金の供給を王水が救う？～そもそも「王水」とは～
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金をも溶かす「王水」とは
科学的に非常に安定した物質である金。だからこそ、金を溶かすのは決して簡単ではありません。金を溶かせる唯一の液体を、「王水」と言います。
王水とは、西暦800年ごろのアラブにおいて、ムスリム科学者であったアブー・ムーサー・ジャービル・イブン・ハイヤーンによって発見された液体です。非常に強力な酸で、「金」をはじめ、ほとんどの金属を溶かすことができます。唯一例外なのが「銀」ですが、「金を溶かせる液体」は、非常に貴重なもの。
王水は、さまざまな分野で応用が進められました。後にヨーロッパでブームとなった錬金術にも、強い影響を与えたのは言うまでもありません。
発明当初から高く注目された王水ですが、現代においてもその価値は衰えていません。貴重な金を製錬したり加工したりするために、王水は欠かせない存在となっています。
発見当時よりも文明が発達した今だからこそ、王水の必要性も増していると言えるでしょう。
王水の化学式とその性質
王水は「HNO₃+3HCl」と表記され、濃塩酸と濃硝酸を3:1の比率で混合した橙赤色の液体になります。濃塩酸と濃硝酸の混合物である王水は酸化性が非常に高く、通常の酸では溶かすことのできないプラチナや金も溶かすことが可能です。
王水の化学式は、
HNO3 + 3HCl → Cl2 + NOCl + 2H2O
となり、濃塩酸と濃硝酸が反応することによって、塩素Cl2や塩化ニトロシルNOClを生成します。王水に含まれるNOClが電子を奪い取る力が強く、これにより、金属に対して強い酸化剤の役割をします。
逆王水
王水は金属への酸化に強いものの、有機物やガラスなどの物質を溶かすことは性質上できません。そのため、濃硝酸: 濃塩酸 = 3 : 1(体積比)で混合する逆王水と呼ばれる調合で、濃硝酸で有機物を加熱分解することが可能です。王水を使用する際、濃硝酸の性質を反映させたい場合にこの逆王水を利用します。
王水の人体へ影響
王水は金をも溶かす強い酸化性を持っています。しかし、人体はそのほとんどが水で形成されており、この水によって王水の影響は継続しないといわれます。また王水は安定的な物質ではなく、生成したCl2やNOClはガス化していくので時間とともに酸化力は低下していきます。
しかし、それでも腐食性が非常に強いために人体にとっては有害であることは間違いなく、日本国内では毒物及び劇物取締法によって、王水は劇物の指定になっています。
王水が手についてしまったら？
実験や研究の現場で使われる王水は、非常に強力な化学薬品のひとつです。もしも不注意で手に付着してしまった場合、ただちに適切な対処をしなければ、皮膚へのダメージが深刻になるおそれがあります。本記事では、王水が手についた際の対処法と、取り扱う際の注意点について詳しく解説します。
王水が手に触れた時の正しい対応と注意点
とにかくすぐに大量の水で洗い流す
反応が進行する前に、20分以上は流水でしっかりと洗い続けることが必要です。
衣服やアクセサリーをすぐに外す
指輪や手袋などの装飾品が付着した箇所にあると、酸が滞留して損傷が広がるリスクがあります。
王水がついた箇所や皮膚に異常がないか確認しましょう
赤み、痛み、腫れ、水疱などが出てきたら、そのまま放置せず病院で診てもらいましょう
医療機関に相談しましょう
たとえ軽度に見えても、王水によるダメージは後から症状が悪化することがあるため、専門医の判断を仰ぐのが賢明です。
やってはいけないNG行動
自宅にあるアルカリで中和しようとする
中和反応によって発熱や二次的な化学反応が起こる可能性があります。市販薬などで自己流に対処するのは避けましょう。
症状が軽いからと放置する
初期に症状がなくても、時間経過とともに皮膚が壊死したり、傷跡が残ることもあります。
予防と安全管理のポイント
王水の取り扱いには細心の注意が必要です。以下のような対策を事前に講じておくことで、リスクを最小限に抑えられます。
- 耐酸性手袋とゴーグルの着用 – 素肌に触れないことが第一の対策です。
- ドラフト内での操作 – 換気設備がある環境で王水を作成・使用しましょう。
- 使い終わったら即廃棄または中和 – 長時間保管せず、反応を停止させておくことが重要です。
王水を飲んでしまったら？
王水は人体に有害な劇物になっています。人間は水分でできているため、人体に触れたからといって、簡単に溶けてしまうわけではありません。もしも、王水を飲んでしまった場合は、濃酸が水に溶ける際の熱などで口の粘膜がただれてしまうような現象は発生すると思われます。口の中にいれた瞬間に明らかな刺激があるため、飲み込むことは容易ではありません。
皮膚や目に入った場合もシャワーや水で15分以上すすぎ、ただちに医師などの専門家に問い合わせることが重要です。
王水に飛び込んだらどうなる？
もしも、人間が王水のプールに飛び込んだらどうなるでしょうか？
王水は有機物をすぐに溶かす力は持っていないものの、電子を奪い取る力が非常に強いことで知られています。人間が王水のプールに飛び込むことで、炭素と水素の結合が多い有機物から一気に電子を奪い取ります。これにより、皮膚全体に反応熱が一気に広がり、爆発が起きる可能性があります。そうでない場合でもさきほどと同じように全身に反応熱が広がり、皮膚が赤く腫れあがることになり、火傷を負います。王水で人体が完全に溶けるには12時程度の時間が必要といわれており、実際は人体を完全に溶かすのは容易ではないということになります。
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「都市鉱山」と金の再供給の兆し
現時点で、人間がその手で採掘できる金の量は限られています。実際に、鉱山から採掘される金の量は、年々減少しています。中国は例外的に産出量が増加していますが、他国の状況から見ても、いずれ鉱石が枯渇するのは明らかでしょう。
金の需要と供給のバランスは、今後さらに崩れていくと予想されています。歯止めの利かない金価格の上昇は、すでに始まっていると見る向きもあります。
金は、投資対象としてだけではなく、工業分野においても欠かせない素材です。こうした分野においては、今後どのように金を確保し、活用していくのかが、非常に大きな課題と言えます。
金を巡る非常に厳しい状況の中で、高く注目されているのが「王水」です。各工業製品には、すでに大量の金が使われています。そのまま廃棄されれば、内部に使われている金も失われてしまうでしょう。
しかし王水を使えば、こうした金のリサイクルが可能に。すでに王水を使った技術は高く注目されており、多数の工業製品が集まる廃品処理施設のことを、「都市鉱山」と呼ぶケースも増えてきています。
電子基板が使われた工業製品は、巷にあふれかえっています。使われなくなった製品が集まる施設は、まさに「都市に存在する鉱山」と言って良いでしょう。
リサイクルの仕組みはいたってシンプルで、製品に加工された金を王水で溶かし、還元するだけ。これまで、「金が流出するだけ」であった場所が、王水の働きによって、再供給の場所へと生まれ変わろうとしています。
もちろん、王水を使った金のリサイクルにも、まだまだ多くの課題が残されています。工業製品には、金以外の金属も多く含まれているもの。その選別は決して簡単ではなく、「金をリサイクルできても採算が合わない」という事態も発生しているようです。
とはいえ、人間が鉱山から採掘できる金の量に限りがある以上、「都市鉱山」への注目度は、今後もさらに高まっていくでしょう。
