亜鉛

同位体	NA	半減期	DM	DE M eV	DP
⁶⁴Zn	48.6%	中性子34個で安定
⁶⁵Zn	{syn.}	244.26 日	ε	1.352	⁶⁵Cu
⁶⁶Zn	27.9%	中性子36個で安定
⁶⁷Zn	4.1%	中性子37個で安定
⁶⁸Zn	18.8%	中性子38個で安定
⁷²Zn	{syn.}	46.5 時間	β^-	0.458	⁷²Ga

注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。

亜鉛（あえん、羅Zincum 英Zinc）は原子番号 30の金属元素。元素記号は Zn。亜鉛族元素の一つ。安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP) の金属。

[編集] 性質

青味を帯びた銀白色の金属であるが、湿った空気中で錆び易く、灰白色の塩基性炭酸亜鉛で覆われる。融点は 419.5℃。常温では脆いが、約 110℃～150℃の範囲のみで展性、延性に富むようになる。希酸に容易く水素を発生して溶け、熱濃アルカリにも徐々に溶ける。

Zn + 2 H⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + H₂

Zn + 2 OH⁻(aq) + 2 H₂O → [Zn(OH)₄]²⁻(aq) + H₂

天然には遊離状態で産出することはなく、地殻中の存在比は推定値で80ppm^[1]とそれほど多くはないが、硫化亜鉛を主成分とする閃亜鉛鉱などが容易く採掘されるため安価な金属である。亜鉛の沸点は同族のカドミウム、水銀と同様に低く、907℃である。木炭などで還元すると昇華してしまい煙突の先端で空気中の酸素と反応し酸化物になる。この場合、鉱石を還元して生成した蒸気を空気を遮断して冷却しなければ単体は得られない。

[編集] 歴史

亜鉛は少なくとも紀元前4000年から銅との合金である真鍮として用いられて来た。古代ギリシア人はキプロス産の亜鉛化合物について記述している。ローマ征服前のダキア人（現在のルーマニア）は紀元前から金属亜鉛精錬技術に通じていた。ダキア以前に金属亜鉛を得た民族は見つかっていない。ダキア以外のヨーロッパで金属亜鉛を精錬するようになったのは産業革命が始まってからである。

ダキア人とは独立にインドでも亜鉛精錬技術が発見されている。12世紀にウールを還元剤として金属亜鉛を得ていた。12世紀から16世紀までに100万トン以上の亜鉛を製造したと考えられている。インドの技術は中国に渡り、16世紀には中国でも亜鉛生産が始まっている。

ヨーロッパ人として金属亜鉛に初めて接したのはポルトガル人だった。ポルトガル人は亜鉛の重要性に気づいておらず、ポルトガル商船を拿捕したオランダ人によってヨーロッパに金属亜鉛が持ち込まれた。1620年にはヨーロッパで東洋起源の金属亜鉛の販売が始まった。1737年に、中国から亜鉛精錬技術がイギリスに伝わる。1743年、ヨーロッパ初の亜鉛工場が港湾都市ブリストルに建設された。年間生産量は200トンである。同年スウェーデン人のアントン・フォン・シュワープが炭酸亜鉛から亜鉛を蒸留分離することに成功、硫化亜鉛からも抽出できた。これはイギリス人の製法とは独立である。1746年、ドイツ人アンドレアス・マルクグラーフは他の2国とは独立に金属亜鉛を得る。コークスと酸化亜鉛を加熱する際、空気を断つことが成功につながった。結局、マルクグラーフの手法が金属亜鉛の大規模生産へとつながっていく。このため、マルクグラーフこそが亜鉛の発見者であると位置づけられることがある

[編集] 用途

亜鉛めっき鋼板として鋼材の防食に用いる。特に、薄い鉄板に亜鉛めっきを施したものはトタンと呼ばれ屋根材などに使われる（→トタン板）。犠牲電極としての亜鉛めっきの他、真鍮や洋銀などの合金材料、乾電池の陰極板などに利用される。ダイカストの地金には亜鉛合金が広く用いられている。また、亜鉛の蒸気を酸素と反応させることにより、亜鉛華と呼ばれる白色粉末が得られ、これを顔料、医薬品、化粧品などとして用いる。亜鉛を原料としたおしろいが生まれる以前は鉛や水銀を原料としており、しばしば中毒を引き起こしたため、安全な亜鉛のおしろいの登場は画期的な事であった。また、近年においては透明薄膜トランジスタの伝導膜として酸化亜鉛が注目を集めている[1]。

[編集] 亜鉛めっき

亜鉛を鋼板へめっきする方法としては、溶融した亜鉛に鋼材を浸して行なう溶融亜鉛めっきと、電気分解を利用する電気めっきがある。電気めっきの場合には、めっき後かなり時間がたってからウィスカーと呼ばれるひげ状の細長い亜鉛結晶が成長してくることが知られており、これが電気製品の故障原因となる場合がある。近年でも、サーバーに障害を発生させる原因となるとして注意喚起が行なわれている。^[2]

[編集] 人体における亜鉛

生体では鉄の次に多い必須微量元素で、体重70kgのヒトに平均2.3g含まれる。100種類を超える酵素の活性に関与し、主に酵素の構造形成および維持に必須である。それらの酵素の生理的役割は、免疫機構の補助、創傷治癒、精子形成、味覚感知、胎発生、小児の成長など多岐にわたる。炭酸脱水酵素が最も重要だろう。その他、加水分解酵素の活性に関わり、DNAやRNAのリン酸エステルを加水分解によって切断するので細胞分裂に大きく関わる。

人体に入る亜鉛はすべて食品に由来する。人体中では骨に多く、次いで体組織である。最も少ないのが血液であり、7ppmに過ぎない。体組織中では、眼球、肝臓、筋肉、腎臓、前立腺、脾臓である。体液としては精液に多い。このうち、亜鉛の貯蔵器官は骨と脾臓である。亜鉛の排出経路は消化器が9割を占め、残りが尿と汗である。

ただし、金属亜鉛は人体に有害である。皮膚を刺激し、蒸気を吸入すると呼吸器に障害を起こし、全身、特に四肢の痙攣に至る。

[編集] 所要量

2005年版の「日本人の食事摂取基準」では、推定平均必要量：8（6）mg/日、推奨量：9（7）mg/日、上限量：30（30）mg/日（数値はいずれも成人男性、かっこ内は成人女性）である。ちなみにアメリカでは、男性で11 mg/日、女性で8 mg/日が推奨されている。

[編集] 欠乏症

亜鉛の欠乏は、亜鉛含量の少ない食事の摂取、亜鉛と結合し小腸での吸収を妨げる食物繊維の取りすぎ、さらに鉄や銅の過剰摂取などが原因となって起こることがある。亜鉛を最も含む食材は入手の容易さを考慮に入れるとレバーである。食物中にフィチン酸が含まれていると亜鉛の吸収が妨げられる。フィチン酸は穀物や豆類に多い。したがって、赤身の肉が少なく、穀物や豆類の摂取が多い国、例えば、FAOの統計によると、メキシコやペルーなどに欠乏症の素地を満たす国民が多い。

症状は細胞分裂の頻繁な箇所に影響が現れる。

味蕾の減少による味覚障害
精子形成の減少
皮膚炎
免疫機能の減弱
甲状腺機能の減弱

亜鉛欠乏時には、胃腸機能の減衰および免疫機能低下による下痢が見られ、亜鉛を含む栄養素の摂取不良を招き、欠乏がさらに悪化することがある。亜鉛はインシュリンの構造維持に必須でもあり、糖代謝にも関与する。さらに、ビタミンAの活性化にも関与するため、亜鉛の欠乏により、ビタミンA欠乏症が現れることがある。また、動物実験レベルでは、亜鉛欠乏により、活動性の低下、記憶や注意力の低下が見られる。

[編集] 過剰症

亜鉛は過剰に摂取されると、膵液を通して過剰分が排泄されるが、大量に摂取されると過剰症を引き起こす。亜鉛の摂取過多は鉄や銅の欠乏を招く。また、善玉コレステロールとして知られる高比重リポタンパク質（HDL）の血液中の濃度を低下させる。

亜鉛を多く含む食品の例

[編集] サプリメントとしての亜鉛

時折、亜鉛の重要性をことさら誇張し「亜鉛を摂取すると精力が付く」とか「亜鉛は性のミネラル」とかいったような文句で亜鉛サプリメントの宣伝がなされることがあるが、亜鉛の多量摂取により男性機能が高まるということはない。

上記のような症状を強く感じたとしても、それらが亜鉛不足によるものと断定するのは好ましくない。特に皮膚や免疫という生命維持にとって重要性の高い要素に対する素人の判断は問題を拡大することにもつながる。これらの症状はほかの原因によって起きている可能性もあるため、安易に亜鉛サプリメントを摂取して間に合わせようとするのではなく、医師に相談し適切な処方を受ける方が確実である。

[編集] 摂取源

100g中に含まれる亜鉛の量 (mg) の比較。

牡蠣 - 7
レバー - 6
牛肉 - 4
小麦 - 4 - ただし土壌により、1/10にまで下がる場合がある
チーズ - 3
納豆 - 3
エビ - 2
卵 - 1
牛乳 - 0.4

[編集] 亜鉛の化合物

化合物中の原子価は唯一2価が安定であり、その他の1価 (Zn₂²⁺)は亜鉛および塩化亜鉛を融解状態で反応させると生成するものの極めて不安定で不均化しやすい^[3]。

2価の水和イオン Zn²⁺(aq)は無色であり、多少加水分解して弱酸性を示し、その酸解離定数はpK_a = 9.0である。

塩化亜鉛(ZnCl₂)
酸化亜鉛(ZnO)
硫化亜鉛(ZnS) - 白色
硫酸亜鉛(ZnSO₄)
クロム酸亜鉛(ZnCrO₄) - 黄色顔料・ジンククロメート（ジンクイエロー）として使われる。
ステアリン酸亜鉛（Zn(C₁₈H₃₅O₂)₂） - 製薬助剤
すず酸亜鉛（ZnSnO₃） - プラスチック難燃剤
グルコン酸亜鉛（C₁₂H₂₂O₁₄Zn） - 医薬（亜鉛補充剤）
リン化亜鉛（Zn₃P₂）殺鼠殺虫剤（毒物及び劇物取締法による劇物）

[編集] 同位体

詳細は「亜鉛の同位体」を参照

[編集] 関連項目

[編集] 脚注

^ Taylor & McLennan, 1985
^ http://it.jeita.or.jp/infosys/info/whisker/020115.html
^ FA コットン, G. ウィルキンソン著, 中原勝儼訳　『コットン・ウィルキンソン無機化学』　培風館、1987年

[編集] 外部リンク

	1	元素の周期表																18
1	H	2											13	14	15	16	17	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	...


		*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
		**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

[0] Taylor & McLennan, 1985

[1] ttp://it.jeita.or.jp/infosys/info/whisker/020115.html

[Cotton-2] FA コットン, G. ウィルキンソン著, 中原勝儼訳　『コットン・ウィルキンソン無機化学』　培風館、1987年

[1]

[2]

[3]

亜鉛

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

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