亜鉛：元素の性質と用途
説明
亜鉛(Zn)は原子番号30の金属元素で、その耐食性と生物学における重要な役割で知られている。亜鉛メッキ、合金、電池、酵素や人間の健康などに広く使用されている。
元素の紹介
亜鉛（Zn）は原子番号30の化学元素で、周期表の遷移金属グループに属する。青白く光沢のある金属で、耐食性で知られている。亜鉛は人体に不可欠な微量元素であり、建築、自動車、電子機器など様々な産業で広く使用されている。
亜鉛は閃亜鉛鉱などの鉱石から抽出されることが多く、亜鉛メッキ（鉄や鋼鉄を錆びないようにコーティングすること）に使われることで知られている。亜鉛は、免疫系機能、細胞分裂、酵素活性などの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。
化学的性質
亜鉛はいくつかの興味深い化学的性質を示し、様々な反応に有用です。酸と反応して水素ガスを放出し、硫酸亜鉛や塩化亜鉛など様々な酸と塩を形成します。両性であり、酸としても塩基としても反応する。
亜鉛は酸化も受け、これが亜鉛めっきに使われる基礎となっている。空気に触れると、亜鉛は炭酸亜鉛の保護層を形成し、金属のさらなる腐食を防ぎます。このユニークな特性により、亜鉛は屋根材、車体、屋外構造物など、耐食性を必要とする用途で非常に重宝されています。
物理的特性
亜鉛には様々な工業用途に適したいくつかの物理的特性があります。下記は亜鉛の主な物理的特性を強調した表です：
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特性 |
値 |
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原子番号 |
30 |
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密度 |
7.14 g/cm³ |
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419.5°C |
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沸点 |
907°C |
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色 |
青みがかった白色 |
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導電性 |
中程度の導電性 |
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硬度 |
軟質から中程度 |
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可鍛性 |
高い（打ち抜き加工が可能） |
詳しくはスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。.
亜鉛の一般的用途
亜鉛はその汎用性と耐食性により、様々な製品や産業で使用されています。以下はその主な用途の一部です：
- 亜鉛めっき：亜鉛は鉄や鋼鉄に亜鉛メッキを施し、錆びを防止するのが一般的です。これは建築や自動車などの産業で特に重要です。
- 合金：亜鉛は様々な合金の製造に使用され、特に真鍮（亜鉛と銅の組み合わせ）は配管器具、楽器、硬貨に使用されます。
- 電池亜鉛は、日常的な電子機器に使われるアルカリ乾電池のような乾電池の主要成分である。
- 農業：亜鉛は植物に不可欠な微量栄養素で、肥料によく使われる。
- 化粧品と医薬品：酸化亜鉛は、皮膚を治癒する性質があるため、日焼け止め、軟膏、ローションに使用されている。
調製方法
亜鉛は主に鉱石、特に硫化亜鉛鉱物の閃亜鉛鉱から抽 出される。抽出プロセスにはいくつかの段階がある：
- 焙煎：亜鉛鉱石を酸素の存在下で加熱し、酸化亜鉛に変 換する。
- 還元：酸化亜鉛はその後、炭素（コークスの形）ま たは他の還元剤を使用して金属亜鉛に還元され、 亜鉛蒸気が発生し、凝縮して固体の亜鉛になる。
鉱石からの抽出に加え、金属スクラップのリサイクルによっても亜鉛を生産することができる。
よくある質問
亜鉛の主な用途は何ですか？
亜鉛は主に鉄や鋼鉄の亜鉛メッキに使われ、錆を防ぎます。また、真鍮のような合金、電池、農業用肥料にも使用されます。
亜鉛はどのように抽出されますか？
亜鉛は主に閃亜鉛鉱という鉱石から、焙煎と還元 の工程を経て抽出されます。形成された酸化亜鉛は炭素を使って金属亜鉛に還元されます。
亜鉛は人体に有害ですか？
亜鉛は人間の健康に不可欠な元素ですが、過剰に摂取すると有害になる可能性があります。亜鉛を過剰に摂取すると亜鉛中毒を引き起こし、吐き気、嘔吐、腹痛などの症状を引き起こします。
亜鉛はリサイクルできますか？
はい、亜鉛は効果的にリサイクルできます。実際、亜鉛のリサイクルは、特に亜鉛メッキ鋼やその他の亜鉛ベースの製品の生産において、亜鉛の産業利用の重要な部分を占めています。
亜鉛の物理的性質は何ですか？
亜鉛は青みがかった白色の金属で、密度は7.14 g/cm³、融点は419.5℃、沸点は907℃です。適度な電気伝導性があり、比較的可鍛性です。
