まとめ
【定義】
二酸化炭素と水酸化カルシウム（石灰水）が反応することで生成される、水に溶けにくい白色の沈殿物である。化学式は CaCO₃ で表される。
学習の要点
- 重要語句：石灰水の白濁、水溶性、水上置換法、触媒、炭酸水素カルシウム
- 用語の意義：気体の性質を特定するための重要な指示薬反応であり、二酸化炭素の検出に用いられる。
解説
炭酸カルシウムは、二酸化炭素を石灰水（水酸化カルシウム水溶液）に通すことで生成される。この反応により、無色透明だった液が白く濁るのが特徴である。
二酸化炭素には、空気よりも密度が大きく重いという性質がある。斜面上に並べたろうそくの火が上から順に消えていく現象は、二酸化炭素が下方へ溜まっていく性質を視覚的に示している。また、二酸化炭素は水に少し溶ける性質を持つため、水を入れたペットボトルに二酸化炭素を充填して振ると、内部の気圧が下がりボトルがへこむ様子が観察できる。
石灰水に二酸化炭素を通し続けると、一度白濁した液が再び透明になる現象が起こる。これは、生成された炭酸カルシウムが過剰な二酸化炭素および水とさらに反応し、水に溶けやすい「炭酸水素カルシウム」へと変化するためである。
なお、実験で酸素を発生させる際には、過酸化水素水に触媒として二酸化マンガンを加える手法が一般的である。酸素は水に溶けにくいため、水上置換法によって集気びんに集められる。これに対し、二酸化炭素もその溶解性の低さから水上置換法で集めることが可能だが、より簡便には下方置換法も用いられる。
補足
炭酸カルシウムは自然界では石灰岩や大理石の主成分として存在するほか、貝殻や卵の殻、サンゴなどの骨格を構成する物質でもある。工業的にはチョークや建築材料、胃酸を抑える制酸剤など幅広く利用されている。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
炭酸（たんさん）カルシウムは、二酸化炭素（にさんかたんそ）と石灰水（せっかいすい）がまざったときにできる、水に溶（と）けない白い物質（ぶっしつ）のことです。
理科の実験（じっけん）で、透明（とうめい）な石灰水に二酸化炭素をふきこむと、液（えき）が白くにごります。これは、水の中にこまかい炭酸カルシウムの粒（つぶ）ができるからです。
二酸化炭素には、空気よりも重いという特徴（とくちょう）があります。階段（かいだん）のように並（なら）べた火のついたろうそくに、上から二酸化炭素をかけると、下の方から順番（じゅんばん）に火が消えていきます。これは二酸化炭素が下にたまっていき、火を消してしまうからです。
また、石灰水に二酸化炭素をずっと通し続けると、一度白くにっごった液が、ふしぎなことにまた透明にもどります。これは、白い炭酸カルシウムが別の物質に変わって、水に溶けてしまうためです。
炭酸カルシウムは、みなさんの身の回りにある貝がらや、学校で使うチョークの材料（ざいりょう）にもなっています。
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