🏫 有機工業化学

絶滅寸前！工業化学

物質資源としての 炭素資源（化石燃料）は、 水素資源であり、 エネルギー資源です。 炭素資源（化石燃料）を原料とする工業化学を 有機工業化学と言います。 原油から 蒸留で ガソリンエンジンの 燃料となる ガソリンなどを分離します。

燃料は引火、発火しやすいので 消防法の 危険物 に指定されるものが多いです。

エネルギー資源としての化石燃料は、地球が何億年もかけて蓄えてきた太陽エネルギーが、その源です。

石油は、日本では需給できません。 ^{1 )}

油田から採掘された原油は、タンクに備蓄されます。 精留塔で 分留し、ガソリンや灯油などの 燃料にします ^{2 )} 。 原油は植物の化石なので、 化石燃料と言われます。 燃焼したあとは、 二酸化炭素として大気中に排出されます。

石油製品中の硫黄は、装置の腐食、悪臭の発生、 大気の汚染など悪影響をもたらす。 公害は、 四日市ぜんそくを引き起こした。 *

ナフサをニッケル触媒で水蒸気改質し、水素を含む合成ガスとする。合成ガスは アンモニアの 製造に使われる。

ＢＴＸ（ベンゼン・トルエン・キシレン）のなかでもトルエンは、グラビア印刷インキの溶剤として重要です。

プラスチック材料は、 非金属材料です。 非金属材料には、 ガラスなどの無機高分子材料、やセルロースやたんぱく質など天然高分子材料があります。 エンジニアリングプラスチックとして、導電性高分子などもあります。

物質としてのプラスチックは、高分子化合物と言えます。

イオン交換樹脂は、 食塩電解、電気透析、燃料電池などに使われます。 フッ素樹脂は、有用な反面、PFASなどフッ素化合物の環境への影響が懸念されるようになりました。

使い終わったプラスチック製品は、 米沢キャンパスでは、 不燃ごみ、 米沢市の ルール（ 条例） では、 プラスチック製容器包装または 不燃ごみ として廃棄します。

物質としてのゴムは、高分子化合物と言えます。

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石炭は、 産業革命のきっかけとなる 蒸気機関の 燃料 でした ^{12 )} 。 日本では明治時代から各地で 炭鉱が掘られて、黒いダイヤと呼ばれました。 1954年 に通産省が石炭合理化計画大綱を作成し、 石炭から石油へとエネルギーが変わっていきます ^{13 )} 。 オーストラリアなどから輸入された石炭は、いまでも 火力発電の 燃料です。

黒鉛は、ダイヤモンド、無定形炭素とともに炭素の同素体である ^{17 )} 。 無定形炭素は、燃えるが、黒鉛は、燃えない。 だから、製鉄の高炉用炉材として使う。 化学的に安定で、耐熱性もあり、潤滑性もあるので、鉄砲の内張にも使われた。

黒鉛は、面内で高い 導電率を示す。 アルミニウム溶融塩電解の アノード、 食塩電解の アノードに使われます。

鉄の 融点  T_m はおよそ 1538 °C 。 とても容器が持たない。 だからコークスと混ぜて高炉に入れる。

黒鉛や不定形炭素は、 共有結合 であるが、 半金属で、導電性があり、 電池の 導電助剤に使われる。

炭素材料は、広い意味で二次元の無機 高分子化合物とも言える。

界面活性剤は、懸濁液などをつくるときに大きな役割を果たします。

HLB、クラフト点、曇り点などが指標として使われます ^{18 )} 。

油脂や石油から作ります。

顔料は、 可視光 領域に 吸収 波長を持つ 不溶性物質を分散媒に 分散させ、 バインダーなどで 紙、 ガラスなどの 固体材料に固着させます。 ^{20 ) 21 )}

食を支える 農作物の 大量生産は、 肥料や 農薬に支えられています。

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DDTは学生の卒業研究で発見されました。殺虫剤として発明したのは、P.H.ミュラー博士（スイス）で、1948年にノーベル医学・生理学賞を受賞しています。 DDTの代謝生成物であるDDE、DDAなどは、体内に蓄積され、生物濃縮を起こします。 わが国では、 1968年（昭和43年）に 農薬（製造販売）会社が自主的に生産を中止し、1971年（昭和46年）には販売が禁止されました。 世界的にも、環境への懸念から先進国を中心に、2000年までには、40カ国以上でDDTの使用が禁止・制限されています。 しかし、その一方で、マラリアが猛威を振るう亜熱帯や熱帯地域の多くの国々では依然としてDDTを必要としています。

奈良時代には、草木灰が使われました。 平安時代は草肥、刈敷は領地争いの原因になりました。お金が使えるようになると魚肥。 千利休は、余った 魚から 油をとり、搾りかすを肥料として、売り豪商となりました。日本の貨幣経済を変革させました。 ハーバーボッシュ法で アンモニアができると化学肥料が使われるようになりました。

食を支える 農作物の 大量生産は、 肥料や 農薬に支えられています。

第一次世界大戦で海外からの輸入が途絶え、国内の化学肥料は高騰。チッソは莫大な収益を得て、水俣に新工場を設立した ^{28 )} 。

肥料には、肥料の三要素を一成分含む単肥と、二要素以上含む複合肥料に分けられます。また複合肥料は、配合肥料と化成肥料に分けられます。化成肥料は、肥料の三要素のうち、二要素以上を化学合成で作ったものです ^{29 )} 。 石灰岩も肥料の原料です。

このように肥料は、工業製品であり、その要素は、材料でもあります。 いまや肥料は、農業になくてはならない製品です。

ワクチンの接種は予防接種と呼ばれる ^{30 )} 。

ほとんどの抗生物質は、発酵で作られている ^{31 ) 32 )} 。

◇ 参考文献