塩化カルシウムは、カルシウムイオンと塩化物イオンから成るイオン性化合物で、化学式はCaCl2である。白いフレーク状、ペレット状、または粒状で見られることが多く、水に対する親和性が非常に強い。吸湿性があり、潮解性を示して空気中の水分を吸収し、液状の溶液になることがある。水に溶けると熱を放出するため、いくつかの実用用途でこの性質が利用されている。
物理的・化学的特性
CaCl2は無水塩として存在するほか、二水和物や六水和物など複数の水和物としても存在する。無水物は白色の結晶性固体で、容易に水を吸収する。塩化カルシウム水溶液は純水より凝固点が大きく低く、融氷剤や冷凍用ブラインとして有効である。水への溶解度は高く、その溶解は発熱性である。また、高濃度では皮膚や目を刺激し、いくつかの金属やコンクリートを腐食させることがある。
製造と調製
工業的には、カルシウムを含む原料を酸と反応させる方法や、ほかの化学プロセスの副産物として回収する方法で製造される。一般的な方法は、酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物を塩酸で中和し、水和塩化カルシウムを得るやり方である。これを濃縮・乾燥して無水塩とすることができる。無水塩化カルシウムは、高温の溶融塩電解における電解質としても用いられ、金属カルシウムの製造に使われる。溶融CaCl2は電気を通し、還元の対象となる物質を溶かすため、カルシウム金属への還元に適している。
用途と応用
- 凍結防止・融氷: CaCl2は、塩化ナトリウムより低温でも効果を保つため、道路や滑走路に散布される。
- 防じん・土壌安定化: 吸湿性により、舗装されていない道路の粉じん粒子を結び付けるのに役立つ。
- 冷凍用ブライン: 凝固点を下げる必要のある冷却システムで用いられる。
- 建設: 寒冷時にコンクリートの硬化を早める促進剤として使われることがあるが、注意が必要である。
- 食品・水処理: 一部の食品工程で、硬さを保つための剤やカルシウム源として用いられる（規制当局では特定の添加物番号で分類される）。
- 工業: 乾燥剤、吸湿剤として、また油井掘削流体の密度調整にも使われる。
塩化カルシウムは、乾燥固体としても濃厚な水溶液（ブライン）としても供給される。融氷性能と吸湿性に優れるため、多くの低温用途では一般的な食塩より有効だが、腐食性は高くなる場合がある。
安全性・環境・その他の考慮点
塩化カルシウムの取り扱いには注意が必要で、皮膚や目を刺激し、植物や一部の金属を損傷させることがある。道路散布後の流出は、局所的に土壌や淡水系へ影響を及ぼす可能性がある。溶解が発熱性であるため、固体を水に加えると熱が生じ、飛散を避けるため慎重に行うべきである。融氷剤や防じん剤を選ぶ際には、効果、費用、環境影響のバランスが考慮される。
歴史的には、塩化カルシウムは乾燥剤として用いられてきた。現在では、輸送、建設、冷凍、食品産業などで多様な役割を担う広く使われる工業薬品である。強い吸湿性、溶解時の熱的効果、多くの条件下での化学的安定性が、その広い有用性を支えている。