硫酸亜鉛は、化学式 ZnSO4 の化合物です。亜鉛欠乏症を治療するための栄養補助食品として、また作物の肥料として一般的に使用されています。
| IUPAC名 | 硫酸亜鉛 |
| 分子式 | ZnSO4 |
| CAS番号 | 7733-02-0 |
| 同義語 | 白色ビトリオール、亜鉛ビトリオール、硫酸亜鉛(II)、硫酸亜鉛(2+)、一硫酸亜鉛、硫酸亜鉛七水和物、硫酸亜鉛一水和物 |
| インチチ | InChI=1S/2O.H2S.Zn/h2*1H;1H2;/q;;;+2/p-2 |
硫酸亜鉛の配合
硫酸亜鉛の化学式は ZnSO4 です。亜鉛イオン（Zn2+）と硫酸イオン（SO42-）から構成されます。この式は、硫酸亜鉛が 1 つの亜鉛原子、1 つの硫黄原子、および 4 つの酸素原子を含むことを示しています。
硫酸亜鉛のモル質量
硫酸亜鉛 (ZnSO4) のモル質量は 161.44 g/mol です。これは、化合物 1 モル中に存在するすべての原子の原子質量の合計です。硫酸亜鉛は、1 つの亜鉛原子 (Zn)、1 つの硫黄 (S) 原子、および 4 つの酸素 (O) 原子で構成されています。モル質量は、化学反応における反応物質と生成物の量を決定するための化学量論計算で使用される重要なパラメーターです。
硫酸亜鉛の沸点
硫酸亜鉛は沸点に達する前に分解するため、明確な沸点がありません。この化合物は約 680°C で熱分解し、酸化亜鉛 (ZnO)、二酸化硫黄 (SO2)、および酸素 (O2) ガスを生成します。分解温度は、不純物の存在、圧力、加熱速度の影響を受けます。硫酸亜鉛は低温で安定しており、水、メタノール、エタノールに溶けます。
硫酸亜鉛の融点
硫酸亜鉛の融点は、化合物の水和レベルによって異なります。硫酸亜鉛七水和物（ZnSO4・7H2O）の融点は100℃ですが、硫酸亜鉛一水和物（ZnSO4・H2O）は70℃で融解します。無水硫酸亜鉛（ZnSO4）は溶ける前に分解します。融点は、圧力、純度、加熱速度などの要因に影響されます。
硫酸亜鉛の密度 g/ml
硫酸亜鉛は水和状態により密度が変化します。硫酸亜鉛七水和物の密度は 1.957 g/cm3、硫酸亜鉛一水和物の密度は 3.08 g/cm3、無水硫酸亜鉛の密度は 3.54 g/cm3 です。密度は、物質の単位体積あたりの質量を決定する物理的特性です。硫酸亜鉛の密度は温度と圧力にも影響されます。
硫酸亜鉛の分子量
硫酸亜鉛の分子量は 161.44 g/mol です。これは、亜鉛、硫黄、酸素の原子量を加算することによって計算され、それぞれ 65.38 g/mol、32.06 g/mol、63.998 g/mol になります。分子量は、化学や生物学の実験における硫酸亜鉛溶液の濃度の決定など、さまざまな計算に使用されます。
硫酸亜鉛の構造
硫酸亜鉛は、無水状態では亜鉛カチオン（Zn2+）と硫酸アニオン（SO42-）が交互に並んだ結晶構造をしています。亜鉛カチオンは、6 つの硫酸アニオンからの 6 つの酸素原子によって配位され、歪んだ八面体形状を形成します。水和形態では、硫酸亜鉛七水和物は単斜晶系結晶を形成し、硫酸亜鉛一水和物は斜方晶系結晶を形成します。水和物に含まれる水分子は、水素結合によって硫酸亜鉛ネットワークに弱く結合しています。
| 外観 | 白色の結晶固体 |
| 比重 | 3.54 g/cm3 (無水) |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 161.44 g/モル |
| 密度 | 1.957 g/cm3 (七水和物)、3.08 g/cm3 (一水和物)、3.54 g/cm3 (無水) |
| 融合点 | 70℃（一水和物）、100℃（七水和物） |
| 沸点 | 沸騰する前に分解してしまう |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 非常に溶けやすい |
| 溶解性 | 水、メタノール、エタノールに可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | pKa1=1.9、pKa2=3.1、pKa3=9.8 |
| pH | 0.1 M 溶液の pH は 4.2 です。 |
硫酸亜鉛の安全性と危険性
硫酸亜鉛は、指示に従って使用すれば、通常、安全に取り扱うことができます。ただし、接触すると目、皮膚、呼吸器系に炎症を引き起こす可能性があります。大量に摂取すると吐き気、嘔吐、下痢を引き起こす可能性があります。硫酸亜鉛の粉塵に長期間さらされると、呼吸器への刺激や金属ヒューム熱を引き起こす可能性があります。硫酸亜鉛を取り扱う際は、手袋やゴーグルなどの適切な個人用保護具 (PPE) を着用することが重要です。誤って暴露した場合は、患部を多量の水で洗い流し、必要に応じて医師の診察を受けてください。硫酸亜鉛は密閉した容器に入れ、混入しない物質から遠ざけて保管してください。
| ハザードシンボル | XI |
| セキュリティの説明 | 小児の手の届かない場所に保管。保護手袋/保護服/保護眼鏡/保護面を着用してください。目に入った場合: 水で数分間注意深く洗い流してください。コンタクトレンズがあれば、それが簡単に外せます。すすぎを続けます。飲み込んだ場合: 口をすすぐ。嘔吐を誘発しないでください。気分が悪い場合は、医師の診断/手当てを受けてください。内容物/容器は、地域/地域/国家/国際規制に従って廃棄してください。 |
| AN識別子 | 規制されていません |
| HSコード | 2833.29.90 |
| 危険等級 | 9 – その他の危険物 |
| 梱包グループ | Ⅲ |
| 毒性 | 硫酸亜鉛は一般に毒性が低いと考えられています。ただし、大量に摂取すると胃腸に炎症を起こし、嘔吐、下痢、脱水症状を引き起こす可能性があります。粉塵やミストを吸入すると、気道を刺激する可能性があります。硫酸亜鉛は、接触すると目や皮膚に炎症を引き起こす可能性があります。高レベルの硫酸亜鉛粉塵に長時間さらされると、金属ヒューム熱を引き起こす可能性があります。 |
硫酸亜鉛の合成法
硫酸亜鉛を合成するには、最終製品の目的の純度、粒子サイズ、水和レベルに応じていくつかの方法があります。一般的な方法には、金属亜鉛または酸化亜鉛と硫酸との反応が含まれます。
1.金属亜鉛＋硫酸→硫酸亜鉛＋水素ガス
2. 酸化亜鉛＋硫酸 → 硫酸亜鉛＋水
硫酸亜鉛の収率と純度を最適化するには、温度、撹拌、酸濃度を制御した条件下で反応を実行する必要があります。その後、得られた硫酸亜鉛溶液に結晶化、乾燥、篩い分けなどのさらなる処理ステップを適用して、目的の粒子サイズと水和レベルを達成します。
硫酸亜鉛を製造する別の方法には、亜鉛鉱石または精鉱と硫酸との反応が含まれます。
3. 亜鉛鉱石・精鉱＋硫酸 → 硫酸亜鉛＋硫酸鉄＋水
硫酸亜鉛は、濾過、沈殿、または溶媒抽出などの技術を使用して、硫酸鉄およびその他の不純物から分離できます。
硫酸亜鉛を生成するには、炭酸亜鉛または水酸化亜鉛を硫酸と反応させるか、亜鉛灰を硫酸で酸化します。
どの方法を選択するかは、原材料の入手可能性、コスト、製品仕様などの要因によって異なります。
硫酸亜鉛の用途
硫酸亜鉛は、その独特の特性により、工業、農業、医療の幅広い用途に使用されています。硫酸亜鉛の一般的な用途は次のとおりです。
- 肥料: 植物の健全な成長と発育のために必須の亜鉛を提供する微量栄養素肥料として使用されます。
- 動物飼料: 亜鉛欠乏症を予防し、全体的な健康状態を改善するための栄養補助食品として動物飼料に添加されます。
- 水処理：浄水場で不純物を除去し、濁りを減らすために使用されます。
- 亜鉛メッキ: 腐食を防ぐために鉄と鋼を亜鉛の層でコーティングする亜鉛メッキプロセスで使用されます。
- 薬: 亜鉛欠乏症を治療するための栄養補助食品として、また湿疹や座瘡などの皮膚疾患を治療するための局所軟膏として医薬的に使用されます。
- 染色: 染料の色堅牢度と明るさを向上させるために、繊維の染色と印刷に使用されます。
- 電気めっき: 電気めっきで使用され、腐食防止と装飾の目的で金属表面に亜鉛の層を堆積します。
- 難燃剤: 火災の危険を軽減するために、プラスチック、ゴム、その他の材料の難燃剤として使用されます。
- その他の用途: 顔料、紙、石鹸、洗剤の製造に使用されます。
質問:
Q: 硫酸鉄溶液に亜鉛を加えると何が観察されますか?
A: 硫酸鉄溶液に亜鉛を加えると置換反応が起こります。反応性の高い亜鉛が硫酸塩溶液から反応性の低い鉄を置き換え、硫酸亜鉛と金属鉄を形成します。この反応は、赤褐色の固体の形成と水素ガスの放出として観察されます。
Q: 硫酸銅の溶液に亜鉛片を加えるとどうなりますか?
A: 硫酸銅の溶液に金属亜鉛片を加えると置換反応が起こります。亜鉛は銅よりも反応性が高いため、硫酸塩溶液から銅を置換し、硫酸亜鉛と金属銅の赤茶色の固体を形成します。この反応は、銅イオンが溶液中に放出され、亜鉛金属の表面に固体の銅の堆積物が形成されると、溶液が青色に変わるときに観察できます。
Q: 硫酸亜鉛は塩ですか?
A: はい、硫酸亜鉛は亜鉛イオン (Zn2+) と硫酸イオン (SO42-) から構成される塩です。これは化学式 ZnSO4 を持つ白色の結晶性化合物で、肥料、動物飼料、医薬品などのさまざまな用途に一般的に使用されています。
Q: 硫酸亜鉛粉末はどこで購入できますか?
A: 硫酸亜鉛粉末は、化学薬品の供給業者、オンライン小売業者、農産物店から購入できます。製品が高品質であり、意図された用途に適していることを確認することが重要です。
Q: 硫酸亜鉛は溶けますか?
A: はい、硫酸亜鉛は水とグリセロールに溶けます。硫酸亜鉛の溶解度は温度によって変化し、温度が高くなるほど溶解度は高くなります。溶解度は、溶液中の他のイオンの存在によっても影響を受けることがあります。
Q: 硫酸亜鉛は何に使われますか?
A: 硫酸亜鉛には、肥料、動物飼料サプリメント、水処理剤、医薬品、顔料、紙、繊維の製造など、さまざまな用途があります。また、電気めっき、難燃剤、亜鉛欠乏症を治療し全体的な健康をサポートする栄養補助食品としても使用されています。