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水酸化カルシウム(すいさんかカルシウム)は、化学式 Ca(OH)₂ で表されるカルシウムの水酸化物。消石灰(しょうせっかい)とも呼ばれる。俗称で、生石灰(せいせっかい、きせっかい、酸化カルシウム)と区別するため「けしせっかい」と言われる場合もある。固体はカルシウムイオンと水酸化物イオンからなるイオン結晶であり、水溶液はアルカリ性を示す。

◆ 生産

酸化カルシウムに加水すると生成する。その水和熱はかなり大きく、乾燥剤としてよく用いられる生石灰に水を加えることは危険である。

: $\backslash rm\; CaO\; +\; H\_2O\; \backslash longrightarrow\; Ca(OH)\_2$, $\backslash mathitH^\backslash circ\; =\; -65.17\; \backslash mbox^$

消石灰の2008年度日本国内生産量は 1,527,210 t、消費量は 597,551 t である[外部リンク] 化学工業統計月報 - 経済産業省。

◆ 用途

グラウンドなどに白線を引くラインパウダーによく用いられるほか、酸性化した河川や土壌の中和剤、凝集剤としても用いられる。

近年、目にはいると失明のおそれがあり非常に危険なことが指摘されており、白線用としてはより安全な炭酸カルシウムに変更することが推奨されてきている。

砂、海草抽出物と練ったものは漆喰と呼ばれ、壁や天井に塗られる。固まるまでに時間がかかるが長持ちする内外装材である。これが固まるのは下に示すように空気中の二酸化炭素を吸収することによって炭酸カルシウムが生成するからである。

また、コンニャクの凝固剤としても使用されている。

ほかに、試薬、食品や化粧品のpH調整剤、カルシウム補充剤、化学合成原料、体質顔料、殺菌剤、歯科治療における感染根管処置時の貼薬剤などとしても用いられる。

◆ 反応

◇ 水溶液の性質

水酸化カルシウムは水に少量溶解し塩基性を示し飽和溶液の電離度が0.8程度と高いため強塩基として分類されるが、溶解度はアルカリ金属などの水酸化物よりはるかに低く、塩基としての作用はこれらより弱い。その溶解度積は以下の通りで飽和水溶液のpH=12.4である。

:$\backslash rm\; Ca(OH)\_2(s)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; Ca^(aq)\; +\; 2\; OH^-(aq)$, $K\_\backslash mbox=\; 5.5\; \backslash times\; 10^$

また、水に対する溶解熱が発熱的であるため、溶解度は温度の上昇と伴に減少する。

:$\backslash rm\; Ca(OH)\_2(s)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; Ca^(aq)\; +\; 2\; OH^-(aq)$, $\backslash mathitH^\backslash circ\; =\; -16.73\; \backslash mbox^$

水酸化カルシウムを酸で中和したものであるカルシウム塩水溶液は極僅かに加水分解するがほとんど無視し得る。その酸解離定数は以下の通りである。

:$\backslash rm\; Ca^(aq)\; +\; H\_2O(l)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; H^+(aq)\; +\; CaOH^+(aq)$, $\backslash mboxK\_=\; 12.7\; \backslash ,$

従って水酸化カルシウムの第二段階塩基解離定数は以下のようになる。

:$\backslash rm\; CaOH^+(aq)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; Ca^(aq)\; +\; OH^-(aq)$, $\backslash mboxK\_=\; 1.3\; \backslash ,$

◇ 二酸化炭素との反応・変化

水酸化カルシウムが飽和した水溶液は石灰水(Lime water)と呼ばれ、二酸化炭素を吹き込むと炭酸カルシウムが析出し、白く濁る。これは生成する炭酸カルシウムが水に難溶性であるためである。

: $\backslash rm\; Ca(OH)\_2\; +\; CO\_2\; \backslash longrightarrow\; CaCO\_3\; +\; H\_2O$

:$\backslash rm\; (\; \backslash \; Ca^(aq)\; +\; 2\; OH^-(aq)\; +\; CO\_2(g)\; \backslash \; \backslash longrightarrow\; \backslash \; CaCO\_3(s)\; +\; H\_2O(l)\; \backslash \; )$

更に過剰に二酸化炭素を吹き込むと炭酸水素カルシウム(Ca(HCO₃)₂)が炭酸カルシウムと二酸化炭素と水の結合によりできる。炭酸水素カルシウムは水に溶解するので濁りも消える。ただし以下の平衡定数の関係上、2倍程度に薄めた石灰水でないと濁りは完全に消えない。

: $\backslash rm\; CaCO\_3\; +\; CO\_2\; +\; H\_2O\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; Ca(HCO\_3)\_2$

:$\backslash rm\; (\; \backslash \; CaCO\_3(s)\; +\; CO\_2(g)\; +\; H\_2O(l)\; \backslash \; \backslash overrightarrow\backslash longleftarrow\; \backslash \; Ca^(aq)\; +\; 2\; HCO\_3\; ^-(aq)\; \backslash \; )$

: $K\; =\; 1.6\; \backslash times\; 10^$

◇ アンモニア発生実験

実験室でアンモニアを発生させるとき、強塩基かつ不揮発性の水酸化カルシウムと塩化アンモニウムを混合して加熱する。

: $\backslash rm\; Ca(OH)\_2\; +\; 2NH\_4Cl\; \backslash longrightarrow\; CaCl\_2\; +\; 2NH\_3\; +\; 2H\_2O$

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