炭酸亜鉛 (ZnCO3) は、亜鉛と炭酸イオンの反応によって形成される白色の無臭の固体です。その独特の特性を活かしてセラミックスや医薬品など様々な用途に使用されています。
| IUPAC名 | 炭酸亜鉛 |
| 分子式 | 亜鉛CO3 |
| CAS番号 | 3486-35-9 |
| 同義語 | 炭酸亜鉛(II);スミソナイト;炭酸亜鉛;炭酸亜鉛 |
| インチチ | InChI=1S/CH2O3.Zn/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2 |
炭酸亜鉛の性質
炭酸亜鉛配合
炭酸亜鉛の化学式は ZnCO3 です。 1 つの亜鉛原子 (Zn)、1 つの炭素 (C) 原子、および 3 つの酸素 (O) 原子から構成されます。この化合物は白色で無臭の固体であり、鉱物スミソナイトとして自然界で一般的に見られます。
炭酸亜鉛のモル質量
炭酸亜鉛のモル質量は、その構成元素の原子量を加算することで計算できます。亜鉛のモル質量は（おおよそ）約 65.38 g/mol、炭素は 12.01 g/mol、酸素は 16.00 g/mol です。したがって、炭酸亜鉛のモル質量は約 125.38 g/mol です。
炭酸亜鉛の沸点
炭酸亜鉛は加熱すると分解して二酸化炭素を放出し、酸化亜鉛（ZnO）が残るため、明確な沸点がありません。ただし、300℃程度までは安定です。
炭酸亜鉛の融点
炭酸亜鉛の融点は約 333°C です。この温度で、炭酸亜鉛は熱分解を受け、酸化亜鉛と二酸化炭素を形成します。
炭酸亜鉛の密度 g/mL
炭酸亜鉛の密度は約 4.398 g/mL (概算) です。この値は、炭酸亜鉛が他の多くの化合物と比較して比較的密度の高い固体であることを示しています。
炭酸亜鉛の分子量
炭酸亜鉛の分子量はモル質量とも呼ばれ、約 125.38 g/mol です。これは 1 モルの炭酸亜鉛分子の質量であり、さまざまな化学計算に使用されます。
炭酸亜鉛の構造
炭酸亜鉛は三方晶系の結晶構造を持っています。亜鉛カチオン (Zn2+) は、三方晶系の平面配置で炭酸アニオン (CO32-) に囲まれています。この配置により、炭酸亜鉛に独特の物理的および化学的特性が与えられます。
炭酸亜鉛の溶解度
炭酸亜鉛は水に溶けにくいです。温度が低下し、pHが上昇すると、その溶解度は低下します。可溶性亜鉛塩の形成により、酸性溶液にも溶解します。ただし、炭酸塩または水酸化物の存在下では不溶性の沈殿物が形成されます。
| 外観 | 白色固体 |
| 比重 | 4,398 g/ml (約) |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 125.38 g/モル |
| 密度 | 4,398 g/ml (約) |
| 融合点 | 333℃（約） |
| 沸点 | 分解された |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 難溶性 |
| 溶解性 | ほとんどの溶媒に不溶ですが、酸性溶液にも溶解します |
| 蒸気圧 | 利用不可 |
| 蒸気密度 | 利用不可 |
| pKa | 利用不可 |
| pH | 弱アルカリ性（8〜9程度） |
炭酸亜鉛の安全性と危険性
炭酸亜鉛には、特別な注意が必要な特定の安全上のリスクが伴います。接触または吸入すると、皮膚、目、呼吸器系を刺激する可能性があります。胃腸障害を引き起こす可能性があるため、摂取は避けてください。取り扱うときは、直接接触を避けるため、手袋やゴーグルなどの適切な個人用保護具を着用してください。炭酸亜鉛は、不適合物質から離れた涼しく乾燥した場所に保管してください。摂取または誤って暴露した場合は、直ちに医師の診察を受けてください。さらに、環境への影響を最小限に抑えるために、この化合物の適切な廃棄手順に従ってください。さまざまな用途で炭酸亜鉛を安全に使用するには、適切な取り扱いと保管方法が不可欠です。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | 飲み込んだり吸入すると有害です。皮膚や目に刺激性があります。接触を避けてください。十分な換気を行って使用してください。 |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 28369900 |
| 危険等級 | 未分類 |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 低～中程度の毒性 |
炭酸亜鉛の合成法
炭酸亜鉛はさまざまな方法で合成できます。一般的なアプローチは、水または適切な溶媒の存在下で酸化亜鉛 (ZnO)と二酸化炭素 (CO2) を反応させることです。反応は制御された温度と圧力で実行され、炭酸亜鉛の形成を促進します。
別の方法では、水溶液中で塩化亜鉛 (ZnCl2)または硫酸亜鉛 (ZnSO4) と炭酸ナトリウム (Na2CO3)または炭酸カリウム (K2CO3)を反応させます。このプロセスにより炭酸亜鉛が沈殿物として形成されるため、分離して収集することができます。
さらに、炭酸亜鉛は、水酸化亜鉛 (Zn(OH)2) または酸化亜鉛を二酸化炭素で炭酸化することにより、ガス状または水に溶解して得られます。
工業環境では、炭酸亜鉛は亜鉛処理の副産物として、または亜鉛含有材料が関与する反応の結果として生成されることがよくあります。
純粋で高品質の製品を得るには、合成中に正しい化学量論と反応条件を確保することが不可欠です。方法の選択は、試薬の入手可能性、生成物の望ましい純度、炭酸亜鉛の用途などの要因によって異なります。
炭酸亜鉛の用途
炭酸亜鉛は、その独特の特性により、さまざまな産業でさまざまな用途に使用されています。ここではいくつかの注目すべき用途を示します。
- セラミック: 炭酸亜鉛は、セラミック釉薬のフラックス剤として使用すると、材料の融点を積極的に下げ、輝きと透明性を向上させます。
- 医薬品: 医薬品用途では、炭酸亜鉛は一部の防腐剤や収斂剤の有効成分として機能します。
- 塗料: 炭酸亜鉛は塗料やコーティングの白色顔料として積極的に機能し、光沢と優れた隠ぺい力をもたらします。
- ゴム産業: 加硫プロセスでは、炭酸亜鉛が促進剤として機能し、ゴム製品の機械的特性を積極的に改善します。
- 繊維産業: 媒染剤としての炭酸亜鉛は、染色プロセス中の布地上の染料の保持を積極的に改善します。
- エレクトロニクス: 炭酸亜鉛は、その電気的特性により、電子部品や半導体のコーティング材料として積極的に使用されています。
- 農業: 炭酸亜鉛は作物の殺菌剤および防カビ剤として積極的に機能します。
- ガラス製造: ガラス製造プロセスでは、炭酸亜鉛がフラックス剤として機能し、ガラスの融点を積極的に下げ、透明度を向上させます。
- 動物飼料添加物: メーカーは、必須亜鉛の重要な供給源として炭酸亜鉛を動物飼料に積極的に添加し、家畜の全体的な健康を積極的にサポートします。
- 水処理: 水処理施設では、pH レベルを積極的に制御し、重金属不純物を積極的に除去するために、プロセスで炭酸亜鉛を積極的に使用しています。
さまざまな産業における炭酸亜鉛の多用途性は、幅広い実用用途を持つ貴重な化合物としての炭酸亜鉛の重要性を浮き彫りにしています。
質問:
Q: ZnCO3 は水に溶けますか?
A: 炭酸亜鉛は水に溶けにくいです。
Q: どの反応が最も起こりやすいですか? Pt + FeCl3 Mn + CaO Li + ZnCO3 Cu + 2KNO3
A: 最も可能性の高い反応は、Li + ZnCO3 です。
Q: 3.11×10^22 個の O 原子を含む ZnCO3 の質量は何ですか?
A: 3.11×10^22のO原子を含むZnCO3の質量は、化合物のモル質量と化学量論に基づいて計算できます。
Q: ZnCO3 の名前は何ですか?
A: ZnCO3 の名前は炭酸亜鉛です。
Q: 次の化合物のうち、水に溶けるのはどれですか? Cu3(PO4)2、CoS、Pb(NO3)2、ZnCO3?
A: ZnCO3 は水に溶けにくいです。
Q: ZnCO3 間にはどのような結合が形成されますか?
A: ZnCO3 間にイオン結合が形成されます。
Q: 炭酸亜鉛は水に溶けますか?
A: 炭酸亜鉛は水に溶けにくいです。
Q: 炭素亜鉛電池とは何ですか?
A: 炭素亜鉛電池は、亜鉛陽極と電解質ペーストを含む炭素陰極を使用する乾電池の一種です。
Q: アルカリ電池は亜鉛炭素乾電池とどう違うのですか?
A: アルカリ電池は、アルカリ電解液を使用しているため、亜鉛炭素乾電池よりもエネルギー密度が高く、寿命が長くなります。
Q: 炭素亜鉛電池とアルカリ電池の違いは何ですか?
A: 炭素亜鉛電池は、電解液と構造の違いにより、アルカリ電池よりもエネルギー容量が低く、寿命が短くなります。
Q: アルカリ電池の代わりに炭素亜鉛電池を使用できますか?
A: はい。ただし、炭素亜鉛電池はアルカリ電池に比べて寿命が短い可能性があり、高消費電力の機器には適していません。