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水酸化カルシウム（伝統的には消石灰と呼ばれる）は、化学式Ca ( OH ) 2で表される無機化合物です。無色の結晶または白色の粉末で、生石灰（酸化カルシウム）を水と混合することによって生成されます。世界中で年間約 1 億 2500 万トンの水酸化カルシウムが生産されています。[ 8 ]
水酸化カルシウムには、消石灰、苛性石灰、建築用石灰、消石灰、石灰、ピクルス用石灰など、多くの名称があります。水酸化カルシウムは、食品加工など多くの用途で使用されており、食品加工においてはE番号E526として識別されています。石灰水や石灰乳は、水酸化カルシウムの飽和溶液の一般的な名称です。
水酸化カルシウムは、多くの二水酸化物と同様に、水に中程度に溶けます。その溶解度は、100 °C で 0.66 g/L から 0 °C で 1.89 g/L まで増加します 。[ 8 ] 25 °C での溶解度積K spは 5.02 × 10 −6 であり、[ 1 ]水中での解離は十分に大きいため、その溶液は次の溶解反応に従って塩基性になります。
溶解度は共通イオン効果の影響を受ける。水酸化物イオンやカルシウムイオンを添加すると、溶解度は著しく低下する。
512 °C に加熱すると、水酸化カルシウムと平衡状態にある水の部分圧が 101 kPa (標準大気圧) に達し、水酸化カルシウムが酸化カルシウムと水に分解します。 [ 9 ]
二酸化炭素を石灰水に通すと、不溶性の炭酸カルシウムが沈殿するため、溶液は乳白色になる。
過剰なCO₂が加えられた場合、以下の反応が起こる。
炭酸水素カルシウムは水溶性なので、乳白色は消える。
水酸化カルシウムはアルミニウムと反応します。この反応は気泡コンクリートの基礎となっています。[ 8 ]表面を不動態化するため、鉄や鋼を腐食しません。
水酸化カルシウムは塩酸と反応して水酸化塩化カルシウムを生成し、その後塩化カルシウムを生成する。
硫酸化と呼ばれるプロセスでは、二酸化硫黄が石灰水と反応します。
石灰水は、水の硬度を下げるための軟水化と呼ばれる工程で使用されます。また、都市下水処理における中和剤としても使用されます。
水酸化カルシウムは、すべての金属水酸化物と同様に、ポリマー構造をとります。その構造はMg(OH) ₂（ブルサイト構造）と同じで、すなわちヨウ化カドミウムの構造です。層間には強い水素結合が存在します。 [ 10 ]
水酸化カルシウムは、生石灰を水で処理（消石灰化）することによって商業的に製造される。
石灰石を焼成して生石灰を製造することと並んで、これは最も古い既知の化学反応の1つであり、先史時代の製造の証拠は少なくとも紀元前7000年にまで遡る。[ 11 ]
水酸化カルシウムは、石灰モルタルの製造によく用いられる。
水酸化カルシウムの重要な用途の一つは、水処理や下水処理における凝集剤としての利用です。水酸化カルシウムは、水から微粒子を除去するのに役立つ、ふわふわとした帯電固体を形成し、より透明な水を得ることができます。この用途は、水酸化カルシウムの低コストと低毒性によって可能になっています。また、水酸化カルシウムは自己調節機能があり、pHを過度に上昇させないため、酸性の水質でも配管の腐食を防ぐために、淡水処理において水のpHを上げる目的でも使用されます。
もう1つの大きな用途は製紙業界で、水酸化ナトリウムの製造反応の中間体として使用されています。この変換は、パルプ製造のクラフト法における苛性化工程の一部です。苛性化工程では、グリーンリカーに焼石灰が添加されます。グリーンリカーは、回収炉から得られる溶融状態のこれらの化学物質である溶融物を溶解することによって生成される、主に炭酸ナトリウムと硫酸ナトリウムの溶液です。[ 10 ]
果樹園では、水酸化カルシウムが殺菌剤として使用されています。「石灰水」を散布することで、真菌病原体Neonectria galligenaによって引き起こされる潰瘍の発生を防ぐことができます。反応性の高い水酸化カルシウムによる有毒な焼けを防ぐため、樹木は冬の休眠期に散布されます。この使用は、欧州連合および英国では基本物質規則に基づいて認可されています。[ 12 ]
水酸化カルシウムは、抗菌作用と硬組織沈着の誘導作用があるため、主に歯内療法の分野で歯科に使用されています。[ 13 ]
消石灰は毒性が低く、基本的な性質が穏やかであるため、食品業界で広く使用されています。
アステカ人の言語であるナワトル語では、水酸化カルシウムはネクストリと呼ばれます。ニシュタマリゼーションと呼ばれる工程で、トウモロコシはネクストリと一緒に調理され、ニシュタマル（ホミニーとも呼ばれる）になります。ニシュタマリゼーションはナイアシン（ビタミンB3 ）の生体利用率を大幅に高め、ペラグラを予防します。[ 17 ]ニシュタマルはより美味しく、消化しやすいとも考えられています。ニシュタマルはしばしばマサと呼ばれる粉に挽かれ、トルティーヤやタマルを作るのに使用されますが、ニシュタマリゼーションされていないトウモロコシでは作ることができません。
コカの葉を噛む際には、アルカロイド刺激物質が体内に吸収されやすいように、通常は水酸化カルシウムも一緒に噛む。同様に、ネイティブアメリカンは伝統的に、タバコの葉を焼いた貝殻から抽出した水酸化カルシウムと一緒に噛んで、その効果を高めていた。また、南米の先住民族の中には、アナデナンセラ属の豆から作られる幻覚作用のある嗅ぎタバコであるヨポの成分として水酸化カルシウムを使用している者もいる。[ 18 ]
南アジアや東南アジアでは、水酸化カルシウム（現地ではチュナ、チョーナ、アポグ、スーンなどと呼ばれる）が、ビンロウの実とキンマの葉を束ねたもの「パーン」や「ブヨ」に加えられ、舌下吸収によって血流に入りやすいように、アルカロイドの刺激物質が化学的に利用可能な状態を保つのが一般的である。
チューナはペタの主要成分であり、その特徴的なサクサクとしたしっかりとした食感に貢献している。
これは、新鮮なタバコの葉、チューナ、木灰から作られる噛みタバコの一種であるナスワール（ナスまたはニスワールとも呼ばれる）の製造に使用されます。アフガニスタン、パキスタン、インド、バングラデシュのパシュトゥーン人ディアスポラで最も多く消費されています。また、アフガニスタン、パキスタン、インドの村人たちは、泥でできた家を塗装するのに水酸化カルシウムを使用しています。
フレスコ画では、石灰水が絵具の溶剤として使われ、塗りたての漆喰に塗布されます。歴史的には、これは「白塗り」として知られています。
石灰水は、海水魚飼育者によって、サンゴ礁水槽のカルシウムとアルカリ度の主要な補給剤として広く使用されています。イシサンゴ目に属するサンゴは、アラゴナイト（炭酸カルシウムの多形）から内骨格を構築します。この目的で使用される場合、石灰水は通常カルクワッサーと呼ばれます。また、なめしや羊皮紙の製造にも使用されます。石灰は、そのアルカリ性に基づいて脱毛剤として使用されます。[ 20 ]
石灰水で髪を処理すると、髪が硬くなり、色が抜けるだけでなく、そこに生息するシラミやダニを殺すという利点もあります。ディオドロス・シクルスはケルト人について次のように記述しています。「ガリア人は背が高く、筋肉が隆起し、肌は白く、髪は金髪で、生まれつき金髪なだけでなく、自然が与えた特徴的な色を人工的に高める習慣があります。彼らは常に石灰水で髪を洗い、額から頭頂部、そして首の後ろまで髪を後ろに引っ張ります。その結果、彼らの外見はサテュロスやパンのようになります。髪の処理によって髪が非常に重く粗くなり、馬のたてがみと何ら変わりません。」[ 21 ]
水酸化カルシウムは、石灰処理と呼ばれる皮革加工工程にも用いられる。
石灰水は、水酸化カルシウムの飽和水溶液です。水酸化カルシウムは、室温では水にわずかに溶けます（ 25 °C で 1.5 g/L [ 23 ] ）。「純粋な」（つまり、飽和度が低いか完全に飽和していない）石灰水は透明で無色で、わずかに土のような匂いがし、渋み/苦味があります。pH 12.4のアルカリ性です。石灰水は、ライムの果実ではなく、石灰岩にちなんで名付けられました。石灰水は、水酸化カルシウム（Ca(OH) 2）を水と混合し、余分な水酸化カルシウムを除去することによって（例えば、ろ過によって）調製できます。余分な水酸化カルシウムが加えられた場合（または、環境条件が変化した場合、例えば、温度が十分に上昇した場合）、余分な水酸化カルシウムが均一に懸濁するため、乳白色の溶液になります。この液体は、伝統的にライムミルクとして知られています。
強塩基と同様に、 Ca(OH) 2に曝露すると皮膚の火傷を引き起こす可能性がありますが、急性毒性はありません。[ 8 ]
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