鉄鋼・非鉄金属– category –

同素体は同じ元素の単体で原子のつながり方が違うもの、同位体は陽子の数が同じで中性子の数が違う原子です。違いを表とビー玉のたとえで整理し、黒鉛電極やオゾン処理、溶接部の放射線透過試験、同位体比分析、ウラン濃縮まで工業での使い道を解説します。

六方最密構造（hcp）は単位格子に原子2個、配位数12、充填率74%、c/aの理想値は1.633。原子の積み方から密度と充填率の求め方を計算例つきで整理し、マグネシウム・チタン・亜鉛の加工性、面心・体心立方との違い、XRDでの確かめ方まで解説します。

硫化水素で沈む金属イオンが酸性と塩基性で違うのは、S²⁻の濃度が水素イオン濃度の2乗に反比例し、硫化物ごとに溶解度積が桁違いだからです。沈殿の色と系統分析、溶解度積の計算例、重金属排水の硫化物法、製錬、硫化水素の毒性まで整理します。

濃硝酸の半反応式はHNO₃＋H⁺＋e⁻→NO₂＋H₂O、希硝酸はHNO₃＋3H⁺＋3e⁻→NO＋2H₂Oです。同じ硝酸で生成物が分かれる理由を3NO₂＋H₂O⇄2HNO₃＋NOの平衡で説明し、作り方、銅との反応式、不動態、工場での使い道と取扱いまで整理します。

合金は金属に別の金属や非金属を溶かし合わせたもの。ジュラルミン・ステンレス・白銅・黄銅・青銅・はんだ・アマルガムの組成と性質、用途、JIS 記号を一覧で比べ、固溶強化や時効硬化で強くなる理由、鉛フリーはんだや水銀規制の今まで整理します。

無機化学の工業的製法とは、安い原料から硝酸・ソーダ灰・硫酸・アンモニア・アルミ・銅・水酸化ナトリウム・鉄を大量につくる方法です。実験室的製法との違い、8つの製法の反応式と条件の比較表、製法どうしのつながり、電力と日本での位置づけまで整理します。

電気分解とは、電気のエネルギーで酸化還元反応を起こし物質を分ける方法です。陰極・陽極で反応する物質の順番と反応式、水の半反応式の作り方、ファラデーの法則の計算に加え、食塩電解・めっき・水電解による水素製造と電力原単位まで整理します。

テルミット反応は、アルミニウムの粉で酸化鉄などの酸素を奪い、金属の単体を取り出す酸化還元反応です。2Al＋Fe2O3→Al2O3＋2Feの反応式、2,000℃を超える理由を生成熱で検算し、危険な理由と法令、レール溶接や金属クロムの製造まで整理します。

トタンは鋼板に亜鉛、ブリキはスズをめっきしたもの。傷がなければどちらも鉄を守りますが、傷がつくと亜鉛は身代わりに溶けて鉄を守り、スズは鉄の腐食を早めます。犠牲防食と被覆防食、イオン化傾向、白さびと耐用年数、JISと缶の用途まで整理します。

銅の電解精錬とは、粗銅を陽極、純銅を陰極にして硫酸銅水溶液で電気分解し、99.99％の電気銅を得る方法です。陽極・陰極の反応式、亜鉛や鉄が溶けて金・銀が陽極泥になる理由、量の計算、自溶炉から電解までの製錬所と硫酸・リサイクルまで整理します。