水酸化カルシウム水溶液について

質問

化学はど素人のものです。
よろしくお願いいたします。

水道水500mlに肥料用の消石灰（65%保証と書いてある）を0.01gずつ足しながら混ぜていきました。
最終的には0.2g混ぜたいです。
しかし、0.05g程度で結構な白濁になりました。（溶液温度は20℃以下でした。）
（このときのpHは10ちょっとだったと思います。）

この白濁の原因はなんなのでしょうか？

Wikiで見ると、水酸化カルシウムの溶解度は0.175g/100g at 25℃のようですので、
飽和するほども混ぜてないです。

私は化学が素人なので、わからないのですが、以下のことを考えてみました。

1. 空気中の二酸化炭素と結びついて炭酸カルシウムになった
　　（でも飽和溶液までいっていないのでそうなのかが疑問です）

2. 消石灰のうち、保証されていないのこりの35%の成分に不溶性のものがあった
　　（この35%の成分がわかっていないのが痛いです。。。）

3. 水道水の中に含まれる成分が悪さをして不溶性の固体が析出した
　　（過去の質問に少し書かれていたのが気になっております。）

4. 単に水酸化カルシウムが溶けきっていない
　　（これが一番有力のような気もします。）

しかし、どれも私の中で決め手にかけております。
何かご存知の方がいらっしゃったら、教えて頂けないでしょうか？

また、加えて、500mlの水に0.2gの消石灰を溶かしたい場合、
どのような方法があるかも教えて頂けると幸いです。

どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.2

Saturn5 · ベストアンサー

化学が素人と書いておられますが、論理的な考察がすばらしいと思います。
全ての可能性があり得る話であり、特に１，２が有力です。
空気中の二酸化炭素は飽和水酸化カルシウムでなくとも反応して白濁します。
飽和水酸化カルシウム水溶液を石灰水というのは、飽和の方が鋭敏に
二酸化炭素と反応するからです。

さて、植物の生長に必要な元素のうち、主なものはＮ，Ｐ，Ｋです。
Ｃａも必要ですが、その量は大きなものではありません。
Ｃａ（ＯＨ）２ Ｇａ肥料として使われるのは、肥料と言うよりも、
酸性土壌を中和する土壌改良剤としてだと思います。

そういう意味で、Ｃａ（ＯＨ）２は純粋なものでなくてもいいのです。
硫酸アンモニウムなどの酸性の物質が含まれていなければいいのです。
Ｃａ（ＯＨ）２はＣａＣＯ３を加熱して作ります。
完全に反応させるのは時間と燃料費がかかるので、中途半端な状態で出荷した方が、
コストが安く、ＣａＣＯ３自体も土壌改良剤のはたらきもするのです。
また、Ｃａ（ＯＨ）２は密閉して冷暗所に保管しなければなりません。
肥料用の水酸化カルシウムは紙袋かドンゴロスに入っていて、空気中の二酸化炭素
と中和し、ＣａＣＯ３へと変化します。

肥料用というのはＣａ（ＯＨ）２ではなく、同等のはたらきをすればそれでいいのです。
しかし、試薬は違います。ほぼ純粋なＣａ（ＯＨ）２でなくてはいけないのです。
＞Wikiで見ると、水酸化カルシウムの溶解度は0.175g/100g at 25℃のようです
このように微妙な物性を扱うとき、６５％のものでは話になりません。
「一級試薬」として販売されているものを使ってください。
水酸化カルシウムは安い試薬で、５００ｇで５００円前後です。
（それでも肥料用よりも１０倍以上高いのですが）

お礼

Sturn5様

早速のご回答、ありがとうございます。
非常に助かります。

また、私の考察をお褒め頂き、ありがとうございました。
考察の内容がとっても薄い（中身がない？）ような
気がしていたので、ちょっとほっとしております。

消石灰の原材料が元は炭酸カルシウムであること、
そして、肥料用だと炭酸カルシウムが多く含まれている
可能性が高いことが、非常によくわかりました。
とってもわかりやすかったです。ありがとうございます。

やはり、白濁は炭酸カルシウムの可能性が高いんですね。

私も、一時は炭酸カルシウムが原因かと考え、
KURUMITO様のところに書かせて頂いたように、
ストローでぶくぶく息を吹きかけたんですが、
無色透明になる気配がありませんでした。
炭酸水素カルシウムになるまでには、
もっと大量の二酸化炭素が必要になるのでしょうか？

また、肥料用ではなく、一級試薬を使用する必要があること、
教えて頂き、ありがとうございます。
早速手配してみようと思います。

二酸化炭素と非常によく結びつくみたいなので、
使用する水、試薬をもっと選びたいと思います。

どうもありがとうございました。

回答No.1

KURUMITO

水酸化カルシウムは二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムに変わります。炭酸カルシウムの水に対する溶解度は0.0015g/100mlと小さく、水酸化カルシウムの水溶液が飽和水溶液となっていなくても十分に白濁の原因となります。
勿論肥料用の消石灰で純度も低いですからもともと水に溶解しない不純物も含まれていることも考えられますね。
水酸化カルシウムを水に溶かすには出来るだけ二酸化炭素が含まれていない水を使うことが必要でしょう。そのためには例えば水を沸騰して二酸化炭素を含まない水を用いることでしょう。
水酸化カルシウムの水100mlに対する溶解度は100℃では0.077gと小さく、0℃では0.18ｇと大きくなりますので、沸騰した水は十分に冷やしてから使うとよいでしょう。

お礼

KURUMITO様

早速のご回答、ありがとうございます。
非常に助かります。

やはり、二酸化炭素と反応した炭酸カルシウムの可能性が高そうですね。
後は、不純物等の不確定要素が多すぎました。。。自分で書いていて、
なんとも情けない状況だと反省しております。すみませんでした。

私も、炭酸カルシウムが原因かと考え、
この実験（なんて大それたものじゃないですが）をやった後に、
ストローでぶくぶく息を吹きかけたんです。
しかし、1分くらい吹きかけましたが、
無色透明になる気配がありませんでした。
なので、炭酸カルシウムとは異なるのかとも思っていました。
でも、このお言葉で少し確信を得たような気がします。

しかし、沸騰した水を十分冷やして使用する方法は、
特別な器具なしでも素人の私でも試せそうなので、
一度試してみたいと思います。
貴重な情報、ありがとうございました。