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| 名前 | |
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| IUPAC名
カルシウムシアナミド
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| その他の名前
シアナミドカルシウム塩、炭酸ジアミドカルシウム、石灰窒素、UN 1403、石灰石灰
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.005.330 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1403 |
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| カルシウムイオン2 | |
| モル質量 | 80.102 グラム/モル |
| 外観 | 白色固体（不純物により灰色または黒色になることが多い） |
| 臭い | 無臭 |
| 密度 | 2.29グラム/ cm3 |
| 融点 | 1,340 °C (2,440 °F; 1,610 K) [1] |
| 沸点 | 1,150～1,200 °C (2,100～2,190 °F; 1,420～1,470 K) (昇華) |
| 反応する | |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
 
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| 危険 | |
| H302、H318、H335 | |
| P231+P232、P261、P280、P305+P351+P338、 ... | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 引火点 | 不燃性 |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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なし[2] |
REL (推奨)
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TWA 0.5 mg/ m3 |
IDLH（差し迫った危険）
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ND [2] |
| 安全データシート（SDS） | ICSC1639 |
| 関連化合物 | |
関連化合物
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シアナミド 炭化カルシウム |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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カルシウムシアナミドは、カルシウムカルボンジアミド、カルシウムシアノ-2°-アミド、またはカルシウムシアノナイトライドとも呼ばれ、化学式CaCN 2の無機化合物です。これは、シアナミド（CN）のカルシウム塩です。2−2
...）アニオンです。この化学物質は肥料として使用され[3] 、商業的には石灰ニトロとして知られています。また、除草作用があり、1950年代にはシアナミドとして販売されていました。[4] [5] 1898年にアドルフ・フランクとニコデム・カロによって初めて合成されました（フランク・カロ法）。[6]
歴史
フランクとカロは、金のシアン化物浸出用のシアン化物を製造する新しい方法を模索する中で、アルカリ土類炭化物が高温で大気中の窒素を吸収する能力を発見した。[7]フランクとカロの同僚であるフリッツ・ローテは、1898年にカルシウム炭化物の使用に関する問題を克服することに成功し、約1,100℃で反応中にシアン化カルシウムではなくカルシウムシアナミドが形成されることを明らかにした。実際、当初の目的生成物であるシアン化ナトリウムは、カルシウムシアナミドを炭素の存在下で塩化ナトリウムと溶融することによっても得られる。[8]
- CaCN 2 + 2 NaCl + C → 2 NaCN + CaCl 2
フランクとカロは、この反応を大規模かつ連続的な生産プロセス用に開発しました。最初の点火段階で高温を正確に制御する必要があるため、実装が特に困難でした。カルシウムシアナミドの融点は、塩化ナトリウムの沸点よりわずか 120°C 低いだけです。
1901年、フェルディナント・エドゥアルト・ポルゼニウシュは、700℃で10%の塩化カルシウムの存在下で炭化カルシウムをカルシウムシアナミドに変換するプロセスの特許を取得しました。しかし、この反応温度（約400℃低い）の利点は、必要な塩化カルシウムの量が多いことと不連続なプロセス制御と比較検討する必要があります。それでも、両方のプロセス（ローテ・フランク・カロ法とポルゼニウシュ・クラウス法）は20世紀前半に役割を果たしました。記録的な年であった1945年には、両方のプロセスを使用して世界中で合計約150万トンが生産されました。[9]フランクとカロは、カルシウムシアナミドからアンモニアが形成されることも指摘しました。[10]
- CaCN 2 + 3 H 2 O → 2 NH 3 + CaCO 3
アルバート・フランクは、大気中の窒素からアンモニアを生成する画期的な反応としてこの反応の根本的な重要性を認識し、1901年に窒素肥料としてカルシウムシアナミドを推奨した。1908年から1919年にかけて、年間総生産量50万トンのカルシウムシアナミド工場がドイツに5つ、スイスに1つ建設された。[11]カルシウムシアナミドは、雑草や害虫に対する効果も加わった、当時最も安価な窒素肥料であり、当時の一般的な窒素肥料に比べて大きな利点があった。しかし、ハーバー法によるアンモニア合成の大規模導入は、非常にエネルギー集約的なフランク・カロ法の強力な競争相手となった。ハーバー・ボッシュ法で生成される尿素は窒素含有量がはるかに高く（約20%に対して46%の窒素）、安価で、作用が速かったため、カルシウムシアナミドの役割は徐々にニッチ用途の多機能窒素肥料へと縮小していった。人気を失った他の理由としては、その汚れた黒色、ほこりっぽい外観、刺激性、そしてアルコール分解酵素の阻害により体内にアセトアルデヒドが一時的に蓄積し、身体に接触した前後にアルコールを摂取する とめまい、吐き気、アルコールフラッシュ反応を引き起こすことなどが挙げられます。
生産
カルシウムシアナミドはカルシウムカーバイドから製造されます。炭化物粉末は、窒素を通した電気炉で約1000℃で数時間加熱されます。[12]生成物は室温まで冷却され、未反応の炭化物は水で慎重に浸出されます。
- CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C (Δ H
の
= –69.0 kcal/mol（25℃）
六方晶系で結晶化し、空間群は R3m、格子定数は a = 3.67Å、c = 14.85Åである。[ 13] [14]
用途
カルシウムシアナミドの主な用途は、農業における肥料としてである。[3]水と接触すると、加水分解されて水素シアナミドとなり、これが分解してアンモニアを放出する。[5]
- CaCN 2 + 3 H 2 O → 2 NH 3 + CaCO 3
炭酸ナトリウムと融合してシアン化ナトリウムを製造するために使用されました。
- CaCN 2 + Na 2 CO 3 + 2C → 2 NaCN + CaO + 2CO
シアン化ナトリウムは、金鉱採掘におけるシアン化処理に使用されます。また、シアン化カルシウムやメラミンの製造にも使用できます。
二酸化炭素の存在下での加水分解により、カルシウムシアナミドはシアナミドを生成する: [説明が必要]
- CaCN 2 + H 2 O + CO 2 → CaCO 3 + H 2 NCN
変換はスラリーの状態で行われます。このため、市販されているカルシウムシアナミドのほとんどは水溶液として販売されています。
チオ尿素は二酸化炭素の存在下で硫化水素とカルシウムシアナミドを反応させることで生成されます。 [15]
カルシウムシアナミドは、鋼鉄に窒素を導入するためのワイヤー供給合金としても使用されます。
安全性
この物質は、飲酒の前後を問わずアルコール不耐性を引き起こす可能性がある。 [5]
参考文献
- ^ プラディオット・パトナイク『無機化学ハンドブック』マグロウヒル、2002年、ISBN 0-07-049439-8
- ^ ab NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0091」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ ab Auchmoody, LR; Wendel, GW (1973). 「カルシウムシアナミドがプラムを与えられた黄色ポプラの苗木の成長と栄養に及ぼす影響」。Res . Pap. Ne-265。Uppdr Darby、ペンシルバニア州：米国農務省、森林局、北東部森林試験場。11 P . 265。米国農務省、森林局。2008-07-18に取得。
- ^ Carr, Charles W. (1953).野菜作物の雑草防除におけるシアナミドの使用（修士論文）マサチューセッツ大学アマースト校。doi : 10.7275 /18863820。
- ^ abc 肥料としてのシアナミドカルシウムの使用による人体と環境への潜在的リスク、健康と環境リスクに関する科学委員会、1,534 kB、2016年3月、2017年7月22日閲覧
- ^ 「デグサの歴史：豊かな収穫、健全な環境：カルシウムシアナミド」。2006年10月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年7月18日閲覧。
- ^ Deutsches Reichspatent DRP 88363、「Verfahren zur Darstellung von Cyanverbindungen aus Carbiden」、Erfinder: A. Frank、N. Caro、erteilt am 31. März 1895.
- ^ HH Franck、W. Burg、Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie、40 (10)、686-692 (1934 年 10 月)。
- ^ 「カルシウムカーバイドとアセチレンの商業化 - 画期的出来事」アメリカ化学会。 2019年1月31日閲覧。
- ^ Angewandte Chemie、バンド 29、アウスガベ 16、セイテ R97、25。1916 年 2 月
- ^ Eschenmooser, Walter (1997 年 6 月). 「LONZA とともに歩んだ 100 年間の進歩」. CHIMIA . 51 (6): 259-269. doi : 10.2533/chimia.1997.259 . S2CID 100485418.
- ^ トーマス・ギュトナー;ベルント・メルトシェンク (2006)。 「シアナマイド」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: Wiley-VCH。土井：10.1002/14356007.a08_139.pub2。ISBN 3527306730。
- ^ F. ブレジナ、J. モーリン、R. パストレク、Z. シンデラー。Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (無機化合物の化学表)。 SNTL、1986年。
- ^ Vannerberg, NG「カルシウムシアナミドの結晶構造」Acta Chemica Scandinavica (1-27,1973-42,1988) (1962) 16、p2263-p2266
- ^ メルトシェンク、ベルント;ベック、フェルディナンド。バウアー、ヴォルフガング (2000)。 「チオ尿素およびチオ尿素誘導体」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a26_803.pub3。ISBN 978-3527306732。
外部リンク
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケット ガイド。「#0091」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- カルシウムシアナミドの発がん性に関する生物学的検定 (CAS No. 156-62-7)
- ブリタニカ百科事典第7巻（第11版）。1911年、679ページ。