亜鉛知識の紹介、金属亜鉛はどのように合成されるのでしょうか?

亜鉛知識の紹介、金属亜鉛はどのように合成されるのでしょうか?

亜鉛は化学元素です。化学記号はZn、原子番号は30です。周期表の第4周期、IIB族に属します。淡灰色の遷移金属で、4番目に「ありふれた」金属です。現代産業において、亜鉛は電池製造において不可欠な存在であり、非常に重要な金属です。また、亜鉛は人体にとって必須の微量元素の一つでもあり、極めて重要な役割を果たしています。

亜鉛は空気中では燃えにくく、酸素中では強い白光を発します。亜鉛の表面には酸化亜鉛の層があり、燃焼すると白い煙を出します。この白煙の主成分は酸化亜鉛で、亜鉛の燃焼を阻害するだけでなく、炎の色を反射して青白い光を作り出します。亜鉛は酸に溶けやすく、溶液中の金、銀、銅などを容易に置換することができます。亜鉛の酸化膜は融点が高いですが、金属亜鉛の融点は非常に低いです。そのため、アルコールランプで亜鉛片を加熱すると、亜鉛片は溶けて柔らかくなりますが、酸化膜の効果により落下しません。亜鉛は主に鉄鋼、冶金、機械、電気、化学、軽工業、軍事、製薬の分野で使用されています。

解決策を解決する:

1. 金属亜鉛360gを真空吸引し、15%硫酸溶液3340mlにゆっくりと加え、70℃に加熱して反応させる。水素が溢れなくなったら、水1200mlで希釈して硫酸亜鉛溶液を調製し、50mlを取り出して残りは後で使用する。希釈溶液50mlに炭酸ナトリウム4gを加え、沈殿した炭酸亜鉛沈殿物を水で3回（毎回300ml）洗浄して使用する。硫酸第一鉄七水和物7.5gを水500mlに溶解し、高級純硫酸1mlを加えて酸性化し、加熱後、30%過酸化水素を滴下して溶液中のすべてのFe2+イオンをFe3+イオンに変換する。用意した硫酸鉄溶液を上記の予備硫酸亜鉛溶液に加え、用意した炭酸亜鉛沈殿物を撹拌しながら加え、急速に撹拌しながら30〜40℃に加熱し、放置する。溶液が透明になったら濾過する。[As、P、Sbなどの不純物を含むFe（OH）3沈殿物の除去]。濾液を電気分解し、PH値を調整してコンゴーレッド色がわずかに青くなるようにする。電気分解中は、プレミアムグレードの純亜鉛または亜鉛フレークを陰極とし、工業用亜鉛を陽極とし、両電極間の距離は2〜3cm、両電極間の電圧は6V、電流密度は電解液の温度に依存する。200gの亜鉛が沈殿した後、上記の方法に従って電解液を硫酸鉄と炭酸亜鉛で再度処理する必要がある。

2. 亜鉛は、閃亜鉛鉱ZnSを主原料として製錬することで製造されます。工業的には、ZnSは通常、酸化・焼成によって反応性に優れた酸化物となります。その後、熱還元法と電気分解法を用いて亜鉛を製造します。亜鉛焙焼ブロックと石炭粉末を原料として、1300～1350℃の亜鉛製錬炉に投入し、反応させます。還元反応によって発生した金属亜鉛蒸気は、導管を通って亜鉛凝縮器に送られ、金属亜鉛が回収されます。この方法で得られた金属亜鉛は、不純物含有量が比較的高いため、より純度の高い亜鉛を得るには、真空蒸留が必要です。

3. 焼成物中の酸化亜鉛を硫酸で溶解し、酸化により鉄を除去し、亜鉛粉末でコバルト、銅、ニッケルなどの不純物を除去した後、鉛を陽極、アルミニウム板を陰極とした電解槽に入れます。電気分解中に金属亜鉛がアルミニウム板上に析出し、剥離して製品となります。電気分解によって生成される金属亜鉛の純度は99.99%に達します。

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出典：インターネット
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