乙4　物理・化学

有機物と無機物

物質は炭素を含んでいるものを有機物と分類します。燃焼したときに二酸化炭素や一酸化炭素を発生させます。
それ以外は無機物と言って炭素を含んでいないために二酸化炭素や一酸化炭素は発生しません。

物質	有機物	木、紙、プラスチック、砂糖、ロウ等
	無機物	金属	水、食塩、ガラス等
		非金属	鉄、アルミニウム、銅、銀 鉛、亜鉛等

金属の特徴

• 常温で個体(水銀を除く)
• 一般に融点が高い。
• 金属光沢がある。
• 熱や電気の良導体である。
• 展性、延性がある。
• 比重が4より小さいものを軽金属、4より大きいものを重金属という。

 

そして、炭素を含む化合物を有機化合物と言います。ガソリンや灯油などがそうですが、物質の分類ではガソリンや灯油などは混合物でしたので、混同しないようにしっかりと覚えてください。

有機化合物の特徴

• 一般に可燃性。
• 炭素、水素、酸素、窒素が主体。
• 水に溶けずらいが有機溶剤には溶けやすい。
• 電気の不導体で静電気を発生しやすい。
• 融点や沸点が低いものが多い。
• 一般に反応速度が遅く、反応が複雑。

イオン化傾向

金属の原子が水または水溶液中で陽イオンになる時、金属の種類によりイオンになるなりやすさが異なり、このなりやすさをイオン化傾向と言います。

試験対策で覚えるなら｢錆びやすさ｣と思いっきり割り切って覚えましょう。

何故、こんな事を学ぶのかというと、地中などに金属配管するための知識として必要なのです。錆は配管をダメにしてしまうのですが、その錆を抑制するためにこの知識がちょっとだけ必要なのです。

たとえば、トタン屋根ですが亜鉛のメッキをしてあることを知っていますか？ベースは鉄ですが、亜鉛の方がイオン化傾向が強い(錆びやすい)ため、亜鉛メッキは錆びます。しかし、ベースの鉄はなかなか錆びずに穴があいたりしません。
配管も同じです。

錆というのはおもしろいもので、錆びやすい金属と錆びづらい金属が接触して存在すると、錆びやすい金属を錆びさせるのに夢中になって、錆びづらい金属は放って置かれます。

Mg	Al	Zn	Fe	Ni	Sn	Pb
マグネ シウム	アルミ ニウム	亜鉛	鉄	ニッケル	すず	鉛
ま　ぁ、　　　あ　　て　に　　　する　な

上記7つを覚えておけばまず大丈夫でしょう。鉄に対しては左側の金属が鉄を錆びさせづらくさせます。逆に右の金属は鉄を錆びさせやすくさせます。あくまでも接合または接触していることが条件です。

腐食

ここでいうのは金属の腐食であり、錆びることだと考えて良いです。

腐食の置きやすい場所

• 水分がぞんざいする場所。
• 酸性の強い土中。
• 乾燥した土と湿った土など土室が違う場所。
• コンクリートと土壌を貫通している場所。
• 塩分が存在する場所。
• 異なった金属が接触している場合。
• 直流電気鉄道の近くの場所。

鉄に亜鉛メッキをすると鉄自体が錆びづらいと書きましたが、そのことを防食作用と言います。鉄の管に、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛のメッキをすれば防食作用が働きますし、鉄とそれらの材質でできた管を接続すれば、同じように防食作用が働きます。

 

金属管の腐食防止

• 塗装面に傷を付けない。
• タンクや配管の埋設やコンクリートの調合には海砂ではなく川砂を使用する。
• 地下水との接触を避ける。
• コンクリートの貫通部には鞘(さや)管を設ける。
• 異種金属の接合、接触を避ける。
• 電気防食設備を設ける。
• 防食剤を使用する。
• コンクリートに完全に埋設する。
  (コンクリートの中は一般的に強アルカリ性です)