國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系
蘇 明 德 教 授
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「鋅」在地殼中含量不多,僅佔0.007%。「鋅」因為本身化性活潑,所以在地球上絕不可能以純元素方式出現。「鋅」主要存在於〝硫化鋅〞(ZnS)礦物(也稱〝閃鋅礦〞,Zinc blende,)中。當今世界〝鋅礦〞的最大生產國是加拿大。「鋅」的商業應用可追溯至15世紀,但是人們取得金屬的「鋅」卻是很晚才開始。一般認為這是由於〝碳〞與〝鋅礦〞(又稱〝氧化鋅〞,ZnO)共熱時,〝氧化鋅〞會被〝碳〞還原的溫度是攝氏904度,而「鋅」的沸點僅僅攝氏907度,還原溫度與沸點太接近了,所以一旦還原出金屬「鋅」,「鋅」便會瞬間成蒸氣狀態,立即揮發散失,因此很難冶煉出純「鋅」。
相對其它金屬而言,雖然「鋅」是屬於比較活潑的化學元素,卻不易腐蝕,因為在「鋅」的表面可以迅速形成〝氧化物〞保護層,進而保護內部金屬不被腐蝕,也就是阻止「鋅」的表面進一步與空氣反應。所以「鋅」元素有〝鋼鐵衛兵元素〞或〝皮膚金屬元素〞等美稱。也許有人會問:「鋅」耐化學腐蝕的性能比〝鉻〞(Cr)、〝鎳〞(Ni)都差,為什麼能勝任〝皮膚金屬元素〞的角色呢?其中道理就在於「鋅」的〝自我犧牲〞精神。由於「鋅」的化學性質比〝鐵〞(Fe)活潑,在受到外界空氣或水分侵蝕時,「鋅」首先會被〝氧化〞,因此即使「鋅」殘留一丁點兒,仍能夠有效保護內部的〝鐵〞免受侵蝕。簡單的說,「鋅」比〝鐵〞更容易和〝氧〞或水分起化學作用,所以「鋅」雖然先犧牲了,但卻可保護內部的〝鐵〞。而與此相比,鍍〝鎳〞製品和鍍〝鉻〞製品,由於它們的鍍層不如〝鐵〞活潑,因此只要碰破一點,裏面的〝鐵〞會比〝鎳〞和〝鉻〞更快被腐蝕。由此可見,「鋅」是最佳的〝皮膚金屬元素〞,可以保護內部金屬不被腐蝕。