フッ化カルシウム

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フッ化カルシウム
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識別情報
CAS登録番号 7789-75-5 チェック
PubChem 24617
ChemSpider 23019
UNII O3B55K4YKI チェック
EINECS 232-188-7
ChEBI CHEBI:35437 チェック
RTECS番号 EW1760000
特性
化学式 CaF2
モル質量 78.07 g mol−1
精密質量 77.959398
外観 白色の結晶粉末 (単結晶は透明)
密度 3.18 g/cm3
融点

1418 °C, 1691 K, 2584 °F

沸点

2533 °C, 2806 K, 4591 °F

への溶解度 0.0015 g/100 mL (18 °C)
0.0016 g/100 mL (20 °C)
溶解度平衡 Ksp 3.9 × 10−11 [1]
溶解度 アセトンに不溶。酸に難溶。
屈折率 (nD) 1.4338
構造
結晶構造 蛍石型, cF12[2]
空間群 Fm3m, #225
配位構造 Ca, 8, cubic
F, 4, 四面体形
危険性
EU Index 未収
主な危険性 硫酸と反応してフッ化水素酸(フッ酸)を生じる
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
0
0
Rフレーズ R20, R22, R36, R37, R38
Sフレーズ S26, S36
引火点 不燃
半数致死量 LD50 4250 mg/kg (経口、ラット)
関連する物質
その他の陰イオン 塩化カルシウム
臭化カルシウム
ヨウ化バリウム
その他の陽イオン フッ化ベリリウム
フッ化マグネシウム
フッ化ストロンチウム
フッ化バリウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

フッ化カルシウム (フッかカルシウム、calcium fluoride) はカルシウムフッ素からなる無機化合物で、組成式 CaF2、白色のイオン結晶。天然では蛍石として産出し、フッ素化合物の原料となる。

性質[編集]

アセトンに不溶。酸への溶解性は低い。

フッ化カルシウム自体は安全性が高いが、熱した濃硫酸と反応してフッ化水素を生じる。フッ化水素の水溶液であるフッ化水素酸(フッ酸)は触れると激しく体を侵す腐食性毒物である。

CaF2(s) + H2SO4(l) → CaSO4(s) + 2 HF(g)

製造[編集]

蛍石の結晶

天然のフッ化カルシウムである蛍石は比較的豊富に存在するが、不純物を含む問題がある。高純度で品位の安定したフッ化カルシウムは、炭酸カルシウムフッ化水素酸(フッ酸)を反応させる方法で作られる[3]

CaCO3 + 2 HF → CaF2 + CO2 + H2O

岩谷産業上田石灰製造は、造粒した炭酸カルシウム気体フッ化水素を反応させる方法で蛍石の人工合成に成功し、工業化を進めている[4][5]

利用[編集]

蛍石は、フッ素化合物の原料として重要であるほか、古くから製鉄などにおいて融剤として用いられてきた。現在では光学レンズの原料として、望遠鏡写真レンズ(特に望遠)などで、高性能化のための特殊材料としてキーパーツとなっている。他に、セラミックスのフィラーとしても使われる。

高純度のフッ化カルシウム結晶は、紫外線から可視光線赤外線まで幅広い波長の光(130nm~8μm)を透過することから、光学材料としてレンズや窓板等、多様な用途に使用されている。また、色分散が小さく、さらに一般的な光学ガラスと傾向が違う(異常部分分散)という特性を持つため、これを組み合わせてレンズを作ると色収差が非常に小さい、すなわち広い波長域にわたって焦点距離の差のない極めて安定した光学性能が得られる(蛍石レンズ)。

脚注[編集]

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
  2. ^ X-ray Diffraction Investigations of CaF2 at High Pressure, L. Gerward, J. S. Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. Åsbrink and A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi:10.1107/S0021889892004096
  3. ^ Aigueperse, Jean; Paul Mollard, Didier Devilliers, Marius Chemla, Robert Faron, Renée Romano, Jean Pierre Cuer (2005), “Fluorine Compounds, Inorganic”, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a11_307 
  4. ^ 化学工業日報、「フッ化カルシウム 岩谷産業、初の合成技術」、『化学工業日報』2014年10月15日p1、東京、化学工業日報社
  5. ^ 世界中のカメラレンズが安くなる? 岩谷産業、世界初の蛍石人工合成技術を確立ASCII.jp、2014年10月15日、同年10月17日閲覧

関連項目[編集]