亜鉛

亜鉛 (Zinc)

亜鉛（あえん、英: zinc、羅: zincum）は、原子番号30の金属元素であり、元素記号は Zn と表されます。この元素は亜鉛族元素の一つで、安定した結晶構造は六方最密充填構造（HCP）を持っています。亜鉛は、16種の必須ミネラルの中でも特に重要な役割を果たします。

名称の由来

亜鉛という名称は、その表面に櫛の歯のような筋があったことから「Zink」と呼ばれたことに由来します。日本においては、古くは真鍮を表す「鍮石」という言葉が存在し、文禄年間には「真鍮」という言葉に変化しました。亜鉛は1713年に『和漢三才図会』に初めて記載され、その後中国では「倭鉛」とも呼ばれました。ポルトガルでは「ツタンナガ」として知られており、日本では「トタン」として認識されています。

物理的性質

亜鉛は光沢を持ち、青味を帯びた銀白色の金属です。融点は419.5℃、沸点は907℃と相対的に低く、比重は7.14です。常温では脆いですが、約100～150℃になると延性と展性が増し、再び210℃を超えると脆くなります。また、亜鉛は電気を良く通す性質を持っています。亜鉛を含む合金の中で特に重要なのは真鍮で、これは亜鉛と銅の合金です。他にも多くの金属と二元合金を形成します。

化学的性質

亜鉛は中程度の化学反応性を持ち、強い還元剤として働きます。湿った空気中では金属の表面が酸化しやすく、二酸化炭素と反応して不動態皮膜を形成します。亜鉛は酸や塩基とも容易に反応し、特に強酸は不動態皮膜を除去することで金属と反応し水素を生成します。亜鉛の主要な酸化状態は2価であり、水溶液中では主に6配位錯体を形成します。

天然における存在

亜鉛は地殻中でおよそ75〜80 ppmの割合で存在し、銅や鉛などの鉱石に伴って産出されます。最も一般的な鉱物は閃亜鉛鉱（ZnS）で、非常に高濃度の亜鉛を含んでいます。全世界の亜鉛の資源量は約19〜28億トンと見積もられており、主要な産地はオーストラリア、カナダ、アメリカなどです。

歴史

亜鉛の利用は紀元前4000年まで遡り、古代インドやダキアなどで金属の亜鉛が精錬されていました。ポルトガル人が亜鉛に初めて接触し、その後ヨーロッパへと広まりました。1737年には中国から亜鉛精錬技術がイギリスへ伝えられ、これが金属亜鉛の生産の礎となりました。

製錬

亜鉛鉱石からの抽出は、複雑なプロセスを経る必要があります。主に閃亜鉛鉱や菱亜鉛鉱から、湿式製錬法や乾式製錬法によって亜鉛が得られます。乾式法では硫酸亜鉛水溶液を用いて電解反応を行い、純度99.99%の金属亜鉛を得ることができます。湿式法では、酸化亜鉛を硫酸に溶解させて金属を沈殿させます。

用途

亜鉛はさまざまな用途に利用されます。亜鉛合金は強度や耐久性が求められる用途に用いられ、電池としてはマンガン電池やアルカリ電池の負極に用いられます。亜鉛めっきは鋼材の防食に広く利用され、また健康面では必須ミネラルとしても重要です。亜鉛は免疫機能や創傷治癒に関与し、食事からの十分な摂取が推奨されています。

最後に

亜鉛はその特性や利用方法において重要な金属であり、歴史的にもさまざまな文化と結びついてきました。今後もこの金属の研究と応用が進むことで、私たちの生活にさらなる影響を与えることでしょう。

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