令和7年4月28日（月）

⇒#32@材料;

🏞 亜鉛

【材料】亜鉛⇒#32@材料;

亜鉛の大綱となる材料は、非鉄金属です。

👨‍🏫 講義ノート：

表 1 . 材料の諸元

項目	内容

名称	亜鉛
危険性
操作
生成物

卑な金属材料。両性金属。

電池の起電力（平衡論）¹⁾

負極活物質としての金属材料（亜鉛、リチウム、鉛）²⁾

真鍮（黄銅、ブラス）は、銅と亜鉛の合金です。

http://www.geoci…

アルカリマンガン乾電池

亜鉛｜水酸化カリウム｜酸化マンガン｜炭素材料

アルカリ乾電池の作成³⁾

■イオン化傾向

リチウム:Li<->Li(+)

Li⁺ + e^- ↔ Li Eº = -3.045V

K<->K(+)

K<->K(+)

Ca<->Ca(2+)

Ca<->Ca(2+)

Na<->Na(+)

Na⁺ + e^- ↔ Na Eº = -2.714V

マグネシウム：Mg<->Mg(2+)

Mg²⁺ + 2e^- ↔ Mg Eº = -2.356V

アルミニウム：Al<->Al(3+)

Al³⁺ + 3e^- ↔ Al Eº = -1.676V

＝＝＝＝＝

亜鉛：Zn<->Zn(2+)

Zn²⁺ + 2e^- ↔ Zn Eº = -0.7626V

Fe<->Fe(2+)

Fe²⁺ + 2e^- ↔ Fe Eº = -0.44V

Ni<->Ni(2+)

Ni<->Ni(2+)

Sn<->Sn(2+)

Sn<->Sn(2+)

Pb<->Pb(2+)

Pb<->Pb(2+)

＝＝＝＝＝

H2⇔H(+)

2H⁺ + 2e^- ↔ H₂ Eº = 0V

＝＝＝＝＝

銅：Cu<->Cu(2+)

Cu²⁺ + 2e^- ↔ Cu Eº = 0.34V

2Hg<->Hg2(2+)

2Hg<->Hg2(2+)

＝＝＝＝＝

Ag<->Ag(+)

Ag⁺ + e^- ↔ Ag Eº = 0.7991V

Pt<->Pt(2+)

Pt²⁺ + 2e^- ↔ Pt Eº = 1.188V

Au<->Au(+)

Au<->Au(+)

(1) 伊藤智博、立花和宏、仁科辰夫. 化学実験Ⅰ：電池の起電力（平衡論）. https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4405. (参照2015-09-30).
(2) 立花和宏, 仁科辰夫. エネルギー化学特論：負極活物質としての金属材料（亜鉛、リチウム、鉛）. https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4578. (参照2017-08-12).
(3) 立花和宏、仁科辰夫. エネルギー化学：アルカリ乾電池の作成. https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4635. (参照2017-12-12).

物性

表物性・特性

id	物理量	数値

503	抵抗率/μΩ/cm	5.5
504	沸点/°C	907
505	密度/g/cm³	7.13
506	融点/°C	420
620	電気量原単位/Ah/g	910

🧪 この材料亜鉛の🧪成分（化学種）

Zn 亜鉛

この材料亜鉛の細目

サンプル（内部資料）

一次電池

亜鉛粉末_中央南部屋番号・研究室名?キャビネット（棚）名?

亜鉛線伊藤研　3-3301金属線・金属粉容器

亜鉛線　φ2.0mm3-3001キャビネット（棚）名?

亜鉛76 ' 泉研究室(実験･居室）

Zn(純亜鉛)3号館金属線・金属粉容器

亜鉛キャビネット（棚）の名称

zincキャビネット（棚）の名称

亜鉛 (板状)キャビネット（棚）の名称

亜鉛（棒状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛キャビネット（棚）の名称

亜鉛キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛（砂状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（粒状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（切削片状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（切削片状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛（砂状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛（砂状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛線（φ2.0mm）キャビネット（棚）の名称

亜鉛末キャビネット（棚）の名称

亜鉛末キャビネット（棚）の名称

亜鉛末キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

亜鉛（砂状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（粉末）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（粉末）キャビネット（棚）の名称

亜鉛（砂状）キャビネット（棚）の名称

亜鉛粉末キャビネット（棚）の名称

🚂 製品

一次電池

材料は、寸法に自由度があります。それを実際に容器につめたり、パッケージングしたりしたものがサンプルです。

物質の分類

図 1 . * 物質の分類

03 エネルギー化学 01 無機工業化学 08 化学・バイオ工学英語 05 卒業研究

工業製品には、物体（object）として形や構造が役に立つものと、形や構造に関係なく物質 (substance,material,matter)として役に立つものがあります。資源から廃棄物までのサプライチェーンの流れで、物質が変わってゆきます。

表 2 . 高圧ガス容器

表 2 . 高圧ガス容器

事故が起きた後で調査をしてみると、「無理をした」「油断をした」「知らなかった」「教わらなかった」など、安全に対する心構えの不備な事例が意外に多い ^2

) 📥 。

ボンベの色や文字の色は、高圧ガス保安法で定められています。 * 誤った色使いは、事故の原因になります。 *

可燃性ガスと不燃性ガスでは、ねじの切る向きが違います。 *

化学工業では、気体を圧縮して高圧ガスとして使います。冷蔵庫やエアコンの冷媒や燃料のＬＰガスも高圧ガスです ^3

) 。

🔷 高圧ガスの取り扱い

工業化学の原料となる資源

表 3 . 工業化学の原料となる資源

分野	相（状態）	🏞 原料	🚂 製品

無機工業化学	気体	🏞 空気	アンモニア・ 🚂 肥料・酸素
	液体	🏞 水資源・ 🏞 海水	食塩・苛性ソーダ・塩素・水素
	固体	鉱物	金属（ 🚂 鉄鋼）・セラミックス 🏞 フロン *
有機工業化学	気体	ＬＮＧ	水素・エチレンフロン
	液体	🏞 石油	水素・エチレン・酢酸ビニル
	固体	石炭	水素・鉄鋼

天然資源には、物質資源、エネルギー資源、情報資源があります。

固体の材料

表 4 . 41 固体の材料

金属材料		非金属材料		複合材料
鉄鋼材料	非鉄金属材料	セラミックスガラス	高分子 🏞 ゴム	複合材料

🏞 鉄炭素鋼合金鋼鋳鉄鋳鋼	金・銀・銅 🏞 🧪 ⚛ アルミニウムマグネシウムニッケルチタン亜鉛	🏞 石材 🏞 ガラス 🏞 セラミックス	🏞 木材・皮・繊維 🏞 プラスチック	🏞 🚂 紙繊維強化プラスチック繊維強化金属鉄筋コンクリート金属強化セラミックス

材料は、その材質の違いにより金属材料と非金属材料に分類されます ^4

) 。

狭い意味で、材料といったとき、常温常圧で固体の状態の物質を指すことがあります。

純物質としての金属は、柔らかすぎるので、混合物の合金が使われます。広い意味での混合物の固体材料を複合材料と呼ぶことがあります。

金属材料の産業上の分類

表 5 . 金属材料の産業上の分類

				用途

重金属	鉄鋼	鉄鋼	⚛ 鉄	鉄合金モーター
	非鉄金属	🏞 非鉄金属（狭義）	⚛ 🏞 銅	🏞 銅合金
			鉛
			🏞 亜鉛
			スズ
		貴金属	⚛ 🜚 金
			⚛ 🜛 銀
			白金族
		軽金属	🜀 🏞 🧪 ⚛ アルミニウム	🏞 ジュラルミン
			マグネシウム
			チタン
		希少金属	リチウム
		希少金属	ウラン

鉄はもっとも身近な金属だ。金属はカタチを自由に変えることができ、しかも強くしなやかだ。石斧で田んぼを耕すのがいかに困難かを想像すれば、鉄器が農耕を飛躍的に進歩させたことがうなずける。日本では、弥生時代に鉄器が普及し、稲作がはじまり、定住生活がはじまりした。

◇ 参考文献

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名称：教育用公開ウェブサービス

URL： 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/

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