炭酸カルシウム

化学式CaCO₃であらわされるカルシウムの炭酸塩。金属イオンのカルシウムイオンCa²⁺と炭酸イオンCO₃^2-からできた化合物である。

天然には、方解石、霰石、石灰岩、大理石などとして産出されるほか、生物ではサンゴや貝殻などにもふくまれている。実験室では、水酸化カルシウム(消石灰)Ca(OH)₂の水溶液と二酸化炭素CO₂とを反応させてつくられる。

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

白色の固体となって沈殿し、水にとけないが、さらに二酸化炭素をくわえると炭酸水素カルシウムCa(HCO₃)₂にかわり、水にとけだす。しかし、この溶液を加熱すると逆向きの反応がおこり、ふたたび炭酸カルシウムの沈殿を生じる。

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2

固体の炭酸カルシウムを加熱すると、酸化カルシウム(→ 石灰)CaOと二酸化炭素に分解する。

実験室では、石灰岩と希塩酸(→ 塩酸)HClとを反応させて二酸化炭素を発生させる実験に利用されているが、このとき塩化カルシウムCaCl₂も生成される。二酸化炭素は空気よりも重いので、下方置換法によってあつめることができる。

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

工業分野ではセメントや酸化カルシウム、水酸化カルシウムの原料、製鉄、防火建材、酸の中和剤、肥料、紙のサイズ剤などに使用されている。日常生活では、ゴミ収集用の樹脂製の袋に30%程度混入して焼却処理の際に高温になるのをさけるという利用法もある。このほか、反応性がとぼしく化学的に安定しているので、白色の顔料として利用したり、化粧品、歯磨き剤、医薬品(制酸薬など)に混入させて、増量剤や研磨剤(→ 研削と研磨)としてつかわれる。

化学式CaCO₃。式量100.09。方解石型構造では密度2.72g/cm³。融点1339°C。モース硬度3。霰石型構造では密度2.94g/cm³。825°Cで分解。モース硬度3.5～4。