炭酸カルシウム 炭酸カルシウムは、化学式CaCO₃の無機化合物です。石灰岩、大理石、その他の岩石の主成分です。炭酸カルシウムは、通常、白色の結晶で無臭、水にはほとんど溶けず、酸と反応して二酸化炭素を放出します。地球上で最も一般的な物質の一つです。アラゴナイト、方解石、チョーク、石灰岩、大理石、トラバーチンなどの岩石に含まれています。また、一部の動物の骨や貝殻の主成分でもあります。幅広い産業用途を持つ重要な建築材料です。日常生活の中で、炭酸カルシウムは歯磨き粉、栄養補助食品、制酸剤などの製品に使用されており、その安定特性から食品添加物としても使用されています。
鉱物特性
その結晶構造は斜方晶系です。各炭酸カルシウム分子は、1つの炭素原子と3つの酸素原子で構成されています。各酸素原子はカルシウムイオンと結合しています。炭酸カルシウムは、カルシウムイオンと炭酸イオンのイオン結合で構成されています。炭酸イオンは、共有CO結合によって保持されています。炭酸イオンはsp2混成を起こし、中心の炭素原子は3つの軌道と1つのp軌道を持ちます。VSEPRモデルによると、AY3型分子です。その理想的なVSEPRモデルは平面三角形で、平面三角形内に3つのCO結合があります。さらに、4軌道6電子pp大結合があります。結晶中で、炭酸カルシウム分子はa軸とc軸に平行な層状構造に配列されています。これらの層は共平面の酸素原子によって接続され、3次元ネットワークを形成しています。この構造により、炭酸カルシウムは高い安定性と硬度を備えています。
応用
日常生活における炭酸カルシウム - プラスチック
炭酸カルシウム 炭酸カルシウムは、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）共重合体などの樹脂の充填剤として広く使用されています。炭酸カルシウムを添加することで、プラスチック製品の特定の特性が向上し、用途が広がります。プラスチック加工においては、樹脂の収縮を低減し、流動性を改善し、粘度を制御することができます。
日常生活における炭酸カルシウム - 食品
食品業界では、炭酸カルシウムは添加剤として用いられています。様々な飼料添加物に使用されており、カルシウム含有量は55.6%以上で、有害成分は含まれていません。カルシウムサプリメントとしても使用でき、吸収率は最大39%に達し、クエン酸カルシウムに次ぐ高い吸収率を誇ります。胃酸に溶けやすいため、最も広く利用され、用途の広いカルシウムサプリメントの一つとなっています。
日常生活における炭酸カルシウム - 化学製造
炭酸カルシウム 粒子サイズが350～400メッシュの炭酸カルシウムは、白色度が93以上で、天井タイル、縦樋、化学薬品の製造に使用できます。粒子サイズが400～600メッシュの炭酸カルシウムは、白色度が94以上で、歯磨き粉、石鹸に適しています。粒子サイズが800メッシュの炭酸カルシウムは、白色度が94以上で、ゴム、ケーブル、PVCに使用できます。
ファインセラミックス材料
炭酸カルシウム 高温安定性、誘電性、低熱伝導性、微細多孔質、高純度のセラミック材料の製造に使用できます。例えば、スパークプラグ用の白色導体の製造や、半導体材料、アルミナ、エナメル顔料などの重要なファインセラミックスの製造に広く使用されています。
栄養補助食品
市販のカルシウム錠のほとんどは、主に炭酸カルシウムを含んでいます。炭酸カルシウムは食事と一緒に服用する必要があります。炭酸カルシウムは酸性環境で二酸化炭素を放出するため、胃酸の分泌が少ない方や制酸剤を服用している方には適していません。
建設業界
プラスチック工場、ゴム工場、塗料工場、防水材工場などの原料として、また内外壁塗装にも用いられています。高純度、高白色度、無毒性、無臭、低吸油性、低硬度といった特徴を有し、住宅建築においても重要な建材となっています。
鉱物充填剤および研磨剤
工業用炭酸カルシウムは、鉱物充填剤や研磨剤としても使用できます。化学・建材業界では、炭酸カルシウムは白鉛鉱、タルク、タルク粉といった高価な材料の代替として利用されています。研磨材においては、炭酸カルシウムの粒子表面が研磨材マトリックスと相互作用することで、耐摩耗性と研削効率が向上し、研磨材の性能と耐久性が向上します。
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