生石灰

一般小学生

まとめ

【定義】
生石灰(せいせっかい)とは、石灰石(炭酸カルシウム)を高温で加熱(焼成)して得られる酸化カルシウム(CaO)のことである。炭酸カルシウムとは異なり、酸を加えても二酸化炭素を発生させない性質を持つ。

学習の要点

  • 重要語句:酸化カルシウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、化学反応の量的関係
  • 用語の意義:物質が化学反応を起こす際、反応物の量には一定の比率(化学量論的関係)があり、一方が不足すると反応は停止する。これをグラフから分析する技能が重要となる。

解説

石灰石(炭酸カルシウム)と塩酸が反応すると、塩化カルシウム、水、および二酸化炭素が発生する。この反応において、塩酸と炭酸カルシウムのどちらか一方がすべて消費されると二酸化炭素の発生は止まる。グラフ上では、反応が過不足なく進行した点が「折れ曲がる点」として示される。

例えば、特定の濃度の塩酸35cm³に対して炭酸カルシウムが十分に存在する場合、発生する二酸化炭素が1.2Lで一定になるならば、その比率(塩酸35cm³:二酸化炭素1.2L)をもとに他の条件下での発生量を算出できる。塩酸21cm³を用いた場合、21:35 = 0.6の比率となるため、発生する気体は1.2L × 0.6 = 0.72L(720cm³)となる。

反応後の水溶液を蒸発させると、化学反応によって新しく生じた塩化カルシウムが固体として残る。もし炭酸カルシウムが過剰に存在し、反応せずに残った場合は、それも固体として混在することになる。10gの炭酸カルシウムが反応して11gの固体(塩化カルシウム)が残る条件において、炭酸カルシウムを16gに増やしても塩酸の量が足りなければ、反応で生じた11gの塩化カルシウムと、未反応の炭酸カルシウム6gが合計され、残留する固体の重さは17gとなる。

補足
二酸化炭素の発見については、18世紀にジョゼフ・ブラックが石灰石を加熱したり酸と反応させたりすることで「固定空気」として取り出した歴史がある。生石灰は、この石灰石の加熱によって二酸化炭素が追い出された後に残る物質である。

小学生のみなさんへ

生石灰(せいせっかい)は、石灰石という石をとても強い火で焼いて作られる「酸化カルシウム」という物質のことです。

石灰石に塩酸(えんさん)をかけると、あわが出て二酸化炭素が発生しますが、生石灰に塩酸をかけても二酸化炭素は出ません。ここが大きなちがいです。

理科の実験では、石灰石と塩酸が混ざり合って、どれくらいの二酸化炭素が出るかを調べることがあります。石灰石や塩酸の量を増やしていくと、はじめは出る気体の量も増えますが、どちらかが足りなくなると、気体はそれ以上出なくなります。

グラフを見ると、ちょうど「ぴったり」反応する量がわかります。たとえば、塩酸35cm³で二酸化炭素が1.2L出るとわかっていれば、塩酸を21cm³に減らしたときに出る気体は720cm³になると計算でたしかめることができます。

また、反応が終わったあとの液を熱して水を蒸発させると、あとに白い粉のような固体が残ります。これは、反応して新しくできた「塩化カルシウム」という物質や、反応せずに残った石灰石の重さを合わせたものです。

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