炭化カルシウム

炭化カルシウム
IUPAC名 炭化カルシウム
別称 カルシウムカーバイド カルシウムアセチリド アセチレノーゲン
識別情報
CAS登録番号	75-20-7
特性
化学式	CaC2
モル質量	64.1 g/mol
外観	白色固体
密度	2.22 g/cm3, 固体
融点	2300 ℃
水への溶解度	反応
危険性
NFPA 704	0 1 0 W
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。

炭化カルシウム（たんか—）、別名カルシウムカーバイド (calcium carbide) は化学式 CaC₂ で表される化合物である。灰色がかった白色固体で、主にアセチレンガスの簡便な発生源として利用される。

燃料用に市販されているカルシウムカーバイドは灰白色の塊状固体である。これには不純物としてリン化カルシウムや硫黄などが含まれている。この不純物のため、市販品によって発生したアセチレンはわずかな不快臭を呈する。これは不純物に由来するホスフィンや硫化水素のためである。純粋な炭化カルシウムは無色透明の結晶である。

製造

石灰とコークスの混合物を電気炉で約2000℃に加熱することによって作られる。反応式を以下に示す。

CaO + 3 C → CaC₂ + CO

炭化カルシウムの合成には普通の燃料の燃焼では容易に達することができないような高温を必要とするため、グラファイト電極を具えた電気炉を使って反応を行う。その工業過程は化学分野での産業革命において重要な役割を果たした。19世紀以降、ナイアガラの滝などでの水力発電によって大量の電力が安価に供給されるようになったため、電気炉の大規模な利用が可能になった。

用途

炭化カルシウムと水の反応は1862年にフリードリヒ・ヴェーラーによって見出された。1グラムの CaC₂ からは370ミリリットルのアセチレンが生成する。

CaC₂ + 2 H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

この反応は溶解アセチレンの工業的製造に応用されており、近代工業における炭化カルシウムの主な用途のひとつである。また伝統的な照明器具であるアセチレンランプは、炭化カルシウムに水を滴下することによって発生させたアセチレンガスを燃焼させる。

炭化カルシウムは鉄鋼業においても使われ、精錬によって酸素や硫黄などの不純物を取り除く段階で添加される。また、汲み取り式のトイレ用の脱酸化剤としても使われる。

オランダやベルギーの伝統的風習である "Carbidschieten" （カーバイド撃ち）や、玩具の大砲（ビッグ・バン・キャノンなど）でも用いられる。

リン化カルシウムと共に、自然性の照明弾に使われる。

関連項目

• カーバイド