平成28年度 問25

アルミナ（酸化アルミニウム）に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

工業的製造はバイヤー法で行われる。
工業的製造では原料中アルミニウム成分の抽出は硫酸を用いて行われる。
工業的製造では中間生成物の水酸化アルミニウムを高温で焼成してアルミナとする。
高い電気絶縁性を持ち、集積回路基板に用いられる。
含まれる不純物によりルビー、サファイア、エメリーとなる。

解答解説

正答は2番です。

アルミナの工業的製造法であるバイヤー法は、1887年にオーストリアの化学者カール・バイヤーによって発明されました。水酸化ナトリウム（か性ソーダ）溶液を用いて粉砕したボーキサイトを加圧下で加熱抽出することでボーキサイト中のアルミナ分が溶け出します。その後、中間生成物である水酸化アルミニウムの結晶を取り出し、約1,000℃前後の温度で焼成してアルミナ(Al₂O₃)を生成します。

アルミナの天然鉱物はコランダムと呼ばれます。純粋なコランダムは無色透明ですが、含まれる不純物の種類によって様々な色を呈し、宝石として珍重されます。ルビーはアルミナを主成分とし、微量のクロムを含み赤色を呈します。サファイアも主成分はアルミナですが、チタンや鉄を含み青色を呈します。不純物の含有量が5%以上になると、コランダムは灰色のエメリーになります。エメリーは工業用の研磨材として使用され、宝石としての価値はほとんどありません。

5番の内容も大きく間違えてはいないのですが、チョクラルスキー法以外にもヴェルヌイユ法、フラックス法、熱水法もあります。またチョクラルスキー法は主に高品質な単結晶シリコンの製造に広く使用されています。その他の選択肢も誤りではないため、最も不適切な内容として5番が選ばれたと考えます。