、兵士を失明させた。そのためフランス軍は防御ができなくなった<ref>{{cite book|url=http://www.gutenberg.org/files/19212/19212-h/19212-h.htm#2H_4_0002|title=History of England| volume=I|author=[[デイヴィッド・ヒューム]]|year=1756}}</ref>。}}

生石灰は[[ギリシア火薬]]の成分であると考えている説もある。生石灰を水中に投入すると温度が150{{nbsp}}{{℃}}まで上昇し、燃料に引火すると考えられている<ref>{{cite book|url=https://books.google.co.jp/books?id=MQMGhInCvlgC&pg=PA128&redir_esc=y&hl=ja|page=128|title=Chemical and biological warfare: a comprehensive survey for the concerned citizen|author=Croddy, Eric |publisher=Springer|year=2002|isbn=0-387-95076-1}}</ref>。

=== 食品加温 ===
水を加えると発熱する性質を利用し、主に火が使えなくなってしまう状況での利用が予測される[[非常食|防災食品]]や、[[レーション]]（いわゆるミリメシ）等の加温をするための製品が各社から発売されている。
{{main|発熱材}}

== 生産量 ==
世界で見たときの年間生産量は2億8300万[[トン]]である。[[中華人民共和国|中国]]での生産量が最も多く、年間約1億7000万トンである。ついで[[アメリカ合衆国|アメリカ]]で、2000万トンである<ref>{{cite book|first=M. Michael|last=Miller|chapter=Lime|title=Minerals Yearbook|page=43.13|publisher=[[アメリカ地質調査所]]|year=2007|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lime/myb1-2007-lime.pdf}}</ref>。2016年度日本国内生産量は 734万885 トン、消費量は 92万7927トンである<ref>[https://www.meti.go.jp/statistics/tyo/seidou/result/ichiran/08_seidou.html#menu5 経済産業省生産動態統計年報　化学工業統計編]</ref>。

== 法規制 ==
水を加えると発熱するため、[[消防法]]の[[危険物]]第3類に指定されていたが、1989年の消防法改正によって危険物からは除外された。現行法においては、[[危険物の規制に関する政令]]第1条の10に「生石灰（酸化カルシウム含有量80{{nbsp}}[[%]]以上のもの）を500キログラム以上取り扱う（貯蔵する）場合、最寄り消防署への届出義務」が規定されている。

== 人体への影響 ==
酸化カルシウムが[[ヒト|人]]の[[肌]]に触れたり、酸化カルシウムを吸入したりすると、水との高い反応性のためひりつきや[[炎症]]が生じる。吸入した場合、[[咳嗽|咳]]や[[くしゃみ]]を伴い、[[呼吸困難]]になることもある。熱を放出して[[鼻中隔]]の[[鼻中隔穿孔|穿孔]]や[[腹]]部の[[疼痛|痛み]]、[[吐き気]]や[[嘔吐]]などの[[症候学|症状]]が出ることもある。酸化カルシウムは、水と反応しても[[自然発火|発火]]しないが、[[可燃物]]を燃焼させるのに充分な熱を放出する<ref>[http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/c0462.htm CaO MSDS]. hazard.com</ref>。

なお地獄では獄卒（地獄の鬼）が罪人（地獄へ堕ちた亡者）の口に生石灰を詰め込む責苦を行うという。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
<references />

== 参考文献 ==
* 酸化カルシウム、『理化学辞典』、第5版、岩波書店

== 関連項目 ==
{{Commonscat|Calcium oxide}}
* [[石灰]]
* [[石灰窯]]
* [[静的破砕剤]] - 水との反応で膨張する性質を利用して、石や建物の破壊に用いられる。

== 外部リンク ==
* [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lime/index.html#myb 生石灰の資料と情報]（[[アメリカ地質調査所]]）
* [http://www.cheresources.com/quicklime.shtml 生石灰の品質に影響を与える要因]
* {{Wayback|url=http://www.americanscientist.org/issues/feature/dating-ancient-mortar|title=''American Scientist''|date=20160304084729}} （[[炭素14|<sup>14</sup>C]]の時間経過による崩壊についての議論）
* [http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/lime/lime.html Chemical of the Week – 生石灰]
* {{Wayback|url=http://www.carmeuse.com/page.asp?langue=EN&id=12|title=生石灰の製造方法の説明|date=20131230234502}}
* [http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/c0462.htm 物質の安全データシート]
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0093.html CDC - NIOSHによる化学薬品の危険性についてのポケットガイド]

{{カルシウムの化合物}}
{{乾燥}}
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{{DEFAULTSORT:さんかかるしうむ}}
[[Category:カルシウムの化合物]]
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[[Category:炭酸カルシウム]]
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[[Category:乾燥剤]]