酸化亜鉛 (ZnO) は、その抗 UV 特性と抗菌特性により、日焼け止め、セラミック、ゴム製造などのさまざまな用途に使用される白色の粉末です。
| IUPAC名 | 酸化亜鉛 |
| 分子式 | ZnO |
| CAS番号 | 1314-13-2 |
| 同義語 | ジンクホワイト、チャイニーズホワイト、賢者の毛、オキソジンク |
| インチチ | InChI=1S/O.Zn |
酸化亜鉛の性質
酸化亜鉛の配合
酸化亜鉛の式はZnOです。亜鉛原子（Zn）と酸素原子（O）が化学結合して構成されています。この単純な式は、最も純粋な形の ZnO の組成を表します。
酸化亜鉛のモル質量
ZnO のモル質量は、亜鉛と酸素の原子量を加算することで計算できます。亜鉛の原子量は約 65.38 g/mol ですが、酸素の原子量は約 16.00 g/mol です。これらの値を加算すると、ZnO のモル質量は約 81.38 g/mol になります。
酸化亜鉛の沸点
酸化亜鉛は高温で昇華するため、明確に定義された沸点がありません。昇華は、固体が液相を通さずに直接気体に変化するプロセスです。 ZnO の場合、これは 1,800 °C (3,272 °F) を超える温度で発生します。
酸化亜鉛の融点
ZnO の融点は、他の多くの化合物と比較して比較的高いです。およそ 1975°C (3587°F) で溶けます。この温度では、固体の ZnO が液体状態に変化し、溶融状態を含むさまざまな用途が可能になります。
酸化亜鉛の密度 g/ml
ZnO の密度は約 5.61 g/ml です。この値は、所定の体積内に存在する ZnO の質量を示します。 ZnO の高密度はその非常に緻密な構造に起因しており、これが固体特性に貢献しています。
酸化亜鉛の分子量
ZnOの分子量は、その構成元素である亜鉛と酸素の原子量を加算して計算されます。前述したように、亜鉛の原子量は約 65.38 g/mol ですが、酸素の原子量は約 16.00 g/mol です。したがって、ZnO の分子量は約 81.38 g/mol になります。
酸化亜鉛の構造
酸化亜鉛は六方晶系の結晶構造を持ち、亜鉛と酸素原子が密に詰まった層を形成します。この配置により、その特有の特性が生じます。 ZnO の結晶格子は、その安定性とエレクトロニクス、セラミックス、コーティングなどの分野でのさまざまな用途に貢献しています。
酸化亜鉛の溶解度
酸化亜鉛は水への溶解度が低いです。溶解度は水 100 mL あたり 0.01 g 未満であり、不溶性であると考えられています。この限られた溶解度は、日焼け止めなどのさまざまな用途における ZnO の安定性と寿命に貢献し、有害な紫外線に対する長期的な保護を提供します。
| 外観 | 白い粉 |
| 比重 | 5.61g/ml |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 81.38 g/モル |
| 密度 | 5.61 g/cm3 |
| 融合点 | 1975°C (3587°F) |
| 沸点 | 高温で昇華する |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 不溶性 |
| 溶解性 | 水に溶けないが、希酸や希塩基には溶ける |
| 蒸気圧 | 無視できる |
| 蒸気密度 | 利用不可 |
| pKa | 適用できない |
| pH | ~7 |
酸化亜鉛の安全性と危険性
酸化亜鉛は一般にさまざまな用途に対して安全であると考えられていますが、潜在的な危険性を認識しておくことが重要です。固体の状態では、ZnO は毒性があまりなく、リスクは最小限です。ただし、呼吸器への刺激を引き起こす可能性があるため、ZnO 微粒子の吸入は避けてください。 ZnO 粉塵に長期間または繰り返し曝露すると、金属ヒューム熱として知られる症状を引き起こす可能性があります。 ZnO は適切に換気しながら取り扱い、目や皮膚との直接接触を避けることをお勧めします。さらに、高濃度の ZnO 溶液を扱う場合は、手袋やゴーグルなどの保護手段を使用する必要があります。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | – 粒子の吸入を避けてください。\n- 換気を良くして取り扱ってください。\n- 保護手段（手袋、眼鏡）を使用してください。\n- 目や皮膚との直接接触を避けてください。 |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 2817.00.00 |
| 危険等級 | 未分類 |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 弱い |
酸化亜鉛の合成方法
ZnOを合成するにはいくつかの方法があります。直接法では、酸素の存在下で金属亜鉛の加熱が行われます。金属亜鉛は酸化して ZnO を形成し、粉末として収集できます。
間接法では、硝酸亜鉛や硫酸亜鉛などの亜鉛塩を原料として使用し、それを分解するか他の化合物と反応させてZnOを生成します。
さらに、沈殿法では、亜鉛塩を水酸化ナトリウムや炭酸アンモニウムなどの沈殿剤と混合し、ZnO 沈殿物を形成します。水熱法では、高圧高温条件を使用して亜鉛塩と水酸化物源との反応を促進し、ZnO 結晶の形成をもたらします。
ゾルゲル合成には、酢酸亜鉛などの亜鉛前駆体の加水分解とそれに続く縮合反応によるゲルの形成が含まれます。 ZnOを得るには、ゲルを加熱します。
研究者は、噴霧熱分解、蒸着、電着などの追加技術を使用して、カスタマイズされた特性を持つ ZnO を作成します。各方法には粒子サイズ、形態、純度の制御という点で利点があり、さまざまな用途に合わせた ZnO の合成が可能になります。
酸化亜鉛の用途
酸化亜鉛は、その多用途な特性により、さまざまな産業で幅広い用途に使用されています。 ZnO の主な用途をいくつか紹介します。
- 日焼け止め: 酸化亜鉛は、有害な紫外線を反射して皮膚から遠ざけることにより、有害な紫外線から効果的に保護するため、日焼け止めの一般的な成分です。
- 化粧品: 化粧品メーカーは、余分な油分を吸収し、マットな仕上がりを与え、増量剤および顔料として機能するために、ファンデーション、パウダー、クリームに ZnO を使用しています。
- 医薬品: 医療用クリームや軟膏は、その鎮静作用と抗菌作用により、発疹、火傷、炎症などのさまざまな皮膚症状の治療に ZnO を使用しています。
- ゴム産業: ゴム産業では、加硫プロセスで活性剤として ZnO を使用し、それによってゴムの強度と耐久性が向上します。
- セラミック: メーカーはセラミックの製造にフラックス剤として ZnO を組み込んでおり、これにより融点が下がり、材料の全体的な特性が向上します。
- エレクトロニクス: バリスタ、センサー、トランジスタなどの電子デバイスは、半導体材料として ZnO を使用します。
- ペイントとコーティング: ペイントとコーティングには、顔料および紫外線吸収剤として ZnO が含まれており、色の安定性を確保し、太陽光による劣化を防ぎます。
- テキスタイル: エンハンサーは、ZnO を生地や繊維に組み込み、抗菌特性を与え、臭気を軽減するため、スポーツウェア、靴下、下着に適しています。
- 接着剤: 接着剤配合には、接着強度と耐熱性を高めるために ZnO が組み込まれています。
- 動物飼料: 動物飼料には、家畜の亜鉛欠乏に対処するためのサプリメントとして ZnO が含まれており、それによって成長を促進し、全体的な健康状態が改善されます。
これらの多様な用途は、さまざまな産業における ZnO の多くの利点を強調しており、ZnO を貴重で多用途な化合物にしています。
質問:
Q: 硫酸亜鉛はどのようにして製造されるのですか?
A: 硫酸亜鉛は、ZnOと硫酸を反応させることによって生成されます。
Q: 酸化亜鉛は何に使われますか?
A: ZnO は、日焼け止め、化粧品、医薬品、ゴム製造、セラミックス、エレクトロニクスなどのさまざまな用途に使用されています。
Q: 日焼け止めには何パーセントの酸化亜鉛を含めるべきですか?
A: 日焼け止めに含まれる ZnO の推奨割合は、通常 10% ～ 20% です。
Q: 酸化亜鉛テープで膝をテーピングするにはどうすればよいですか?
A: ZnO テープで膝を固定するには、まず膝の下にアンカー ストリップを貼り、次に膝の上でテープを斜めに巻き、最後に膝の上にアンカー ストリップを貼ります。
Q: 外側靱帯捻挫に酸化亜鉛テープを使用するにはどうすればよいですか?
A: 外側靱帯捻挫に ZnO テープを使用するには、患部の周囲に 8 の字を描くようにテープを貼り、サポートと安定性を提供します。
Q: 酸化亜鉛は安全ですか?
A: ZnO は一般に、さまざまな用途での使用が安全であると考えられていますが、微粒子の吸入を避けるために予防措置を講じる必要があります。
Q: 酸化亜鉛とは何ですか?
A: 亜鉛と酸素原子で構成される白い粉末化合物で、化学式は ZnO です。
Q: 酸化亜鉛は何に使われますか?
A: ZnO は、抗 UV、抗菌、その他の有益な特性により、日焼け止め、化粧品、セラミック、電子機器、医薬品、ゴムの製造に使用されています。
Q: 酸化亜鉛と二酸化チタンはどのように皮膚を保護しますか?
A: ZnO と二酸化チタンは、紫外線を反射および散乱することで皮膚を保護し、日焼けや日光への曝露によるダメージを防ぐ物理的バリアとして機能します。