硫化カルシウム｜性質・構造・用途・反応
硫化カルシウム（CaS）は、カルシウムと硫化物からなるイオン性二元化合物で、岩塩型結晶構造と高い融点を持ち、水や酸と反応する。特殊顔料や硫化物源として用いられる。
概要: 硫化カルシウムは、Ca2+ と S2− から成る無機二元塩である。結晶は岩塩型（NaCl型）の立方格子をとり、各カルシウムイオンは6個の硫化物イオンに、各硫化物イオンも6個のカルシウムイオンに配位される。純粋な状態では通常、淡黄色から白色を示し、融点が非常に高いため、耐火性硫化物の一つに分類される。基礎的な参照としては 化合物、構成元素については カルシウム と 硫化物イオン を参照。
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性質と構造
硫化カルシウムは、陽イオンと陰イオンの間に強い静電引力が働くイオン性固体である。経験式としては CaS で表されることが多い。結晶構造に由来する格子エネルギーが大きいため、融点は非常に高く（約2,525 ℃とされる）、乾燥条件では一般に高い熱安定性を示す。熱データや融点の情報は こちら、関連する熱力学的要約は こちら を参照できる。水や酸と接触すると加水分解し、硫化水素（H2S）と可溶性のカルシウム種を生じる。
生成と存在
CaS は、元素カルシウムと硫黄の直接反応、あるいは炭素やその他の還元剤を用いた硫酸カルシウム（CaSO4）の還元など、高温反応によって工業的に製造できる。硫化物は酸化されやすいため、一般的な酸化的な地表環境では安定な鉱物としてはあまり見られない。実際には、合成材料、製錬スラグ、いくつかの特殊化学製品の中で見られる。
用途、反応、安全性
用途としては、実験室で硫化物イオンの供給源として使われるほか、歴史的には微量の活性化剤を添加した CaS が発光顔料や蓄光材料に用いられてきた。化学的には酸と反応して有毒な H2S ガスを放出し、水中でも加水分解して特有の不快臭を伴うため、保管や取扱いには曝露を避けるための注意が必要である。冶金分野での役割は、主生成物というより不純物または一時的な相として扱われることが多い。
区別点
CaS は、硫酸塩（SO4 2−）を含む硫酸カルシウム（CaSO4）と混同してはならない。両者は硫化物か硫酸塩かという点で異なり、溶解性や環境中での挙動も大きく異なる。硫化物化学を扱う際には、S2− が酸性条件や水溶液中で硫化水素を生じやすいこと、またその変換に伴う環境上・安全上の意味にも注意が必要である。
質問と回答
Q: 硫化カルシウムとは何ですか。
A:硫化カルシウムは、1個のカルシウム原子と1個の硫化原子からなる化合物です。
Q: 硫化カルシウムの化学式は?
A: 硫化カルシウムの化学式はCASです。
Q:硫化カルシウムの外観はどのようなものですか?
A:硫化カルシウムは白色で、立方体を形成します。
Q:硫化カルシウムの融点は何度ですか?
A:硫化カルシウムの融点は摂氏2,525度（4,577 °F、2,798ケルビン）です。
Q:硫化カルシウムが水に触れるとどうなりますか?
A:硫化カルシウムは水に触れると分解します。
Q:硫化カルシウムは水に溶けますか?
A:いいえ、硫化カルシウムは水に溶けません。
Q:硫化カルシウムの意義は何ですか?
A:硫化カルシウムは燐光材料として、また硫化水素の製造に使われます。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com 硫化カルシウム｜性質・構造・用途・反応 Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/16046