Calcium carbonate

Japanese: 炭酸カルシウム - たんさんかるしうむ（英語表記）calcium carbonate

Calcium carbonate. In the industrial sector, it is also called calcium carbonate. It occurs naturally as ores such as calcite, marble, limestone, aragonite, and chalk. In industry, limestone is dry-crushed and the fine powder is collected by sieving or air elutriation (a powder separation process that utilizes the difference in the natural settling speed in the air) to produce the product (heavy calcium carbonate). It can also be produced by blowing carbon dioxide into milk of lime, drying and crushing the resulting precipitate (precipitated calcium carbonate or light calcium carbonate). It is also used when shellfish are wet-crushed (gofun). It is generally a white solid or colorless crystal. There are two transformations of the crystals. When heated, it dissociates according to the following reaction equation. This is an endothermic reaction.

_CaCO3CaO + _CO2-42.0kcal
At 898 °C, the dissociation pressure reaches 1 atmosphere. This reaction is used in the industrial production of carbon dioxide and calcium oxide. It reacts with acid to produce carbon dioxide. It is practically insoluble in pure water, but dissolves in water containing carbon dioxide as calcium bicarbonate.

CaCO ₃ +CO ₂ +H ₂ OCa(HCO ₃ ) ₂
A stalactite is a cavity that is formed when natural water containing carbon dioxide dissolves limestone. When the amount of dissolved carbon dioxide decreases due to an increase in temperature or a decrease in partial pressure, the equilibrium shifts to the left, and calcium carbonate is deposited. This is how stalactites and stalagmites are formed.

Limestone is used as a raw material for Portland cement and calcium oxide, marble is used as a building material, heavy calcium carbonate is used as a pigment and filler for paper and rubber, precipitated calcium carbonate is used in pigments, paints, paper and toothpaste, and chalk is used as a white pigment and water-based paint.

[Torii Yasuo]

Agricultural use

It is used to neutralize soil acidity. High purity calcium carbonate is suitable for pharmaceutical and industrial use, while calcium carbonate with relatively high impurities is used for agricultural purposes. It usually contains 53-60% alkali, and the coarser the grain size, the slower the rate at which soil acidity is corrected. Calcium carbonate is less basic than quicklime and slaked lime, but it is the most stable in the atmosphere and does not deteriorate during storage. Calcium carbonate colored black with carbon black has the effect of promoting snow melting, so it is used in early spring in cold regions such as Hokkaido. Calcium carbonate containing magnesium oxide (magnesium oxide) is called magnesium carbonate calcium carbonate, and is effective in acidic soils that are deficient in magnesium.

[Yuki Koyama]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

炭酸のカルシウム塩。工業部門では炭カルともいう。天然には方解石、大理石、石灰石、あられ石、白亜などの鉱石として産出する。工業的には、石灰岩を乾式粉砕し、ふるい分けまたは風簸(ふうひ)（空気中での自然沈降速度の違いを利用する粉体分別操作）によって微粉を集め製品とする（重質炭カル）。石灰乳に二酸化炭素を吹き込んで生じた沈殿を乾燥、粉砕することによっても製造される（沈降炭酸カルシウムまたは軽質炭カル）。貝類を湿式粉砕したものも利用される（胡粉(ごふん)）。一般に白色固体または無色の結晶。結晶には二つの変態がある。熱すると次の反応式に従って解離する。これは吸熱反応である。

　CaCO₃CaO+CO₂-42.0kcal
　898℃で解離圧は1気圧に達する。この反応は二酸化炭素と酸化カルシウムの工業的製造に用いられる。酸と反応して二酸化炭素を発生する。純粋な水にはほとんど溶けないが、二酸化炭素を含んだ水には炭酸水素カルシウムとなって溶ける。

　CaCO₃+CO₂+H₂OCa(HCO₃)₂
　二酸化炭素を含んだ天然水が石灰岩を溶解した結果生じた空洞が鍾乳洞(しょうにゅうどう)である。その中で温度の上昇や分圧の低下によって二酸化炭素の溶存量が減少すると平衡は左に偏り、炭酸カルシウムが沈積する。このようにして生成したのが鍾乳石や石筍(せきじゅん)である。

　石灰石はポルトランドセメント、酸化カルシウムなどの原料、大理石は建築材料として用いられる。重質炭カルは顔料、紙やゴムの充填(じゅうてん)剤に用いられ、沈降炭酸カルシウムは顔料、塗料、製紙、歯みがき粉に、胡粉も白色顔料や水性塗料に用いられる。

［鳥居泰男］

農業への利用

土壌の酸性を中和することを目的に使用される。純度の高いものは薬品用、工業用に適するので、比較的不純物の多いものが農業用として用いられている。通常アルカリ分53～60％を含み、粒度の粗いものほど土壌酸性矯正速度が遅い。炭酸カルシウムは生石灰(せいせっかい)、消石灰よりも塩基性は弱いが、大気中での安定性がもっとも大きく、貯蔵中に変質することがない。カーボンブラックで黒く着色したものは融雪を促進する効果があるため、北海道などの寒冷地で早春に用いられる。なお酸化マグネシウム（苦土）を含むものは苦土炭カルといい、マグネシウムが欠乏している酸性土壌に効果がある。

［小山雄生］