高等学校化学I/金属元素の単体と化合物/2族元素/カルシウム
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| 金属元素 | アルカリ金属元素 | 2族元素 | 典型金属 | 遷移金属 |
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| 2族元素 | Ca |
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[編集] カルシウム
カルシウム（Ca）はアルカリ土類金属のひとつである。単体は塩化カルシウムの融解塩電解により得られる。
単体を空気中で燃焼させると酸化カルシウム（CaO）を生じる。酸化カルシウムは生石灰とも呼ばれる。水を吸収し、その際発熱することから、乾燥剤や発熱材として用いられる。
- 2Ca + O2 → 2CaO
酸化カルシウムに水を加えると熱を出しながら水酸化カルシウム（Ca(OH)2）を生じる。水酸化カルシウムは消石灰とも呼ばれる。
- CaO + H2O → Ca(OH)2
逆に、水酸化カルシウムを加熱すると酸化カルシウムが得られる。
- Ca(OH)2 → CaO + H2O
水酸化カルシウムはカルシウムを水と反応させることによっても得られる。
- Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
水酸化カルシウムの水溶液は塩基性を示し、一般には石灰水とも呼ばれる。石灰水に二酸化炭素を通じると、炭酸カルシウムの白色沈殿を生じて白濁する。この反応は二酸化炭素の検出に用いられる。
- Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
しかし、白濁した石灰水に二酸化炭素を通じ続けると、炭酸水素カルシウムとなって無色の水溶液になる。
- CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
逆に、炭酸水素カルシウム水溶液を加熱すると炭酸カルシウムを生じて白濁する。
- Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
炭酸カルシウムの固体は石灰石として知られ、塩酸と反応して二酸化炭素を発生する。
- CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
水酸化カルシウム水溶液に塩酸を加えると、塩化カルシウムを生じる。塩化カルシウムは吸湿性があり、乾燥剤としてしばしば用いられる。
- Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
水酸化カルシウム水溶液に塩素を通じると、さらし粉を生じる。
- Ca(OH)2 + Cl2 → CaCl(ClO)・H2O
水酸化カルシウム水溶液に硫酸を加えると、硫酸カルシウムの白色沈殿を生じる。硫酸カルシウムは天然にセッコウとして存在する。これは硫酸カルシウムの二水和物であり、焼くことにより二分の一水和物である焼きセッコウとなる。
- Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O
カルシウムやバリウムの硫酸塩は水に溶けにくく、この性質は陽イオンの系統分離において重要である。また日常生活においても重要で、硫酸カルシウムは建築材や医療用ギプスに、硫酸バリウムはX線撮影の造影剤として用いられる。
