硫酸カルシウム
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 硫酸カルシウム半水和物 | |
| 物質名 | |
|---|---|
Calcium sulfate | |
別名 Sulfate of lime | |
| 識別情報 | |
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3D model (JSmol) |
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| ChEBI |
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| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| DrugBank | |
| ECHA InfoCard | 100.029.000 |
| EC番号 |
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| E番号 | E516 (pH調整剤、固化防止剤) |
| Gmelin参照 | 7487 |
| KEGG | |
PubChem CID |
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| RTECS number |
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| UNII |
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CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |
| CaSO4 | |
| モル質量 | 136.141 g/mol (無水物) 145.149 g/mol (半水和物) 172.171 g/mol (二水和物) |
| 外観 | 白色の固体 |
| 匂い | 無臭 |
| 密度 | 2.96 g/cm3 (無水物) 2.32 g/cm3 (二水和物) |
| 融点 | 1,460 °C (2,660 °F; 1,730 K) (無水物) |
| 二水和物 2.63 g/L (25 °C)[1] | |
| 溶解度平衡 Ksp | 4.93 × 10−5 mol2L−2 (無水物) 3.14 × 10−5 (二水和物) [2] |
| グリセロールへの溶解度 | わずかに溶ける (二水和物) |
| 酸解離定数 pKa | 10.4 (無水物) 7.3 (二水和物) |
| 磁化率 | −49.7·10−6 cm3/mol |
| 構造 | |
| 直方晶系 | |
| 熱化学 | |
| 標準モルエントロピー S⦵ | 107 J·mol−1·K−1 [3] |
標準生成熱 (ΔfH⦵298) |
−1433 kJ/mol[3] |
| 危険性 | |
| NFPA 704（ファイア・ダイアモンド） | |
| 引火点 | 不燃性 |
| NIOSH（米国の健康曝露限度）: | |
| TWA 15 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp) [無水物のみ][4] | |
| TWA 10 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp) [無水物のみ][4] | |
| N.D.[4] | |
| 安全データシート (SDS) | ICSC 1589 |
| 関連する物質 | |
| その他の 陽イオン |
硫酸マグネシウム;硫酸ストロンチウム;硫酸バリウム |
硫酸カルシウム（りゅうさんカルシウム、英: calcium sulfate）は、化学式 CaSO4 で表されるカルシウムの硫酸塩であり、固体はカルシウムイオンと硫酸イオンからなるイオン結晶である。石膏の主成分でもある。
固体には無水物の他、0.5水和物CaSO4·1/2H2Oおよび2水和物CaSO4·2H2Oが存在し、それぞれ天然鉱物も存在し無水物は硬石膏、0.5水和物はバサニ石、2水和物は石膏である。
炭酸水素カルシウムが一時硬水の成分であるのに対し、硫酸カルシウムを含有する天然水は加熱しても沈殿除去されないため永久硬水と呼ばれる。製塩の際、海水を濃縮すると初めに溶解度の小さい炭酸カルシウムおよび硫酸カルシウムなどが析出する。
硫酸カルシウムの主な供給源は、天然に存在する石膏、硬石膏で、これらは世界中の多くの場所で蒸発岩として産する。露天掘りや坑内採鉱によって得られる。天然石膏の世界生産は年間約1億2,700万トンである[5]。
それ以外に、以下の様々な工業プロセスの副産物として生産される。
- 化石燃料などを燃やした際に出る煙や、温泉水・鉱業廃水などの硫酸溶液を脱硫する際に、石灰と反応させる際に産出される。
- 燐灰石に硫酸を加えリン酸を作る際の副産物として産出される。
- フッ化カルシウム、フッ化水素を作る際の副産物として産出される。
- 亜鉛の精製において、硫酸亜鉛の溶液を石灰で処理してバリウムのような重金属と共沈させる。
- 建設現場で出るスクラップの石膏ボードは再利用可能である。
ただし、これらの工程で出る石膏では原材料の放射性物質を濃縮することになる。燐灰石鉱石はウランとその崩壊生成物（ラジウム226、鉛210、ポロニウム210など）を含んでいるため、この問題はリン酸副産物に特に当てはまる。
![{\displaystyle {\mathrm {Ca} {\vphantom {A}}^{2+}(\mathrm {aq} )\ {}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}(\mathrm {aq} )\ {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\cdot 2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {s} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2aeb9838e874cfe0266f32e88ff39ac4f2259eb7)
![{\displaystyle {\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {Ca} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/763b625b24e2d0a4440fbaadf2d8070576850321)
![{\displaystyle {\mathrm {CaSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\cdot 2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} (\mathrm {s} )\ \leftrightarrows \ {\mathrm {Ca^{2+}(aq)} }{}+{}{\mathrm {SO4^{2{\text{-}}}(aq)} }{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\mskip {2mu}}(\mathrm {l} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/50b8d0127e501a844135cb40f5124347340b5fcf)
![{\displaystyle {{\text{CaSO4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Ca} (\mathrm {HSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e611cfa9a944de51f66b0b4f3b2ffd2bddf7c379)
