炭化カルシウム
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炭化カルシウム（たんかカルシウム）、別名カルシウムカーバイド (calcium carbide) は、化学式 CaC2 で表される化合物である。灰色がかった白色固体で、主にアセチレンガスの簡便な発生源として利用される。
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 純度の高いカルシウムカーバイドは灰白色。 | |
 市販されているカルシウムカーバイドでは、不純物のために青みがかった灰白色となっている。 | |
| 物質名 | |
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炭化カルシウム | |
別名 カルシウムカーバイド | |
| 識別情報 | |
3D model (JSmol) |
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| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.000.772 |
PubChem CID |
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CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |
| CaC2 | |
| モル質量 | 64.099 g/mol |
| 外観 | 白色固体 (不純物で灰色の場合有） |
| 密度 | 2.22 g/cm3, 固体 |
| 融点 | 2160 ℃ |
| 沸点 | 2300 ℃ |
| 反応 | |
| 構造 | |
| 正方晶 [1] | |
| D174h, I4/mmm, tI6 | |
| 6 | |
| 熱化学 | |
| 標準モルエントロピー S⦵ | 70 J/(mol·K) |
標準生成熱 (ΔfH⦵298) |
−63 kJ/mol |
| 関連する物質 | |
| 関連物質 | アセチレン カルシウムシアナミド リン化カルシウム |
| 危険性 | |
| 労働安全衛生 (OHS/OSH): | |
主な危険性 |
水と反応してアセチレンガスを放出[2] |
| GHS表示: | |
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| Danger | |
| H260 | |
| NFPA 704（ファイア・ダイアモンド） | |
| 305 °C (581 °F; 578 K) (アセチレン) | |
燃料用に市販されているカルシウムカーバイドは灰白色の塊状固体である。これには不純物としてリン化カルシウムや硫黄などが含まれている。この不純物に由来するホスフィンや硫化水素のため、市販品によって発生したアセチレンはわずかな不快臭を呈する。純粋な炭化カルシウムは無色透明の結晶である。カルシウムイオン(Ca2+)とアセチリドイオン(C22−)で満たされた塩化ナトリウム型の結晶構造をとる。
製造
![{\displaystyle {\mathrm {CaO} {}+{}3\,\mathrm {C} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {CO} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f5fa6a76fedaae4f2b1404b5f241cad37d79d1cf)
用途
炭化カルシウムと水の反応は1862年にフリードリヒ・ヴェーラーによって見出された。1グラムの CaC2 からは370ミリリットルのアセチレンが生成する。
![{\displaystyle {\mathrm {CaC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {Ca} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/38a95490e36d75287564b8ef9075e835303c3b12)
この反応は溶解アセチレンの工業的製造に応用されており、近代工業における炭化カルシウムの主な用途のひとつである。また伝統的な照明器具であるアセチレンランプは、炭化カルシウムに水を滴下することによって発生させたアセチレンガスを燃焼させる。
炭化カルシウムは鉄鋼業においても使われ、精錬によって酸素や硫黄などの不純物を取り除く段階で添加される。また、汲み取り式のトイレ用の脱酸化剤としても使われる。
オランダやベルギーの伝統的な遊びである、金属製の筒にカーバイドと水を入れ、発生したガスに点火して大砲のような音をさせる "Carbidschieten" （カーバイド撃ち）や、玩具の大砲（ビッグ・バン・キャノンなど）でも用いられる。
また、高温下（約1,100°C）で窒素と反応させて、肥料として使われているカルシウムシアナミドの合成にも使われる。窒素分子の強い三重結合を化学的に切断する数少ない方法の一つである。
![{\displaystyle {\mathrm {CaC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaCN} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {C} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f55696503d96aa289cd8051a43c11ec4547c33b7)
